结合MOOC和翻转课堂的电工学教学方法探索

宋彬 张磊 王磊

摘  要 MOOC教学是一种将信息技术与高等教育相结合的教学模式，MOOC的产生以及推广促进了教育的公平化和国际化，教学过程中更加关注学生个人和社会现实的需求。翻转课堂是一种将传统教学模式颠倒为“以学生为中心”，师生互动交流、激发学生思考创新的授课方式。将两种方法结合，用于改进电工学课程教学。

关键词 MOOC;翻转课堂;電工学

中图分类号：G642    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）24-0138-03

Exploration of Electrotechnics Teaching Method based on MOOC and Flipped Classroom//SONG Bin， ZHANG Lei， WANG Lei

Abstract MOOC teaching is an educational mode combining infor-mation technology with higher education. The emergence and promo-tion of MOOC promote the fairness and internationalization of educa-tion， and pay more attention to the needs of students and social reality in the process of education. Flipped classroom is a teaching method which reverses the traditional teaching mode to “student-centered”， which is a kind of interactive communication between teachers and students and stimulates students thinking and innovation. This paper combines the above two methods to improve the teaching of electro-technics.

Key words MOOC; flipped classroom; electrotechnics

1 前言

电工学是针对高等院校中非电类专业开设的一门技术基础课程。该课程主要讲述一些电工技术和电子技术相关的基本理论、知识和技能。不同于其他类型的公共基础课程，电工学具有知识面涉及广、理论和实践要求高等特点，可以为学生以后工作和学习奠定实践和理论基础，提高工程应用能力。目前，传统的教育方式就是教师在课堂上根据准备的教学资料进行讲解，这种被动式的灌输，难以调动学生的主观积极性，不能激发学生的创新意识，教学效果不好。MOOC学习可以利用网上优质的教学资源，翻转课堂可以提高学生的能动性，将这两种方法结合用于改善电工学课程教学，提高学生学习兴趣和主动性。

2 电工学授课存在的问题

高校电工学课程的教学目的不是让学生掌握深奥的电路理论知识，而是能够将所学的电路知识应用在自己的相关专业上，提高专业能力。通过长时间教授此课程，总结出该课程存在以下几个问题。

1）传统灌输式教学方法教学效果不好，学生被动接受知识点，教师教授过程很疲倦。由于电工学是针对非电类专业的学生，这部分学生关于电方面的知识较为薄弱，并且课程采用大班上课，教师无法照顾到每个学生，因此，学生上课很吃力，久而久之会对课程丧失学习热情。

2）教学内容涉及面广但学时安排少。电工学是非电类专业的公共基础课，课时安排要比专业课少很多，但是本课程内容包含电工学和电子学知识，内容较多，亟待找到一种提高该课程授课效率的教学方式。

3）内容和生活实践相脱节。电工学是一门理论和实践相结合的课程。很多教师在讲授过程中脱离实践，不能结合相应专业的特点选取实例，导致很多学生在学完课程之后，无法应用到自己专业中。

笔者探索将MOOC学习和翻转课堂相结合用于改善电工学授课过程，如图1所示。教师通过在MOOC网站上查找到与学校电工学大纲要求相类似的精品课程，或者自己录制教学视频，课前让学生自主学习并完成作业。课堂中，教师结合专业实践背景集中回答学生在观看视频中遇到的疑问、汇报讨论。此方法可以充分调动学生的主动性，提高学生自学能力，改变以往被动接受知识，转化为主动吸收，可以在较短的学时学到更多内容。翻转课堂教师结合专业特点解答学生疑问，可以让学生活学活用，与生活实践相结合。

3 基于MOOC网的课前学习

MOOC（Massive Open Online Course）最初是由美国犹他州立大学教授David Wiley于2007年建立的一个大规模网络开放课程[1]。MOOC是信息技术和高等教育相融合的产物，已成为世界上众多名校研究和应对的新的教学方式。MOOC视频的选择主要有两种：1）搜索网上适合自己教学大纲的优质视频;2）根据学生基础和教学大纲录制视频。

基于网上优质资源的MOOC学习  基于网上优质资源的MOOC学习是指学生课前观看网上别的高校已经录制好的优质视频学习。由于受到学校本身资源和教师能力的限制，暂时无法录制MOOC视频，因此选用网上优质视频。以电工学这门课程为例，结合学校大纲和学生基础，笔者选用的是中国矿业大学录制的《电工与电子技术》MOOC视频，如图2所示。该课程资源包含课程概述、授课目标、教学大纲、教学视频、课件以及作业。学生可以加入课堂通过观看教学视频进行学习，每个微视频讲解后都会有相应课件、作业、项目实例作为巩固练习。该视频资源包含讨论区模块，学生有疑问可以发帖求助，任课教师注册登录进行答疑，或者通过自建的QQ群来解答学生疑问。

基于自制视频的MOOC学习  由于不同学校的学生基础还有教学大纲的不同，网络上的电工学视频不一定能够适合自己学校学生的学习要求，这时候就需要任课教师根据学校大纲和学生基础情况自制视频供学生课前学习。学生可以结合MOOC视频和教师自制视频，按照自己的节奏、进度进行自主学习。教师在制作微视频时，每讲完一个知识点需配套一定的练习供学生巩固学习，学生只有做对练习题才可以继续往下看，练习结果通过网络系统及时反馈给学生。比如，在讲电压源等效变化的知识点“与理想电压源并联的电阻在等效替换时可以忽略不计”时，需要配套练习，这样学生可以充分理解知识点，有疑问时可以通过论坛、QQ群等网络工具同任课教师进行讨论。任课教师在制作视频时要紧紧围绕需要的知识点，结合专业特点进行讲解，其目的是让学生在视频时间长度内全面接受知识点。短小精悍的视频讲解可以充分利用学生的注意力和碎片化时间，减少学生的学习负担。

MOOC学习内容主要是基本的概念、原理、方法，将教学内容碎片化，按照知识点逻辑关系进行组合，让学生在有限的时间内理解知识。但是MOOC线上学习存在以下弊端：

1）MOOC学习是在网上进行，网络诱惑大，很多学生经常看不完一个视频就去刷手机，教师无法实现有效监管;

2）线上练习存在作弊的行为，无法达到练习的效果;

3）线上答疑、讨论缺乏感情交流。

因此，仅通过线上MOOC学习的效果不理想，需要结合线下翻转课堂进行补充学习。

4 翻转课堂学习

翻转课堂的内容  翻转课堂是将传统的“教师讲课，学生被动听课”的教学模式翻转为“学生主动学习，教师辅助引导”的新模式[2]。课前学生自主学习大纲知识点，课堂转化为教师和学生共同讨论、协作训练的场所。翻转课堂充分发挥学生的主动性、积极性，实现以学生为中心的教学目的，提高教学效率[3]。翻转课堂主要可以分为两部分：课前自主学习和课内讨论。课前自主学习可以通过MOOC进行，实现翻转课堂与MOOC学习的耦合[4]。课内讨论是实现知识点内化的重要过程，如图3所示。

1）任课教师先回答学生在MOOC视频学习过程中遇到的问题，并且针对相应重要知识点结合课程目标提出具有探究价值的问题或者创新项目。

2）任课教师结合专业背景创建问题或项目情境，布置任务，引导学生根据自己兴趣解决问题和参与训练项目。

3）任课教师按照学习能力均衡组织4～6人的学习小组，选定组长，由组长负责分配任务、监控进度，小组成员针对问题或项目要求相互讨论、协作训练;及时跟进学习小组的训练情况，对出现的问题进行引导和解答。学生通过在项目训练过程中理解、内化相应的知识点，提高创新以及团队合作能力。对于共性问题，任课教师统一进行演示解答;对于特性问题，任课教师进行引导，让学生自己去发现和解决。

4）任课教师对整个翻转课堂教学过程进行总结、评价，反馈到下一次教学中。

翻转课堂教学实例  本文以三极管这部分知识讲解为例，介绍基于MOOC的翻转课堂教学内容。三极管属于电工学中篇电子技术的内容，该篇的教学目标是理解三极管三种工作状态，并且能够判断三极管所在工作区域。

1）选定MOOC视频，供学生课前学习。通过仔细查看MOOC网上所有关于电工学的教学视频，结合本校教学大纲要求，最终选择中国矿业大学录制的《电工技术与电子技术》MOOC视频，该视频讲解深入浅出，且有相应练习进行巩固学习。

2）对学生共性问题进行统一解答。经过在课堂上与学生交流、反馈，发现大部分学生不会判断三极管工作区，任课教师结合实例进行讲解：当三极管集电结正偏，发射结正偏时，工作在饱和区;当三极管集电结反偏，发射结反偏时，工作在截止区;当三极管集电结反偏，发射结正偏时，工作在放大区。这部分知识容易混淆，任课教师将原理讲透彻并且需要布置大量的习题进行课后巩固。

3）结合课程目标和知识体系，提出探究性的问题。

【问题1】三极管工作在饱和区和截止区相当于开关的接通和断开状态，如何理解这个知识点？能否利用这个特点来控制电路的通断，实现软开关的功能？如果可以，怎么控制软开关的闭合？

【问题2】三极管工作在放大区，实现当基极电流微小变化引起集电极电流较大的变化的功能，如何利用此特性？

上述两个问题都是三极管在工程应用中遇到的，一般MOOC视频没有详细讨论过，属于这部分知识的拓展，引导学生去讨论解决，可以作为学生进行深入学习的切入点。

4）创设背景项目，探究问题。讲解三极管的开关功能，结合生活中电动车防盗报警项目设计，通过蜂鸣器控制电路来理解三极管的开关作用。如图4所示报警电路，着重分析电路中三极管9013工作原理：当开关SZ闭合，D3端子输出一个高电平时，三极管9013处于饱和状态，蜂鸣器电路导通，则会报警;当三极管输出低电平时，三极管处于截止状态，蜂鸣器电路断开，不发生报警。

基于生活中的项目实践来讲解三极管的知识，可以提高学生应对实踐能力，理论和实践相结合，更有利于学生对知识点的理解，提高学生的创新思维[5]。

5）组织小组，讨论学习。按照学习能力均衡原则组织学习小组，每组4～6人，选定组长，组长除了要维持每组的学习纪律，还要统筹安排进度、分配任务等。每组讨论完成后，选定一个学生代表来表述自己的观点，既可以发挥学生主动性，又可以锻炼学生团队合作能力。

6）归纳、总结、评价教学过程。笔者应用上述教学方法对18工设专业学生进行实践教学，学生普遍评价：应用此方法可以更加容易、饱满地建立知识体系，学习的积极性普遍提高。期末考试班级成绩优秀率达33.2%，与以往的教学相比有了明显提高。此方法也暴露出一些问题，比如：在小组讨论时，部分学生不积极主动;课前MOOC学习，部分学生没有完成。这就需要任课教师做好监督，及时准确了解学生的学习状态。

5 总结

本文针对电工学课程开展基于MOOC和翻转课堂的教学方法研究，该方法可以有效地解决学生被动学习、课程内容多而学时少等问题，极大地提高学生的主观能动性。本文详细介绍此种教学方法的教学流程，并且结合具体知识点进行实例讲解。此方法具有一定的普适性，可以进一步推广至工科技术基础类课程。

参考文献

[1]李青，王涛.MOOC：一种基于连通主义的巨型开放课程模式[J].中国远程教育，2012（3）：30-36.

[2]张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012（4）：46-51.

[3]缪静敏，汪琼.高校翻转课堂：现状、成效与挑战：基于实践一线教师的调查[J].开放教育研究，2015（5）：76-84.

[4]曾明星，周清平，蔡国民，等.基于MOOC的翻转课堂教学模式研究[J].中国电化教育，2015（4）：102-108.

[5]刘晓芳，吴建强，韩基业，等.“电工学”SPOC混合教学模式下课堂教学设计[J].电气电子教学学报，2019（1）：95-98，106.v