电路慕课结合翻转课堂的混合式教学对学生自主学习能力的培养
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作者:王源
摘 要 现代技术的发展带来了教学手段的创新，给教与学带来了新的便利，课外在线视频mooc结合课上翻转课堂这种混合式教学为学生自主学习创造了条件。学生是学习的中心，教师是主导，已经成为或正在成为主流教育理念，教学改革永远在路上。
关键词 慕课mooc 翻转课堂 混合式教学 自主学习
中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2020.02.051
Abstract The development of modern technology has brought the innovation of teaching means and new convenience to teaching and learning. The hybrid teaching of extracurricular online video MOOC combined with flipped classroom in class has created conditions for students' independent learning. Students are the center of learning， teachers are the leading， has become or is becoming the mainstream education concept， teaching reform is always on the way.
Keywords MOOC; flipped classroom; mixed teaching; sutonomous learning
1 线上mooc要解决的关键问题
教师主讲的在线教学视频暨慕课关键点就在于为学生自主学习提供了有效的平台，学生自主学习的时候也能看到教师的讲解，而且不受时间限制，提高了学生自主学习的效率。这种基于网络的视频教学课外学习手段可以培养学生自主学习的兴趣与能力，可以为教师创造更多的时间在课堂上引导学生开展以学生的自主学习为主的创造性的学习和个性化的学习，从而培养学生的创新意识。这种在教师组织下的以学生主动学习为主的翻转课堂教学，可以让学生参与到课堂教学中来，学生之间相互讨论，师生之间互动，提高学生的主动学习的兴趣和学习效果，最终有效地提高学生学习的成绩。
2 在线课程教学视频的特点和目的
在线视频的目标是完成由高教出版社出版的、由国家教委教学指导委员会制定的有关课程教学基本要求规定的教学基本内容，以及根据国内外的教学趋势所选定的热点内容和新技术的使用的教学视频制作，实施在线视频与翻转课堂相结合的混合式教学，使课堂教学实现教师与学生的互动，提高学生的参与度，实现教师的启发式教学，个性化教学。在线视频的与众不同之处在于教学视频的制作基于有利于学生自主学习的教学理念，并不强调把所有教材内容按部就班的做成视频搬上网络，所选择的教学内容将根据教师的教学和学生的学习的具体需求制定，遵循选择学生通过自主学习能学懂的基本内容，热点内容，仿真实例，工程案例等等。每段视频的讲解内容碎片化，时间将根据内容的需要决定，一般在5～25分钟之间，不搞同质化，而是结合各校学生的具体认知能力和教师的具体讲课需要来决定。总之将有利于学生课外的在线自主学习，有利于和教师的课堂教学相结合，有利于教师和学生的交流互动，学生与学生的互动，例如翻转课堂的开展等。同时采取边制作边使用的模式，结合具体的电路课堂教学使用。在线视频教学是教师课堂教学的辅助手段，和教师的课堂教学有机结合，最终是辅助教师引导学生自主学习，成为实现以学生的学为中心以及以教师的教为指导的一种手段和方法。
3 清华大学智慧教学软件雨课堂助力课上课下学生自主学习
雨课堂是一种供教师课堂教学的智慧教学软件平台，雨课堂嵌入ppt中，课上教师打开ppt就可以使用雨课堂教学，雨课堂中教师的ppt同步在学生的手机雨课堂微信中，教师课上随时可以向学生推送例如选择题一类的题目，学生在手机上做答后上传，答题情况以柱状图形式显示在屏幕上，有多少学生选了A、B、C、D中的何种答案，谁做了题，谁做的最好最快都一目了然，教师可以进行讲评，提高了学生课堂听课的注意力和参与度。特别是雨课堂可以在课前向学生推送教师配过音的ppt讲解，学生可以课前自主学习，做好预习，为老师向学生提供课外教学视频提供了便利。对于教师制作的录像一类的课外教学视频，教师可以将其上传至优酷等视频网络上，通过雨课堂就可以推送到学生的手机上供学生课外自主学习。教師在实施翻转课堂教学时，利用雨课堂随时发布各种形式的随堂测验题和练习题，让学生当堂练习讨论，提高学生主动参与学习的效果，而教师也可以通过雨课堂向学生推送习题和试题，供学生练习，提高了教师组织翻转课堂的效果。
4 在线教学视频结合翻转课堂的混合式教学提升学生自主学习效果实例
（1）工程案例课外教学视频与翻转课堂结合。由于工程案例需要分析工程背景，较为复杂，所以用时多，课上教师受学时限制无法详细讲解。所以可以事先做好视频讲解，提供给学生课外自主学习，课上教师就可以实施翻转课堂组织学生讨论，巩固自学效果。例如把继电器应急控制电路制作在慕课里，供学生在线学习，然后组织学生课堂上讨论，学生自主讲解，最后教师讲评，确保学生学懂。继电器应急控制电路，是一阶RL电路全响应与零输入响应理论的应用。翻转课堂上学生要讨论的问题可以是讲述一下这道案例的工程背景，用到的知识点，还有哪些问题没搞清楚等等。 （2）仿真实例课外教学视频与翻转课堂结合。由于仿真软件需要较多时间学习，课上教师也无法详细讲解，所以教师可以将其制做成教学视频提供给学生课外自主學习。同时仿真实例还可以帮助学生理解抽象的理论知识，以及扩大学生学习的知识面。例如把RC充放电电路以及微分、积分电路在慕课里讲解，学生线上自主学习，课堂上学生就可以用笔记本电脑继续互助讨论学习。利用仿真软件PSPICE的强大图形分析功能给出各种分析结果，并说明产生的条件和分析方法，既形象又简单，省略了繁琐复杂的数学推导过程。
（3）课上没有时间讲解的重要知识点课外视频制作与翻转课堂结合举例。由于学时的限制，有些知识点已经是常识性的重要内容，但是课上没有时间讲解，这部分内容可以做成教学视频讲解，供学生课外自主学习使用。下面以星、三角等效变换和三相电路为例说明。
把电阻的星–三角连接与等效变换和三相电路的连接形式相结合进行讲解。电阻的Y –△连接是很重要的常用连接形式，三相四线制供电电力系统电源和负载都采取Y、△形连接，是一种常识性的知识内容。采取教师事先把这部分知识点做在慕课里，组织学生在线自主学习，再利用翻转课堂讨论，以求达到最好的自学效果。
（4）L+D Lab雷实验智慧口袋实验箱在翻转课堂上使用助力学生自主实验。口袋式实验设备的采用，可以做为硬件实验的补充。这种设备可以装入书包，带到实验室之外做实验。电路在面包板上插件搭建，信号源，示波器等测试设备全部做在实验箱里，联接好电脑，就可以显示测试结果，学生同时可以把仿真曲线，硬件电路，文字分析等在电脑屏幕上直接组合在一起，做出实验报告，用局域网、WiFi或手机热点就可以传到教师机端，供教师远程审阅。学生可以不受时间场地的限制完成较复杂的实验及课程设计。例如，有一款名为L+D Lab 雷实验的口袋实验设备可以配合雨课堂讲课软件，组成较完善的先进的实验教学模式。限于没有课上时间讲解，教师可以把实验设备如何使用以及实验内容制做成视频讲解，供学生课外观看自主学习，学生可用口袋实验室课外完成部分用时较多的实验，再回到实验室完成真实的硬件实验，两者相互结合，既能得到真实的实验室实践，又能扩大实验的内容和难易程度，形成更完美的实验教学模式。当然口袋实验室也可以在翻转课堂上使用，课堂上学生自主实验及相互讨论，作为硬件实验室实验的补充，大大扩大了实验内容。
5 课外教学视频加翻转课堂的教学效果与传统教学的比较
2018-2019-1学期，计算机科学与技术专业，电路、信号与系统（48学时）课程，共49人，期末考试结果不及格近半，在40学时理论教学中采用传统模式授课，一堂课教师从头讲到尾，无暇顾及学生学与不学。在8学时实验中采用翻转课堂，每次实验4学时，教师先讲解半节课，然后学生独立做实验1节半课，大部分做不出来或不做。接下来组织学生分组讨论，学生积极性立刻提高，会做的同学主动讲解，时间一节课。然后继续独立完成实验，时间1节课，结果最后完成实验率达到100%，很多学生就是实验平时成绩高（占30%），才总成绩及格。对于22名不及格的学生采取混合式教学模式。把已做好的教学视频交给学生自主学习，然后组织分组课堂讨论，最后由教师讲解学生还不会的问题。结果难度加大的补考不及格的学生确只有1人，但卷面得分56分。大部分学生得分70～80分，还有多名90分以上的。这个例子足以说明教学方法的研究与实施意义重大，可以使各类学生从中获得不同的收益。组织学生主动、自主学习知识，比仅仅只是教给学生知识更重要。
6 电路慕课结合翻转课堂的混合式教学的实施方案
6.1 线下翻转课堂具体教学模式
（1）学生分组讨论，包括学生与学生之间，学生与教师之间，内容为学生根据线上学习慕课的具体情况自主相互讨论和讲解;（2）学生主题发言，由小组中一名学生代表全组针对某一主题发言，可由学生自立主题，也可由教师课前布置主题;（3）教师提出问题组织学生展开分组讨论;（4）各组成员提出问题由其它组成员回答;（5）教师对线上内容进行进一步讲解，串讲，重点讲解等;（6）教师对某一问题进行深入讲解，提升学生创新意识;（7）学生个性化学习讨论，以及深入学习;（8）针对工程应用范例教师展开深入讲解以及学生进一步讨论;（9）针对电路仿真软件教师指导学生进行实例上机练习，确保落到实处;（10）针对实验实践问题，教师组织学生讨论和实际操作，引导条件好的同学进行更深入的实验设计与实践，可以引入智慧口袋实验室在课堂上做实验;（11）教师留随堂练习题或测验题，学生当堂做练习，讨论，自主讲解，最后教师讲评，可以结合雨课堂智慧教学软件开展随堂测验;（12）教师充分开展习题课的讲解，提高学生的学习效果。（13）其它学生课堂自主学习内容的讨论。
6.2 综合评估考核模式
线上慕课自主学习占总成绩的30%，线下部分翻转课堂自主学习占总成绩的10%，实验占总成绩的10%，期末考试占总成绩的50%。
7 结束语
在线慕课结合翻转课堂这种混合式教学模式扩大了学生学习的知识面，提高了学生主动学习的积极性，实现了以学生为学习的中心和教师为指导的教学初心，大幅度提高了学生自主学习的效果，培养了学生的创新意识，为打造线上线下混合式金课创造了条件。
基金项目：2019北京联合大学在线开放课程建项目“电路分析基础与应用实例” 京联教〔2019〕16号
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