“讲一练二考三”在“电子技术”线上教学中的探索

冯 双， 李 周， 雷家兴， 汤 奕

(东南大学 电气工程学院, 江苏 南京 210096)

0 引言

2020年初，一场突如其来的新冠肺炎疫情席卷全球，在此背景下，世界各国的高校纷纷调整自己的课程安排，将部分或全部课程转为线上教学[1][2]。我国由于疫情发现较早，在一月底教育部就提出“停课不停教，停课不停学”的精神，高等院校紧急响应，采用了线上教学的模式。

而美国因为新冠肺炎单日新增确诊病例数居高不下，哈佛大学在七月初宣布的2020年秋季学习教学安排中表示，将在线开通所有大学课程。由于疫情防控需要，并结合学校资源，我国部分高校的一些学生或一些课程在秋季学期仍然需要采用线上教学模式，线上教学的课程建设任务比以往更加的迫切[3]。

作为信息产业与传统产业之间的重要环节和桥梁，电子技术在各个应用领域都为提高生产效率、促进社会建设和经济发展提供了重要的技术支撑。因此，作为针对工科非电类专业开设的一门专业基础课，“电子技术课程”的重要性日益上升。然而，一方面，“电子技术”课程的教学内容同时涵盖了模拟电子技术和数字电子技术的知识，教学内容多，且知识点分散[4]；另一方面，该课程面向众多专业门类的学生，根据不同专业的培养计划，机械工程、能源与环境、土木等等专业的学生均可能选修，因此学生知识储备背景复杂，导致了部分学生学习时有一定难度。在线下教学中“电子技术”课程尚且存在以上的困难，线上教学中本课程更是面临诸多的问题与挑战，本文将在第1节中详细分析。

“讲一练二考三”的基本教学理念是在教学过程中控制教师讲授量，增加学生练习方式和考核手段。从而有效发挥学生主观能动性，从被动学习转变为主动学习，掌握知识，提高能力，全面发展[5][6]。针对疫情背景下“电子技术”线上课程存在的师生互动减少、线上考核困难、被动性学习难以适应线上课程等问题，“讲一练二考三”的教学理念十分适用，因此本文基于“讲一练二考三”给出了一个可行的线上教学方案。

1 “电子技术”线上教学面临的问题与挑战

1.1 教师层面

1) 线上教学平面化问题更突显

传统的线下教学采用教师结合PPT进行现场讲授的方式，教师可以自由在黑板上进行大量发挥，或根据电路、芯片等实物进行讲解。而在线上课程中，由于屏幕大小限制，板书位置十分有限，也无法进行一些现场的展示。线下教学中的PPT、板书以及实物展示等等都不适用于线上教学，因此线上教学平面化问题更突显，对教师授课内容的层次化和课程设计的立体化提出了更高要求。

2) 远程教学给师生互动带来困难

传统教学中师生面对面进行交流，教师可实时获取学生反馈，并根据反馈调整讲解内容和进度。特别是在模拟电路部分中，涉及到较多的原理性推导，而线上课程中师生无法进行面对面的沟通交流，教师难以时刻在第一时间准确掌握学生的反馈。因此如何充分利用在线教学平台和数字化设备，并结合“电子技术”课程知识点分散、概念抽象的特点，对线上教学的设计提出了更高的要求。

3) “一考定音”无法全面衡量线上学习效果

传统考核方式中期末考试占比最高，达到80%或以上。而与线下条件相比，线上更加难以杜绝期末考试中作弊现象的发生，完全依赖期末考试可能造成不公平。此外，由于线上条件的限制，教师难以关注到屏幕后学生的学习过程，造成部分传统的考核方式难以展开。

1.2 学生层面

1) 传统被动学习模式难以适应线上教学

传统基础教育仍然多采用灌输式、填鸭式的教学方式，导致学生形成了依赖性的学习方式，学生学习成了纯粹被动地接受、记忆的过程。而一方面“电子技术”课程内容多，难度较大，传统依赖性学习方法无法全面掌握课程知识。另一方面对自律性较差的学生来说，线上课程的方式更使得被动学习模式的学习效果面临重大考验。

2) 弱势学生居家学习条件无法保障

在校的线下学习可以保证学生拥有较好的学习环境，而线上课程由学生居家完成，弱势学生的家庭环境和学习条件无法保证。如部分学生没有一个安静的学习场所，难以随时接入互联网，或没有电脑只能利用手机。

2 基于“讲一练二考三”的线上教学方案

2.1 重难点线上教学立体化的“讲一”

“讲一”要求教师少讲，学生多想，因此其关键在于讲什么，怎么讲。“电子技术”课程涉及半导体二极管及其应用电路、基本放大电路、集成运算放大器、电子电路中的反馈、直流稳压电源、门电路和组合逻辑电路、触发器和时序逻辑电路、D/A和A/D转换器八大部分，这么多的内容，如果每部分按顺序泛讲，那么在线上课程这种师生交互渠道有限的条件下，学生将不得要领。因此，需要首先对教学内容进行凝练和重点难点进行挖掘。本文将以上八大块内容按照知识点的属性分为前序与辅助知识点、电子电路本体知识点、分析与设计方法三部分，并对各部分内的知识点根据相互的支撑和联系关系进行串联，形成相应的知识网络图谱，进而以此作为提炼“讲一”讲授内容的前提，每部分知识点的知识网络图谱如图1所示。

图1 基于“讲一练二考三”的知识网络图谱

其中前序和辅助知识点为先修课程中学习过的，或在本课程中对主要知识点起到辅助作用的知识点，如电路知识、微机系统与接口、逻辑代数等等。这部分内容并非本课程重点内容，因此在讲解时可以根据需要，有针对性地进行简单回顾性讲解，或者让同学们根据相关课程资料自主回顾。而电子电路本体知识点部分是本课程的基础知识点，在该部分的知识点学习的基础之上，通过对实际生产生活中电子技术的若干应用实例的举例讲解，引入分析与设计方法部分的学习，可以让学生进一步地了解和掌握电子电路本体知识点的具体应用和实现，进而把枯燥、抽象的元器件运行原理、参数的学习和电子技术在现实工业生产、生活中精彩纷呈的实际应用场景进行了有机的结合，不仅对基本知识点进一步复习，还提升了学生的成就感，这两部分均为教师要着重讲解的部分。

本课程采用腾讯课堂进行在线直播，由于线上直播课程的特殊性，教学内容的传播仅能通过电脑或手机，因此还需要着力针对重难点内容丰富线上教学资源，进一步增加内容的立体度。借助多种多媒体技术，将原来教师现场讲授，根据学生互动结果调整讲解方式和时长的重难点内容进行生动展现。以内部结构和动态过程为主的内容可以制作FLASH动画， 第一章中的半导体导电机理可通过制作FLASH展示半导体中自由电子和空穴的产生过程，以及PN结在加正向电压或反向电压的情况下PN结中的变化过程。以实际应用为主的内容可以制作案例材料，如555集成定时器，可以通过定时开关的设计案例来剖析其原理和应用。此外，还有知识点讲解为主的内容，可以通过制作相应的短视频，如第四章中各种反馈的判别涉及到多个知识点，可以用短视频的方式集中讲解。在课上通过丰富多样的重难点线上教学资源，深化学生的理解，增加线上课程的可观性。此外将针对重难点的线上教学资源上传到课程网站或者课程群内，方便学生随时查看，有利于做到在少讲的同时夯实学生的专业基础。

2.2 学生被动学习方式转变下的“练二”

“练二”并非简单地增加学生的练习量，在线上授课，学生在家自主学习的条件下，“练二”的关键在于转变学生的学习方式，从传统的被动学习方式，转变为自觉主动学习的方式。

本课程的“练二”分为横向的不同时间点的练习和纵向的不同场景下的练习两种。其中横向练习按照时间线主要包括三部分，第一部分是课前的练习，模拟电子部分的内容十分抽象晦涩，为了课上更好地理解，需要提供一些课前预习资料，让学生有准备地听课。更重要的是由于线上课程师生互动困难，布置课前问题，可以让学生带着问题来听课，增加课程内容的吸引度。

第二部分是课中的练习，可以以点面结合的方式进行，即面向所有学生的选择题和随机提问单个学生的问题。在线授课时，讲解完重要知识点之后，设置一个习题，可以以选择题为主，线上授课平台如腾讯课堂、雨课堂等等均具有发布选择题并统计正确率的功能。图2(a)为腾讯课堂发布选择题的界面，图2(b)为笔者在某次测试中采用腾讯课堂答题卡功能发布的习题的统计结果，软件能够实时统计正确率和人数，方便及时掌握学生理解情况。此外再遇到重要的知识点或综合性的问题，还可利用在线平台的举手回答问题功能随机提问某个学生，让学生讲讲分析问题的思路，然后据此展开讨论。这样点面结合的课中练习有助于帮助学生掌握重难点，增加学生在线上学习中的参与感。

(a)习题发布 (b)习题统计结果图2 线上课中习题发布及统计结果

第三部分是课后作业，课后作业分为两种形式，一种是所有同学必须完成的基本题，第二种是学有余力的同学选做的提高题。基本题采用拍照上传到课程群作业，老师或助教在线批改的方式完成交互。提高题无需提交，采用在课程群中直接公布答案，学生根据需要单独与授课教师或助教进行交流的方式完成，提高学生的自主学习能力。

纵向的不同场景下的练习包括三部分，根据图1，电子电路本体知识是本课程的基础和重点，因此在讲解时主要针对电路本身构成进行基础练习；在此基础上，在分析与设计部分，通过对电子电路本身的分析以及功能电路设计方法的讲解和练习，第二次对该部分内容进行复习；此外，本课程有配套的实验课程，该实验课程的相关实验内容的设计与“讲一”中所列举的实际生产、生活中电子技术的若干应用实例相对应，进而在实践过程中完成第三次的练习，加深学生对讲课内容中相关元件特性参数、电路分析设计方法的感性理解[7]。而疫情条件下，实验无法现场完成，因此可以采用两种方法进行。一方面，可以通过软件进行仿真试验，如直流稳压电源的相关实验采用Multisim软件，在软件中进行电路设计、波形测量以及电压可调的直流稳压电源设计等等。另一方面，可以反向思维，将原有的简单的实验电路设计转变为较复杂的电路分析，例如计数器的设计，可将多种进制计数器电路展现给学生，引导学生在不同进制计数器分析过程中掌握任意进制计数器的设计方法。实践的内容并非对知识点进行简单的复现，而是根据“讲一”所基于的知识网络，贯穿整个课程，包括四条主线，分别在图1用四种颜色的箭头示意，其中半导体器件和放大电路为四条主线的公共基础。

通过课前、课中和课后的三种不同目的的练习，和电子电路本体知识练习，分析与设计方法练习以及仿真与实验三种不同情境下的练习，转变学生的被动学习方式，不断提高学生的学习兴趣，让学生在多场景下积极主动地参与到课程全过程的学习中。

2.3 线上考核形式丰富灵活化的“考三”

线上考核的“考三”和传统考核一样，在考试内容上也要做到知识点的全面性和考题的综合性。根据图1，围绕课程的基础内容和四条主线展开考核，来保证知识点的全面性。此外，“考三”还要求采用多种方式全面评价学生的学习效果。疫情背景下，线上课程的考核方式也必须线上，因此必须针对线上的特点制定丰富灵活的考核方案。首先充分利用教学直播平台的考勤功能，本课程采用的腾讯课堂可以自动记录每位学生登录平台的时间、方式和时长，为考勤分数的计算提供了便利。课程中，利用腾讯课堂发起举手、签到和答题作为课程的过程考核。课后，利用课程群的群作业功能，在线布置作业，学生可拍照上传。最终的期末考试也采用线上的形式，利用腾讯会议作为监控，同时通过腾讯课堂发布考题。表1给出了一个线上考核条件下的最终成绩的组成示例。

表1 考核方式及占比

由表1可见，最终成绩中降低了期末线上考试所占的比重，仅占70%，剩余30%由考勤、课堂参与度、课后作业和其它加分等多项组成，增加了平时环节和学习过程所占比例，这种线上考核形式丰富灵活化的“考三”使得线上考核评价更加公平合理。

3 教学效果分析

经过一学期的教学实践，笔者对采用“讲一练二考三”模式进行教学改革的学生成绩和采用传统教学模式的学生成绩进行了横向对比，其对比直方图如图3所示。结果发现采用传统方式教学的学生优秀率仅为27.6%，而采用所提方式进行教学改革的学生优秀率为53%，优秀率明显提高。但是这也说明对于采用所提方式进行教学改革的学生试卷过于简单，后期要对试卷难度进行调整，以保证成绩趋于正态分布。

图3 成绩分布直方图对比

课程结束后，笔者对采用“讲一练二考三”模式进行教学改革的学生进行了问卷调查，总人数79人，反馈人数71人。调查结果如图4所示。

针对一直以来学生反映本课程教学内容偏多的问题，采用“讲一练二考三”模式之后，70.42%的学生认为课程教学内容适中，相比之前有较大改善。

(a)课程教学内容方面 (b)课堂互动方面图4 调查问卷结果

针对线上教学给师生互动带来的困难，85.92%的同学认为本课程的课上互动数量较为适中，12.68%的同学希望进一步增加互动。此外，还有一些同学给出了具体的建议，如线上学习的不可测因素太多，希望能够采用录播与直播相结合的方式；认为课堂参与、课后作业等平时考核方式对课程的学习有很大帮助，建议进一步增加平时环节和学习过程所占比例等等。这些建议为本课程今后的改革提供了很好的参考。

4 结语

随着疫情而来的全过程线上教学给“电子技术”课程的教学带来了诸多的前所未见的困难，本文基于“讲一练二考三”的教学理念对“电子技术”课程的线上教学进行了实践，提出了重难点线上教学立体化的“讲一”、学生被动学习方式转变下的“练二”、线上考核形式丰富灵活化的“考三”的改革方法，对工科课程有一定的参考作用。

随着疫情防控常态化和未来信息技术的进一步发展，线上教学也将会成为高校教学中重要的组成部分，课程组也将进一步探索“电子技术”线上课程的教学质量提高和改善的方法。