“电路原理”混合式教学研究与实践＊

张文霞，郭 华，杨晨红

（鄂尔多斯应用技术学院信息工程系，内蒙古 鄂尔多斯 017000）

1 引言

“电路原理”是高等学校自动化、电子、电气信息类专业的一门重要学科专业基础课，对后续专业课的学习具有重要的基础性作用。课程特点方面，该门课程具有知识点多、概念多、重点、难点多，理论体系抽象，对学生数学基础要求较高的特点，学生学起来总体感觉困难[1]；教学方式方面，通常采用以教师讲授为主、学生被动接受为辅的传统“填鸭式”教学方式，该方式有助于充分发挥教师的主导性和课堂的掌控力，但存在学生学习积极性和课堂参与率不高的现象；考核评价方式方面，通常采用以期末理论考试为主的单一评价方式，不能够全面客观评价学生对知识的掌握情况，学生往往通过期末考试周突击学习的方式应付期末考试，没有起到督促学生学习的作用。

为此，本文以“雨课堂”为教学工具，以“学生为中心”作为课程教学的出发点和落脚点，设计教学内容及多元评价体系，将教学目标由知识传授转变为能力培养，对本校“电路原理”课程教学进行改革，以提高教学质量。

2 教学设计及实施过程

2.1 “雨课堂”教学工具

“雨课堂”是连接师生的智能终端[2]，是由学堂在线和清华大学在线教育办公室共同研发的一款教学工具。师生利用此款教学工具，通过Power Point和微信公众号在教学的各个环节，课前、课中、课后进行互动，学生可以随时参与到各教学过程中，让课堂互动永不下线，教师可以实现对整个教学环节学生学习情况的数据采集和量化分析，便于精准教学。“雨课堂”教学工作具有互动性强、操作简单、反馈及时等优点，可以作为“电路原理”混合式教学改革的有力工具[3]。

2.2 教学设计

根据本校以培养高级应用型、技术技能型人才的培养定位以及“电路原理”课程在人才培养中的课程地位，首先，确定课程教学目标和要求，掌握电路的基本概念，基本定理、定律，并能熟练的应用定理、定律分析求解电路问题；能够熟练应用叠加、分解和变换域分析法分析求解电路问题；学会使用万用表、稳压电源、信号发生器等常用仪器；正确使用各种电阻器、电容器以及电感等元器件，掌握测试这些元件的基本性质和伏安特性；分析实验数据和误差来源，规范撰写实验报告。其次，根据教学目标和要求确定教学内容，课程教学内容共分三大部分，其中第一部分为电阻电路分析，包含集总电路中电压、电流的约束关系，网孔分析和节点分析法、叠加定理、分解方法等内容；第二部分为动态电路时域分析，包含电容元件、电感元件，一阶、二阶电路，冲激函数在动态电路分析中的应用，交流动态电路等；第三部分为动态电路的相量分析，包含阻抗、导纳，正弦稳态的能量、功率、三相电路，频率响应，耦合电感和理想变压器，双口网络等。最后，确定教学模式和方法，采用理实一体的教学模式，突破理论与实践技能培养脱节的现象，使学生能够做中学，学中做；采用线上线下混合教学方式，将课程学习分为课前、课中和课后三个环节，课前环节注重提升学生的自主学习能力，课中注重调动学生的学习积极性，课后注重提升学生的知识归纳总结和应用扩展能力，三个环节有机结合，充分发挥学生学习自主性，激发学生学习的积极性，培养学生自主学习能力和实践能力。

2.3 教学实施

课前、课中和课后教学环节的精心设计是混合式教学的关键。下面以“电路原理”中的叠加定理为例，阐述具体实施过程。

课前环节：通过建立随堂教学模块提前向学生推送叠加定理的定理内容，时间控制在10 min之内为宜，可以是MOOC视频，也可以是叠加定理的定理内容理论讲解录制的视频。学生可以自己掌握学习节奏，对于理解能力较强的学生可能只需要观看一遍即能掌握，对于理解能力较弱的学生，可以通过多次观看视频，或者对不理解的知识点，借助网络教学平台或者和学生、教师的广泛交流，理解和掌握知识。这样每个学生完全可以根据自身情况，自主地解决理论学习中的困惑。

课中环节：课堂教学中，首先，利用“雨课堂”工具栏，教师可以针对预习内容设计问题并发送到学生们的手机端，学生们在规定的时间内完成作答，并在手机上提交，学生们的答题情况，教师在手机上都可以实时看到相关数据，对预习内容的随堂测验环节是对学生预习情况的检验，也是对学生预习的鞭策，也是教师有针对性讲解的依据，教师可以对学生普遍有疑问的地方进行重点讲解。其次，通过理实一体教学模式，学生利用电路原理实验箱中的叠加定理模块，通过连线、数据测量、分析数据验证叠加定理内容，加深对定理内容的理解和掌握，同时锻炼了学生实践动手能力和解决问题的能力，改善了以往传统教学中学生被动接受知识，主动思考少、学习积极性不高的现象。最后，教师对本节课内容进行总结、提炼，并就本节的内容进行随堂测验，检验学生对本节内容的掌握程度，为课后任务的布置提供一定的依据。

课后环节：主要通过课后作业和讨论互动来巩固所学内容，是课堂教学的延展和有力补充，作业内容以习题为主，也可以是有一定的难度的课后任务，包括文献资料收集、信息处理，可以让学生收集叠加定理在实际工程中的应用案例，根据任务量分组进行。可以从“雨课堂”推送作业内容，学生完成作业后在线提交，教师可以在电脑端进行在线批改，教师通过“雨课堂”统计的数据分析学生对作业内容的掌握程度，清楚作业中大部分学生存在的问题，便于进行细致讲解并发布到网络教学平台上，教师也可以在微信公众号上和学生们进行讨论互动，解答学生们的疑问。

课前、课中、课后各个环节，教师可以根据获得的教学全周期数据信息，量化分析学生的学习情况，通过学生的学习情况实时调整教学，且在全周期的教学过程中学生占有主导地位，全程主动参与，真正体现了以学生为中心的教学理念。

2.4 课程考核

课程考核方式起着课程学习指挥棒的作用[4]，“电路原理”课程采用多元考核评价体系，注重过程性考核，不仅注重考核学生理论知识掌握程度，更注重考核学生实验能力和解决问题的能力，改变了以往期末试卷成绩占比过大的局面，避免了考前突击或者考试发挥异常等情况的出现。学业成绩分配如表1所示，由理论成绩和实验成绩两部分组成，其中理论成绩占总成绩的89%，实验成绩占总成绩的11%。理论成绩由平时成绩、期末成绩两部分组成，各占理论成绩的50%。平时成绩包括出勤成绩、随堂测验成绩、章节测验成绩和中期测验成绩等四部分，各部分占比为25%。实验成绩由实验操作和实验报告两部分组成，各部分占比50%。

表1 考核成绩构成

3 教学效果分析

将本校19级电气工程及其自动化（53人）作为“电路原理”课程混合式教学改革试点，对比17级电气工程及其自动化（55人）两级学生的学习成绩，如表2所示。

表2 学生成绩对比

由表2可知，采用混合式教学不及格率由5.56%降低为1.89%，其余各级分数段的比例也有所增加，教学效果明显提升。

4 结语

本文以“雨课堂”为工具，以学生为中心的作为教学设计的出发点，对“电路原理”课程进行了混合式教学改革，改变了传统以教师为主导的教学方式，学生全程主动参与教学活动，增强了学生学习的积极性和主动性，通过试点改革试验，证明了本文教学改革的有效性，极大地提高了教学质量。