基于SPOC的电工类课程教学模式创新与实践_骆建伟.pdf

收稿日期：基金项目：年河北省高等教育学会高等教育科学研究规划课题“基于 的电工与电子技术线上线下混合教学模式研究”（）作者简介：骆建伟（），女，河北巨鹿人，副教授。教育训练研究基于 的电工类课程教学模式创新与实践骆建伟中国人民警察大学 警务装备技术学院，河北 廊坊 摘 要：根据学情分析，新生代学生在学习态度和心理、学习方法和习惯、兴趣爱好和应用能力等方面逐年变化。采用基于 的线上线下相结合的教学模式，充分利用线上资源进行课前自学和课后训练，课上侧重进行案例分析和应用拓展，增加分析性、设计性和综合应用性作业的比例，适当加入分组协作任务，有机融入思政教育，有效提高学生学习动力和学习效果，并在同类课程教学过程中进行扩展应用，效果初显。关键词：；教学模式；学情分析；思政教育中图分类号：文献标志码：文章编号：（）一、学情分析学生在学习态度和心理、学习方法和习惯、兴趣爱好和应用能力等方面逐年变化，这是由社会、家庭、科技发展、知识结构变化等多重原因造成的。中国人民警察大学（以下简称“警察大学”）学情变化主要体现在以下几个方面。一是学生知识来源越来越丰富。学生日常生活中会接收到手机、网络等媒体多重信息的冲击，教师在课堂上的理论讲授已经不足以吸引学生持续认真听讲，学生在课堂上比较被动，学习积极性有所欠缺。二是学生在成长过程中，思想和生活上受到的管制和压力较小，大多数都思维活跃，乐于沟通，不拘谨，不受限。因此，知识性、验证性和计算类的作业已经不足以调动他们的积极性，而应用拓展类作业和分组竞争类作业更能引起学生们的兴趣，激发学生的学习动机，使之树立主动学习的意识。三是学生物质条件相对优越，思维发展也更多元化。因为他们在成长过程中能够接触到各方面信息，三观的建立也不是来自于家长和老师的单向灌输，而是自己多重参照、思考理解和选择之下的结果。课堂上融入思政教育，也要充分考虑这一点，既不能简单生硬，也不能浅薄直白。虽然这给课程思政教育带来了一定的难度，但同时也带来了包括师生共同成长在内的更多的可能性。四是公安院校学生毕业后的工作性质明确，学业成绩与就业压力的相关度相对较小。因此，大多数学生更注重兴趣培养和综合素质提升，对课堂上的授课内容尤其对与本专业不直接相关的基础课程并不是非常执着。针对以上学情，教师需要调整心态积极面对，并且顺应这些变化，化被动为主动，才可以引导课堂内外整个教学过程中的学生状态，达到预期教学效果。二、教学模式随着互联网技术的发展，大规模在线公开课（简称）教学模式最早从国外兴起。年来这种教学模式作为线下课堂的一种有益补充逐渐普及，我国很多高校也开始这方面的探索和尝试，其教育训练研究不仅扩充了校内教育的平台和方式，也为终身学习提供了可能。与传统课堂相比，慕课资源丰富，教学形式新颖，学习灵活性强，容易激发学生的学习兴趣。但慕课也有很多不足之处，无法完全替代传统教学。小规模限制性在线课程（简称）是线下实体课程和线上慕课资源的有机结合。慕课有丰富的在线教学资源，优势非常明显。比如，有教学思路总体设计方案、授课视频、知识点短视频、课件、教案、在线考试和习题测试、线上课堂活动、在线答疑和讨论、应用案例等。学生可以随时随地无限次学习。在实体课堂教学中，虽然时间和空间受限制，但老师的作用无可替代。将两者结合起来，打破了实体教学的局限性，也使得教学内容、方式、空间和时间等得以灵活调整，线上线下有机结合，互补不足，有了更多的可能性。因此，是互联网技术发展带来的教学模式的创新。三、教学思路设计 根据学情变化和 教学模式的特点，警察大学电工类课程教研组在以下几个方面进行教学过程的改革和创新。一是把课程内容转移到课前，学生根据线上资源自学，课上主要进行重点难点答疑、例题辨析、案例分析和应用拓展。二是减少知识性、验证性和计算性作业的比例，增加分析性、设计性和综合应用性作业的比例，并适当加入分组协作任务，进行由浅入深的分立元件电路设计、集成电路设计和数字电路设计。分组任务以软件仿真和实物两种方式来呈现，以扩展兴趣和眼界，提升动手能力和协作能力。三是充分利用线上资源，开展网络教学互动。首先，学生课前自学相关教学资料，如教学视频、课件、习题库、扩展阅读和训练资料等；其次，实体课堂上使用线上课堂的部分功能，如签到、提问、选人、讨论、分组活动等，学生的课堂活动得分直接在线上体现出来；再次，学生线上电路仿真和作业成绩由师生共同参与评价，按照预先设定的比重形成评价结果；最后，用在线答疑和讨论来扩展虚拟教室，增加师生互动。四是课程思政教育结合当下的学生的思维特点和日后的工作实际，不拘形式，有的放矢，润物无声。授课教师除了精通专业知识，还需要有一定的政治素质和教育站位。要密切关注时事，尤其是科技板块，把与课程内容相关的知识及时融入到课堂教学中来。五是调整和丰富教学评价。一方面，提高平时成绩占比和训练成绩占比，把学习注意力由前轻后重调整为均匀分布；另一方面，教学过程中有师生互评，学生作业也有老师评价、学生互评和组间互评等多种方式，使每位学生都对整个教学过程和自身情况有较全面地了解和把握。教学方法的整体思路架构如图 所示。图 教学方法整体思路设计 四、教学方法实施重点（一）翻转课堂翻转课堂改变了学生课下的学习方式和学习内容，教师把电工类课程的基础理论、基本概念和基本原理等放在课前，学生可结合线上资料进行自学。自学是主动思考、分析的过程，能够促进学生自发构建知识图谱，总结和发现问题，在课堂上提出疑问，参加辨析和讨论，使课堂听讲变得更有针对性，有助于提升听课效果。课上的时间用来进行疑难知识点解析、案例分析设计和拓展应用等。而且，课后复习的重点不放在验证性和计算性的内容上，而是以分析性、设计性作业为主，并增加在线电路仿真和大型电路设计作业。同时，每学期至少以分组协作的形式完成一个综合性的大作业。比如，“电工与电子技术”课程第一章的主要内容有基尔霍夫定律、戴维南定理、诺顿定理和叠加原理等。教学过程可以这样设计：课前，学生结合线上资源自学定理内容并在线进行习题自测；课上，师生共同在课堂上进行疑难例题辨析，案例分析和拓展应用等，同时结合抢答、分组任务、主题讨论等线上课堂活动，把学生的自主性和积极性充分调动起来；课后，学生用软件对定理进行仿真和验证，并完成分析性和设计性作业，骆建伟：基于 的电工类课程教学模式创新与实践在线提交后由师生共同参与评价。（二）课上以分析、应用和设计为主课堂上，在学生课前自学基础上，教师用实际案例对学生的思维进行拓展。课上时间以疑难知识点解析、习题辨析、案例分析设计和应用拓展为主。“电工与电子技术”课程目前共有 个实用案例，这个数据还在不断增加中，并安排消防电工电子实用案例解析一书供学生参考使用。比如，在该课程“交流电路”章节讲述“视在功率等于有功功率和无功功率的相量和”时，教师在课上可以引入电表收费的例子，让学生去分析我们所交的电费是按哪一种功率计费，用什么样的技术手段可以节省电能；还可以学生分组，以所学知识进行偷电和收电费的技术对抗，教师对学生的对抗过程和结果进行评价总结并进一步拓展引导。又比如该课程“组合逻辑电路部分”，可以分析密码锁控制电路的开锁条件，破除数字密码；可以设计交通报警控制电路；也可以根据生活中的需求自行设计电路，并用仿真软件实现。同时，教师在课上增加考查环节，结合线上习题系统和电路仿真软件，利用选人、抢答、主题讨论、随堂练习和分组任务等线上课堂活动，检查学生自学效果。（三）分组协作目前，“电工与电子技术”课程教学班学生人数在 人之间不等，每班分成 组，每组不超过 名学生。课前，每组学生分配一套电子制作工具盒，其中包括一个万用表、两块面包板、元器件和导线若干，在整个学期的学习过程中可以随时随地进行定理验证、电路连接计算和电路设计实现等实验。课上，教师选择有创造性、解决方式不唯一的应用案例，让学生以分组对抗的形式来分析、讨论并解决问题，活跃课堂气氛，激发学生的好胜心和协作能力。比如，生活中黑匣子电路的求解问题、电气互锁和机械互锁的应用方法和优缺点对比。课后，教师选择应用性较强、接近工程实际的案例，让学生自行设计电路并实现指定功能，并用仿真软件进行测试和演示，以分组作业的形式在线提交，由师生共同参与评价，如电动机顺序启动控制电路设计、模拟抢答器设计等。另外，每学期每组学生要完成一个综合性大作业。学生可以在案例库中选择题目，也可以自行设计题目，作业内容涵盖本门课程的多个章节，需要查阅的资料多，时间跨度大。通过完成作业，学生的协作能力、创造能力和实践能力都能够得到很好地锻炼，每学期都有非常不错的学生作品出现。比如火灾报警联动控制电路、多螺旋桨电机控制电路、多传感器防盗报警控制电路等，如图 所示。图 仿真软件及学生作品 （四）思政教育电工类课程比较经典也比较成熟。通过这些课程的学习，学生要建构自己独有的学习策略和方法，培养工程技术能力。同时，也要在解决实际问题的过程中，用科学思维，培养出团结协作、踏实严谨、诚实苦干的工程素质，感悟社会责任与历史使命。警察大学多次为授课教师开展课程思政教育培训，但不同课程的课程思政教学设计需要具体问题具体分析，需要充分了解学情，准确掌握学生的心理特点，了解学生都在思考什么，有什么困惑。只有尊重学生的真正需要，课程思政才能真正发挥育人功能，契合学生的成长需求。另外，授课教师需要密切关注时事，尤其是科技板块，把与课程内容相关的部分及时融入到课堂教学中来，以提升学生的人生价值观和社会责任感，对学生完成学业产生很好的促进作用。比如，我国第三艘航母“福建舰”搭载了电磁弹射系统，其基本原理和电动机工作原理相同，这是课程思政的绝佳切入点。教学过程可以这样设计：课前，学生依据线上资料自学电动机的工作原理；课上，师生共同了解电动机在工业制造中的核心地位，一起分析电动机在工程应用中的常见故障诊断及解决方法，接着引入“福建舰”的电磁弹射系统，分析其工作原理，了解马伟明科研团队的艰辛研发之路，了解中压直流综合电力系统的巨大技术优势、国际影响力和重大意义；课后，让学生以“福建舰”为背景，设计电磁拦阻系统，线上提交设计方案，由师生共同参与评价，如图 所示。五、结束语警察大学电工类课程教研组基于学情分析，采教育训练研究用 线上线下相结合的教学模式，充分利用线上资源、翻转课堂、分组协作的方法，适当融入思政教育，并采用多角度、分阶段的教学全流程质量评价 方式，及时对教学方案进行修正，有效提高了学生的学习动力和学习效果。图 课程思政案例电磁弹射系统参考文献：何绍明，刘洁婷 高校混合式教学模式新研究：评个性化视角下大学混合式教学模式研究 中国教育学刊，（）：郭绍青，高海燕，华晓雨“互联网 ”单元教学模式设计理论研究 电化教育研究，（）：杨懿，汪洋周颖 中国高校教育教学改革现状、问题与对策研究：基于二十一世纪以来国家级教学成果奖分析 东南大学学报（哲学社会科学版），（增刊）：赵丽萍，姜涛 后疫情时代高校渐进式混合教学改革构建 包装工程，（增刊）：庾佳 基于 的线上线下混合教学模式研究 文理导航（下旬），（）：赵涛 的审视与质疑：从 到 的比较研究 电脑迷，（）：方群，牛晓博，邵晓 基于 的线上线下混合式“金课”教学模式研究 电脑与信息技术，（）：赵彪，余占清，朱桂萍，等 基于教研相融和翻转课堂的新工科教学改革实践：以“能源互联网中能量转换与互联设备”课程为例 中国电机工程学报，（）：朱文辉，柴月天 翻转课堂技术化的再思考 当代教育科学，（）：王琳，王可帆，李亚伟 基于知识建构的翻转课堂教学方法 山西财经大学学报，（增刊）：王晓鹏 面包板电子制作 例 北京：化学工业出版社，刘丹青，王宇宁 大学课程体系融入思政元素教育模式研究 成才之路，（）：陈进 互联网时代的高校思政教育改革及实效性提升探究：评互联网时代高校思政课翻转课堂的理论与实践 热带作物学报，（）：李巧针 新时代高校思政课教学改革：问题与思路中国大学教学，（增刊）：王建永 基于“互联网 ”背景下高校在线课程评价研究：评高等院校教学质量监控与评价 科技管理研究，（）：刘萍 对形成性评价的认识、实践和反