［摘 要］ 針對目前“電工電子技術”基礎課程教學存在的教學形式單一、理論與實踐相脫節(jié)、學生學習主動性差、實驗內(nèi)容固化、實驗資源不足等問題，在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下提出基于雨課堂、口袋實驗平臺和在線課程等多元化教學手段的“電工電子技術”基礎課程混合雙閉環(huán)教學模式改革方案。方案自2018年起在材料、化工等學院非電類工科專業(yè)“電工電子技術”課程教學中付諸實施。通過近5年的應用和探索，學生的課堂參與度顯著提高，學習積極性明顯增加，教學成效顯著。

［關鍵詞］ “互聯(lián)網(wǎng)+”；電工電子技術；雨課堂；口袋實驗室

［基金項目］ 2020年度山東科技大學教育教學研究“群星計劃”項目“‘互聯(lián)網(wǎng)+’非電類工科專業(yè)電工電子技術課程全方位、多層次混合式教學模式改革”（QX2020M41）；2022年度煤炭行業(yè)高等教育研究課題“電工電子系列課程BFPO多維合一創(chuàng)新教學模式研究”（2021MXJG193）；2021年度山東科技大學教育教學研究“群星計劃”項目“工程教育專業(yè)認證背景下理工科課程思政系統(tǒng)化設計與實施策略研究”（QX2021M38）

［作者簡介］ 馬 進（1980—），男，山東泰安人，碩士，山東科技大學電氣與自動化工程學院實驗師，主要從事電工電子技術課程教學和檢測技術及自動化裝置研究；衛(wèi)永琴（1975—），女，山西臨汾人，博士，山東科技大學電氣與自動化工程學院副教授（通信作者），主要從事電工電子技術課程教學和電力系統(tǒng)自動化研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）28-0148-05 ［收稿日期］ 2023-04-10

引言

“電工電子技術”課程是非電類工科專業(yè)本科生的必修課，是后續(xù)專業(yè)課的先修課程，覆蓋面寬，與日常生活緊密結合，具有較強的實踐性和應用性，在各專業(yè)課程框架中占有重要地位。但就目前的教學情況來看，存在以下問題：（1）學生課堂參與度不足，教學課堂互動少且缺乏針對性，教學反饋不暢，課后答疑不充分。（2）理論與實踐相脫節(jié)。理論知識抽象難懂，難以與實踐環(huán)節(jié)有機結合，學生的動手能力和解決實際問題的能力較差。（3）實驗方法陳舊，實驗項目亟待更新。課程實驗項目大多為驗證性實驗，內(nèi)容固化、方法單一且依賴于實驗室，不利于培養(yǎng)學生自主學習和團隊協(xié)作能力。

因此，要解決以上問題，“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下混合教學模式成為今后“電工電子技術”基礎課程教學改革的方向之一［1］。我們將雨課堂和口袋實驗室用于“電工電子技術”課程教學，結合“電工電子技術”在線課程，形成了全新的“線上線下并行，理論實踐融合”的雙閉環(huán)混合教學模式。

一、雨課堂和口袋實驗室

（一）雨課堂（Rain Classroom）

雨課堂是清華大學2016年在MOOC基礎上推出的基于PowerPoint和微信小程序的智慧教學平臺，對師生互動不順暢、數(shù)據(jù)收集不完整、在線教育不落地等多個問題進行了集中的解決［2］。

將雨課堂引入“電工電子技術”基礎課程教學，很好地解決了課堂互動問題，提供了師生交流的機會。教師可通過全方位、立體化的教學手段，如公告發(fā)布、課堂考勤、隨機測驗、彈幕反饋、線上作業(yè)等，實時把握學生學習動態(tài)，能與學生之間建立暢通的溝通橋梁，實時了解每名學生的學習情況，因材施教，消除教學死角。

信息化教學平臺的引入，形成了“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下混合教學模式的第一個閉環(huán)——課堂教學閉環(huán)。

（二）口袋實驗室（Pocket Lab）

口袋實驗室是基于虛擬儀器的便攜式實驗裝置，其主要實驗平臺是虛擬信號分析儀，集成了直流穩(wěn)壓電源、信號源、示波器、頻譜分析儀、波特計、邏輯分析儀、數(shù)字萬用表等多種虛擬儀器，具有豐富的接口和外設［3］。

學生可在面包板上自由搭建電路，通過個人PC機完成電路分析及數(shù)據(jù)測試，除了完成課內(nèi)必做實驗以外，還可以根據(jù)個人興趣進行電路設計和探索；教師也可在課上根據(jù)學生的個人能力設計具有創(chuàng)新性、趣味性、挑戰(zhàn)性的實驗項目，激發(fā)學生的求知欲和主觀能動性?？诖鼘嶒炇遗涮椎目诖鼘嶒炂脚_可將實驗報告、實驗照片、實驗視頻等上傳互聯(lián)網(wǎng)，便于教師實時查看學生的實驗情況，批改實驗報告。

口袋實驗室的融入，形成了“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下混合教學模式的第二個閉環(huán)——實驗教學閉環(huán)。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下雙閉環(huán)混合教學模式在“電工電子技術”課堂教學中的應用

（一）課程概況

山東科技大學“電工電子技術”基礎課程依托于電工電子國家級實驗教學示范中心（山東科技大學）。目前，“電工電子技術”課程在工科非電類28個專業(yè)中開設，年均開課班級50余個，上課學生數(shù)達2 000余人。

（二）應用方案

為了讓學生在有限的時間內(nèi)盡可能多地熟悉、掌握電工電子基礎知識和典型的應用電路，自2018年9月起，我們將雨課堂和口袋實驗室用于非電類工科專業(yè)“電工電子技術（B）”課程教學，形成了獨特的線上+線下、理論+實踐的創(chuàng)新教學模式，具體方案如下。

1.理論教學。（1）開課前準備。重新修訂教學計劃和教學課件，做好相關任課教師的培訓（交互式信息化教學平臺、Multisim仿真軟件、口袋實驗室、在線課程教學平臺、“互聯(lián)網(wǎng)+”在線實驗平臺等）和開課前準備工作。（2）學生動員及培訓。開課前，向學生介紹課程授課內(nèi)容和具體安排，引導學生關注并學會使用雨課堂微信小程序或其他相關信息化教學平臺客戶端，發(fā)放口袋實驗室及常用元件包；對學生進行在線課程、在線實驗平臺、口袋實驗室和Multisim仿真軟件使用培訓（以教學視頻的形式發(fā)給學生），授課期間進行指導。（3）課堂教學流程如圖1所示，具體方案如下：①全程使用交互式信息化教學平臺（雨課堂），進行考勤，授課（或直播），隨堂測驗，發(fā)布通知、作業(yè)、學習資料等；②授課期間，典型電路使用Multisim軟件進行仿真實驗演示；③針對課堂上不介紹的章節(jié)，要求學生在任課教師的指導下利用在線課程進行在線補充學習；④期末通過交互式信息化教學平臺發(fā)布復習提綱和相關習題，引導學生復習考試。（4）期末總結。課程結束后匯總考勤、測驗、作業(yè)數(shù)據(jù)，形成學生過程考核成績支撐材料，同時對本學期教學情況進行總結反思，在新學期授課過程中持續(xù)改進。

2.實驗教學。任課教師可選擇線下、線上或者線下線上相結合的方式開展實驗教學，實驗教學流程如圖2所示，具體方案如下：（1）線下實驗。學生利用課余時間使用口袋實驗室（如圖3）或在指定時間到實驗室完成實驗并在線提交實驗報告，教師根據(jù)學生的情況選擇實驗指導方式（線上/線下）并批改實驗報告。具體實施方案如表1。對于學有余力的學生，除了完成課內(nèi)實驗以外，可在任課教師指導下完成創(chuàng)新研究型實驗（選做，計入實驗成績）。實驗項目示例（可根據(jù)課程安排調整）：①雙極型晶體管基本放大電路研究；②濾波電路實驗；③水位監(jiān)控電路設計。（2）線上實驗。學生可通過電工電子國家級實驗教學示范中心“互聯(lián)網(wǎng)+”在線實驗系統(tǒng)（含電路分析、模擬電子技術、數(shù)字電子技術實驗模塊，可同時允許20人在線實驗），線上完成課內(nèi)實驗及創(chuàng)新研究型實驗，通過系統(tǒng)進行實驗預習，完成實驗電路搭建、數(shù)據(jù)測試等并在線提交實驗報告。除電類專業(yè)以外，非電類工科相關專業(yè)乃至外校相關專業(yè)學生均可通過系統(tǒng)完成實驗（須提前選課）。（3）線上線下結合。任課教師合理使用線下和在線實驗平臺，根據(jù)課程教學和學生的學習情況有針對性地安排線上和線下實驗項目，虛實結合，因材施教。

3.在線課程?！半姽る娮蛹夹g”在線課程于2020年8月在智慧樹山東聯(lián)盟上線，并用于我?！半姽る娮蛹夹g”課程教學，使用情況良好。2021年9月，該課程獲批山東省一流本科課程建設項目、山東省課程思政教學改革項目及山東省課程思政示范課程。目前，該課程選課人數(shù)達1.06萬人，累計使用學校37所，互動達5.40萬次。

教學模式：（1）自主學習。學生利用課余時間學習課程內(nèi)容，觀看教學視頻并完成練習。（2）翻轉課堂。隨機抽取學生進行相應節(jié)段的課程內(nèi)容介紹。（3）教師講解。教師點評并講解習題和相關注意事項，指導學生完成課堂練習。

4.教材建設。為使“電工電子技術”課程適合我校非電類不同專業(yè)學生的學習層次、提高學生的學習興趣，中心教師根據(jù)非電類工科相關專業(yè)的特點自編教材《電工電子技術》（孟秀芝、袁文山、馬進主編，北京工業(yè)大學出版社，2019.6）［4］、《電工電子技術實驗教程》（衛(wèi)永琴、馬進、孟秀芝主編，電子工業(yè)出版社，2021.9）。教材引入了豐富的例題、習題和基于Multisim的仿真實驗案例，取得了良好的教學效果。

三、混合雙閉環(huán)教學模式與傳統(tǒng)教學模式的效果比較

通過近幾年的研究與探索，新的教學模式在“電工電子技術”課程教學過程中的使用日趨成熟。通過匯總課程數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)采用線上線下混合雙閉環(huán)教學模式后，學生的課堂參與度明顯提高，綜合能力有了明顯加強。

以金屬材料工程專業(yè)為例，自2020—2021第一學期開始使用雨課堂和口袋實驗平臺，加大過程考核成績占比（實驗成績占20%、平時成績占30%，平時成績包括課堂考勤、課堂測驗、課后作業(yè)、期中測驗等），降低期末成績占比（50%），實驗教學實施方案如表1所示。

金屬材料工程專業(yè)2017-1.2班學生總計49人，金屬材料工程專業(yè)2018-1.2班學生總計58人，金屬材料工程專業(yè)2019-4.5班學生總計60人。其中，金屬材料工程專業(yè)2017-1.2班采用傳統(tǒng)課堂教學模式（實驗成績占10%、平時成績占20%、期末成績占70%）進行授課。學生成績（比率）柱狀圖如圖4所示。

采用混合教學模式的金屬材料工程專業(yè)2018、2019級學生成績優(yōu)秀率較低，這是過程考核成績比重加大導致的，即不再以期末考試成績作為衡量學生學習水平的主要標準；良好率、中等率和及格率逐步提高，不及格率較低，平均成績逐步上升，說明學生的學習積極性和課堂參與度大大提升?？诖鼘嶒炇业娜谌耄蟠筇岣吡藢W生的學習興趣，使更多學生對課程的學習不再停留在紙面分析上，讓更多學生參與實驗。

結語

本文提出了信息技術和虛擬實驗平臺相融合的“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下“電工電子技術”基礎課程混合雙閉環(huán)教學模式，在實際應用中取得了良好的教學效果。然而，在混合教學模式的應用過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題，如雨課堂受網(wǎng)絡影響較大，個別學生信息傳遞不暢；學生在線課程學習時間無法保證，課堂翻轉效果不佳；口袋實驗平臺功能不足，部分實驗無法開展。

混合教學模式的引入為傳統(tǒng)“電工電子技術”課程教學注入了新鮮血液，帶來了新的活力，為學生開啟了新的學習方式。我們也會在今后的課程教學中不斷研究探索，不斷嘗試改進教學模式，將新的教學模式真正應用于“電工電子技術”課程教學中。

參考文獻

［1］馬進，趙洪亮，衛(wèi)永琴，等.虛擬儀器在電子技術實驗中的應用研究［J］.中國儀器儀表，2016（7）：43-46.

［2］張昀，于舒娟，李娟，等.基于雨課堂的《電工電子實驗》教學改革與實踐［J］.科技視界，2019（29）：158-159.

［3］晁雪薇，李陽.基于雨課堂的《電工學》課程教學法探索［J］.教育現(xiàn)代化，2018，5（10）：72-73.

［4］孟秀芝，袁文山，馬進.電工電子技術［M］.北京：北京工業(yè)大學出版社，2019：6.

Research on Innovative Teaching Mode of “Internet +” Electrical and Electronic Technology Course

MA Jin， WEI Yong-qin， YUAN Fang， YIN Chang-chang

（College of Electrical Engineering and Automation， Shandong University of Science and Technology， Qingdao， Shandong 266590， China）

Abstract： Aiming to solve some problems existing in the basic courses of electrical and electronic technology，such as monotonous teaching form， disjointed theory and practice， poor learning initiative， fixed experiment contents and insufficient experiment resources， this paper proposes an “internet+” mixed double closed-loop teaching mode reform approach based on diverse teaching methods like Rain Classroom， Pocket Lab platform and online courses. Since 2018， this teaching mode has been used in non-electric colleges like College of Materials Engineering， College of Chemical Engineering and so on. Through nearly 5 years of application and exploration，students’ classroom participation has been significantly improved， with their learning enthusiasm significantly increased and the teaching effect being remarkable.

Key words： “internet+”; Electrical and Electronic Technology; rain classroom; pocket lab