电类基础课程多元混合教学模式构建与实践

周兰娟　张冬至　吴荔清

［摘 要］ 针对当前高等教育理念的转变，以适用面广的电工类基础课程为平台，构建了一套以能力培养为导向、以学生为中心的多元混合教学模式。在打造新生态课堂、促进自主性学习、推行个性化创新实践等方面开展了教学改革，实施了一种以“教、学、践”为核心的人才培养模式，体现了教学的学术性和学习的自主性，促进了学生知识、能力、素质的协调发展。该教学模式符合教育教学规律，对提高教育教学质量、实现人才培养目标发挥了重要作用，具有较强的示范作用和推广价值。

［关键词］ 能力培养；创新实践；自主学习；混合教学

［基金项目］ 2020年度山东省教学改革项目“打造混合式教学新生态与多维度育人新范式，提升电气信息类专业一流创新人才培养质量”（P2020011）；2020年度中国石油大学（华东）教学改革项目“基于探究性学习的以‘学生为中心的立体化混合式‘电路分析实验教学模式改革与实践”（SJ-202026）；2020年度中国石油大学（华东）教学改革项目“面向一流专业建设的电类教学生态化构筑及其协同育人模式改革与实践”（ZY-202026）

［作者简介］ 周兰娟（1978—），女，山东德州人，硕士，中国石油大学（华东）控制科学与工程学院讲师，主要从事检测技术与精密仪器研究；张冬至（1981—），男，山东聊城人，博士，中国石油大学（华东）控制科学与工程学院教授，博士生导师，主要从事微纳检测与智能感知技术研究；吴荔清（1976—），男，福建莆田人，硕士，中国石油大学（华东）控制科学与工程学院讲师，主要从事电子信息与检测技术研究。

［中图分类号］ G642.0［文献标识码］ A［文章编号］ 1674-9324（2023）07-0089-04［收稿日期］ 2022-04-12

针对当前高等教育理念的转变，为深化课程改革，实现从以知识导向为主的教育转变为以学生能力培养为导向的教育，实现从知识课堂到能力课堂、灌输课堂到对话课堂、封闭式课堂到开放型课堂等多方面的转变，构建一种以能力培养为导向、以学生为中心的新型教学模式，成为迫切需要改革的问题［1-2］。

电类基础课程，如电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等，是电类专业的核心基础课程，具有鲜明的工程实践特色［3-4］。目前，我校电工电子学基础教学团队被评为国家级教学团队，建成了5门电类基础课程的慕课资源，其中，“电工电子学”入选国家级一流本科课程。建成的慕课面向社会开放，在中国大学MOOC、智慧树、学银在线等平台上线运行8个学期，并用于校内SPOC教学。在课程建设中，教学团队将教学理念由以传授知识为主转向以培养能力为主，构筑并实施了一种以“教、学、践”为核心的人才培养模式，体现了教学的学术性和学习的自主性，切实提高了教学质量，促进了学生知识、能力、素质的协调发展。

一、多元混合教学模式构建

以新形势下的教育目标为指导，以电类基础课程为平台，构建了一种以基于多元开放的课堂教学、基于数字资源的自主学习、基于创新实践的能力培养为核心的多元混合教学模式。

（一）基于多元开放的课堂教学

针对存在的教学方式单调、课堂教学中教师占主体地位、学生学习兴趣不高等问题，以专题研讨、演示仿真、微课视频等形式增大课堂思维容量，拓展思维深度，构建了充满活力、高效、具有个性化特色的新课堂。

（二）基于数字资源的自主学习

针对学时少、内容多的问题，根据“减时不减质”的教学理念，充分利用电路与电子技术慕课资源，建立网络学习和课堂翻转相结合的混合式教学模式，为学生提供多种学习途径，加强学生的自主学习意识。

（三）基于创新实践的能力培养

针对传统教学中自主实践薄弱、创新机制欠缺、忽视对学生创新思维与工程能力的培养等问题，开展以项目为导向的多层次、立体化创新实践，实现课内与课外有机融合、综合实验与探究实验相结合的方式，促进学生自主发展和个性化发展。

二、多元混合教学模式实践

（一）基于多元开放的课堂教学，打造教学新生态

坚持务实高效的课堂教学理念，突出以教师为主导、以学生为主体，深化课堂教学改革。减少讲与听，增加说与做，将信息化教学与学科教学整合，开展演示仿真型、专题研讨型、翻转课堂等创新课堂教学方式，提高课堂的教学效果。

1.演示仿真型教学模式。打破传统灌输理论的教学方式，借助电学仿真软件在直观的图形界面、丰富的元器件、强大的仿真能力、丰富的测试仪器、完备的分析手段等方面具有的技术特点，将仿真演示法引入课堂，在课堂上实时模拟、仿真演示，通过引导启发、提问讨论、学生讲解、教师总结等互动形式，有效地提高授课质量。

2.专题研讨型教学模式。依据教学大纲的要求，教师结合在生活、科研过程中遇到的相关问题建立电路模型，让学生了解所学基本理论的典型应用及最新科技前沿。课下以学习小组为单位，通过图书、网络等途径搜集专题的相关材料，开展小组专题研讨。课上开展案例教学，学生共同研讨、相互启发，在提问中求知、在解疑中学习、在讨论中升华。

3.翻转课堂教學模式。改变以教师为中心、以课堂为中心、以教材为中心的传统教学模式，积极优化教学内容，精心创设教学情境，以知识点为基础，引入线上线下混合式教学。按照“一个知识点、一个例子、一个仿真、一个应用”的思路设计微型课堂模式，将一个关键点的理论、仿真和应用有机结合，真正做到将学生难以理解、难以灵活应用的零散的理论与实践有机融合。

（二）基于数字资源的自主学习，促进学生自主化学习

为了加强学生的自主学习研究能力，教学团队积极推进翻转课堂教学模式改革，将知识传授通过数字信息技术实现，提出了数字化学习理念，分为课前学习、课堂内化、课后提升三个段式。学生利用资源共享课优质数字资源在课前开展网上学习，学习相关课程视频、演示动画，完成仿真研究并自我测验，找到知识建构中的遗漏点和薄弱点。同时，可以在网上在线互动交流、提问答疑。此外，利用慕课平台建立基于知识点的试题库，利用自我检测、课前检测、阶段测试等多种测试手段有效督促学生开展自主学习。教师可以根据学情统计结果及时掌握学生的学习情况，给出有针对性的教学设计和教学指导。

课堂内化是在课堂上经由教师引导、与学生讨论交流、在线评价等完成知识的深层理解。教师以随堂测验的形式督促学生在课下学习，找到学生学习中的难点与盲点，通过课堂研讨、仿真演示、典型例题等形式进行总结提炼。教师可以根据学生的作业、自测、研讨情况对学生进行个性化指导。教师根据翻转课堂的情况进行教学反思，进一步丰富教学资源，优化教学方案，进而加强师生的紧密沟通，实现师生的共同发展。这一教学模式将网络学习和课堂翻转相结合，为学生提供了线上线下、课堂内外的多种学习途径，有利于提高学生的自主学习能力。

（三）基于创新实践能力的培养，推行实践个性化

坚持学以致用的创新实践理念，以项目为导向切实提高学生的创新实践能力，根据学生的能力、层次和兴趣爱好，进行了课内基本能力培养实践和课外专业素质拓展实践，前者为必修环节，后者为选修环节。提出的多层次、立体化实践模式，有利于学生工程实践能力、综合应用能力和创新意识的培养，兼顾了课内课外相结合、全面发展与个性发展相统一。

1.课内基本能力培养实践。从创新思维与实践能力两个层次进行培养。在创新思维层次上，通过设置课程论文的方式加強对学生科学规范和创新思维的培养，使学生具备电子电路分析和设计的创新思维，培养学生利用创新思维分析问题和解决问题的能力。由学生自主选定生产、生活中的电气电子产品作为研究对象，通过查阅资料、独立思考，撰写论文，要求阐述所选产品的主要工作原理，针对局部的具体电路进行分析，指出产品存在的问题及改进措施，展望产品的发展方向。

在实践能力层次上，实行多层次差异化实践项目考核，培养学生的工程应用能力。针对当前实践成绩区分度不高、学生的实践积极性较弱的现状，采用多层次差异化的实践项目环节考核方法，开展具有元器件性能、功能模块、综合设计的多层次实验模式，将知识点的学习融入项目任务的实施中，设置开放性、设计性与综合性实践项目类型［5-7］。学生可以根据自身兴趣与能力自主选择，经过方案设计、原理分析、仿真验证、实物标本制作等环节，根据确定的选题编写实验报告，最终完成该实验并写出实验报告，视项目的差异性确定难度系数，结合完成情况及PPT答辩表现进行加权评定成绩。通过自主学习、方案设计、实践制作、报告提交、演示答辩等环节获得知识和技能，切实加强学生创造性实践能力的培养。

2.课外专业素质拓展实践。以多学科交叉融合为特色培养复合型创新人才。根据学生在课内基本能力培养实践中的突出表现及兴趣，将本科生融入大学创新实践体系，以学生兴趣、教师科研、企业需求为导向形成互选机制，让学生进入教师创新团队，将电类课程实验教学真正落实到解决工程实际问题的能力培养上。以大学生创新实践项目为主导，已形成以多学科交叉融合为特色的复合人才创新实践模式。以探究实践为出发点，4～5人为一个团队，以实践成果为目标，以现场展示及答辩为考核。在实践项目中，以实际生活和社会问题为切入点，注重选题学科交叉，对学生因材施教并进行个性化培养。注重过程训练和自主设计，激发学生的研究兴趣，着重培养学生自主学习、团队协作、提出问题、分析问题、解决问题的能力，使学生在项目实施的各个阶段体验创新、学习创新和理解创新，激发学生的主观能动性，培养创新意识、实践能力、团队协作及自我管理能力。学生在新电子、新材料、新技术等交叉领域积极创新探索，开展了石墨烯薄膜应变检测仪、薄膜触觉传感器、碳纳米管薄膜气敏检测与报警器、重金属离子检测电路、压电计步仪等创新实践项目［8-9］。项目通过结题验收后，颁发结题证书，记入学生的创新实践学分。

三、多元混合教学模式实践的成效

多元混合教学模式已在电类专业中推广实施，学生在不同程度上受益。采取座谈交流、问卷调查等方式后发现，提出的多元混合教学模式深受学生的欢迎。学生不仅对多元开放、形式多样、务实高效的新生态课堂教学模式予以了高度评价，而且在自主性学习、个性化创新实践及四元考核模式中受益颇丰，取得了良好的教学效果，同时，提升了教学质量。

（一）坚持务实高效的课堂教学理念

将信息化教学与学科教学整合，采用演示仿真、专题研讨、微课视频等形式，构建了多元开放、充满活力的新生态课堂教学模式，减少了讲与听，增加了说与做，加大了课堂思维容量，拓展了思维深度，提高了课堂教学效果。不拘形式的教学方式大大提高了学生的学习兴趣，课堂气氛明显活跃，师生互动交流的机会大幅度增加。

（二）坚持“减时不减质”的教学理念

充分利用慕课课程建设中形成的丰富数字资源，构建了学生网络学习和课堂翻转相结合的混合教学模式，学生可以通过多种渠道随时随地开展学习。利用线上线下、课堂内外相结合的教学方式，解决了学时少与内容多的矛盾，并通过课堂翻转加强过程性考核，促进了学生的自主性学习，保障了学生的学习效果和质量。

（三）坚持创新实践的教学理念

针对学生的专业特点和能力层次，以多学科交叉融合的实践教学为亮点，开展以项目为导向的多层次、立体化创新实践，学生的工程意识和实践能力得到了明显提升，促进学生自主发展与个性化发展。学生不仅掌握了本专业的基础实践技能，而且可以跨学科交叉开展创新实验项目，在大学生创新训练、学科竞赛等活动中的表现明显突出了，推进了学生知识、能力、素质的协调发展。

（四）在新型教学模式的实施过程中不断总结和发展

近年来实施省部级教学改革项目3项，校级教学改革项目10余项。围绕相关工作，发表教学论文20余篇，教师团队在首届全国高校教师教学创新大赛中获得二等奖1项。在创新实践教学推广过程中，实施国家级、校级大学生创新实践项目30余项，学科竞赛获省级以上奖项百余项，其中荣获第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛国家级金奖。

本文以新形势下的教育目标为指导，构建并实施了理念先进、便于推广的多元混合教学模式，确立了学生为中心的主体地位，适应了当前教学改革的新形势。该模式打破了传统的“满堂灌”“填鸭式”教学，加强了学生的兴趣性、自主性、探究性、个性化学习，突出了对创新思维和工程实践能力的培养。在教学方式上，坚持务实高效的课堂教学理念，构建了充满活力、多元开放的新生态课堂。在学习方式上，形成了线上线下与课堂内外相结合的自主学习模式。在实践方式上，构建了层次化、立体化的创新实践模式，促进了学生知识、能力、素质的协调发展。该教学模式符合教育教学规律，具有独创性、新颖性与实用性，对提高教育教学质量、实现人才培养目标发挥了重要作用，具有较强的示范作用和辐射推广价值。

參考文献

［1］姚缨英，范承志，林平，等.能力培养为导向的电类基础课程教学模式［J］.电气电子教学学报，2015，37（3）：1-3.

［2］陈宁，桂卫华，陈明义，等.大自动化类专业电类技术基础课程新体系研究［J］.教育教学论坛，2019（30）：75-77.

［3］陈燕秀.基于MOOC“电路原理”翻转课堂教学改革实践［J］.电气电子教学学报，2016，38（2）：43-45+49．

［4］张冬至，刘润华，王平，等.电类课程研究型教学模式与学生创新能力培养研究［J］.实验技术与管理，2014，31（3）：17-19+206.

［5］庄建军，高健，郑江，等.电子类基础实验课程混合式教学模式探索［J］.电气电子教学学报，2020，42（2）：1-5.

［6］杨建良.电类基础课程实验教学“虚实结合”模式的构建［J］.实验室研究与探索，2014，33（7）：101-104.

［7］盛孟刚，陈洋卓，汤红忠，等.基于CDIO的电类基础课程群实践教学体系构建与实施［J］.教育教学论坛，2019（6）：193-194.

［8］周一恒，程德强，吴新忠，等.融合科研思维训练的电类基础实验教学实践［J］.实验技术与管理，2021，38（9）：175-179.

［9］张冬至，夏伯锴，刘润华，等.基于学科交叉背景的碳纳米管薄膜湿敏检测仪制作与实验［J］.实验技术与管理，2015，32（7）：156-159.

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