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高频电子线路的混合式翻转课堂教学方案
[摘 要]翻转课堂通过知识传授和知识内化的颠倒安排,实现了对传统教学模式的革新,提高了教学质量和效率.针对高频电子线路课程,提出了“翻转课堂+讲授”的混合式教学模式,规划了微课的具体内容,构建了课堂组织模式、学生组织模式、考核模式等,对基于翻转课堂的高频电子线路的混合式教学提出了具体的实施策略.
[关键词]翻转课堂；慕课；高频电子线路；混合式教学；线上学习
[中图分类号]G642.0[文献标识码]A[文章编号]2095-3437（2017）02-0032-03
高频电子线路是电子通信类专业核心基础课程,是电子通信类专业课程中内容最多、最难学、最难教的课程之一,也是该类专业教学计划中专业基础课和专业必修课之间的联系“桥梁”课,搞好该课程教学十分重要.
近年来,对高频电子线路课程的教学改革研究较多.刘静波[1]研究了高频电子线路实验实践教学,着重对实验装置的设计、实践项目的规划以及实践教学的一些具体方法进行探讨,目的是提高学生动手能力.周莹莲[2]针对高频电子线路课程教学中的热点问题,结合课程特点和人才培养目标,在课程内容的优化整合、注重实效的教学方法创新和项目驱动的实践能力培养等方面进行探索.谢晶[3]根据高频电子线路课程特点,结合学生学习现状,分析传统教学中存在的问题,从理论教学、实验教学、考核方式等方面,对如何激发学生的学习兴趣,拓展学生思维,增强教学效果,培养实践创新能力进行了研究和探索.这些研究都是基于传统教学模式的研究,对学生的要求较高.
钟福如等[4]针对高频电子线路实验课的特殊性,在国内外已有翻转课堂的基础上,设计高频电子线路实验课翻转课堂教学模式,并结合具体案例来阐明该教学模式的实施过程.汪秋婷等[5]以翻转课堂作为课堂教学形式,将知识传授和知识内化颠倒安排,改变了传统教学中的师生角色.该文通过分析高频电子线路理论课程的教学难点,构建基于翻转课堂的抽象教学模型,但该文对高频电子线路混合式教学的整体架构、具体实施、慕课具体内容未做深入研究,不能指导实践应用.在高等教育步入大众化时代,高校生源质量下降,学生知识基础不牢固、学习能力下降,对高频电子线路这种内容多、难学的課程,需要采用新颖的教学形式,去提高教学效果.本文针对高频电子线路课程,提出了“翻转课堂+讲授”的混合式教学模式,规划了微课的具体内容,构建了课堂组织模式、学生组织模式、考核模式等,对基于翻转课堂的高频电子线路的混合式教学提出了具体的实施策略.
一、高频电子线路开展翻转课堂教学的理论和实践意义
(一)理论意义
1.革新教学本质,将传统“教→学”变为“有技术支持的学→教”,使“知识传授”与“知识内化”两个认知环节都得到优化.
2.革新课堂教学模式,形成“翻转课堂+讲授”的混合式授课形式,教学视频以慕课形式呈现.
3.主要教学内容由学生在课前通过慕课学习完成,学生可以自主掌控学习,不同基础的学生都能适应.
4.翻转课堂整合了直接传授与建构主义学习、面授与网络学习,使自主学习与协作学习并行开展,让教师、课堂的角色产生了根本变化.
5.翻转课堂能更多地采用讨论法与探究法,这些方法针对特定问题,刺激学生思考与交流,使学生获得多元化的思维空间,从而培养其积极的情感、态度与价值观.
(二)实践意义
1.高频电子线路开展翻转课堂教学具有必要性.高频电子线路是电子通信类专业核心基础课程,是一门工程性和实践性很强的专业基础课程,随着现代通信技术和无线电技术的发展,其教学内容不断充实、教学体系不断更新,并且越来越多地应用到其他学科领域.搞好该课教学十分重要,运用混合式授课方式开展课程教学,有助于提高教学质量.
2.高频电子线路实施翻转课堂教学的条件已具备.首先,大学生有足够的空余时间进行课前慕课视频的学习；其次,大学有较完善的信息技术的支持,能提供大量多媒体教室、电子图书馆等,学生能方便地完成慕课线上学习并完成随堂考试；再次,大学生笔记本电脑、iPad、智能手机等移动设备普及度很高,使用这些工具进行碎片化、移动化的学习已成为绝大部分学生的学习习惯.
3.高频电子线路由于内容多、难学,采用翻转课堂教学对学生具有较大的吸引力.首先,教学主要内容以慕课形式呈现,慕课学习主要在课前进行,学生有充裕的时间进行自主学习,不同基础、不同学习习惯的学生都能以自己熟悉的方式进行学习,调动了学习积极性；其次,学生在观看教学视频的同时必须在线上完成随堂考试,并及时争取得到奖励,具有“游戏”特性,对学生吸引力很大；再次,由于慕课是在线学习,有针对每节课的论坛,学生随时都能提问,并能及时得到解答,提高了学习效率.
4.在翻转课堂中教师角色发生转变.首先,教师由单纯的知识呈现者转变为课程学习的指导者；教师在授课前总结分析学生慕课的学习情况,将学生不懂或提问较多的问题汇总起来,并以此为参考设置讨论主题.其次,教师针对已设置好的讨论主题,在课堂上组织学生进行讨论式学习、协作式学习与自主探究式学习.这让教师有时间与学生交谈,回答学生的问题,参与小组学习,甚至对每位学生的学习进行个性化指导.
5.研究表明,学生在听课时只能全神贯注10分钟到18分钟,慕课视频采用15分钟以内的“微课堂”讲解方式,符合学生的教育心理特点,能够提高学习效率.
二、高频电子线路混合式教学方案
(一)混合式教学的学时划分
课程教学以胡宴如主编的《高频电子线路》（高等教育出版社）为蓝本,课程总学时设计为64个.采用“翻转课堂+讲授”的混合式教学模式,“翻转课堂”理论课学时大致44学时,“翻转课堂”实验课12学时,讲授课为8学时.翻转课堂占教学主体地位,约占总课时的87.5%.
(二)翻转课堂的慕课内容规划
1.选择最基础、最核心的6章内容：第二章,小信号选频放大器；第三章,高频功率放大器；第四章,正弦波振荡电路；第五章,振幅调制、解调与混频电路；第六章,角度调制与解调电路；第七章,反馈控制电路.
2.精选每章理论知识点,形成独立的微课教学视频,初步规划50个独立教学视频.
以“第二章,小信号选频放大器”为例,教学视频设计为8个,按照三个自然节来划分：
（1）2.1.1选频网络的分类和组成,2.1.2LC并联谐振回路的选频特性,2.1.3LC阻抗变换电路；
（2）2.2.1晶体管Y参数等效电路,2.2.2单谐振放大器的等效,2.2.3单谐振放大器的性能指标及应用；
（3）2.3.1集中选频滤波器（陶瓷滤波器）,2.3.2放大器中噪声的来源、定义与计算.
3.翻转课堂实验内容：小信号调谐放大器,高频功率放大器,正弦波振荡器,振幅调制、解调与混频,调频与鉴频、锁相环电路.针对实验操作要领,制作6个微课视频.
4.针对每一个微课视频,设计学习任务单,并在慕课学习前让学生知晓.学习任务单包含学习指南、学习任务、问题设计、建构性学习资源等,目的是把传统的知识点灌输转化为任务驱动、问题导向的自主学习,通过学习使学生具有把学习内容转化为问题的能力.
(三)翻转课堂教学架构设计
1.理论课堂（线下学习阶段）教学模式.在授课前要分析总结学生慕课的学习情况,将学生不懂或提问较多的问题汇总起来,并以此为参考设置讨论主题,之后教师将讨论主题上传至平台,让各组学生做好准备.课堂上教师首先解答学生共性问题,共同讨论疑难问题,其次单独解决个别学生的问题.
2.实验课堂（线下学习阶段）教学模式.课堂上教师首先告知学生实验所需仪器,简要阐明实验要求和最后要获得数据,然后学生自己动手做实验；教师与学生一道分析学生实验中遇到问题并现场解决,提取每一组学生实验数据并打分.
3.讲授课堂教学内容安排：第一章,绪论（高频电子线路的发展历史、前沿技术讲解,课程特点与主线）,难解习题选讲,课程总结与知识串讲等.
三、高频电子线路混合式教学的组织模式
(一)课前学习（线上学习阶段）学生分组模式
每组由三名学生组成,其中班级优等生1名、中等生1名、后进生1名.一个班级按照总评成绩将学生划分成三个等级,三名学生的名次级差在10-15之间（以班级总人数来定,如班级总人数30人,级差为10）.中等生、后进生结成对子,在慕课学习中互相帮助；优等生是组长,负责帮助组内另2名学生,解决慕课学习中的问题.
(二)翻轉课堂（线下学习阶段）组织模式
学生分组不变,与线下学习相同.教师集中解答共性问题时,学生无需分组.疑难问题原则上由优等生根据小组学习和自身学习情况提出,中等生和后进生可以提出自身的个性问题.有疑难问题和个性问题的学生分成两组分别集中在一起,教师分别解答每一组学生的问题；一般中等生、后进生问题先解答,优等生问题后解答；在解答某一组学生问题时,另一组学生可以先讨论.对于课堂上解答不完的问题,由教师在课后通过电子邮件或其他方式及时解答（必须在下一次课堂教学之前完成）.
对于无问题的学生,可以自愿参加这两个小组的讨论,也可以自习课程相关内容,或完成书面作业.
(三)混合式高频电子线路的考核模式
1.课程总成绩等于慕课学习（50%）+课堂表现（10%）+书面作业（10%）+实验（15%）+期末考试（15%）.
慕课学习成绩一般按节随堂考试（例如2.1、2.2、2.3每一个微课都有一次考试）,所有慕课线上学习成绩累积并折算进入总成绩.慕课随堂考试总分10分,必须达到6分才能进入下一阶段学习,慕课学习成绩由所有随堂考试成绩总评确定；未学完所有慕课内容者不给成绩,需要重修.课堂表现以学生提出问题和参加讨论次数来评价,设定下限次数,达不到下限次数不给本阶段分数,达到较高次数者给满分.书面作业是针对学生的个性化任务,不同学生的作业在要求原则上不一样.实验成绩根据实验课堂表现和实验报告来评定.
如本课程设定为考查课,可取消期末考试,课程总成绩调整如下：
课程总成绩等于慕课学习（55%）+课堂表现（15%）+书面作业（10%）+实验（20%）.
四、关键问题讨论
1.翻转课堂的核心内容是教学视频,教学视频决定了教学质量.因此,高频电子线路的教学视频制作是首要要解决的问题,教师不但要讲好课,而且要组织团队做好视频的制作,使视频适宜在线上分享.慕课视频的时长应保持在15分钟以下,最好在10分钟左右.
2.慕课最引人入胜的地方是线上随堂考试,学生不能“过关”时只能通过重学视频内容再去回答问题.随堂考试的题目要设计得当,不能与课本习题或辅导习题重复.同时,慕课内容严格按照章节的前后顺序设置逻辑,前面内容没通过,不得进入后续的慕课内容学习.
3.要深入研究翻转课堂、讲授两种课堂教学课时量的比例划分以及这两类课堂的内容安排.翻转课堂主要内容以学生在课前慕课学习中存在的问题解决为主,教学方式以讨论式、协作式为主,课时量约占总课时的5/7；实验课约占总学时的1/7,实验课需要课前预习,实验内容及操作过程仍然采用慕课视频呈现；讲授式课堂主要内容有课程绪论及前沿技术、课程总结及内容串讲、难解习题等,课时量约占总课时的1/7.
4.要周密安排翻转课堂课前慕课学习的学生组织、课堂讨论的教学组织.重视慕课学习协作小组的学生选择,使小组长能够帮助组内学生进行慕课学习,形成团结互助的良好风气；课堂讨论既要解决所有学生共性问题,又要解决部分学生的个性问题.
5.线下学习给学生充分发挥知识学习的空间,但是书写能力、知识掌握是否牢靠,仍然是能力考查的重点之一,所以综合考核中保留了书面考试和作业的环节.
五、结论
目前,国内慕课平台逐渐增多,但是这些慕课平台推出的课程数量整体不多,且仍然以人文社会课程居多,自然科学、工科课程偏少；而自然科学、工科中以物理、化学、计算机类课程居多,电路类课程很少,高频电子线路课程在中文慕课中还没有找到.开展基于慕课的高频电子线路翻转课堂教学实践研究,能助推工科类慕课建设和教学改革,对提高大众教育背景下的教学质量,提升学生学习兴趣和学习效率,有十分积极的意义.
[参考文献]
[1]刘静波.高频电子线路实践教学的建设和探索[J].电气与电子教学学报,2006（4）.
[2]周莹莲.“高频电子线路”课程教学改革的探索与实践[J].教育教学论坛,2016（7）.
[3]谢晶.《高频电子线路》课程教学改革的研究与探索[J].教育教学论坛,2016（5）.
[4]钟福如,刘丽娟,王慧.翻转课堂在高频电子线路实验教学中的应用研究[J].新课程研究,2015（9）.
[5]汪秋婷,鲍威.基于翻转课堂的高频电子线路混合式教学研究[J].今日科技,2015（12）.
[责任编辑：钟岚]
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