基于工程認(rèn)證的線上線下混合式教學(xué)改革
——以《測(cè)控電路》課程為例

潘 琦，夏慶鋒，李 鵬

（1.無(wú)錫學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214000；2.南京信息工程大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，江蘇 南京 210000）

1 研究背景

近年來(lái)，工程教育認(rèn)證工作在高校持續(xù)推進(jìn)，工程教育專業(yè)認(rèn)證的三個(gè)核心理念（成果導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，持續(xù)改進(jìn)），已經(jīng)成為課程建設(shè)的核心考量和改革方向。與此同時(shí)，隨著信息技術(shù)發(fā)展，工程認(rèn)證的需求和在線教學(xué)資源方法的多重結(jié)合也成為目前眾多工程專業(yè)課程改革的研究重點(diǎn)。作為測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)本科生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。《測(cè)控電路》課程涉及的知識(shí)面廣，對(duì)學(xué)生的知識(shí)綜合運(yùn)用能力要求較高，實(shí)踐性和應(yīng)用性較強(qiáng)[1]。因此運(yùn)用工程認(rèn)證的要求并結(jié)合線上資源建設(shè)已經(jīng)成為該課程混合式教學(xué)研究的重中之重。

2 學(xué)情問(wèn)題分析

學(xué)生知識(shí)經(jīng)驗(yàn)分析：課程的教學(xué)對(duì)象為應(yīng)用型本科高校學(xué)生，學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)差，先修課程（電路、模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、傳感器與檢測(cè)原理、信號(hào)與系統(tǒng)）存在知識(shí)點(diǎn)遺忘、知識(shí)掌握不佳的情況。而課程內(nèi)容理論性強(qiáng)、綜合度高，很容易讓學(xué)生望“難”生畏，缺乏學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。因此，教師在講解過(guò)程中需要注意考查學(xué)生前期課程知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，提供前期課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的線上資源，讓學(xué)生可以“溫故而知新”；同時(shí)在授課時(shí)通過(guò)較為精妙的導(dǎo)語(yǔ)和案例來(lái)吸引學(xué)生，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)于較難理解的內(nèi)容則盡量與工程實(shí)際相結(jié)合，做到通俗易懂，深入淺出，增進(jìn)學(xué)生的理解，降低學(xué)習(xí)門檻。

學(xué)生能力掌握分析：目前課程采用理論教學(xué)為主，輔以部分實(shí)驗(yàn)，在安排上采用上下輪流進(jìn)行的方式，雖然一定程度上解決了理論和實(shí)踐脫離的問(wèn)題，但難以解決不同工程問(wèn)題之間的關(guān)系和整體性問(wèn)題。課程實(shí)驗(yàn)受課時(shí)限制基本為單一性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，不能提高學(xué)生的工程實(shí)踐、推理、解決問(wèn)題和創(chuàng)新能力。此外學(xué)生長(zhǎng)期以來(lái)普遍接受的是填鴨式的傳統(tǒng)教學(xué)培養(yǎng)模式，知識(shí)的獲得大多依賴教師的講解，自主學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)。因此，教師需要改革當(dāng)前的授課模式，擴(kuò)大線上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并緊密結(jié)合工程實(shí)際案例，從而可以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力；另一方面，應(yīng)該更多提供學(xué)生自學(xué)資源，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，通過(guò)多種形式的互動(dòng)激勵(lì)，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣，從被動(dòng)接受逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)參與[2]。

學(xué)生思想狀況分析：學(xué)生尚處于思想意識(shí)、人生觀、社會(huì)觀、價(jià)值觀的發(fā)展形成階段，其心智雖較高中階段成熟，但仍存在較大的可塑空間。此時(shí)需要任課教師給予正面的激勵(lì)和引導(dǎo)，幫助學(xué)生樹(shù)立的正確的三觀，培養(yǎng)其愛(ài)國(guó)主義精神，使得紅色基因得以世代傳承。

3 課程目標(biāo)

立足于本校“服務(wù)于地方產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用型本科高校”的發(fā)展定位，結(jié)合基于工程認(rèn)證的人才培養(yǎng)方案中對(duì)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的要求，確立了以學(xué)生為中心、成果為導(dǎo)向的課程目標(biāo)。其中知識(shí)目標(biāo)為：系統(tǒng)掌握測(cè)控電路基本理論、知識(shí)架構(gòu)和分析方法；能夠利用測(cè)控電路基礎(chǔ)理論和方法，識(shí)別、分析并解決測(cè)量與控制中的復(fù)雜工程問(wèn)題；能力目標(biāo)為：培養(yǎng)在工程應(yīng)用中對(duì)測(cè)控電路進(jìn)行分析的能力、根據(jù)實(shí)際應(yīng)用要求合理選用與設(shè)計(jì)電路的初步能力以及自學(xué)能力。最后，素養(yǎng)目標(biāo)為：具備求真務(wù)實(shí)和探索創(chuàng)新的科學(xué)精神和愛(ài)國(guó)主義情懷。

4 混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

基于上述問(wèn)題，我們希望對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行改革，圍繞工程教育改革前沿，緊扣測(cè)控技術(shù)與教育深度融合發(fā)展的趨勢(shì)，貫徹“以學(xué)生為中心”和“課程持續(xù)改進(jìn)”教育理念，在知識(shí)層面上能夠扎實(shí)基礎(chǔ)理論，結(jié)合工程案例，做到深入淺出；在內(nèi)容層面能分層教學(xué)，次要和拓展內(nèi)容由學(xué)生自主學(xué)習(xí)；互動(dòng)方面能夠?qū)W(xué)生的各項(xiàng)過(guò)程學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)精密把控，因材施教。實(shí)驗(yàn)方面，結(jié)合工程案例開(kāi)展眾多仿真實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

圖1 “三重并舉”混合式教學(xué)設(shè)計(jì)

在課程的線上資源建設(shè)和“混合”教學(xué)實(shí)施中，課程老師提出了分層教學(xué)、基于BOPPPS模型的課前課上課后參與式互動(dòng)教學(xué)以及以學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)為導(dǎo)向的“三重并舉”混合式教學(xué)設(shè)計(jì)的教學(xué)創(chuàng)新。

4.1 打造體現(xiàn)分層教學(xué)理念的五類線上資源庫(kù)

針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生面對(duì)的一系列問(wèn)題，精心打造五類線上資源庫(kù)。出于扎實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)的需求，選擇體現(xiàn)我國(guó)最高教學(xué)水平的四門國(guó)家級(jí)精品課程資源作為基礎(chǔ)知識(shí)資源庫(kù)；針對(duì)重難點(diǎn)以外的其他課程內(nèi)容，通過(guò)自制微課資源來(lái)讓學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)，其中自制微課由任課老師自拍、自剪教學(xué)視頻完成，真正做到了零成本、高質(zhì)量可拓展的要求；針對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，同樣主要依靠任課老師自制的模式完成了仿真實(shí)驗(yàn)資源庫(kù)的建設(shè)，使得在教學(xué)視頻制作中不用再考慮制作成本的問(wèn)題，更具靈活性和變通性；出于課程內(nèi)容立足工程實(shí)踐、與時(shí)俱進(jìn)、體現(xiàn)思政素養(yǎng)的要求，建立工程案例庫(kù)；出于擴(kuò)展部分學(xué)生的知識(shí)面和進(jìn)一步提升能力的分層教學(xué)理念，建立拓展資源庫(kù)。通過(guò)五類線上資源庫(kù)的建設(shè)，最大限度地豐富了知識(shí)載體，實(shí)現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下從課本教材到課程的轉(zhuǎn)變。

線上資源建設(shè)時(shí)，只有前期基礎(chǔ)課部分，選用了國(guó)家精品課程，而關(guān)于課程本身的章節(jié)內(nèi)容基本依靠自制。這種想法的出發(fā)點(diǎn)是考慮到不同學(xué)校不同的學(xué)生認(rèn)知能力存在巨大差異，再優(yōu)秀的線上課程也不可能適用于所有學(xué)生。而依靠學(xué)習(xí)通在線平臺(tái)提供的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)分析，最了解當(dāng)前學(xué)生能力水平的恰好是任課老師本人。因此建設(shè)具有本學(xué)校本專業(yè)特征的線上課程恰好符合因材施教的教學(xué)理念。而且自制課程雖然對(duì)老師的綜合能力和精力投入有一定的要求，但也有零成本，可根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整修改課程資源的天然有利優(yōu)勢(shì)，有利于不同層次的學(xué)校學(xué)生的線上學(xué)習(xí)。

4.2 課前課上課后參與式互動(dòng)教學(xué)

參與式教學(xué)通過(guò)學(xué)習(xí)通平臺(tái)將課前、課上、課后三個(gè)環(huán)節(jié)的知識(shí)點(diǎn)多重強(qiáng)化、參與互動(dòng)以及數(shù)據(jù)反饋，對(duì)課程的知識(shí)、能力和素養(yǎng)三大目標(biāo)的達(dá)成形成全方位循環(huán)式正向促進(jìn)，如圖2，圖3所示[3]。學(xué)習(xí)通平臺(tái)采集的學(xué)生各環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)通過(guò)詳盡分析，作為對(duì)每位學(xué)生執(zhí)行精準(zhǔn)指導(dǎo)，因材施教的依據(jù)，做到有的放矢，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)反饋，及時(shí)調(diào)整，過(guò)程考核，持續(xù)教學(xué)改進(jìn)的理念。

圖2 參與式互動(dòng)教學(xué)

圖3 學(xué)習(xí)通平臺(tái)數(shù)據(jù)

5 課程評(píng)價(jià)及成效

評(píng)價(jià)課程教學(xué)改革的核心導(dǎo)向是學(xué)生的產(chǎn)出，這其中包括學(xué)生的課程成績(jī)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)產(chǎn)出。在“混合”教學(xué)模式下，學(xué)生可以在教師積極督促和自身學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的反饋下扎實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)，根據(jù)線上自制微課學(xué)習(xí)課堂重難點(diǎn)知識(shí)以外的其他教材內(nèi)容，做到分層學(xué)習(xí)，知識(shí)面豐富。同時(shí)利用工程案例和仿真實(shí)驗(yàn)不斷加強(qiáng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力和創(chuàng)新能力，因此學(xué)生的課程成績(jī)、參與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目的人數(shù)均有顯著提高。

在實(shí)施混合模式教學(xué)改革之后，傳統(tǒng)課堂沉悶的氛圍、學(xué)生單一的學(xué)習(xí)方法被打破，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，參與度得到了大幅提高。課程在學(xué)校課程教學(xué)評(píng)比中，獲得督導(dǎo)的一致好評(píng)，榮獲課程教學(xué)評(píng)價(jià)優(yōu)秀，授課實(shí)錄視頻被學(xué)校作為示范課提供給全校老師觀摩學(xué)習(xí)。依照以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，來(lái)自學(xué)生的評(píng)價(jià)反饋更能反映課程的實(shí)質(zhì)教學(xué)成效。學(xué)生評(píng)分系統(tǒng)顯示，19級(jí)教學(xué)班學(xué)生對(duì)課程教學(xué)評(píng)價(jià)分為93.86分，對(duì)課程開(kāi)展的多項(xiàng)環(huán)節(jié)予以了充分肯定，如圖4所示。

圖4 課程教學(xué)評(píng)價(jià)

學(xué)生評(píng)分系統(tǒng)還對(duì)學(xué)生進(jìn)行了多輪評(píng)語(yǔ)收集，如圖5所示。學(xué)生評(píng)語(yǔ)顯示，學(xué)生對(duì)課程的授課方式，老師的授課表現(xiàn)都予以了極大的肯定。這也進(jìn)一步堅(jiān)定鼓舞了課程老師要在混合式教學(xué)模式下深耕創(chuàng)新。

圖5 學(xué)生的反饋評(píng)語(yǔ)

6 結(jié)語(yǔ)

為了充分實(shí)現(xiàn)工程教育以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向的教學(xué)理念，并充分利用線上資源和平臺(tái)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)分析的功能，以《測(cè)控電路》作為線上線下混合式教學(xué)改革的試點(diǎn)。結(jié)果表明，通過(guò)多種形式的線上線下各類資源建設(shè)，結(jié)合學(xué)習(xí)通平臺(tái)的學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)把控，可以有效地解決傳統(tǒng)教學(xué)中的種種問(wèn)題，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和提高解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。