电类课程“3+1”智慧教学模式创新与实践

陈 姝，贾永兴，王保华，林 莹

（陆军工程大学通信工程学院 江苏 南京 210007）

电类基础系列课程是陆军工程大学（以下简称“我校”）通信工程、电气工程等多个专业的专业基础课程，涵盖“电路分析基础”“模拟电子技术”“数字电子技术”“信号与系统”等多门课程，为现代电子、通信、计算机和信息处理等应用奠定基础，在厚植学员兵种专业学科基础、支撑任职课程学习、拓展专业迁移能力发挥等方面具有重要作用。

在融合培养模式下，专业背景课程面临着学时少与内容多之间的突出矛盾，原有的以课堂讲授为主的教学模式与新需求不相适应，迫切需要发挥智慧教学手段精准、高效、拓展等优势，实现在有限时间内促进课程教学的提质增效。同时，打赢未来信息化战争需要培养大批具有信息素养、批判性思维和创新能力的新型军事人才，迫切需要借助智慧教学手段提升课程教学的研究性、互动性和开放性，培养学员的学习能力、批判性思维、创新能力和应用所学的知识解决军事问题的思维习惯。

本文以有效提升学员电类综合应用和创新能力。启迪学员打赢未来不确定战争所需智慧为目标，提出“问题导学—项目探究—立体交互+个性化服务”的“3+1”智慧教学新模式，构建学为主体、能力为本、理实一体、虚实结合的智慧课堂，实现课程教学的高效互动，提升课堂决策分析和机智性教学能力，促进协作探究和个性化学习，实现符合学员个性化特征的成长与智慧发展，为提升课程教学质量，培育兼具信息力、创新力和领导力的未来作战指挥员提供条件和方法路径。

1 “3+1”智慧教学模式建构

1.1 以问题为牵引，运用线上线下智慧教学平台培养主动积极的知识探索者

运用数学、科学、技术和工程设计方法，对复杂问题提出适用和有效的技术解决方案是科学和工程技术的目的性应用。从广义上讲，在战场上指挥作战力量也是一种科学和工程实践，它要求指挥员解决复杂多变的问题。这就需要教师在课程教学中不仅要教会学员某种专业知识，更要教会知识背后解决问题的思路和方法，将学员培养成主动积极的知识探索者，具备终身学习能力、可持续发展潜力，从而在复杂多变的战场环境中，对作战需求作出科学判断，对作战要求和条件作出规定，并最终形成有效、适用的问题解决方案。

所谓问题导学是指依托智慧教学平台，以课程在线教学资源为保障，由军事实践问题作为情境引入，组织学员发现问题、分析问题和解决问题乃至迁移运用的一种教学方法。这种教学方法需要教员给学员提供充分自学的时空、充分探究的时空、充分研讨的时空和充分分享的时空。学员的自学和提出质疑在课前，探究研讨问题在课中，拓展分享问题在课后。教师以疑难困惑问题、碰撞争论问题、理解偏差问题、思维闪光问题为牵引，为学员营造一种“知识生成场”，即通过教员直接或者间接的引导和帮助，学员在生成场中利用各种信息主动积极地进行知识的建构和意义的生成（如图1 所示）。

问题导学的核心在问题，问题的来源于智慧教学平台上的课程资源。以“电路分析基础”课程为例，该课程于“陆工在线”智慧教学平台上建设有微课、军事应用案例库等课程资源。一方面教员要依据国家教指委所设定的知识标准，将基础知识点以微课的形式开放给学员进行自学。从学员实际出发，教员在微课中精心设计问题牵引，促进学员集中思维开展自学。另一方面教员要把提出问题的机会留给学员，鼓励和引导学员善于发现微课中的问题，并且敢于把自学中的疑惑以问题的形式呈现出来。教员通过组织前测和梳理学员提问，发现共性问题，为重难点研讨内容和翻转研讨程度的设计提供依据。此外，军事应用案例库中的资源来源于装备实际运用，来源于学科前沿的军内科研项目，也来源于真实的战场情境。学员在阅读、观看和思考时，能够自然而然地养成运用所学知识解决军事问题的思维习惯。

1.2 以项目为载体，依托虚实结合学习环境培养学以致用的创新实践者

电类实践教学主要培养学员的电子技术综合应用和设计能力，对于提升学员的装备操作能力、硬件故障定位及排除能力以及创新发展能力具有重要的支撑作用。近年来，随着培训规模的不断增加，受限于实践教学场地、时长、器材等条件，传统实践教学手段无法提供灵活开放的实践学习环境，从而阻碍了对学员高阶思维和创新能力的培养。因此，电类课程的实践教学亟须利用信息技术构建在线虚拟仿真实践环境，通过线上线下双向流通、无缝衔接，实现学习环境的动态开放、全程贯通，创新虚实融合的项目驱动式实践教学模式，实施个性化、综合性和创新性的实践项目，以此提升实践教学的高阶性和挑战度。

依托通信与电子信息国家级虚拟仿真实验教学中心，学校建设了“电工基础”“信号与系统”“电子技术基础”等虚拟仿真实验室，提供开放式实验环境。为此，教员可通过网络远程控制实体设备，开展真实电路搭建、测试和设计，实现线上教学实体化。同时学校可在实体空间（如教室、宿舍、图书馆等场所）调用虚拟仿真实验平台，开展可操作性的实验预习、课后拓展，提高自主实践效果，实现线下教学虚拟化。具体来说，一是通过自建的“分立元件、单元电路、系统设计”的多层次、模块化电类在线仿真资源库，支持学员在课前通过网络远程开展虚拟仿真实验，对理论原理进行实践验证（如图2 所示，p39）。二是课中主要通过实验室开展实体的综合性实践项目，彻底改变理实分家、分段的教学方式，通过师生共同设定项目实现“做中学”。教学实施时可采用基于智慧课堂的六步研创式教学方法，通过发布任务、方案设计、研讨交流、理论分析、硬件实现和测试验证等6 个步骤，形成预定项目的完整解决方案，使学生经历从理解任务、设计方案、理论研究、工程实现、测试检验的项目开发全过程，从而实现从感性认识到理性思维，再到解决军事工程实际问题的思维升华，体现教学目标的导向作用，学为中心、持续改进的教学追求。三是教员课后通过智慧教学平台发布拓展任务，鼓励学员依托虚拟仿真实验平台继续完成虚实结合的远程拓展实验和创新设计实践，并依托学员科技创新俱乐部完成更多的军事应用拓展，推进学员实践创新能力的持续提升。

图1 运用智慧教学平台开展问题导学

图2 线上远程虚拟仿真实验

1.3 以协作为路径，采取立体交互手段培养善于沟通表达的领导者

传统课堂协作限于师生和生生间面对面的人际协作，存在协作模式单一、深度学习时间无法保证、群体讨论空间必须统一等问题。通过智慧教室和智慧教学平台所提供的立体交互手段，既可以实现人际交互和人机交互，也可以实现突破时空限制的网络同伴分享、互动评价等。例如，“电路分析基础”“模拟电子技术”等课程充分运用陆工在线智慧教学平台所提供的分屏显示、分组讨论、在线检索、电子板书、即时互评、自由投稿等手段，建构智慧互联混合式同伴学习新模式，促进课堂全员有效参与，学员在相互交流、相互启发、相互学习中实现共同成长，实现对所学知识的深层理解和加工，实现融会贯通和拓展应用，培养团队协作精神。

1.4 以数据为依据，借助个性化服务培养多元个性的持续发展者

个性化教学是以促进学员个性化可持续发展作为目标的一种先进教学模式。学员在观察力、记忆力、理解力、计算机操作能力、学习风格习惯、个性特长喜好等方面存在差异性，使他们无法保证以相同的进度、方式掌握同一学习内容，这是传统班级授课规模化教育存在的顽疾。统一化的学习步调限制了学员兴趣个性的发挥，降低了学员的学习效率和获得感，不利于可持续发展能力的生成。而大数据在智慧教学中的应用，为精准施教、个性化培养提供了支撑。通过数据采集模块、存储与分析模块、服务模块、管理模块的架构，能够实现数据贯穿教与学的全流程。一是为学员提供个性化的学习分析报告，量化学习过程；二是使教员能够准确评判学员的能力水平，进行教学模式和内容的动态调整；三是开展拓展学习资源的适用化推送和教员的个性化辅导；四是实施人机共教、人机帮教，针对学员的学习困难设计知识点强化训练并进行智能推送。

2 结语

课程是军队院校建设的基础，是培养能打仗、打胜仗人才的关键性支撑，探究具有军队院校特色的电类课程智慧教学新模式，是贯彻新时代军事教育方针，提升军事人才培养质量的迫切需要。基于智能手段和条件的“3+1”智慧教学新模式，为学员提供了模拟真实的学习环境、项目驱动的团队协作活动、有效的学习支持服务，促进学员高阶思维和创新能力的生成；实现了学习内容的个性化、学习时空的自主化、学习交互的多样化和学习支持的便携化；使教学媒介、教学方式和教学评价突破了单一性、固定性和封闭性，走向多样化、综合化、开放化。伴随着智慧教学平台、软件、设备的不断涌现和更新，信息技术已经深度融合到教学领域的方方面面，未来虚拟教研室、虚拟实验室、VR 和AR 技术将会为智慧教学注入更大力量，军队院校既需要及时关注新技术，也需要先进教育理念的引导，这样才能精心设计教学环境、内容、模式、评价等，充分发挥先进技术的教学效用，真正让技术为教学赋能。