趙濤 張恩旭 黃家才 徐友

摘 要 近年來，混合式教學(xué)已成為一種日益流行的信息化教學(xué)模式，特別適合于傳統(tǒng)學(xué)習(xí)和教學(xué)向信息化教學(xué)過渡的過程。介紹在電力電子技術(shù)課程中，基于合作學(xué)習(xí)、基于問題的學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的混合式教學(xué)模式的應(yīng)用，并對(duì)混合式教學(xué)實(shí)施過程中課前、課中、課后三個(gè)階段的師生活動(dòng)進(jìn)行深入探討，最后對(duì)基于藍(lán)墨云班課混合式教學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)踐。

關(guān)鍵詞 教學(xué)設(shè)計(jì)；電力電子技術(shù)；混合式教學(xué)；藍(lán)墨云班課；仿真實(shí)驗(yàn)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2018）16-0044-03

1 引言

混合式教學(xué)是由傳統(tǒng)課堂轉(zhuǎn)變而來的整合了各種靈活的教學(xué)方式的學(xué)習(xí)范式[1]。混合式教學(xué)將傳統(tǒng)面對(duì)面的教學(xué)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。此外，混合式教學(xué)也包含其他元素，如在線學(xué)習(xí)和傳統(tǒng)學(xué)習(xí)內(nèi)容的環(huán)境、技術(shù)和媒體交互，不同的教學(xué)方法（在線）和傳統(tǒng)、團(tuán)體和個(gè)人學(xué)習(xí)活動(dòng)以及同步和異步交互。在教學(xué)過程中，教師可以充分發(fā)揮引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，保證教學(xué)有序、有效推進(jìn)。同時(shí)，作為學(xué)習(xí)主體，學(xué)生也可以充分體現(xiàn)主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性，有意識(shí)地構(gòu)建自己的知識(shí)、能力架構(gòu)[2-3]。

本文根據(jù)專業(yè)課程理論性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，分析相關(guān)課程混合式教學(xué)的諸要素，探尋其最優(yōu)的結(jié)合點(diǎn)，研究傳統(tǒng)課堂的線下教學(xué)、基于互聯(lián)網(wǎng)的線上教學(xué)及計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)的三位一體融合機(jī)制，對(duì)電力電子技術(shù)課程進(jìn)行混合式教學(xué)的教學(xué)設(shè)計(jì)研究并開展混合式教學(xué)實(shí)踐。

2 混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

電力電子技術(shù)是自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性[4]，具有電路拓?fù)浞N類多、工作波形變化多、工作頻率高、開關(guān)應(yīng)力大、工程應(yīng)用多等特點(diǎn)。根據(jù)上述特點(diǎn)，基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，并結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)以任務(wù)為導(dǎo)向的集網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、課堂教學(xué)及仿真實(shí)驗(yàn)研究的一體化混合教學(xué)模式。該混合教學(xué)模式由前期分析、資源建設(shè)、教學(xué)組織及學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)四環(huán)節(jié)組成[5]。

前期分析 教師對(duì)教學(xué)環(huán)境、教學(xué)對(duì)象以及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析，通過合理組織、優(yōu)化配置相關(guān)教學(xué)資源，如網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源、學(xué)時(shí)、計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)、教材，建立集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)與計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的混合式教學(xué)平臺(tái)[5]，為教學(xué)資源建設(shè)和教學(xué)策略抉擇奠定基礎(chǔ)。本文采用藍(lán)墨云班課作為電力電子技術(shù)課程混合式教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，以教師在云端創(chuàng)建的班群和班課空間為基礎(chǔ)，教師可以進(jìn)行課堂管理、資源推送、教學(xué)評(píng)價(jià)等教學(xué)組織，學(xué)生可以進(jìn)行訂閱課程、個(gè)性化學(xué)習(xí)、討論交流等[6]。藍(lán)墨云班課平臺(tái)功能模塊見圖1。

資源建設(shè) 針對(duì)傳統(tǒng)教材之外的數(shù)字資源建設(shè)和仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)，數(shù)字資源包括多媒體課件、教學(xué)視頻、電力電子器件及應(yīng)用手冊(cè)、試題庫及其他相關(guān)拓展資料等，其形式和類型可以多種多樣。在資源建設(shè)階段，教師應(yīng)在課前對(duì)相關(guān)的數(shù)字資源進(jìn)行整理，從海量的資源中選擇和課程相關(guān)度高、制作好的數(shù)字資源推送到藍(lán)墨網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上。此外，在電力電子技術(shù)學(xué)習(xí)過程中，運(yùn)用MATLAB/Simulink、

PSPICE、PSIM等仿真軟件和Mathcad等數(shù)學(xué)軟件有助于更好地掌握、理解和應(yīng)用，也是電力電子工程師必須掌握的工具。因此，根據(jù)學(xué)習(xí)者特征和教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)，開發(fā)典型的電路的仿真模型，建設(shè)仿真教學(xué)資源，也是不可或缺的。

教學(xué)組織 在混合式教學(xué)中，教學(xué)不再僅局限于課堂教學(xué)這一環(huán)節(jié)，而是圍繞課前、課中和課后三個(gè)階段進(jìn)行教學(xué)組織和設(shè)計(jì)[7]，包括課前自主學(xué)習(xí)、課堂教學(xué)活動(dòng)、課后拓展性學(xué)習(xí)及計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)研究活等環(huán)節(jié)。在這個(gè)過程中，教師要發(fā)揮引導(dǎo)的作用，促使學(xué)生能有效開展自主學(xué)習(xí)、探究合作學(xué)習(xí)，保證教學(xué)過程有序進(jìn)行。

學(xué)習(xí)評(píng)價(jià) 有效的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)有助于增強(qiáng)教學(xué)效果。除了傳統(tǒng)的形成性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)，為了更全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、興趣和學(xué)習(xí)效果[6]，可以通過藍(lán)墨云平臺(tái)的教學(xué)報(bào)告和在線測(cè)驗(yàn)完成情況對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的學(xué)情報(bào)告、課堂教學(xué)過程中拓展性學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)和課程考試成績(jī)等三個(gè)方面對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

3 混合式教學(xué)實(shí)踐

前期準(zhǔn)備 本研究選取電力電子技術(shù)課程進(jìn)行以藍(lán)墨云班課為平臺(tái)的混合式學(xué)實(shí)踐，教學(xué)對(duì)象為申請(qǐng)了該課程的自動(dòng)化專業(yè)大三學(xué)生。根據(jù)前期研究，構(gòu)建基于藍(lán)墨云班的電力電子技術(shù)教學(xué)資源。由于該課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源較為缺乏，因此在教學(xué)實(shí)踐中更多采用屏幕錄像專家軟件對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行錄屏，并轉(zhuǎn)換為視頻文件；還利用MATLAB/Simulink軟件搭建典型電力變換的仿真模型，以仿真實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生對(duì)電路有更好的了解；在此基礎(chǔ)上，學(xué)生可以修改電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)，對(duì)相關(guān)的電路進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。表1給出第三章第2節(jié)的學(xué)習(xí)任務(wù)單。

教學(xué)組織 按照課前、課中和課后三個(gè)階段逐步開展混合式教學(xué)[5-8]，三階段混合式教學(xué)實(shí)施流程如圖2所示。

1）課前階段。在混合式教學(xué)實(shí)施時(shí)，教師每周在課前將設(shè)計(jì)自主學(xué)習(xí)任務(wù)單和在線配套課程資源上傳至藍(lán)墨云端。課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)單由四部分組成：①學(xué)習(xí)要達(dá)成的教學(xué)目標(biāo)、學(xué)習(xí)的難點(diǎn)和重點(diǎn)以及學(xué)習(xí)方法、手段的建議

等；②課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)，請(qǐng)學(xué)生按照自己的節(jié)奏安排時(shí)間，觀看配套資源及其他相關(guān)學(xué)習(xí)資料并閱讀對(duì)應(yīng)的教材章節(jié)；③自主進(jìn)行學(xué)習(xí)效果檢測(cè)，自學(xué)完學(xué)習(xí)材料后，完成配套的自測(cè)題目，并按照學(xué)習(xí)任務(wù)書單的提示自行檢查課前學(xué)習(xí)效果；④仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)仿真模型，首先了解仿真模型各模塊的功能，通過改變控制參數(shù)和負(fù)載類型，觀察相關(guān)工作波形。

2）課中教學(xué)階段采用進(jìn)階的方式推進(jìn)教學(xué)活動(dòng)的展開。

第一步，教師對(duì)本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)及學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中存在的共性問題，通過講授、討論等方法進(jìn)行有針對(duì)性教學(xué)。

第二步開展任務(wù)性學(xué)習(xí)。以整流電路的單相整流電路一節(jié)的學(xué)習(xí)為例，由于課前學(xué)生已經(jīng)掌握其中相關(guān)的電路拓?fù)?、工作原理及?jì)算公式，在課堂教學(xué)時(shí)，教師根據(jù)學(xué)生做測(cè)試題的情況對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行集中講授，隨后提出一個(gè)單相相控整流的具體實(shí)例，要求學(xué)生根據(jù)要求提出方案、計(jì)算控制角、繪制工作波形及計(jì)算與選擇晶閘管參數(shù)；然后學(xué)生分成小組進(jìn)行討論和學(xué)習(xí)，教師負(fù)責(zé)監(jiān)督學(xué)習(xí)過程并向?qū)W生提供指導(dǎo)和幫助。

第三步，進(jìn)行拓展性學(xué)習(xí)。如在前面掌握單相橋式全控整流電路的基礎(chǔ)上，對(duì)單相橋式半控整流電路進(jìn)行工作特性、相關(guān)公式和工作波形的分析和計(jì)算。學(xué)生可以采用自主學(xué)習(xí)或合作學(xué)習(xí)的方式來開展拓展性學(xué)習(xí)活動(dòng)。在任務(wù)學(xué)習(xí)和拓展學(xué)習(xí)活動(dòng)結(jié)束后，可以隨機(jī)或選出學(xué)生代表通過講授、解答問題等方式展示學(xué)習(xí)成果，分享學(xué)習(xí)心得和體會(huì)。

3）課后階段。教師要求學(xué)生對(duì)本次教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)歸納。比如采用表格的形式將各種單相整流電路的電路拓?fù)?、控制角的移相范圍、輸出電壓和電流的?jì)算公式等一一列出，并提交到平臺(tái)上；并完成課后自測(cè)，進(jìn)一步將知識(shí)內(nèi)化。此外，學(xué)有余力的學(xué)生可以結(jié)合教師提供的仿真模型，通過改變電路和參數(shù)，對(duì)單相半控及不同負(fù)載等進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)研究，獲得拓展提高的機(jī)會(huì)。

教學(xué)評(píng)價(jià) 考慮混合式教學(xué)模式有個(gè)逐漸完善的過程，在實(shí)際教學(xué)實(shí)踐中，采用線下評(píng)價(jià)為主、過程評(píng)價(jià)為參考的方法。教師利用藍(lán)墨云班平臺(tái)提供的數(shù)據(jù)，如學(xué)生視頻和非視頻資源學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)值、簽到經(jīng)驗(yàn)值、測(cè)試經(jīng)驗(yàn)值，及時(shí)掌握解學(xué)生的學(xué)情，有針對(duì)性關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)能力及情感的變化，并給予相應(yīng)的表揚(yáng)或激勵(lì)。學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成最終還是要通過線下考核，教師根據(jù)教學(xué)平臺(tái)設(shè)置的分?jǐn)?shù)比例定量判定學(xué)生的在線學(xué)習(xí)效果。

4 結(jié)語

混合式教學(xué)使教學(xué)過程由以教師為中心向?qū)W生自主學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。本文在電力電子技術(shù)課程教學(xué)中引入混合式教學(xué)模式，通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用、混合式教學(xué)組織，進(jìn)一步豐富混合式教學(xué)的內(nèi)涵，為實(shí)踐性強(qiáng)的專業(yè)課程實(shí)施基于互聯(lián)網(wǎng)的新型教學(xué)提供可參考的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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