陳霞 劉勝榮
摘 要:基于“電路原理”課程傳統(tǒng)教學存在的問題,聯(lián)合現(xiàn)代化信息技術,進行線上線下混合式教學模式的探索。從教學資源、學習體系、考核方式三個方面提出了改革思路和改革舉措,通過重構(gòu)線上、線下教學資源庫,構(gòu)建包含課前自主學習、課堂學習、課后訓練三個環(huán)節(jié)的學習體系,依據(jù)知識難易程度劃分線上線下學時比例,設計全過程多元化的考核方法,搭建出混合式教學新模式,以提升學習效果,提高教學質(zhì)量。
關鍵詞:互聯(lián)網(wǎng)+;混合式教學;電路原理;教學改革
2015年,政府工作報告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃,即借助廣闊的互聯(lián)網(wǎng)平臺和快速發(fā)展的信息通信技術,實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)的有機融合發(fā)展。截至目前,“互聯(lián)網(wǎng)+交通”“互聯(lián)網(wǎng)+醫(yī)療”“互聯(lián)網(wǎng)+旅游”等領域已取得長足發(fā)展。與此同時,“互聯(lián)網(wǎng)+教育”新生態(tài)正在逐步形成,開放共享的數(shù)字化教育資源、智慧便捷的在線教學平臺為傳統(tǒng)的課堂教學帶來了新的組織形式,線上線下混合式教學模式大放異彩,混合式教學在基礎教育、職業(yè)教育和高等教育全域發(fā)揮出了不可替代的關鍵作用[13]。
“電路原理”課程是國內(nèi)高等學校電類專業(yè)的一門重要基礎課程,主要講授電路的基本概念、基本定律和分析計算方法等,在電類專業(yè)課程體系中往往起著承上啟下的關鍵作用。“電路原理”課程的良好授課效果和較高教學水平,能夠為學生打下堅實的專業(yè)知識基礎,為學生的綜合素質(zhì)和能力培養(yǎng)做好鋪墊。筆者基于自身的教學經(jīng)驗和線上教學的積累,對“電路原理”課程的混合式教學方法進行了初步探索,以期實現(xiàn)線上線下優(yōu)勢互補和有機結(jié)合,切實有效提升課程教學水平。
一、課程改革背景
(一)課程內(nèi)容多、難度大
“電路原理”課程一般設置在第二學期,是學生接觸的第一門專業(yè)基礎課程,具有很強的理論性和高度的抽象性,其內(nèi)容多、概念多、方法多,較長的學習時長容易導致部分學生的不良情緒,傳統(tǒng)的宣講式課堂教學更不利于激發(fā)學生的學習興趣。此外,“電路原理”課程部分內(nèi)容與數(shù)學中線性常微分方程的求解、拉普拉斯變換、傅里葉變換等知識密切相關,受課時限制,無法在“電路原理”課堂之上對此類知識進行全面回顧或透徹講解,這給數(shù)學知識不扎實的同學帶來很大難度,直接影響著學生對電路知識的理解與掌握程度。
(二)教學資源需優(yōu)化整合
本課程選用的教材內(nèi)容翔實豐富,總結(jié)性強。但所用課件較為陳舊,部分非重點內(nèi)容理論推導過多,習題過多,導致學生課下預習、復習時無法區(qū)分重點。另外,伴隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來,各類線上教學平臺不斷涌現(xiàn),日益豐富的數(shù)字化教學資源為開展線上教學提供了充足的可用素材。2020年,依托我校張冬梅教師主持的山東省高等學校課程聯(lián)盟“電路原理”課程,筆者所帶專業(yè)學生轉(zhuǎn)移至線上,借助智慧樹教學平臺及相應客戶端及時開展課程學習,保障了正常教學進度,圓滿完成了學期初始階段的教學任務。然而,受學生學習時間、自覺學習態(tài)度和自主學習能力所限,通篇到底的學習效果較差,全面重構(gòu)的線上教學資源庫亟待建成。
(三)過程考核規(guī)范性不足
本課程的考核分為“作業(yè)+期中考試+期末考試+項目課”,已初步具備多樣化的考核形式,利用培養(yǎng)學生的綜合能力,但具體執(zhí)行過程中還存在諸多細節(jié)問題。例如,如何避免課后作業(yè)的雷同,全面公正給出作業(yè)成績;除作業(yè)外,如何合理設計隨堂測驗和課下測驗,并進行快速作答、評分與反饋;如何實施自學環(huán)節(jié)的考核等。
鑒于以上分析,盡管在課程以往授課過程中,已經(jīng)初步進行了線上環(huán)節(jié)和線下環(huán)節(jié)的結(jié)合,但僅僅停留在授課空間和授課工具在形式上的轉(zhuǎn)變,陳舊不變的教學資料無法服務于混合式教學模式,粗糙的教學設計也無法保障線上線下的有效銜接,針對“電路原理”課程的混合式教學亟待深入透徹的探索與實踐。
二、線上線下混合式教學改革思路
混合式教學的概念于20世紀90年代末被提出,迄今已歷經(jīng)技術應用階段和技術整合階段,當前處于“互聯(lián)網(wǎng)+”階段[4]。混合式教育不止是面對面教學和在線教學形式上的混合,更需創(chuàng)新思路,合理利用數(shù)字化工具做好教學設計,協(xié)調(diào)發(fā)揮線下課堂的深度和線上教學的便利性、教師的引導作用和學生的主體性能,提高學習效率,增強學習動機,最終達到好的教學效果。針對“電路原理”課程目前的現(xiàn)實狀況,混合式教學改革沿以下思路展開。
(一)線上線下教學資源的梳理與整合
豐富的教學資源是混合式教學的一大優(yōu)勢,也是教學改革順利開展的重要基礎。因此,需針對本專業(yè)學生的培養(yǎng)目標,優(yōu)化課程教學大綱,解構(gòu)知識體系,細化教學知識點,在此基礎之上,重構(gòu)教學資源庫。
(1)針對已有的線下教學多媒體課件,考慮到其篇幅多、題目多的特點,對其進行合理刪減與標注,做到主次分明、重點突出,以幫助學生在課前預習、課后復習環(huán)節(jié)抓住重點;對課件例題進行多維度劃分,從難易程度出發(fā),分為入門題目、基礎題目、拔高題目三個等級,從教師講解角度出發(fā),分為精講與泛講兩大類題目,引導學生根據(jù)自身知識基礎和后續(xù)發(fā)展等實際情況,對不同類別的題目合理分配學習時間,以有的放矢、高效率高質(zhì)量地掌握電路知識。
(2)線上教學資源庫主要依托學習通云平臺,由課前導學微視頻、重點知識講解微視頻、重點作業(yè)講解微視頻、可共享下載的多媒體課件、習題庫、單元/階段測試題庫等構(gòu)成。其中,課前導學視頻可為由其他平臺引入的趣味性濃厚的小短片,如卓越的科學家基爾霍夫、交流電與直流電的世紀戰(zhàn)爭等,以激發(fā)學生學習興趣,也包括必要的先行知識講解短片,如線性一階、二階常微分方程的求解方法小結(jié)、電磁感應定律小結(jié)等。重點知識與作業(yè)講解需由任課教師按照知識體系和作業(yè)解答情況,選定相關內(nèi)容進行錄制,并做到持續(xù)改進;相關題庫建設則根據(jù)教學內(nèi)容和學生掌握程度進行編排。
(二)線上線下授課環(huán)節(jié)的劃分與融合
在資源具備的前提下,學習體系的構(gòu)建與布局是混合式教學順暢運轉(zhuǎn)的必要保障。基于構(gòu)建成型的知識體系,拆解學生自主學習和教師講授的知識點,合理分配線上學習和線下學習的比例,以爭取最優(yōu)化效益。
線上線下混合式的學習體系如下圖中所示。
混合式教學體系圖
該體系中的第一環(huán)節(jié)為課前自主學習,為線上學習環(huán)節(jié)。由教師提前一周于學習通云平臺上發(fā)布學習任務單、學習視頻(導學視頻、重點知識講解視頻)以及簡單的自我測驗題目,引導學生在課前獨立完成,并及時進行自我總結(jié)和歸納,學習過程中遇到的問題可通過學習通班級群、微信、QQ等網(wǎng)絡工具及時聯(lián)系教師答疑解惑,亦可與同學交流討論,或留至之后的線下環(huán)節(jié)當面交流。自我測驗題目主要為概念性題目和簡單計算題目,以幫助學生打好理論基礎,抓住重點知識與方法,與此同時,教師可借助測驗結(jié)果,實時把握學生弱項所在,以便在后續(xù)線下環(huán)節(jié)做到有的放矢。此外,自主學習的開展可以鍛煉學生的自主學習能力和學習自律性,推動學生自我發(fā)展。
第二環(huán)節(jié)為線下的課堂學習環(huán)節(jié)。不同于傳統(tǒng)的“滿堂灌”的課堂授課形式,本環(huán)節(jié)依然可以借助智慧樹平臺——翻轉(zhuǎn)課堂完成,除教師講授之外,合理設計包括頭腦風暴、問題搶答、彈幕等豐富的互動環(huán)節(jié),以激發(fā)學生學習熱情,并進一步實時、準確把握學生對知識的掌握情況和靈活運用能力。教學方式上靈活運用啟發(fā)式、案例式教學,幫助學生理解理論知識與實際工程實踐的聯(lián)系,培養(yǎng)學生工程觀念。如在講授第二章電阻的等效變換時,通過講解惠斯通電橋,引申出其平衡電橋測電阻的應用,繼而介紹溫度傳感器的工作原理。課堂結(jié)束之前,由教師做出總結(jié),再次明確知識重點和難點,預留課后任務;展開雙向互評,教師對學生表現(xiàn)做出整體評價,并通過投票、調(diào)查問卷等形式搜集學生對授課過程的評價,以實現(xiàn)以評促教,在反饋中總結(jié)與提升。
第三環(huán)節(jié)為課后訓練環(huán)節(jié),包含線下完成部分和線上完成部分。針對教材課后習題,教師挑選重點題目留為作業(yè),學生自主完成后,將解題過程拍照上傳至學習通云平臺,教師隨時隨地可利用平臺進行批改、標注、打分,方便快捷地完成批改過程,把握學生掌握情況。此外,適當安排“生生互評”,喚起學生的主人翁意識,幫助學生站在答題者和批閱人的雙重角度,透徹理解解題方法,從而鞏固相關知識基礎,并激發(fā)深層次學習。線上完成部分即基于線上學習平臺獨立完成單元測試題等,幫助學生深化學習內(nèi)容。需要指出的是,無論何種形式的課后訓練,教師必須實時總結(jié)學習弱項,通過微視頻、面授等形式完成重點題目的講解與反饋,實現(xiàn)教學的閉環(huán)控制效果。
學習體系構(gòu)建的同時,還需規(guī)劃其中涉及的線上線下環(huán)節(jié)的比例。按照課程內(nèi)容,課程整體可劃分為五大模塊,依次為:電阻電路的基本分析方法、動態(tài)電路的時域分析方法、交流電路的分析——相量法、復頻域分析方法、二端口網(wǎng)絡。整體看來,第一模塊的內(nèi)容相對簡單,學生也具有一定的知識基礎,接受程度較高;第二模塊、第五模塊難度有所提升,但體量較少,也比較容易掌握;第三模塊、第四模塊或篇幅長、知識點眾多,或需依賴于陌生的數(shù)學工具(拉普拉斯變換),導致學生理解困難,學習熱情受挫,難以保障持續(xù)性的學習效果。進一步地,還需進行模塊內(nèi)部和章節(jié)內(nèi)部的深度細化,從各知識點的重點程度和難易程度出發(fā),進行量化打分,分值較高者(難度較大者)可壓縮線上環(huán)節(jié)占比,拉長線下環(huán)節(jié)時長;分值較低者(難度較小者)提高線上環(huán)節(jié)比例,在保證學習效果的前提下,爭取時間效益。
(三)全過程多元化考核的設計與實現(xiàn)
課程考核是評價教師教學質(zhì)量和學生學習效果的重要手段,也是課程教學中的重要一環(huán)。終結(jié)性考核是我國學校教育長期以來執(zhí)行的考核方式,無法全面反映教學動態(tài)情況,也難以實時反饋教學效果。而近年來興起的過程化考核則遵循以學生為中心,以成果為導向的基本理念,以“重過程—多元化—考能力”為指導思想,能夠獲得全過程學習反饋,準確把握教學出現(xiàn)的問題,并充分調(diào)動學生學習的積極性、主動性和創(chuàng)造性,塑造良好學風。2022年,山東省教育廳發(fā)布《關于推動課堂教學改革全面提高普通本科高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的通知》(魯教高字〔2022〕4號),將“改進學業(yè)評價方式,推行全過程學業(yè)評價”列為山東省普通本科高校推動課堂教學改革的重要試點內(nèi)容,明確提出打破“一考定成績”考核方式,以科學合理地測評學生學習效果。
引入混合式教學模式的“電路原理”課程,考核環(huán)節(jié)覆蓋平時表現(xiàn)(課前自我測驗、課后作業(yè)及測驗、課堂互動)、項目課、討論課、階段性測驗和期末考試五大環(huán)節(jié),各環(huán)節(jié)占比和考核途徑如上表中所示。其中,平時表現(xiàn)可借助線上教學平臺,及時收集準確數(shù)據(jù),從作業(yè)完成質(zhì)量、答題準確率、互動參與次數(shù)等方面對學生表現(xiàn)做出量化評價。項目課可基于實用電路分析展開,由學生按照自身知識熟悉程度和興趣點搜集資料,尋找恰當?shù)姆治鰧ο?,進行完整的原理性分析,并完成一份項目課報告,以培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際和分析復雜工程問題的能力,并鍛煉學生撰寫專業(yè)性報告的能力。同時,精心設計討論性題目并進行持續(xù)性改進,如在講授第四章電路定理時,引導學生思考戴維寧定理與替代定理的不同之處,課下學習與思考,課上討論得出結(jié)論,以培養(yǎng)學生的科學思維意識與能力。階段性測驗分模塊進行,以適時發(fā)現(xiàn)并解決問題,實現(xiàn)教考融合,推動教學質(zhì)量的提升。
結(jié)語
基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的線上線下混合式教學模式,能夠?qū)鹘y(tǒng)面授學習和新型數(shù)字化學習相互融合,借助現(xiàn)代信息化技術實現(xiàn)教師與學生的多重連接,實現(xiàn)知識的多向互動傳輸,形成教學過程的閉環(huán)反饋,強化學習效果,促進學生和教師的協(xié)同發(fā)展。在前期探索的基礎之上,還需持續(xù)優(yōu)化教學資源,改進學習體系,打磨教學方法,以更多地發(fā)揮混合式教學的優(yōu)勢和潛力。
參考文獻:
[1]陳卉,胡云峰,陳李勝,等.模擬電路基礎課程混合式教學設計與實踐[J].高教學刊,2021,167(09):137140.
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基金項目:本文系“2021年青島理工大學本科教學改革與研究項目”的研究成果
作者簡介:陳霞(1986— ),女,漢族,山東濱州人,研究生,副教授,研究方向:多智能體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。