“集成电路原理与设计”课程的线上线下混合式教学模式改革与实践

崔旭晶 魏英姿 石征锦

（1.沈阳理工大学 自动化与电气工程学院，沈阳 110159；2.沈阳理工大学 信息科学与技术学院，沈阳 110159）

随着现代信息技术的快速发展，线上线下混合式教学模式的探索引起了高校师生的极大兴趣，给目前课程教学改革注入了新的活力和希望。线上教学从2012年兴起的“MOOC风暴”开始，引发了在线学习的新热潮。但是，近几年的调查数据显示，大型开放式网络课程（Massive Open Online Course，MOOC）的应用效果并不乐观，如高辍学率问题严重、平台管理费用太高等[1]。针对这种情况，继MOOC之后出现了小规模限制性在线课程（Small Private Online Course，SPOC）。它拥有MOOC在线学习所具备的特征，又规避了一些缺点，因此SPOC开始替代MOOC某些功能，正在迈入后MOOC时代[2]。除此之外，目前还有微课、PPT、动画等形式。这些线上视频公开课的使用为翻转课堂（Flip Classroom）的出现奠定了基础，同时对线下课堂教学提出了新的更高要求。翻转课堂作为一种新型的线下教学形式，实现了对传统教学模式的颠覆和革新[3]。

本文就沈阳理工大学电子科学与技术专业的专业基础课及专业主干课——“集成电路原理与设计”，做线上线下混合式教学模式设计与实施的详细介绍。其中，线上线下混合式教学模式的设计分为线上课堂设计、线下课堂设计和考核体系设计3个模块。在这3个模块中，线上是线下学习的基础和前提，线下是线上学习的巩固和提高，考核是线上线下学习过程的综合评价。三者互相融合，给学生提供了一个多维、立体的学习环境。

1 线上线下混合式教学模式的设计

1.1 线上课堂教学采用各种网络在线平台

线上资源是开展混合式教学的前提，把传统的课堂讲授通过视频上线的形式前移，给予学生充分的个性化学习时间，让学生带着知识基础走进课堂，提高了课堂教学质量。随着互联网、信息技术、人工智能的快速发展，现在的网络资源丰富。同时，国家和各省市在积极推行精品课程建设，共享各类教学资源，使得各种慕课、微课、视频、PPT以及动画等可以免费获得或收取部分费用。各种教学平台应有尽有，线上教学拥有越来越广阔的发展空间。现在的大学生基本上都有电脑笔记本、智能手机等电子设备，学过计算机的基础课程，稍加培训就可以上手。大学生在网络上的自主学习相比于教师枯燥的课堂讲授，更具趣味性和灵活性，更有助于学生接受。而在线下的真实课堂上，教师讲授的部分侧重于重点、难点或者在线学习过程中学生反馈的共性问题。

1.2 线下课堂教学采用SPOC环境下翻转课堂的教学模式

在SPOC环境下，通过线上课堂学习，学生基本掌握了有关基础知识。在线下课堂上，教师在完成有关学习检查、查漏缺补、解决重点难点和共性问题后，将进行精心设计的课堂教学活动。这时教师引导学生进一步巩固和灵活应用在线学到的知识点，有助于利用课堂实现更高的教学目标。学生在认知层面实现了智慧学习，而不是只注重学生是否坐在教室里认真听课与记笔记，也就是“翻转课堂”教学[4]。在这种颠覆性教学模式下，教师和学生的角色发生了转换，即学生成为课堂的主体。在翻转课堂中，教师需要精心设计课堂内容，构建深度知识，而学生需要高度参与，互助合作[5]。

1.3 实行线上和线下混合式教学评估体系

1.3.1 线上线下混合式教学的测试和作业设计

在线上课堂中，教师将视频资源置于网络平台。学生在课前的网络平台上观看视频资源，完成基本知识的在线测试和作业。教师通过网上评价系统反馈的学习情况，综合评价学生的学习效果。

在线下课堂中，测试和作业安排主要是检查学生线上学习情况和学习效果，巩固线上学习内容，提高对知识的灵活应用能力。上课前要有短时间的小测试，课中和课后作业设计要多样化，内容涵盖面更加丰富，以激发学生的学习兴趣，培养学生的实际动手能力和专业知识的综合应用能力，提高学生的自主探究、自主创新能力[6]。

1.3.2 线上线下混合式教学评估系统设计

线上线下混合式教学评估系统分为线上评估和线下评估两部分。线上评估系统一般网上资源自带，属于自动在线评估，包括学生线上测试、练习、作业等记分，以及出勤、学习时长、互动交流等情况。线下评估系统由教师团队设计，需涵盖学生各方面表现，包括学生线下的测试与作业成绩、分组学习过程中的表现、实践中体现出的个人动手能力与创新思想等。最后，教师根据各种评估结果得出学生的最终成绩。

整个线上线下考核的各方面占比要合理。线上自主学习考核所占比重应该适中，不要过重，做到既不增加学生专业课程的课外负担，又能够吸引学生积极参与线上学习。线下以学生为主体的小组学习考核应该占有稍大比例，以重点考察学生的专业技能掌握情况和实际应用水平的能力。此外，考试占比要适中。教师要把握好教学的重点内容与学习的重点内容相一致，学生的作业和测试内容与考试内容相一致，以考试为手段来促使学生掌握知识和提高能力。

2 线上线下混合式教学模式的具体实施

“集成电路原理与设计”课程是沈阳理工大学电子科学与技术专业一门非常重要的专业基础课及专业主干课。它涉及知识面广，涵盖理论课程较多，是多种学科交叉的综合性科目。由于该课程在本专业的重要性，自开设以来备受重视。但是，由于教学内容多而学时少，专业知识难度较大，采用传统讲授式教学，学生学习兴趣不高，实际应用能力差，教学效果不太理想。为了提高教学质量，提升学生的学习主动性，在2017级、2018级中采用线上线下混合式教学模式改革。线上“集成电路原理与设计”作为省级精品资源共享课、“超星”金课网络教学平台等已经上线，可以方便使用。线上授课资源能够得到保障，提升了课程品质。线下采用SPOC环境下的翻转课堂教学，打破了传统的教师授课式教学模式，提高了学生的学习主动性和创造性，探索了创新型高质量人才的培养途径。

2.1 围绕本课程的教学目标和教学大纲分两条主线实施教学过程

2.1.1 教师主线

教师在整个教学过程中的主导作用体现在课前、课中、课后以及线上、线下的教学安排。在课前，教师要进行全面合理的教学内容设计，并提出问题和布置任务。教学内容设计要围绕本课程的教学大纲和有关知识点进行安排。问题设计要考虑所提问题的难度及学生对问题的认可度，让学生对问题感兴趣并有愿望去努力解决。在课中，教师需要导入知识点并指导学生怎样学、怎样做的经验和技巧。课后教师要进行教学评价，并引导学生进行自我评价。线上教师及时发布教学资源、作业、测试和评价结果，督促完成各项任务，关注学习中出现的问题。线下教师先进行小测试，检查学生线上的学习情况。该过程时间不超过10 min，可以是口头提问检查或者笔试，然后分析线上学习遇到的共性问题，解决重点难点问题，指导学习方法和介绍经验技巧，包括实践环节操作、报告书和论文的选题、内容及文本格式等。

2.1.2 学生主线

学生可以在多种终端设备上，如电脑笔记本、手机App，随时随地参与教学活动。学生课前线上观看学习内容并完成作业、练习和测试题，了解需要解决的问题，思考解决方法，为线下课堂学习准备资料。课中通过教师导入知识和经验，学习小组间互动互助，探索解决问题的方法。课后线上完成问题任务，巩固和拓展知识，纠正不足，提出新的问题，进一步发散学生的思维，提升其实践能力。

2.2 教学评价和考核的实施

教学评价采用线上和线下多元化评价方式，充分注重学生的学习过程而不是只看考试结果。教师通过线上、线下评价系统和期末考试成绩，综合评价学生的学习效果。线上评价采用自动在线评估系统，包括学生的出勤次数、学习时长、在线讨论、互动交流等表现，以及线上作业、练习、测试等记分情况。线下评价包括教师评价

和自我评价，反映学生的各方面表现，包括学生在小组学习过程中的表现、任务完成情况、生生及师生探讨问题、线下大作业成绩等。尤其是学生在实践过程中表现出的分析问题和解决问题能力、实际动手操作能力和创新性等，要予以重点考察和评价。线上和线下评价反映了学生的整个学习过程，应该占据成绩的主要部分。

考核方式包括线上评价、线下评价和期末考试3个部分，各部分占比分别为30%、40%和30%。

3 结语

针对大学传统式讲授教学弊端，结合“集成电路原理与设计”课程教学现状，对于课程涉及理论内容多、课堂时间不够、学生积极性不高以及实际应用能力差等问题，改革传统的教师填鸭式讲授方法，采取翻转课堂教学形式，做到以学生为主体、教师为主导。这种方式减少了教师大量的基础性重复授课时间，增加了学生的有效学习时间，提高了学生的学习主动性、实践活动的积极性和创新性，达到以学生为主的深度学习和师生互动的智慧学习。这次教学改革提升了课程品质，提高了教学质量，且学生的学习得到了客观公正的评价，取得了良好的教学效果。