基于学情分析的电路混合式教学模式探索

于丹 郭义盼

摘要本文针对“电路”课程进行了学情分析，设计了混合式教学环节并开展了混合式教学模式探索。在混合式教学设计中，在线教学环节通过慕课实现，课堂授课及课后线下实践环节利用雨课堂进行。最后可以充分利用雨课堂提供的大数据，对学生实现过程考核及个性化评价。通过混合式教学，可以提高学生学习的主观能动性，实现个性化教学和智慧教学。

关键词 电路 混合式教学 学情分析

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.19.032

Study of Blending Teaching Mode of Circuit Theory based on the Learning Situation Analysis

YU Dan， GUO Yipan

（Nanjing University of Aeronautics and Astronautics， College of Astronautics， Nanjing， Jiangsu 210016）

AbstractBased on the learning situation analysis of circuit theory course， this paper designs a blending teaching process and studies the blending teaching mode. In the blending teaching design， MOOC is used for the online teaching process， and "rain classroom" is used for the in-class teaching and after-class practice processes. Furthermore， the big data provided by the rain classroom could be used for process assessment and individual assessment of students. With the blending teaching， the students’ initiative for learning could be improved， and the individualized teaching and intelligence-based teaching could be achieved.

Keywordscircuit theory， blending teaching， learning situation analysis

“电路”作为高等院校电类专业非常重要的一门专业基础课，一方面，将直接影响学生后续专业课程，例如“数字电路”“模拟电子技术”“信号与系统”“自动控制原理”等课程的学习。另一方面，由于我校航天学院新工科专业“飞行器控制与信息工程”“航空航天工程”的“电路”课程安排在大一下学期，是学生接触到的第一门专业类课程，学生在学习电路过程中遇到困难后，容易对后续的专业课程失去自信。[1]因此，本文以“电路”课程的学生学情分析[2]为基础，从课程设计、学生个性化教学等方面展开探讨，探索如何充分利用混合式教学提供的大数据，提高學生学习的主观能动性，培养学生的学习能力，提高教学质量，实现智慧教学。

1“电路”课程的学情分析

“电路”课程作为航天学院“飞行器控制与信息工程”“航空航天工程”“光电信息科学与工程”等电类相关专业的重要专业基础课，开设在第二学期，学生正处于由高中的学习方式向大学过渡的关键时期。

从学习方法的角度来看，一部分学生依旧停留在中学阶段的学习方式中，即依赖任课教师对每个知识点详细讲解，并针对考点布置相应的作业，还未适应大学阶段的授课方式，或者未能掌握正确的学习方法，不能够从被动的接受知识转变为主动的获取知识。

从学习动机的角度来看，此前学生大部分时间进行的是基础课程的学习，例如高等数学、大学物理、线性代数等课程的学习。由于学生还未能接触到专业课程，不能够切实体会到电路作为专业基础课，与其今后的专业课和科研、科创的相关性，所以在学习过程中，部分学生在上课时希望任课教师能够将重点放在对考点、考试题型进行讲解，仅停留在接受知识点“是什么”，而不能够深入思考“为什么”。

从学生的知识能力角度来看，“电路”除了与学生大学阶段的微积分、线性代数、大学物理等课程衔接紧密，同时也与学生中学阶段的知识有一定关联。不同地域的学生基础不同，导致“电路”中涉及的先序知识有一部分学生没有学过。例如，在介绍电路元件时，平均每个班级有1/3的学生中学阶段没有接触过电容器、电感器；在正弦交流电路分析中使用到的复数的概念，平均每个班级也有一半的学生没有学过。此种情况下，如果详细介绍相应知识点，会使得大部分已经学过的同学对课程失去兴趣，如果不介绍或者简单介绍此部分知识点，没有学过的学生会跟不上。因此，如何平衡对此类知识点的讲解，也需要在教学环节中重点考虑。

从专业培养方案的角度来看，目前航天学院的学生在大一、大二阶段实行大类培养，需要学习的课程较多，“电路”课程的学时、学分有所下降。但是由于电路课程在学生后续课程中起到重要作用，需要学生掌握的知识点较多，因此在教学过程中，“电路”课程的课时比较紧张，每节课授课时的知识点较密集。

针对航天学院“电路”课程学生的学情，本文探讨如何合理设计教学环节，并且充分利用先进的教学手段，培养学生主动学习、深入思考的能力，有针对性的对学生展开指导，从而提高教学质量。

2电路课程混合式教学设计

混合式教学通常包括将网上在线教学与线下课堂教学相结合，已受到广泛关注与应用。[3，4]但是，由于每门课程中学生现有的知识结构、生理心理状况、学习动机都有所不同，因此，在每个教学环节，包括教学内容、授课方式、考核方式以及所占比例，都应该有针对性进行改进。考虑到电路课程的特点，我们充分利用MOOC国家精品课程资源以及雨课堂、超星学习通等平台，进行混合教学初探。混合式教学设计包括的环节有学生线上学习、教师课堂讲授、线下教学实践、个性化评价以及考核。下面针对每个教学环节展开讨论。

2.1利用MOOC視频开展课前预习和课后复习

由于电路是一门电类专业较重要的专业基础课程，目前线上已经建设了大量的国家级精品课程和优秀的微课短视频，因此在本课程的建设中，可以充分的利用这些已有资源。使用MOOC或者微课短视频的优势在于可以让学生充分利用碎片化的时间，并且不受空间限制，在几分钟内就可以完成一个知识点的学习。然而，通过以往的混合式教学发现，若大量使用线上教学，要求学生对每节课都进行预习，会造成部分学生为了应付任务，没有仔细观看视频的现象。此种现象会导致课堂两极分化更加严重，预习过的学生会认为课堂讲解内容重复，没有预习过的学生会认为课堂讲解速度过快，内容上没有连续性。因此，如何合理的安排线上教学与课堂教学的比例，如何合理设计两者的衔接，是混合式教学的一个难点。

考虑到目前电路课程的课时安排，绝大部分知识点都会在课堂教学中覆盖，因此，线上教学主要用于以下几个方面：（1）对重点、难点以及部分学生未学习过的知识点预习。针对学生中学阶段的基础不同，如果某一个知识点仅有部分学生没有学习过，可以选择几个视频推荐给学生学习，并在课上对此部分知识点简单复习。通过这种方式，可以有效减少课上讲授重复性内容的比例。同时，对于较重要或者难理解的知识点可以给学生布置预习任务，鼓励学生开展主动学习。（2）使用MOOC视频进行课后复习。在课后，当学生对某个知识点有疑问的时候，由于时间、空间的限制，可能教师不能够及时的为学生解答，从而导致问题的积累，影响后续知识的学习。此时，在线教学视频可以为学生的复习提供便利。学生可以通过有针对性地观看自己没有掌握的知识点，有效地进行复习。（3）加入一些拓展知识，例如电路的一些实际应用的短视频，增加学生对电路课程理论部分的理解以及兴趣。

2.2使用雨课堂、超星学习通等平台开展混合式教学

雨课堂、超星学习通等平台，由于其易操作、互动性强的特点，目前也广泛应用于教学中。[5，6]使用雨课堂开展的教学环节及优点包括：（1）课堂授课。与传统授课方式相比，雨课堂除了可以实现简单的签到、同步课件等功能外，还可以实现随机点名、课堂发布习题、弹幕等多种功能，可以实现师生互动，活跃课堂气氛，提高学生注意力。同时还可以在课上发布课堂习题，并且实时统计习题的答题情况，及时掌握学生的学习进度。尤其是当班级学生人数较多时，通过雨课堂实时统计出全班学生的错题率以及错题分布，可以有针对性的对错题率较高的题进行讲解，调整授课进度。例如，在三相电路授课中布置了一个选择题，由于三相电路是“电路”授课时的一个难点，通过答题情况发现，回答正确的学生只占41%，并且错题集中在选项C，所以可以有针对性地进一步讲解。另外，学生也可以通过课堂习题的统计结果，及时了解自己在班级内的水平，对学生的主动学习也会起到促进作用。（2）线下教学实践环节。线下教学实践环节可通过在雨课堂布置课后作业及师生讨论开展。雨课堂可以在线提交作业，并进行线上批改，优点在于可以减少教师的工作量，利用系统自动统计每道题的正确率，以实现有针对性的对作业进行讲解。

2.3利用大数据开展个性化教学及过程考核

雨课堂提供的课程数据，可以方便的实现对学生的个性化评价，便于增强对学生学习过程的监督。（1）在每节课后，可以通过雨课堂看到本次课程中每位学生表现的综合数据，包括学生的出勤情况、学生在课上答题的得分以及答题时长。教师可通过班级排名，及时发现本节课的“预警”学生。（2）通过设置课堂教学、课后作业、课后讨论等环节所占的百分比，可以实时得到学习过程考核成绩，以及每一个教学单元学生的得分。例如，2020-2021学年电路教学共包括20次课堂教学单元（占总过程考核分数的40%）以及12个课后作业单元（占总过程考核分数的60%），根据自行定义的考核方案，可以得到整个班级的学生过程性考核成绩和排名。图1为班级中两位同学的过程性考核成绩，满分均为100分，横轴表示时间，纵轴表示学生的得分。从图中可以看出，虽然这两位同学最终得分相近，但是第一位同学在课程的前半学期得分较多，第二位同学在课程的后半学期得分较多，增长的速度较快。由此可以看出，随着课程的开展，教学内容难度的增加，第一位同学对电路的学习逐渐吃力，应该增加对这位同学的关注，而第二位同学的进步较为明显。因此，通过关注学生的过程性考核成绩，例如在课程开始一定时间后，对出现成绩下滑的学生或低于平均分的学生进行“预警”，结合学生没有掌握的教学环节，给学生推荐相应的MOOC视频或资料，对学生的学习会起到积极的作用。（3）增加过程性考核所占比例。期末测试是一种较为公平的评价学生是否掌握必要知识点的方式。然而，期末测试所占比重较大会导致学生在课程前半阶段对课程较为忽视，在期末考试之前集中突击复习的现象，所以有必要增加对学生的过程性考核。由于雨课堂可以方便的记录并统计所有数据，相对也较为公平，因此，在今后的电路授课中将会逐渐增加过程性考核所占分数的比例，从而对学生在日常授课过程中及时掌握所需知识点起到督促作用。

3电路课程混合式教学的教学反思

经过两轮完整授课，就授课过程中发现的混合式教学优点及存在的问题展开讨论。混合式教学的优点在于：（1）通过合理安排在线学习内容，可以有效的解决学生由于地域等原因导致的电路所需先序知识存在差异的情况。针对每个班级的具体情况，可以调整相关知识点在线学习以及课上讲授的比例，从而优化课堂教学，提高教学效率。（2）在线学习可以作为课堂授课的辅助手段，有效的缓解由于学时学分下降所带来的授课压力。同时也可以选择一些与电路相关的实际应用，帮助学生将理论与实践相结合，加深对电路的理解，提高学生学习电路的兴趣。（3）利用雨课堂等平台开展课堂教学，既可以增强师生互动，活跃课堂气氛，也可以帮助教师及时得到学生学习情况的反馈，更加有针对性地调整教学进度，提高教学质量。（4）基于雨课堂等平台所提供的大数据，可以帮助教师适当增加学生过程性考核所占比重，有效减少学生考前突击的现象，督促学生主动学习，帮助学生掌握正确的学习方法。由于混合式教学仍处于探索阶段，在授课过程中也发现了一些问题，例如：（1）由于要根据班级具体情况，动态地调整在线学习、课堂授课的教学内容，教师工作量增加。教师还需要经常关注学生的过程数据，并对不同学习情况的学生开展个性化引导，因此当班级人数较多时，教师的工作量较大。如何高效率、合理的利用数据仍有待进一步探索。（2）个别学生没有建立正确的学习动机，作业存在抄袭现象。若单纯的增加过程性考核所占比例，会导致学生为了得到高分，作业抄袭更加严重的情况。尽管目前有一些减少学生抄袭的方法，例如学生的作业从一定数量的题库中随机抽取，使得每位学生的作业有所不同，但是是否有更有效、更合理的方法仍有待探索。

4结语

本文以航天学院开设的“电路”课程的学情分析为基础，设计了线上线下混合式教学环节，并对混合式教学进行反思与总结。混合式教学环节包括基于MOOC、微课视频开展的线上预习、复习；基于雨课堂平台进行课堂授课、课后教学实践；以及利用雨课堂提供的大数据实现课程的过程性考核。混合式教学最终的目的是希望提高学生学习的主观能动性，提高教学质量，实现对学生的个性化教学。

*通讯作者：于丹

基金项目：南京航空航天大学教师教学能力提升研究课题“基于多学科协同的混合式教学模式探索”（编号：20JF1501）

参考文献

[1]孙盾，李天健，邓高峰，等.“电路原理”线上线下混合式教学初探.电气电子教学学报，2020（42）.

[2]赵妍.高校教师“学情分析”的探索与实践——以课程“访谈法”为例.科技经济导刊，2020（28）.

[3]孙霞，刘雪婷.混合式教学模式在电路课程中的探索与实践.电气电子教学学报，2019（41）.

[4]成昭，苗延青，刘春叶，等.医学类专业有机化学线上线下混合式教学学情分析及过程性评价.化工时刊，2020（34）.

[5]黄丽莲，席志红，项建弘，等.基于“电路基础”课程混合式教学的探索研究.课程教育研究，2020（8）.

[6]朱纯，陈国庆，聂延光，雨课堂：“多维度分层次”教学的实践与思考.大学物理，2020（39）.