周 鵬，劉 偉，李 堯，閻澤恒，趙 青，劉戰(zhàn)合

（1.鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院，河南 鄭州 450046；2.福建工程學(xué)院，福建 福州 350118）

0 引 言

教育部高等教育司司長(zhǎng)吳巖在第十一屆“中國(guó)大學(xué)教學(xué)論壇”上指出“金課”的建設(shè)需具備高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，并提出建設(shè)五大“金課”的目標(biāo)，包括線(xiàn)下“金課”、線(xiàn)上“金課”、線(xiàn)上線(xiàn)下混合式“金課”、虛擬仿真“金課”和社會(huì)實(shí)踐“金課”。要合理運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)積極推進(jìn)慕課建設(shè)與應(yīng)用，開(kāi)展基于慕課的線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程是大部分理工科學(xué)生的基礎(chǔ)必修課，也是其他專(zhuān)業(yè)的選修課，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性、基礎(chǔ)性、應(yīng)用性、拓展性和創(chuàng)新性，在培養(yǎng)學(xué)生探索精神和創(chuàng)新意識(shí)方面具有不可替代的作用。如何把電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)打造成有深度、有創(chuàng)新性、有先進(jìn)性的“金課”模式，實(shí)現(xiàn)“人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)”的目標(biāo)，是值得深入研究的問(wèn)題。

本文為探索線(xiàn)上線(xiàn)下混合式“金課”教學(xué)模式，立足于整體貫通、深入淺出、凸顯特色、重點(diǎn)突出、思政引領(lǐng)、內(nèi)外驅(qū)動(dòng)、便于自學(xué)、利于教學(xué)的原則，實(shí)施不同模塊組合的教學(xué)設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)融教、學(xué)、練、測(cè)、賽于一體的學(xué)習(xí)情境，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐和大賽融合以及教賽課一體的新工科創(chuàng)新課程；構(gòu)建課前自學(xué)、線(xiàn)上線(xiàn)下混合教學(xué)、線(xiàn)下討論、綜合實(shí)訓(xùn)、創(chuàng)新大賽和興趣小組電子協(xié)會(huì)六聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式下的交叉融合教學(xué)方法。針對(duì)不同專(zhuān)業(yè)的學(xué)生列舉經(jīng)典實(shí)例或每年的學(xué)科競(jìng)賽案例與教學(xué)內(nèi)容融合，及時(shí)跟蹤前沿知識(shí)。完善網(wǎng)絡(luò)課程資源，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)上線(xiàn)下一體化教學(xué)，學(xué)生可以隨時(shí)隨地在線(xiàn)學(xué)習(xí)，方便快捷且效率高。在理論與應(yīng)用的關(guān)系上，以應(yīng)用為主，思政引例，強(qiáng)調(diào)特色，力求做到集知識(shí)性、先進(jìn)性、實(shí)用性、趣味性和創(chuàng)新性于一體，以培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、工程能力強(qiáng)、有創(chuàng)新意識(shí)以及賽教課融合一體為目標(biāo)，重視“三個(gè)基本”，堅(jiān)持以“四融合”為指導(dǎo)思想，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行模塊化重組教學(xué)，構(gòu)建合理的課程體系。

1 現(xiàn)狀分析

隨著互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的發(fā)展，知識(shí)獲取方式和傳授方式、教和學(xué)的關(guān)系正在發(fā)生深刻變革，人們對(duì)教育的需求更加多樣化，對(duì)更高質(zhì)量、更加公平、更具個(gè)性的教育需求也更為迫切。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)是理工科學(xué)生的基礎(chǔ)必修課，目前多數(shù)高校已對(duì)其教學(xué)模式進(jìn)行了不同方式的改革，并且已有明顯進(jìn)展。但線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)模式還存在如下問(wèn)題：

（1）線(xiàn)上教學(xué)缺乏現(xiàn)場(chǎng)互動(dòng)交流

在線(xiàn)下課堂中，教師可以通過(guò)觀察學(xué)生的反應(yīng)來(lái)判斷所講授知識(shí)是否真正被學(xué)生理解，并根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃。教師還可以隨時(shí)觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)督。但在線(xiàn)上教學(xué)中，教師缺少直接掌握學(xué)生情感反應(yīng)和學(xué)習(xí)表現(xiàn)的渠道，不能現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，無(wú)法及時(shí)了解學(xué)生對(duì)所講授知識(shí)的理解情況，缺乏教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)感和生動(dòng)性，學(xué)生也容易分心。

（2）教學(xué)內(nèi)容需要優(yōu)化創(chuàng)新和與時(shí)俱進(jìn)

線(xiàn)下翻轉(zhuǎn)課堂未能很好體現(xiàn)電工電子技術(shù)的前沿性和時(shí)代性，課程的創(chuàng)新性需要加強(qiáng)。例如，課程中涉及門(mén)電路、運(yùn)算器、寄存器、存儲(chǔ)器等概念時(shí)可引入新的納米技術(shù)、64位技術(shù)、多核心技術(shù)等；結(jié)合高校舉辦的各類(lèi)競(jìng)賽，引導(dǎo)學(xué)生積極參加“互聯(lián)網(wǎng)+”和電子競(jìng)賽，提高創(chuàng)新能力。

在內(nèi)容組織上與復(fù)雜非電專(zhuān)業(yè)融合仍不夠，應(yīng)將不同專(zhuān)業(yè)嵌入到電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程，建立交叉學(xué)科的聯(lián)系。在電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的講授過(guò)程中應(yīng)以計(jì)算機(jī)單總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的引入，建立課程與計(jì)算機(jī)五大部件以及現(xiàn)代數(shù)字產(chǎn)品之間的聯(lián)系。例如，引入計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)的發(fā)展、5G時(shí)代的開(kāi)啟、“神威太湖之光”超級(jí)計(jì)算機(jī)的國(guó)產(chǎn)處理器等。

（3）教學(xué)評(píng)價(jià)需要過(guò)程評(píng)價(jià)及多方位考核

目前，教學(xué)評(píng)價(jià)仍然以期中、期末階段性考核為主，忽視了對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)，無(wú)法全面客觀地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，這使得電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程線(xiàn)上線(xiàn)下混合式“金課”教學(xué)模式的優(yōu)化效果非常有限。因此，應(yīng)針對(duì)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)，結(jié)合各個(gè)線(xiàn)上平臺(tái)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和綜合評(píng)價(jià)方式等方面進(jìn)行革命式改革，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的“金課”教育模式。

2 電工電子技術(shù)基礎(chǔ)的混合式“金課”教學(xué)模式設(shè)計(jì)

2.1 課上教學(xué)改革

考慮到電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)，針對(duì)課上教學(xué)模式進(jìn)行改革。在電路基礎(chǔ)知識(shí)講解的過(guò)程中，需要加強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際生活中電路問(wèn)題的能力，為此可以將重要基礎(chǔ)知識(shí)的講解放到在線(xiàn)平臺(tái)上，對(duì)線(xiàn)上和線(xiàn)下課堂進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。針對(duì)模電和數(shù)電模塊的難點(diǎn)和重點(diǎn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)相關(guān)小節(jié)和單元測(cè)試。線(xiàn)上教師和學(xué)生可以通過(guò)共享屏幕功能進(jìn)行互動(dòng)，消除線(xiàn)上教學(xué)無(wú)法有效互動(dòng)的弊端，提高學(xué)生自主思考能力。雨課堂平臺(tái)的互動(dòng)工具目前已經(jīng)相當(dāng)完善，可以有效活躍教學(xué)氣氛，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性；還可以及時(shí)了解學(xué)生針對(duì)電路知識(shí)難點(diǎn)的掌握情況，隨時(shí)對(duì)本課程的教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整。教師可以通過(guò)發(fā)小紅包的方式調(diào)動(dòng)學(xué)生上課的積極性；合理利用線(xiàn)上平臺(tái)隨機(jī)點(diǎn)名功能，掌握學(xué)生線(xiàn)上上課狀態(tài)，有效防止學(xué)生在無(wú)監(jiān)督情況下走神；利用各個(gè)平臺(tái)進(jìn)行簽到，省去線(xiàn)下課堂的點(diǎn)名時(shí)間，教學(xué)時(shí)間更充足；通過(guò)彈幕提出問(wèn)題，有效活躍在線(xiàn)課堂的教學(xué)氛圍，每位學(xué)生都有機(jī)會(huì)發(fā)表自己的看法，不善言辭的學(xué)生也可以在線(xiàn)提出自己的問(wèn)題，增加學(xué)生與老師的交流。傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌鲜健敖鹫n”互動(dòng)討論式教學(xué)模式。電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的混合式“金課”教學(xué)模式設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的混合式“金課”課前教學(xué)設(shè)計(jì)

2.2 課后教學(xué)改革

電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的混合式“金課”課后教學(xué)設(shè)計(jì)如圖2所示。根據(jù)線(xiàn)上平臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行教學(xué)情況分析，結(jié)合線(xiàn)上和線(xiàn)下教學(xué)過(guò)程中學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和程度，設(shè)置課后測(cè)試題；學(xué)生也可自主分組，完成課后作業(yè)，并且可以利用騰訊會(huì)議、慕課、超星等平臺(tái)進(jìn)行組內(nèi)研討交流。

圖2 電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的混合式“金課”課后階段教學(xué)設(shè)計(jì)

2.3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的完善

目前，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源建設(shè)存在簡(jiǎn)單化、無(wú)序化的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)的虛擬仿真教學(xué)資源大多是播放式和單線(xiàn)程的，缺乏互動(dòng)性、隨機(jī)性及拓展性，不利于學(xué)生綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)；虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)體實(shí)驗(yàn)融合不足，不利于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和實(shí)踐創(chuàng)新能力。這主要是由于教學(xué)資源缺乏建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要在堅(jiān)持虛實(shí)結(jié)合、能實(shí)不虛的建設(shè)原則上，結(jié)合專(zhuān)業(yè)特色學(xué)科分布、技術(shù)儲(chǔ)備、開(kāi)發(fā)成本等因素，協(xié)調(diào)各學(xué)院有序、有步驟、分階段地建立教學(xué)資源統(tǒng)籌規(guī)劃建設(shè)機(jī)制；制定項(xiàng)目管理方案，并在立項(xiàng)、建設(shè)、中期檢查到結(jié)項(xiàng)考核等階段做到層層把關(guān)、優(yōu)勝劣汰，確保資源質(zhì)量；建立教學(xué)資源開(kāi)發(fā)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在滿(mǎn)足模型逼真、優(yōu)化、占用空間小的要求基礎(chǔ)上，對(duì)開(kāi)發(fā)引擎、模型制作、數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)的選取制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，便于開(kāi)放共享以及后期維護(hù)、升級(jí)；建立教學(xué)資源評(píng)價(jià)制度，如專(zhuān)業(yè)知識(shí)與信息技術(shù)融合的評(píng)價(jià)制度、資源分級(jí)制度、用戶(hù)評(píng)價(jià)制度等，推動(dòng)注重交互環(huán)節(jié)、決策判別、設(shè)計(jì)考慮的綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的建設(shè)，提高實(shí)驗(yàn)隨機(jī)性和拓展性。

3 電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的混合式“金課”教學(xué)模式實(shí)踐——以鄭州航院為例

3.1 電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的混合式“金課”教學(xué)實(shí)施

（1）把牢政治方向，融入課程思政

將思政教育引入電工電子技術(shù)基礎(chǔ)的課堂教學(xué)中去，勉勵(lì)學(xué)生發(fā)奮學(xué)習(xí)、回報(bào)社會(huì)。為學(xué)生了解每個(gè)模塊的學(xué)習(xí)思路和方法提供指導(dǎo)，彰顯立德樹(shù)人、價(jià)值引領(lǐng)的教學(xué)理念，落實(shí)課程思政目標(biāo)。通過(guò)課程思政與教學(xué)內(nèi)容的融合，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)奉獻(xiàn)精神、工匠精神和家國(guó)情懷。對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)思維教育，引導(dǎo)學(xué)生形成正確的世界觀和方法論，提高辯證思維能力，例如將PN結(jié)及二極管單向?qū)щ娦耘c哲學(xué)中事物普遍聯(lián)系的觀點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，從半導(dǎo)體摻雜特性到載流子在內(nèi)外電場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)，再到PN結(jié)的形成過(guò)程和導(dǎo)電特性，讓學(xué)生充分了解事物之間的普遍聯(lián)系；溫度對(duì)三極管靜態(tài)工作點(diǎn)的影響如同哲學(xué)上量變與質(zhì)變的辯證關(guān)系，三極管特性曲線(xiàn)中隨著溫度升高，靜態(tài)工作點(diǎn)沿直流負(fù)載線(xiàn)上移，進(jìn)入飽和區(qū)后三極管放大電路失去放大作用，發(fā)生了質(zhì)的變化，以此引申至“不以惡小而為之，不以善小而不為”的人生哲理，教育學(xué)生樹(shù)立正確的人生觀和價(jià)值觀。

（2）重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)重要知識(shí)點(diǎn)的前沿性和時(shí)代性

電工電子技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)與相關(guān)專(zhuān)業(yè)交叉教學(xué)，例如單片機(jī)和嵌入式等。在講解前沿內(nèi)容時(shí)可以以計(jì)算機(jī)的單總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建該課程與計(jì)算機(jī)五大部件以及當(dāng)前迅速發(fā)展的新科技之間的聯(lián)系，例如人工智能、“互聯(lián)網(wǎng)+”、無(wú)人駕駛、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等；對(duì)于數(shù)電模塊的門(mén)電路、運(yùn)算器、寄存器、存儲(chǔ)器等知識(shí)點(diǎn)，可以與納米技術(shù)、64位技術(shù)、多核心技術(shù)等相互穿插教學(xué)，將早期的知識(shí)與現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，體現(xiàn)該課程教學(xué)內(nèi)容的前沿性、時(shí)代性和重要性。為了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神、提高動(dòng)手實(shí)踐能力，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參加高校舉辦的各類(lèi)競(jìng)賽，例如大學(xué)生電子競(jìng)賽、“互聯(lián)網(wǎng)+”競(jìng)賽等。

（3）建立區(qū)域內(nèi)高校仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目資源庫(kù)

以鄭州航院虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心為研究對(duì)象，按照服務(wù)與資源相結(jié)合的原則，建設(shè)具有統(tǒng)一性、開(kāi)放性、擴(kuò)展性、兼容性、前瞻性的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理和共享平臺(tái)。高效管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，全面提供搜索導(dǎo)航服務(wù)，及時(shí)發(fā)布資源應(yīng)用信息，切實(shí)擴(kuò)大資源影響力度，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外、本地區(qū)及更大范圍的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享，滿(mǎn)足多學(xué)科、多學(xué)校和多地區(qū)開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要。探索高等學(xué)校、科研院所、行業(yè)企業(yè)共建共管共享的新模式，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)服務(wù)支撐體系，解決學(xué)生多、實(shí)驗(yàn)設(shè)備少的難題，提高教學(xué)質(zhì)量。

3.2 非電專(zhuān)業(yè)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的混合式“金課”教學(xué)實(shí)踐成效

以鄭州航院非電專(zhuān)業(yè)學(xué)生為研究對(duì)象，基于中國(guó)大學(xué)MOOC等平臺(tái)進(jìn)行電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的混合式“金課”教學(xué)，該模式以學(xué)生為主體，是對(duì)傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)模式的革命式改革。充分利用現(xiàn)有的中國(guó)大學(xué)MOOC平臺(tái)，團(tuán)隊(duì)教師線(xiàn)上授課86次，考核896人/次，發(fā)布互動(dòng)167次，累計(jì)課堂活動(dòng)參與總?cè)舜螢? 432。

（1）學(xué)生自主完成課后測(cè)試情況

電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的理論性較強(qiáng)，教學(xué)內(nèi)容較難理解，導(dǎo)致教師很難掌握授課進(jìn)度。教師可以通過(guò)線(xiàn)上平臺(tái)，統(tǒng)計(jì)學(xué)生在學(xué)習(xí)平臺(tái)完成課后測(cè)試的情況，并針對(duì)新知識(shí)的難點(diǎn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行講解。線(xiàn)上課后測(cè)試成績(jī)統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表1所列。根據(jù)測(cè)試情況，教師可以及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度，針對(duì)課程難點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)講解；綜合學(xué)生測(cè)試的分?jǐn)?shù)，可以看出學(xué)生的知識(shí)掌握情況，能夠有效提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

表1 線(xiàn)上平臺(tái)課后測(cè)試分析

（2）教學(xué)考核情況

基于中國(guó)大學(xué)MOOC和雨課堂平臺(tái)的線(xiàn)上教學(xué)可以將教學(xué)過(guò)程數(shù)據(jù)化、可視化，主要是指基于教師教學(xué)中的微視頻與線(xiàn)上學(xué)生進(jìn)行答題互動(dòng)等。一方面教師可以根據(jù)微視頻進(jìn)行自我審查，提高自我教學(xué)能力；另一方面，教師可以根據(jù)學(xué)生完成作業(yè)情況，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。將線(xiàn)上教學(xué)數(shù)據(jù)化，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生線(xiàn)上、線(xiàn)下學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。通過(guò)先進(jìn)教學(xué)技術(shù)，有效地實(shí)現(xiàn)了師生在短時(shí)間內(nèi)的交流互動(dòng)。根據(jù)中國(guó)MOOC平臺(tái)的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)成效的及時(shí)反饋，為教師教學(xué)質(zhì)量的改善提供了可靠的信息支持。以鄭州航院材料、車(chē)輛、機(jī)械和計(jì)算機(jī)等非電專(zhuān)業(yè)學(xué)生為研究對(duì)象，發(fā)布問(wèn)卷調(diào)查，統(tǒng)計(jì)學(xué)生對(duì)于線(xiàn)上線(xiàn)下混合式教學(xué)的意見(jiàn)，具體情況如圖3所示。其中網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)不穩(wěn)定、學(xué)生上課走神等問(wèn)題均需要得到解決。

圖3 學(xué)生對(duì)混合式教學(xué)的意見(jiàn)調(diào)查

4 結(jié) 語(yǔ)

本文以鄭州航院材料、車(chē)輛、機(jī)械和計(jì)算機(jī)等非電專(zhuān)業(yè)為研究對(duì)象，針對(duì)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程，采用混合式“金課”教學(xué)模式進(jìn)行課上和課后的教學(xué)設(shè)計(jì)。對(duì)線(xiàn)上和線(xiàn)下課堂進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，將思政教育引入課堂教學(xué)中，并與納米技術(shù)、64位技術(shù)、多核心技術(shù)等穿插教學(xué)。最后，以鄭州航院為例對(duì)非電專(zhuān)業(yè)電工電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的混合式“金課”教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)踐，通過(guò)學(xué)生完成測(cè)試情況和學(xué)習(xí)進(jìn)度及問(wèn)卷調(diào)查情況，證明了此教學(xué)模式能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，打破了傳統(tǒng)教育的滿(mǎn)堂灌模式，在教學(xué)過(guò)程考核方面較傳統(tǒng)教學(xué)模式有明顯優(yōu)勢(shì)，為高校新教學(xué)模式探索和研究提供了新的方向。