张晓红 赵显红 曹磊 李劲伟

（河南科技大学电气工程学院 河南 洛阳 471003）

《数字电子技术》是电气、电子信息类及相关专业在电子技术方面的技术基础课，是实践性很强的课程。本课程探索了新形势下如何结合线上、线下混合课程，改革教学方法，将理论教学和实践动手能力相结合，培养学生的创新意识和创新能力。

2020年3 月，由于新冠疫情的影响，国内所有大学不能如期开学［1］，按照教育部的“停课不停学、停课不停教”［2］和“确保‘线上—线下同质’”的要求，各高校充分运用各种信息化手段，将教学形式调整为线上教学。笔者学校的《数字电子技术》课程从2009年开始创建在线课程，早期属自建网站，现在是利用超星（学习通）平台，使得课程的建设得到进一步的完善和优化。该课程在2020年入选河南省线上、线下混合式一流本科课程，目前课程处于建设及完善过程中。本文首先分析了当前线上、线下教学模式的特点及存在的问题，同时，结合本课程在“线上线下混合式”教学中的实际案例，对教学模式进行了思考和探索，建立起“课前提出问题，学生线上学习；课堂讲授知识，答疑释惑；课下进行复习。同时，进行实验验证，搭接线路，实物测试并实现功能”“线下线上混合式，理论实践创新相统一”的人才培养模式，以期为该类课程的教学模式改革提供借鉴［3］。

1 线上、线下教学模式分析

1.1 线下教学模式特点

传统线下教学模式面对面授课，及时和学生沟通交流、提问。对于实践性强的课程，现场仿真演示或者搭建简单电路，实现功能，效果比较直观。但同时教学手段过于单一，课堂上以教师讲授为主，理论讲授几乎贯穿整个教学过程的教学模式，学习气氛通常比较沉闷、枯燥，学生没有新鲜感，很难与教师间交流和互动［4］。另外，师生都不够重视课程的教学过程评价，教师大多以最后的一次考核结果作为最终的成绩，学生学习缺乏主动性。

1.2 线上教学模式特点及存在的问题

开展线上教学模式，教学过程由“教”为中心转向“学”为中心，教学形式由单一课堂授课转向借助多种教学资源的学习形式。通过在线课程，更多的师生可以接触到优质的教学资源，聆听全国名校名师的课，接触到前沿的知识体系。学生还可以根据自己的需求、个人喜好等选择不同教师的线上课程，同时，不受时间和地域的限制，可以反复观看，便于知识的理解和巩固。在线学习使得学生对老师的依赖性降低，调动了自我学习的积极性，培养了学生独立思考的能力。同时，在线交流也尤为方便，教师可提供在线答疑，学生集思广益，开阔视野，拓宽知识结构，获得解决问题的方法。

2020年上半年，疫情期间，经过一学期的线上教学，发现其中仍然存在很多问题与不足。首先是教学平台方面。由于3月开学时间比较集中，周一上课时，用户过多，有些平台几乎瘫痪，第一周最为明显，后期，虽然各平台也进行改进，但都仍存在卡顿、延迟和掉线的现象。为了保证能正常授课，任课教师在各平台间频繁切换，给教师教学和学生学习都带来了不少麻烦，严重影响线上课程的教学效果。当然，随着各平台的改进，目前以上缺陷已基本得到解决。疫情突如其来，师生们都没有充足的准备，教师的授课条件会有一些受限，如授课电脑条件、网络条件等。最主要的一点是，《数字电子技术》课程有大量的公式、原理图等，本来在线下课堂上能方便地讲述和推导，而如今仅用PPT很难达到授课效果。后期，随着在线授课的深入，我们也配上了手写板等教学工具，方便了画图和公式的推导。但是，由于学生没有纸质教材，影响了预习和复习的效果。在网络授课的过程中，教师与学生的互动存在很大困难，隔着屏幕提出问题，只能通过小窗口看到少数的回答，很难真正把握学生对知识的掌握情况，屏幕另一侧的学生是否认真学习、是否有自制力，这些都无法掌握。而且《数字电子技术》是实践性很强的课程，即使我们加入很多仿真实验的内容，但终究达不到实际动手的效果。

2 线上、线下混合式教学

2.1 扩充线上课程资源

为适应在线学习这种特殊的学习方式，对《数字电子技术》线上资源进行补充，除课程简介、课程大纲、考核方式等基本内容外，还增加了专题讲座、参考资料、实践教学等内容。根据课程内容，将教学过程设置为模块化结构，每一模块围绕一个核心内容或知识点，由教学视频、电子教案、教学PPT 等组成，辅之以单元测试，便于学生集中学习、理解知识点内容。每一章节由若干模块组成，给出重点、难点说明、作业练习等。专题讲座收录一些国内名师的会议视频及PPT 讲义，给学生提供前沿的知识、理念和教改信息。实践教学方面增加了实验、电子设计大赛等内容［5］。另外，应用一些芯片、器件，分析设计原理图，也录制了简单的视频，方便学生学习。

2.2 线上、线下混合式课程教学

混合式的教学模式学习分为课前、课堂和课后，由师生共同完成。课前，教师借助雨课堂等教学工具，向学生发送预习PPT课件，强调预习时注意事项，提出问题，待学生预习后回答。课堂上，教师检测学生预习情况，讲述难点重点，解答学生问题。课后，学生总结学习体验，适当练习测试。

课前和课后的学习利用线上资源完成，包括观看教学视频、线上线下讨论答疑、课后测试、完成作业等。课程学习活动中，教师要充分调动学生学习的积极性和主动性，学生为主体，教师为主导，引导学生合理利用课程资源，利用“课前—课堂—课后”3个环节，有机结合成“线上—线下”教学整体［6］，完成线上和线下学习活动。

3 后疫情时代“线上线下混合式”教学设计案例

由于疫情期间线上教学出现的问题与不足，在疫情结束后，2020年的秋季学期选择“线上线下混合式教学”的教学模式。下面以图1为例，以材物18班作为试点班级，针对课程的特点，进行相应的教学设计。

图1 课程教学总体设计模型

课前：教师首先进行选题，题目既要结合课程理论知识的教学，又具有一定的趣味性和实践性。恰当的选题可以让不同程度的学生经过努力能完成设计任务，使学生通过综合运用所学知识，开展电路的设计、仿真及安装调试实验，在巩固知识、提高技能等方面有所收获，给学生留下很大的发挥空间，激发学生的学习积极性，学生带着问题来上课，学习兴趣有效提高，听课和讨论积极主动，如利用555 定时器设计洗相曝光电路。

布置预习任务，利用555 定时器设计洗相曝光电路。问题：洗相曝光电路的原理是什么？555 定时器的工作原理是什么？两者的关联是什么？要求：预习555 定时器。具体措施：要求学生进入学习通观看相关的学习视频，并通过雨课堂，向学生发送预习课件，设置相应的题目，测试学生的预习情况。共有31名学生参与学习，其中，全部学生观看了教学视频和预习课件，并完成预习测试，正确率达90%。

课堂：教师线下多媒体教室授课。首先，口头提问：555 定时器的工作原理是什么？生活中洗相曝光的特点是什么？进行雨课堂测试：选择题和判断题，限时完成。随后，教师授课，讲述555 定时器工作原理，利用555 定时器构成单稳态触发器，洗相曝光电路要求每一次曝光的时间是固定不变的。

学生讨论设计方案。将学生分成6 组进行讨论。在学生讨论过程中，教师进行简单的指导。各组讨论后，由各组推举的代表汇报本组的讨论方案。教师对各方案进行点评，并确定一套可行的原理方案。

总结点拨。因题目要求曝光时间固定，单稳态触发器的特点是：在给出触发信号后，输出具有固定宽度的矩形波，此处的固定宽度就可以用作曝光时间。具体电路如图2所示。

图2 555 定时器构成的洗相曝光电路

按压开关S（后较快松开），L1灯灭，L2灯亮，L2灯亮的时间即为曝光时间（tW）：

课后：实验验证。可利用Multisim 仿真软件，在电脑上完成；也可在实验室完成实验接线，验证555定时器的工作原理，并构成单稳态触发器，用示波器观察实验波形。实践创新，用面板进行实物插接线，完成洗相曝光电路的设计。

总结。要求学生完成一篇小论文，叙述工作原理、设计思路，同时，进行举一反三扩展，能否用555 定时器实现人体脉搏的检测，并显示测量结果。

4 线上、线下混合式教学成效

由于线上课程仅对校内学生开放，从2018年1月到2021年7月，参与学生达到2200 人。通过对3年间的期末考试成绩情况分析，可以看出，前两年的最终成绩多以末考试卷为主，虽然学生参与线上课程的学习，但学习情况并不参与过程性评价，因此整体学习效果并不理想。

2020年秋季开始，采用线上、线下混合式教学，最终的成绩评价包括过程性考核和终结性考核两部分。其中，过程性考核占40%，内容包括学生对于教学平台课程的访问情况、视频收看时间、作业完成质量、单元测试成绩、课堂教学活动参与情况等，学习评价贯穿整个学习过程，教师实时收集并分析学习过程中所产生的数据，判断学生掌握课程知识点和技能情况，为评价学生学习提供依据。终结性考核占60%，由期末考试成绩决定。基于这种评价结构，学生注重了平时的学习和积累，期末考试也取得了明显的进步，图3 是3年间学生末考的成绩分布情况。

图3 学生成绩分布情况

线上、线下混合式的教学模式［7］得到了学生的认可。通过课程网站，使可获得许多课堂中无法获取的知识和信息，方便课程的学习。同时，在线下授课中，多媒体课件中增加了许多工程实例，使课堂内容更丰富，提高了学生学习课程的兴趣。在实践创新环节，以《电子技术课程》设计为基础，加强动手能力和工程实践能力的训练，真正实现理论和实践的结合。

5 结语

目前，全球疫情形势依然严峻，国内随时面临疫情风险，抗疫成了近两年的热门话题。疫情防控进入常态化阶段，线上教学必将是今后教学改革的一个重要方向。需要进一步对线上资源进行优化，充分利用线上、线下混合教学优势，为学生提供更适合的学习方式，在学生学习能力提高的同时，改进教师的教学质量，得到更好的教学效果。