电气类专业“软件技术基础”课程线上线下混合教学模式探析
作者：冯肖亮 闫晶晶 鲁可
来源：《科教导刊》2021年第32期
        摘 要 本文以自动化专业为例，介绍电气类专业“软件技术基础”课程开展线上线下混合教学模式改革的研究和探索。基于开设专业人才培养目标和培养方案的特点，“软件技术基础”课程教学存在知识点较多但课时较少、学院机房上机实践资源有限、网络学习资源丰富但缺乏引导等问题。通过线上线下混合教学模式的探索，能够针对电气类专业特点，结合专业培养方案要求，有效组织课程内容和教学形式，取得较好的教学效果。学生的软件技术知识积累和实践操作能力得到明显提升。
        关键词 线上线下混合教学模式 软件技术基础 过程性评价
        中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/jki.kjdk.2021.32.050
        Research and Analysis of Online and Offline Mixed Teaching Mode for the
        Course "Software Technology Foundation" in Electrical Majors
        FENG Xiaoliang[1][2]， YAN Jingjing[2]， LU Ke[2]
        （[1] School of Electrical Engineering， Shanghai Dianji University， Shanghai， 201306;
        [2] College of Electrical Engineering， Henan University of Technology， Zhengzhou， Henan 450001）
        Abstract This article takes the automation major as an example to introduce the research and exploration of the reform of online and offline mixed teaching mode for the "Software Technology Foundation" course in electrical majors. Based on the characteristics of professional talent training objectives and training programs， "Software Technology Fundamentals" course in electrical majors has the following problems in the teaching process. There are many knowledge points but only a few class hours， limited practical operation resources， abundant online learning resources but lack of guidance and so on. Through the exploration of the online and offline mixed teaching mode for the "Software Technology Foundation" course in electrical majors， be
tter teaching effects have been achieved， and the accumulation of software technical knowledge and practical operation ability of students have been significantly improved.
        Keywords online and offline mixed teaching mode; software technology foundation;process evaluation
        隨着计算机技术的不断发展，特别是其在电气类专业领域的广泛应用，高级语言程序设计、数据结构、软件工程、数据库等知识被大量用于解决生产过程遇到的复杂工程问题。掌握解决这些复杂工程问题所需要的相关知识已经成为电气类专业毕业生职业发展所需要掌握的重要能力。因而，有必要在电气类专业学生的培养过程中开设相应的课程对这些知识进行系统的学习。在一些高校，“软件技术基础”是电气类专业开设的一门专业基础课，通过该课程的学习，可以帮助学生学习和掌握VC++等高级语言程序设计、数据结构及软件设计等相关知识，进而帮助学生利用计算机结合电气类专业的专业知识开发软件，解决该专业领域内的复杂工程问题。
        随着“互联网+”技术的不断发展，线上线下混合教学模式作为一类将网络信息资源与传统教学方法相互融合的教学模式，得到了国内外教育工作者们的广泛关注。在国外，类似
的教学模式被称为“Blended Learning”。[1-2]在这类新型的教学模式中，中国大学MOOC、各大学自主建设的精品课程开放资源等网络教学资源不只是学生自学时的参考或作为教学活动的锦上添花，已经成为教学活动过程中与课堂教学相互融合，相互补充的重要资源。[3，4]如何充分发挥网络教学资源与课堂教学活动这两者的优势、取长补短、有机融合是每一门课程开展线上线下混合教学模式都需要重点探索的重要课题之一。近年来，我们课程组在电气类专业的“软件技术基础”课程建设和教学改革过程中，对该课程的线上线下混合教学模式进行了探索。
        1 “软件技术基础”课程教学遇到的问题
中国在线编程        课程涉及内容较多，但是课时较少。与计算机专业的“软件工程”课程不同，电气类专业的“软件技术基础”课程需要涵盖高级程序设计语言、面向对象程序设计思想、算法与数据结构、软件工程基本原理和知识产权相关知识等内容。由于电气类专业人才培养目标与培养方案的限制，“软件技术基础”课程的课时分配较少，一般为36-42课时（包括6-10课时的上机实验）。这就造成了“软件技术基础”课程涉及内容较多，但是课时较少的问题。
        实验教学资源与课程需求差异较大。以自动化专业为例，“软件技术基础”课程作为一
门理论与实操相结合的课程，旨在培养学生与软件技术相关的实践能力，并结合所学习的自动化专业知识，用以解决自动化领域复杂工程问题的能力。[5]该课程目标决定这门课程需要通过大量的计算机实践进行练习，以更好地巩固和掌握所学习的知识点。[6]传统课堂教学大多以6-10课时的上机实验来锻炼学生的实践操作技能，远远无法满足学生学习的需要。
        网络学习资源丰富但缺乏引导。现有的相关线上精品课程与中国大学MOOC课程大都是针对计算机专业开设的“软件工程”“数据结构”“高级语言程序设计”等课程，对于电气类专业的学生而言，通过这些网课进行学习相关知识点时，需要耗费大量的线上学习时间，且由于缺乏计算机专业的基础课程学习导致学习效果往往不佳。
        2 课程教学改革措施
        2.1 “因材施教”的线上教学资源组织与建设
        这里说的因材施教不仅是指针对学生层次不同有针对性地开展教学内容的组织与实施，还指针对电气类专业培养方案对“软件技术基础”课程的指标点需求，有选择地组织建设
线上和线下学习资源，为每个知识点提供一个短视频来帮助学生了解该知识点的主要内容，在上课前提前3-4天发布，然后有针对性设计几道测试题，用来了解学生通过线上资源对知识点的掌握情况。线上学习资源的形式多样，比较灵活，可以围绕知识点采取录制视频、提供相关文献、网络资料、实时新闻、短视频等形式进行建设。在建设这些资源时，需要以引导学生对知识点的兴趣和学习为目的，但又要注意这些资源的学习时间不能太长，提高线上学习效率。因此，在建设线上学习资源时，我们所上传的资料大多是教师结合课程大纲查阅大量文献资料之后精心准备的内容，不仅针对性更强，而且学习时间更加灵活，既避免了学生面对某一知识点大量的网络资料难以选择的困惑，又避免了学生不到某一知识点线上資源的尴尬局面。线上教学资源的组织和建设，使得学生的学习方式更加多样，学习时间更加灵活，不必像课堂教学一样集中在统一的地点在统一的时间统一学习 。[7]学生通过线上资源学习完相关知识点后，可以通过线上发布的测试题来对线上部分的学习情况进行检验。
        2.2 有的放矢的线下课堂教学设计
        依据学生课前线上学习知识点的掌握情况，任课教师可以有针对性、有侧重点的准备
课堂教学。必要时还可以选择翻转课堂、小组答辩等形式多样的课堂组织形式，增强学生对知识点的理解和掌握，提升课程目标的达成情况。以“二叉树遍历”这个知识点为例，通过课前测试，我们发现学生们通过线上知识点的学习，能够掌握基本的遍历算法，但是对课前测试题中的程序设计练习给出的程序多种多样，主要呈现出前序遍历和中序遍历混淆的问题。由此可以想象，这类学生对于前序遍历、中序遍历、后序遍历这三种遍历方法掌握情况不够牢固，初步知道怎么遍历一个二叉树，但是具体应用的是哪一类遍历方法还分不清楚。那么，我们在线下课堂教学时，就可以通过引入顺口溜、案例对比、总结分析等方法来加深学生对二叉树这三类遍历方法的理解和掌握情况。课后还可以通过“已知前序遍历结果、中序遍历结果，求后序遍历结果”等稍微有难度的作业对这一知识点进行巩固提高。
        2.3 形式多元的程序设计练习
        “软件技术基础”这门课程强调理论与实操相结合，要求学生通过实际编程来巩固所学习的知识点，但是由于教学实验室计算机资源的限制，仅能错峰安排10个课时的上机实操。针对解决这种矛盾，同时兼顾保障线上线下混合模式教学的公平性，我们在开始线上线下混合教学模式探索时，选用了超星在线教学平台。该平台不仅支持利用电脑进行线上
学习和答题，还支持在手机和平板电脑上进行学习和答题。此外，我们在介绍C++这门高级程序设计语言时，向使用电脑学习的同学推荐了visual studio 或 DEV C++作为程序设计软件，向使用手机和平板电脑参与线上学习的同学推荐了C++编译器 与 C++ compiler这两个APP作为程序设计工具。这两个APP占用内存较小，功能能够满足本课程的上课需要，而且能够满足学生随时随地进行练习。学生在完成程序设计练习之后，可以将是程序和运行结果通过截图保存下来，然后通过在线学习平台上传作业。老师可以通过在线教学平台及时了解学生的作业情况。
        2.4 重在平时的过程性评价
        随着对工程认证教育理念认知的不断深入，“软件技术基础”课程组在教学改革过程中加强学生过程管理，重视平时的过程性评价。线上线下混合教学模式为过程性评价提供了更多的评价依据。线上评价过程可以体现在学生对所发布知识点学习过程的完成情况，课前测验成绩、调查问卷完成情况、线上作业完成情况。线下评价过程除了期末考试之后，还可以参考课内实验、课堂表现等过程。线上线下混合教学模式可以实现作业和考试的网上提交和批改，将作业和试卷以电子文档的形式进行保存，既节约了纸张又方便了试卷的
后期管理，更加突出的优点是：通过系统平台可以更充分地分析学生平时的作业情况、测试情况以及考试情况，分析结果可以细化到每个课程目标、每个题型、每个知识点。有了这些分析，我们可以及时了解学生对知识点的掌握情况，实时发现学困生并有针对性地提供帮助和指导，以保障课程目标的全员达成。
        2.5 增加知识产权保护的内容
        申请知识产权是保护软件所有者的重要手段和法律依据。“软件技术基础”课程组在教学大纲修订的时候增加了软件著作权撰写与申请的相关知识。目的是通过2个课时的学习，培养学生知识产权保护的意识和撰写申请软件著作权的能力。
        1 “软件技术基础”课程教学遇到的问题
        课程涉及内容较多，但是课时较少。与计算机专业的“软件工程”课程不同，电气类专业的“软件技术基础”课程需要涵盖高级程序设计语言、面向对象程序设计思想、算法与数据结构、软件工程基本原理和知识产权相关知识等内容。由于电气类专业人才培养目标与培养方案的限制，“软件技术基础”课程的课时分配较少，一般为36-42课时（包括6-10课时的上机实验）。这就造成了“软件技术基础”课程涉及内容较多，但是课时较少的问题。
        实验教学资源与课程需求差异较大。以自动化专业为例，“软件技术基础”课程作为一门理论与实操相结合的课程，旨在培养学生与软件技术相关的实践能力，并结合所学习的自动化专业知识，用以解决自动化领域复杂工程问题的能力。[5]该课程目标决定这门课程需要通过大量的计算机实践进行练习，以更好地巩固和掌握所学习的知识點。[6]传统课堂教学大多以6-10课时的上机实验来锻炼学生的实践操作技能，远远无法满足学生学习的需要。

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