基于“MOOC＋SPOC”平臺的混合式教學模式的構建與實踐

羅桂娥 劉獻如

[摘 要]隨著“互聯網+”時代的來臨，傳統課堂教學已無法適應信息化時代知識的傳授需求。文章以模擬電子技術課程為例，從課程特點及傳統教學模式存在的問題出發，對基于“MOOC+SPOC”平臺的混合式教學模式的構架、課程思政、教學目標、教學方法、重點與難點教學、考核方式、實踐心得等進行了研究與實踐。以期踐行以學生為中心的教學理念，培養和提高學生的自主學習、協同學習能力以及實踐應用能力。

[關鍵詞]MOOC;SPOC;混合式教學;翻轉課堂;以學生為中心

[基金項目]2019年湖南省教改立項“基于MOOC+SPOC平臺的模擬電子技術翻轉課堂教學實踐”（2019jy010）

[作者簡介]羅桂娥（1962—），女，湖南株洲人，工學博士，中南大學自動化學院教授，主要從事智能儀器與虛擬儀器、電路綜合設計、數字圖像信號處理研究;劉獻如（1977—），女，湖南婁底人，工學博士，中南大學自動化學院副教授，主要從事模式識別及圖像處理研究。

[中圖分類號] G642[文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324（2020）27-0194-03[收稿日期] 2020-02-25

一、引言

基于“MOOC+SPOC”平臺的混合式教學既是踐行“以學生為中心”教育改革的一種有效方法，更是提高創新人才實踐應用能力的關鍵。隨著“互聯網+”時代的來臨，傳統大學課堂教學已無法適應信息化時代知識的傳授需求，MOOC+SPOC的教學模式正是教育信息化典型的代表，它使得基于“MOOC+SPOC”的翻轉課堂+混合式教學在當下變得切實可行。文章以，模擬電子技術課程為例，介紹基于“MOOC+SPOC”平臺的混合式教學的研究與實踐情況。

二、課程特點及傳統教學模式存在的問題

模擬電子技術是電類及偏電類專業一門技術基礎主干課程。它是一門研究電子器件及其應用的科學技術，執行著與現實世界的物理信號相對應的模擬電信號的產生、變換、放大、處理等功能，是現實物理世界與計算機（或數字系統）聯系的“橋梁”。其核心是半導體二極管、雙極型晶體管三極管、場效應管和集成運算放大器等各種器件的工作原理及由此組成的各種應用電路的分析。其特點如下：①課程涵蓋的功能電路的類型很多且直面工程應用，不同功能的模擬電路性能不同，分析方法也不同;②基本概念抽象、內部機理復雜、工程實踐性強、線性與非線性共存、交直流共存[1];③學時數少、覆蓋面廣。由于學時受限，課程設置中對部分概念的推導過程和物理原理不做要求，但課程內容既強調理論的系統性，又強調概念的物理意義。這些都給該課程的初學者帶來了很大的困惑和難度，使之感到既抓不住這門課程的重點，又不知如何突破這門課的難點，常有老師不好教、學生學不好的尷尬。因此學生將這門課程戲稱為“魔鬼”電子學。

在目前高校普遍壓縮學時的大背景下，采用傳統的“以教師為中心”的課堂傳授教學模式，完成知識的傳授都略顯緊張，更不要說提高學生的綜合能力及創新應用能力。另外，傳統教學在課程教學體系建設上存在諸多的問題，如：上課模式單一、教學手段單一、注重成績等。其中，以分數作為衡量學生學習能力的主要標準這一問題，忽略了對學生自主學習能力和創新能力的培養，顯然，以“教師為中心”的傳統教學模式已無法適應學生的發展要求。

三、混合式教學模式的構建

（一）混合式教學模式的構架

中南大學模擬電子技術MOOC在中國大學MOOC網站已經開啟第四期[2]，學校的SPOC也已經開啟第三期。各類共享資源經過前期建設已經能夠滿足學生的線上學習需求，可以為學生與學生、學生與老師在課前、課上、課后的教學活動建立溝通紐帶，從而真正實現教與學的多環境融合、多終端接入，進而為構建全面協作式的線上與線下相結合的混合式教學模式奠定了基礎。

從2018年開始，針對學生普遍反映課程難學、教師也感到課程難教的問題，結合省級教改課題，我們開展了基于慕課的線上線下混合式模擬電子技術課堂教學改革，形成了較成熟的以學生為中心、建制班、課堂時數不變、“課前線上自學+線下課堂的知識重點難點解析+課后項目驅動”的三層次混合式教學新模式，如圖1所示。

（二）混合模式下教學過程的組織

根據人才培養需求，結合課程特點，無論是MOOC建設，還是教材建設，我們都要從半導體基礎知識出發，以“器件—電路—應用”為主線，“兼顧分立，面向集成”來組織教學內容;注重知識的關聯性，將知識點串成知識鏈，并且通過“問題引導—問題分析—問題解決—歸納總結”的思路進行教學，力求讓學生易懂易學。

線上利用MOOC通過“視頻導學+初步自學+互動討論+階段檢測”來完成課前預習及課后的鞏固提高;線下重組教學內容，梳理知識體系，通過問題引導、啟發式精講、互動教學完成課程的高階性;利用SPOC結合慕課堂App實現線上與線下的關聯與掌控，完成學情分析與統計;利用項目驅動做引導，通過協作學習，強化過程實踐能力、應用能力，體現創新性與探究性。

混合式教學主要引發了以下幾方面的課程變化。

1.教學內容更新。根據教學大綱，模擬電子技術涵蓋常用半導體器件、基本放大電路、模擬集成電路基礎、負反饋放大電路、信號的運算與處理電路、波形產生與信號轉換電路、直流穩壓電源共7章教學內容。根據教材及MOOC視頻的情況重構教學內容，線上MOOC自學內容側重章節導讀、基本概念、基本原理、基本分析方法的講授;線下精講內容重點體現知識的應用與遷移，深層次問題的研討，側重培養學生的綜合能力與素養，將例題講授與工程實踐有機結合，進行工程案例分析，為后續專業課程做好鋪墊，提高學生的工程應用能力。

2.增加課程難度。在每堂課程結束后，教師利用“慕課堂”平臺拋出與下堂課相關的1—2個討論題，要求學生先在網上討論，還要求學生把討論結果或網上討論解決不了的疑問以及個人在自學中遇到的難題帶到實體課堂進行深入的討論，最后教師點評或解析;每堂課前利用“慕課堂”平臺對前一堂課的內容進行簡單的測試，利用手機投屏及時發現問題、及時解決問題;將每班學生分組引入項目驅動，讓學生盡早接觸工程實際，學以致用，提高工程實踐能力。

3.拓展課程深度。在線下課堂，每章課開頭，教師以問題為驅動，通過問題啟發式學習，層層遞進，讓學生帶著問題進行學習;及時更新線上延拓資源，增加學科前沿新知識，推廣計算機輔助電路分析方法，拓展與全國大學生電子設計競賽相關的模擬電路知識。

四、混合式教學模式下的教學設計與實施

（一）課程思政設計

課程思政設計如下：①立足模擬電子技術的基本理論、方法及視野，結合電子器件（二極管、三極管、集成電路等）的諾貝爾獎發明以及電子器件發展歷程，弘揚不畏艱難、勇于探索的科學精神，引導學生樹立高遠志向，歷練學生敢于擔當、不懈奮斗的精神，激發學生科學報國的愛國情懷;②結合模擬電子技術的應用，如在網絡通信、航空航天、消費類電子，特別是在工業控制領域的應用實例等，激發學生的求知欲望及民族自豪感等積極情感;③結合器件、電路、器件與電路相結合的應用系統，如擴音機系統、信號發生器、直流穩壓電源，乃至全國大學生電子設計競賽的賽題等，引導學生團結協作、學以致用、自主創新，讓學生充分認識到其所掌握的技術可以為人類造福、為社會服務，提高學生的責任感與使命感，從而端正自身的人生價值，把個人價值與社會價值結合起來，利用技術，不斷求實創新，為社會多做貢獻;④充分挖掘模擬電子技術課程教學內容中所蘊含的辯證唯物主義思想，有機結合課程教學內容進行教學設計，引導學生科學思維，形成正確的世界觀和方法論，提高辯證思維的能力。

（二）教學目標設計

通過本課程學習，努力實現學生知識、能力、素質的協調發展，并達到如下教學目標：

1.知識目標。在了解半導體器件的基礎上，重點掌握放大電路中各種基本單元電路（包括三極管單管放大電路、場效應管單管放大電路、多級放大電路、功率放大電路、雙入差動放大電路等），負反饋放大電路，信號運算電路（包括比例、求和、積分等基本運算電路，模擬乘法器及其應用），電壓比較器，正弦波與非正弦波產生電路，信號處理電路，信號轉換電路，直流電源等低頻電子線路電路的工作原理、分析方法和設計方法。

2.能力目標。掌握模擬電子技術的基本理論、基本分析方法與基本技能，增強學生的觀察能力、知識的歸納與推理能力，“舉一反三”能力;初步具備利用新手段、新方法探索實際工程中模擬電路的求解能力，自主知識運用能力，將知識點串成知識鏈的能力，理論聯系實際能力，復雜模擬電路的分析能力。具備模擬電路的初步設計能力及簡單模擬電路的應用開發能力，具有一定的團隊合作能力，并善于通過溝通交流解決應用開發中出現的問題。

3.素質目標。培養學生的學習興趣、電子愛好、工程素養及使用批判性思維方法等良好習慣;結合器件的發明了解電子技術發展簡史，正確理解電子技術對推動社會進步的巨大作用，激發學生的愛國情操及人文情懷;通過工程項目實例的分析講解，明確正確的價值觀、人生觀對于工程與科研工作者的重要性，培養不斷求實創新的工作作風。將全國大學生電子設計競賽與課程的知識點緊密結合，激發學生的自主探索創新品質及團隊合作精神;通過章節導學，提升學生的自主學習能力和知識自主應用能力，形成不斷學習和適應發展的素質。

（三）教學方法設計

以學生為中心，以提升學生自主學習能力、培養創新思維、實現課堂有效性為目標。以建制班為單位，課堂時數不變，MOOC做信息化學習環境營造的基礎，以過程考核為抓手，采用基于“啟發引導+互動教學”貫穿始終的教學模式[3]，進行模擬電子技術課程的教學。課堂上教師以問題做驅動，注重知識的關聯性，將知識點串成知識鏈，通過“問題引導—問題分析—問題解決—歸納總結”，力求讓課程易懂易學;并運用“慕課堂”App掌控，將實體課堂與慕課平臺聯系起來，對于疑難問題則組織學生進行小組討論，師生、生生進行互動，然后教師解析或組織課堂練習;項目驅動專題討論由小組陳述、全班辯論和教師點評等環節組成。

以問題為導向，發揮教師的引領作用，引導學生對課程重點、難點問題展開深入研討。利用引導式、案例式、類比歸納等教學方法來闡釋重點、破解難點;通過直面工程應用及知識點的連接性的引導、仿真案例拓展等來增強解決復雜問題的綜合能力。充分挖掘模擬電子技術課程教學內容中所蘊含的辯證唯物主義思想，有機結合課程教學內容進行教學設計，引導學生科學思維，形成正確的世界觀和方法論，提高辯證思維的能力。

（四）混合式教學模式的考核方式

混合式教學模式的考核方式采用多層次考核機制，加大過程監控力度，總評成績=過程考核成績×50%+期末考試成績×50%，具體分布見圖2。

五、實踐心得

模擬電子技術混合式教學模式的打造，是信息時代及工程背景下如何開展以學生為中心的教學模式的一種改革與探索。對于國內同類和校內相近課程的改革，均具有重要的現實意義和示范推廣作用。

1.教學模式實現從以“教”為中心向以“學”為中心轉變，從“傳授”模式向“學習”模式轉變，學生的學習狀態將大大改觀。

2.線上教學與線下課堂的結合，使學生對知識的掌握更加寬廣深厚。先通過慕課自主學習，使學生掌握了基本知識點;然后通過線下實際課堂，在基本知識點的基礎上進行討論，知識得到延伸。同時線上MOOC的拓展資源為學有潛力的學生提供了更加高階的舞臺，使學生具有更寬廣深厚的理論基礎。

3.“線上教學+線下課堂+項目驅動”的混合式翻轉課堂是提高創新人才實踐應用能力的關鍵，推動了學生將理論與實踐相結合，促進了與工程認證接軌。通過項目驅動使學生對元器件選型、電路綜合設計、電路仿真、電路的調試、儀器儀表的初步使用等工程實踐能力得到提高;使學生自覺將知識點轉化為知識鏈，有利于培養學生的創新思維、自主學習能力、知識的綜合應用能力;使學生的團隊協作精神進一步加強。

4.以課程團隊的形式來參與混合式教學模式改革與實踐，利于調動教學團隊的積極性和提高教學效果。開放式、探究式對教師提出了更高要求，多層次考核機制，有助于學生的成長，也有助于因材施教，還有助于培養學生多方面的能力，有助于促進學生多方面的發展。混合式教學模式的實施促進了教學團隊和學生得到共同成長，促進教學質量的全面提高。

參考文獻

[1]羅桂娥，李力爭，等.模擬電子技術[M].北京：中國水利水電出版社，2014：38-100.

[2]羅桂娥.模擬電子技術MOOC[EB/OL].https：//www.icourse 163. org/course/CSU-1003509005，2018-02-19.

[3]羅桂娥，王磊.“模擬電子技術”開放精品示范課堂教學改革與探索—以“雙極性三極管及其基本放大電路”章節為例[J].工業和信息化教育，2017（08）：46-51.