電類基礎課程多元混合教學模式構建與實踐

周蘭娟　張冬至　吳荔清

［摘 要］ 針對當前高等教育理念的轉(zhuǎn)變，以適用面廣的電工類基礎課程為平臺，構建了一套以能力培養(yǎng)為導向、以學生為中心的多元混合教學模式。在打造新生態(tài)課堂、促進自主性學習、推行個性化創(chuàng)新實踐等方面開展了教學改革，實施了一種以“教、學、踐”為核心的人才培養(yǎng)模式，體現(xiàn)了教學的學術性和學習的自主性，促進了學生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。該教學模式符合教育教學規(guī)律，對提高教育教學質(zhì)量、實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標發(fā)揮了重要作用，具有較強的示范作用和推廣價值。

［關鍵詞］ 能力培養(yǎng)；創(chuàng)新實踐；自主學習；混合教學

［基金項目］ 2020年度山東省教學改革項目“打造混合式教學新生態(tài)與多維度育人新范式，提升電氣信息類專業(yè)一流創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量”（P2020011）；2020年度中國石油大學（華東）教學改革項目“基于探究性學習的以‘學生為中心的立體化混合式‘電路分析實驗教學模式改革與實踐”（SJ-202026）；2020年度中國石油大學（華東）教學改革項目“面向一流專業(yè)建設的電類教學生態(tài)化構筑及其協(xié)同育人模式改革與實踐”（ZY-202026）

［作者簡介］ 周蘭娟（1978—），女，山東德州人，碩士，中國石油大學（華東）控制科學與工程學院講師，主要從事檢測技術與精密儀器研究；張冬至（1981—），男，山東聊城人，博士，中國石油大學（華東）控制科學與工程學院教授，博士生導師，主要從事微納檢測與智能感知技術研究；吳荔清（1976—），男，福建莆田人，碩士，中國石油大學（華東）控制科學與工程學院講師，主要從事電子信息與檢測技術研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）07-0089-04［收稿日期］ 2022-04-12

針對當前高等教育理念的轉(zhuǎn)變，為深化課程改革，實現(xiàn)從以知識導向為主的教育轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生能力培養(yǎng)為導向的教育，實現(xiàn)從知識課堂到能力課堂、灌輸課堂到對話課堂、封閉式課堂到開放型課堂等多方面的轉(zhuǎn)變，構建一種以能力培養(yǎng)為導向、以學生為中心的新型教學模式，成為迫切需要改革的問題［1-2］。

電類基礎課程，如電路分析、模擬電子技術、數(shù)字電子技術等，是電類專業(yè)的核心基礎課程，具有鮮明的工程實踐特色［3-4］。目前，我校電工電子學基礎教學團隊被評為國家級教學團隊，建成了5門電類基礎課程的慕課資源，其中，“電工電子學”入選國家級一流本科課程。建成的慕課面向社會開放，在中國大學MOOC、智慧樹、學銀在線等平臺上線運行8個學期，并用于校內(nèi)SPOC教學。在課程建設中，教學團隊將教學理念由以傳授知識為主轉(zhuǎn)向以培養(yǎng)能力為主，構筑并實施了一種以“教、學、踐”為核心的人才培養(yǎng)模式，體現(xiàn)了教學的學術性和學習的自主性，切實提高了教學質(zhì)量，促進了學生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

一、多元混合教學模式構建

以新形勢下的教育目標為指導，以電類基礎課程為平臺，構建了一種以基于多元開放的課堂教學、基于數(shù)字資源的自主學習、基于創(chuàng)新實踐的能力培養(yǎng)為核心的多元混合教學模式。

（一）基于多元開放的課堂教學

針對存在的教學方式單調(diào)、課堂教學中教師占主體地位、學生學習興趣不高等問題，以專題研討、演示仿真、微課視頻等形式增大課堂思維容量，拓展思維深度，構建了充滿活力、高效、具有個性化特色的新課堂。

（二）基于數(shù)字資源的自主學習

針對學時少、內(nèi)容多的問題，根據(jù)“減時不減質(zhì)”的教學理念，充分利用電路與電子技術慕課資源，建立網(wǎng)絡學習和課堂翻轉(zhuǎn)相結合的混合式教學模式，為學生提供多種學習途徑，加強學生的自主學習意識。

（三）基于創(chuàng)新實踐的能力培養(yǎng)

針對傳統(tǒng)教學中自主實踐薄弱、創(chuàng)新機制欠缺、忽視對學生創(chuàng)新思維與工程能力的培養(yǎng)等問題，開展以項目為導向的多層次、立體化創(chuàng)新實踐，實現(xiàn)課內(nèi)與課外有機融合、綜合實驗與探究實驗相結合的方式，促進學生自主發(fā)展和個性化發(fā)展。

二、多元混合教學模式實踐

（一）基于多元開放的課堂教學，打造教學新生態(tài)

堅持務實高效的課堂教學理念，突出以教師為主導、以學生為主體，深化課堂教學改革。減少講與聽，增加說與做，將信息化教學與學科教學整合，開展演示仿真型、專題研討型、翻轉(zhuǎn)課堂等創(chuàng)新課堂教學方式，提高課堂的教學效果。

1.演示仿真型教學模式。打破傳統(tǒng)灌輸理論的教學方式，借助電學仿真軟件在直觀的圖形界面、豐富的元器件、強大的仿真能力、豐富的測試儀器、完備的分析手段等方面具有的技術特點，將仿真演示法引入課堂，在課堂上實時模擬、仿真演示，通過引導啟發(fā)、提問討論、學生講解、教師總結等互動形式，有效地提高授課質(zhì)量。

2.專題研討型教學模式。依據(jù)教學大綱的要求，教師結合在生活、科研過程中遇到的相關問題建立電路模型，讓學生了解所學基本理論的典型應用及最新科技前沿。課下以學習小組為單位，通過圖書、網(wǎng)絡等途徑搜集專題的相關材料，開展小組專題研討。課上開展案例教學，學生共同研討、相互啟發(fā)，在提問中求知、在解疑中學習、在討論中升華。

3.翻轉(zhuǎn)課堂教學模式。改變以教師為中心、以課堂為中心、以教材為中心的傳統(tǒng)教學模式，積極優(yōu)化教學內(nèi)容，精心創(chuàng)設教學情境，以知識點為基礎，引入線上線下混合式教學。按照“一個知識點、一個例子、一個仿真、一個應用”的思路設計微型課堂模式，將一個關鍵點的理論、仿真和應用有機結合，真正做到將學生難以理解、難以靈活應用的零散的理論與實踐有機融合。

（二）基于數(shù)字資源的自主學習，促進學生自主化學習

為了加強學生的自主學習研究能力，教學團隊積極推進翻轉(zhuǎn)課堂教學模式改革，將知識傳授通過數(shù)字信息技術實現(xiàn)，提出了數(shù)字化學習理念，分為課前學習、課堂內(nèi)化、課后提升三個段式。學生利用資源共享課優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源在課前開展網(wǎng)上學習，學習相關課程視頻、演示動畫，完成仿真研究并自我測驗，找到知識建構中的遺漏點和薄弱點。同時，可以在網(wǎng)上在線互動交流、提問答疑。此外，利用慕課平臺建立基于知識點的試題庫，利用自我檢測、課前檢測、階段測試等多種測試手段有效督促學生開展自主學習。教師可以根據(jù)學情統(tǒng)計結果及時掌握學生的學習情況，給出有針對性的教學設計和教學指導。

課堂內(nèi)化是在課堂上經(jīng)由教師引導、與學生討論交流、在線評價等完成知識的深層理解。教師以隨堂測驗的形式督促學生在課下學習，找到學生學習中的難點與盲點，通過課堂研討、仿真演示、典型例題等形式進行總結提煉。教師可以根據(jù)學生的作業(yè)、自測、研討情況對學生進行個性化指導。教師根據(jù)翻轉(zhuǎn)課堂的情況進行教學反思，進一步豐富教學資源，優(yōu)化教學方案，進而加強師生的緊密溝通，實現(xiàn)師生的共同發(fā)展。這一教學模式將網(wǎng)絡學習和課堂翻轉(zhuǎn)相結合，為學生提供了線上線下、課堂內(nèi)外的多種學習途徑，有利于提高學生的自主學習能力。

（三）基于創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，推行實踐個性化

堅持學以致用的創(chuàng)新實踐理念，以項目為導向切實提高學生的創(chuàng)新實踐能力，根據(jù)學生的能力、層次和興趣愛好，進行了課內(nèi)基本能力培養(yǎng)實踐和課外專業(yè)素質(zhì)拓展實踐，前者為必修環(huán)節(jié)，后者為選修環(huán)節(jié)。提出的多層次、立體化實踐模式，有利于學生工程實踐能力、綜合應用能力和創(chuàng)新意識的培養(yǎng)，兼顧了課內(nèi)課外相結合、全面發(fā)展與個性發(fā)展相統(tǒng)一。

1.課內(nèi)基本能力培養(yǎng)實踐。從創(chuàng)新思維與實踐能力兩個層次進行培養(yǎng)。在創(chuàng)新思維層次上，通過設置課程論文的方式加強對學生科學規(guī)范和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，使學生具備電子電路分析和設計的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生利用創(chuàng)新思維分析問題和解決問題的能力。由學生自主選定生產(chǎn)、生活中的電氣電子產(chǎn)品作為研究對象，通過查閱資料、獨立思考，撰寫論文，要求闡述所選產(chǎn)品的主要工作原理，針對局部的具體電路進行分析，指出產(chǎn)品存在的問題及改進措施，展望產(chǎn)品的發(fā)展方向。

在實踐能力層次上，實行多層次差異化實踐項目考核，培養(yǎng)學生的工程應用能力。針對當前實踐成績區(qū)分度不高、學生的實踐積極性較弱的現(xiàn)狀，采用多層次差異化的實踐項目環(huán)節(jié)考核方法，開展具有元器件性能、功能模塊、綜合設計的多層次實驗模式，將知識點的學習融入項目任務的實施中，設置開放性、設計性與綜合性實踐項目類型［5-7］。學生可以根據(jù)自身興趣與能力自主選擇，經(jīng)過方案設計、原理分析、仿真驗證、實物標本制作等環(huán)節(jié)，根據(jù)確定的選題編寫實驗報告，最終完成該實驗并寫出實驗報告，視項目的差異性確定難度系數(shù)，結合完成情況及PPT答辯表現(xiàn)進行加權評定成績。通過自主學習、方案設計、實踐制作、報告提交、演示答辯等環(huán)節(jié)獲得知識和技能，切實加強學生創(chuàng)造性實踐能力的培養(yǎng)。

2.課外專業(yè)素質(zhì)拓展實踐。以多學科交叉融合為特色培養(yǎng)復合型創(chuàng)新人才。根據(jù)學生在課內(nèi)基本能力培養(yǎng)實踐中的突出表現(xiàn)及興趣，將本科生融入大學創(chuàng)新實踐體系，以學生興趣、教師科研、企業(yè)需求為導向形成互選機制，讓學生進入教師創(chuàng)新團隊，將電類課程實驗教學真正落實到解決工程實際問題的能力培養(yǎng)上。以大學生創(chuàng)新實踐項目為主導，已形成以多學科交叉融合為特色的復合人才創(chuàng)新實踐模式。以探究實踐為出發(fā)點，4～5人為一個團隊，以實踐成果為目標，以現(xiàn)場展示及答辯為考核。在實踐項目中，以實際生活和社會問題為切入點，注重選題學科交叉，對學生因材施教并進行個性化培養(yǎng)。注重過程訓練和自主設計，激發(fā)學生的研究興趣，著重培養(yǎng)學生自主學習、團隊協(xié)作、提出問題、分析問題、解決問題的能力，使學生在項目實施的各個階段體驗創(chuàng)新、學習創(chuàng)新和理解創(chuàng)新，激發(fā)學生的主觀能動性，培養(yǎng)創(chuàng)新意識、實踐能力、團隊協(xié)作及自我管理能力。學生在新電子、新材料、新技術等交叉領域積極創(chuàng)新探索，開展了石墨烯薄膜應變檢測儀、薄膜觸覺傳感器、碳納米管薄膜氣敏檢測與報警器、重金屬離子檢測電路、壓電計步儀等創(chuàng)新實踐項目［8-9］。項目通過結題驗收后，頒發(fā)結題證書，記入學生的創(chuàng)新實踐學分。

三、多元混合教學模式實踐的成效

多元混合教學模式已在電類專業(yè)中推廣實施，學生在不同程度上受益。采取座談交流、問卷調(diào)查等方式后發(fā)現(xiàn)，提出的多元混合教學模式深受學生的歡迎。學生不僅對多元開放、形式多樣、務實高效的新生態(tài)課堂教學模式予以了高度評價，而且在自主性學習、個性化創(chuàng)新實踐及四元考核模式中受益頗豐，取得了良好的教學效果，同時，提升了教學質(zhì)量。

（一）堅持務實高效的課堂教學理念

將信息化教學與學科教學整合，采用演示仿真、專題研討、微課視頻等形式，構建了多元開放、充滿活力的新生態(tài)課堂教學模式，減少了講與聽，增加了說與做，加大了課堂思維容量，拓展了思維深度，提高了課堂教學效果。不拘形式的教學方式大大提高了學生的學習興趣，課堂氣氛明顯活躍，師生互動交流的機會大幅度增加。

（二）堅持“減時不減質(zhì)”的教學理念

充分利用慕課課程建設中形成的豐富數(shù)字資源，構建了學生網(wǎng)絡學習和課堂翻轉(zhuǎn)相結合的混合教學模式，學生可以通過多種渠道隨時隨地開展學習。利用線上線下、課堂內(nèi)外相結合的教學方式，解決了學時少與內(nèi)容多的矛盾，并通過課堂翻轉(zhuǎn)加強過程性考核，促進了學生的自主性學習，保障了學生的學習效果和質(zhì)量。

（三）堅持創(chuàng)新實踐的教學理念

針對學生的專業(yè)特點和能力層次，以多學科交叉融合的實踐教學為亮點，開展以項目為導向的多層次、立體化創(chuàng)新實踐，學生的工程意識和實踐能力得到了明顯提升，促進學生自主發(fā)展與個性化發(fā)展。學生不僅掌握了本專業(yè)的基礎實踐技能，而且可以跨學科交叉開展創(chuàng)新實驗項目，在大學生創(chuàng)新訓練、學科競賽等活動中的表現(xiàn)明顯突出了，推進了學生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

（四）在新型教學模式的實施過程中不斷總結和發(fā)展

近年來實施省部級教學改革項目3項，校級教學改革項目10余項。圍繞相關工作，發(fā)表教學論文20余篇，教師團隊在首屆全國高校教師教學創(chuàng)新大賽中獲得二等獎1項。在創(chuàng)新實踐教學推廣過程中，實施國家級、校級大學生創(chuàng)新實踐項目30余項，學科競賽獲省級以上獎項百余項，其中榮獲第七屆中國國際“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽國家級金獎。

本文以新形勢下的教育目標為指導，構建并實施了理念先進、便于推廣的多元混合教學模式，確立了學生為中心的主體地位，適應了當前教學改革的新形勢。該模式打破了傳統(tǒng)的“滿堂灌”“填鴨式”教學，加強了學生的興趣性、自主性、探究性、個性化學習，突出了對創(chuàng)新思維和工程實踐能力的培養(yǎng)。在教學方式上，堅持務實高效的課堂教學理念，構建了充滿活力、多元開放的新生態(tài)課堂。在學習方式上，形成了線上線下與課堂內(nèi)外相結合的自主學習模式。在實踐方式上，構建了層次化、立體化的創(chuàng)新實踐模式，促進了學生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。該教學模式符合教育教學規(guī)律，具有獨創(chuàng)性、新穎性與實用性，對提高教育教學質(zhì)量、實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標發(fā)揮了重要作用，具有較強的示范作用和輻射推廣價值。

參考文獻

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Construction and Implement of Multivariate Mixed Teaching Pattern for Electrical

Course Basic Courses

ZHOU Lan-juan， ZHANG Dong-zhi， WU Li-qing

（College of Control Science and Engineering， China University of Petroleum （East China）， Qingdao， Shandong 266580， China）

Abstract： To meet the requirement of the current higher education， a multivariate mixed teaching pattern with ability cultivation-oriented and student-centered is constructed for the electrical and electronics course in non-electric major. Teaching reform is performed in aspects of classroom teaching， autonomous learning， and personalized innovation practice， and a new mode of talent cultivation with teaching-learning-practicing cored is carried out. The academic teaching and autonomous learning are exhibited， and the coordinated development of knowledge， capability and quality for the students are promoted. The proposed teaching pattern satisfies the law of education and plays an important role in raising teaching performance and achieving talent cultivation， indicating a strong demonstration effect and promotion value.

Key words： ability cultivation; innovative practice; autonomous learning; mixed teaching