工程教育的電路理論課程混合式教學

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摘要：工程教育認證是最近幾年高等教育界為提高教育質(zhì)量內(nèi)涵和標準而發(fā)展起來高質(zhì)量的評估體系。通過它可以提高學生的解決工程實踐能力、復雜工程能力和卓越創(chuàng)新能力。在工程教育認證活動中，混合式教學是其中的熱點話題。本文結合近年來在電路理論課程教學的工作實踐中經(jīng)驗，對多種混合教學方法進行初探，總結幾種教學關系，實踐證明了這些方案和舉措能夠有效地提高工程實踐能力。

關鍵詞：工程認證教育；電路理論；混合式教學；實踐能力

一、工程教育背景下的電路理論課程混合式教學

根據(jù)工程教育的理念，以及課程與畢業(yè)要求的支撐關系，需要制定完善的課程教學目標。在課程目標導向下，通過組織教學團隊、研究教學方法、選擇教學內(nèi)容、建設教學資源（教材、課件、網(wǎng)站、視頻、案例、試題庫、實驗等）、完善教學文件（課程介紹、課程大綱、課程日歷、混合式教學設備等）、教學立項等，積極開展教學活動。根據(jù)教學反饋情況，對上述內(nèi)容不斷加以改進。反饋信息一方面來自正在上課學生的答疑、交流、作業(yè)，構成課內(nèi)改進循環(huán)；課后的線上學習信息和線下作業(yè)交流等，構成課外改進循環(huán)；課內(nèi)改進循環(huán)和課外改進循環(huán)，即構成了改進措施在當年的后續(xù)教學中進行改進并進行新的實施。另一方面包括課程目標達成度評價結果，構成年級循環(huán)，即改進措施需待下個年級的教學循環(huán)才能實施。在電路理論教學中，混合式教學深入到課程教學的方方面面。首先，在課堂上以雨課堂工具開展的部分翻轉課堂，開展一些基礎測試和簡單答題；其次，在課后，同學利用慕課、微課等網(wǎng)上資源進行線上線下的活動，使電路理論課程的學習豐富多彩；第三，可以利用線下的學習，加強對實際物理現(xiàn)象、工程問題的思考，和提出解決工程實際問題的辦法。為此，本文混合式教學和工程教育相結合，介紹單和多、正和負、加和減的三種關系，并將工程實際電路結合到混合式教學中。

二、混合式教學的幾個關系

（一）單和多的關系

當前，在理工類大學的電類專業(yè)學習中，電路理論教學仍然占有十分重要的地位。“電路理論”作為電子、信息及電氣專業(yè)一門重要的基礎課，高校的一般學生在學習此課程時還是有些困難的。其主要原因：課程內(nèi)容概念多，內(nèi)容抽象，需要學生具備必要的、物理上的電磁學知識和數(shù)學基礎知識；）課程內(nèi)容理論較多，課堂上講解的例題往往只注重解題過程，脫離工程實際，理論和實際脫節(jié)，不能達到“知行合一”；）課程考試往往只注重理論和方法考核，缺乏對實際物理現(xiàn)象、工程問題的思考，和解決工程實際問題的辦法；）授課方式比較單一，老師與學生互動、學生與學生互動較少。對于上述問題，電路理論課程的專業(yè)教師需要掌握授課技巧，從而使得教師能夠在教室中把電路理論教材里的知識通俗易懂地講解出來，幫助學生理解和掌握，從而完成知識傳授的過程。傳統(tǒng)教授過程的基本出發(fā)點是：教師是學生單一來源的教育資源提供者。因此，本文的“單”就是指“單一來源”，“單一來源”是指在互聯(lián)網(wǎng)不發(fā)達時，學生除了來教室聽講之外，再無其他渠道或者方式獲取教育資源。隨著互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，高等教育已經(jīng)或者即將進入教育資源不再稀缺的時代。另外，當今高等教育的主要學習者是“00”后學生，他們獲取知識的信息方式和方法都正在發(fā)生變化。主要表現(xiàn)在：手機已成為學生生活中的一部分，可以利用手機這個工具進行信息獲取和作為學習的新工具；學生的學習規(guī)律是以有的經(jīng)驗為基礎，通過與外界的相互作用構建新的理解，即“建構主義”為主要特征。學生已經(jīng)習慣于從多個不同渠道獲取信息，對碎片化的信息非但不反感，反而會感到親切。例如學生群體非常喜歡抖音的APP，以及對嗶哩嗶哩的網(wǎng)站非常關注等；學生對學習和課程的預期呈現(xiàn)出多樣化的趨勢。針對上述特征，主講教師必須與時俱進，因勢利導，充分利用移動網(wǎng)絡等資源提高學生的學習興趣，改進教學方法和手段。因此，本文的“多”是指“多樣化”。現(xiàn)在很多研究型大學非常注重多樣化教學，立體化教學，其人才培養(yǎng)目標已經(jīng)從單一的知識傳授，逐漸過渡到價值塑造、能力培養(yǎng)和知識傳授的“三位一體”。工程認證教育的主要思想---“以學生為中心”，其實更準確的含義是教師利用移動互聯(lián)時代所提供的工具，以學生為“客戶”，從“客戶”的需求和狀態(tài)出發(fā)，提供針對性更強的教學服務（比如做題交互和討論等）。在此模式下，學生上課比較活躍，老師比較興奮，師生都在思維活躍較高水平上進行思想交流和碰撞。

（二）正和負的關系

為了能夠讓學生在課堂中的學習活躍起來，主講教師往往需要在教學設計時既要考慮“負向”反饋，又要善于“正向”激勵，這就是“正”和“負”的關系。負向反饋實際上是一種反饋教學方式。以雨課堂工具中的翻轉課堂為例，我們設計了負向反饋和正向激勵的教學過程，圖1給出該教學流程框圖。我們利用雨課堂工具的翻轉課堂為例，每次堂課中，在翻轉課堂中設計了三種題型，即概念題、判斷對錯題、簡單計算題等。表1給出三種題型的計算時間、數(shù)量和成績情況。這些題是根據(jù)此前約15-20分鐘聽講所掌握的知識，用手機在限定時間內(nèi)（4-5分鐘）完成答題，而且每道題回答得正確與否，將對學生的最后總成績是有影響的。學生在一個學期里需要完成約100道的練習題，其完成情況占總成績的15%。每學期期末，我們都對學生進行匿名問卷調(diào)查反饋。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，翻轉課堂內(nèi)的限時訓練對同學們的學習很有意義和幫助。經(jīng)過總結，我們認為有三方面的原因：約80.3%的同學認為,通過課上的小訓練，可以盡快發(fā)現(xiàn)自己在課堂上學習中哪些知識要點掌握不足，存在哪些缺陷，提示課后可以進行重點復習；答錯一道題所造成的影響對同學們的成績影響不是很大，但促進同學們積極思考；課程教學信息的及時反饋，能夠了解同學們的學習狀況。由于課上教師會及時給出每道題答題結果情況的分布柱狀圖，同學們能夠及時了解自己學習情況，以及其他同學對電路理論某一知識點的掌握情況。同時，由于及時課堂學習信息，各位同學能夠實時了解其他同學的學習成效。通過負向反饋可以增加學生欲望的同時，還可以通過正向激勵提高學生的學習興趣。例如雨課堂工具的“投稿”和“紅包”功能等。經(jīng)常采用的“投稿”過程是：布置一個電路理論某個章節(jié)練習題后，學生用紙、筆將解答過程詳細寫出，率先做完的學生用手機拍照后，通過雨課堂中“投稿”工具進行投稿；教師在手機上，可以看到所有學生的投稿情況，對于同學的較好解答結果，將以實名制投送到課堂屏幕上和傳送到學生手機上；對于錯誤解答，教師將以匿名方式傳送到課堂屏幕并推送到學生手機上。典型采用的“紅包”激勵過程是：布置有限時的電路理論某個章節(jié)練習題后，教師在手機上發(fā)送“紅包”；率先提交正確解答的學生，可以參加紅包活動，同時學生姓名將出現(xiàn)在課堂屏幕和學生手機上。對于大多數(shù)學生而言，由于對某個電路理論習題做得又快又好，其名字出現(xiàn)在正在上課同學的手機上，是一個較強的正向激勵，特別是對于基礎較好的學生來說更是這樣。在混合式教學設計中，協(xié)調(diào)好負向反饋和正向激勵功能，能夠在課堂中同時提升不同類型學生的注意力和積極性，提高學生的學習興趣。

（三）加和減的關系

在傳統(tǒng)教學的基礎上，融進一些混合式教學方式、方法，在課堂上進行教師和學生、學生和學生之間開展討論，則從知識傳授效率的角度來看，相對于教師的講授而言，這個討論的過程往往是低效率的。其主要原因是：1）學生的反饋和發(fā)言往往不能確保是正確的；2）教師需要用更多時間，組織學生完成對某個知識點的討論。因此，教師在課堂教學內(nèi)容中做有必要做適量的減法，量體裁衣。要想在高效率講授的基礎上進一步提升學習成效，就得犧牲部分教學內(nèi)容，空出一些時間來加強交互。由于課堂授課時間是固定的，如何合理分配好傳統(tǒng)講授和混合教學互動時間節(jié)點是需要精心設計的。那些略講，那些不講，都是需要反復考慮斟酌，三思而行的。當然，減掉的課堂教學內(nèi)容并非不再要求，而是放到課外，讓學生自己自覺學習相關的慕課或微課資源。在混合式教學模式下，需要主講教師精心的課程教學設計，學生的課前預習、課堂交流、課后學習內(nèi)容是不同的，我們以電路理論節(jié)點電壓學習為例介紹一下混合式教學模式的課程設計。（1）課前預習。了解節(jié)點、節(jié)點電壓的概念；了解通過以節(jié)點電壓為變量建立的KCL方程的過程；通過電路理論微課資源進行答題，包括概念、判斷對錯、簡單計算題等；（2）課堂交流。講解節(jié)點電壓法的概念，習題講解；翻轉課堂進行概念、判斷對錯題的考核；若干習題講解；具體學生用紙筆計算習題，“投稿”和“發(fā)紅包”激勵環(huán)節(jié)；計算題的小討論和總結；（3）課后學習。可以通過微課、慕課復習節(jié)點電壓法，搞通難點；完成作業(yè)；預習下一節(jié)課的教學內(nèi)容；課前預習、課堂交流、課后學習三個部分共同構成了混合教學內(nèi)容，三者是互補關系，以期通過互補來提升學習效果。這樣做，一方面實現(xiàn)了前面提到的課堂教學內(nèi)容的減法，另一方面也并沒有給學生課外增加太多負擔，還可以使用網(wǎng)上的較好教學資源做為自己的學習工具。主講教師對于混合教學必須進行精心設計，上課內(nèi)容刪減得當，對課堂中沒有講的教學內(nèi)容，可以讓學生利用網(wǎng)上的優(yōu)秀慕課或微課資源進行補充。我們在國家級慕課的教學中，加入了與工程實踐結合的電路案例，例如煙霧報警器電路、汽車點火電路、揚聲器音響電路等案例。通過這些工程電路例子，將日常工程實際電路案例融合到課程教學和考試考核中，增加電路理論學習的趣味性，調(diào)動學習者的學習興趣，有效提高課程教學效果，提高學生對電路理論分析問題和解決工程問題的能力。

參考文獻：

[1]高捷,楊西強,印杰.以創(chuàng)新實驗計劃促進高校人才培養(yǎng)模式改革[J].北京:中國高等教育，2008（23）.

[2]申萍,王立德.大學生創(chuàng)新計劃項目與理論課相融合的教學模式[J].南京:電氣電子教學學報，2010,32（S1）.

作者：王宏偉 謝麗蓉 單位：新疆大學電氣工程學院