混合学习模式在EDA教学设计中的应用研究

摘要：电子设计自动化（Electronic Design Automation，简称 EDA）是我国高等学校电子信息类专业的一门应用性很强的实践教学课程。混合学习结合传统面授和网络学习的优势，是教师教学主导作用和学生学习主体作用发挥的有效结合。利用e-Learning和Lab VIEW等现代化教学手段，结合面对面学习、网络化学习以及远程实践学习，探讨混合学习模式在EDA课程教学设计中的应用。

关键词：e-Learning；EDA；混合学习模式

作者简介：裴晓芳（1978-），女，江苏南京人，南京信息工程大学电子与信息工程学院，副教授；周晓彦（1980-），女，江苏南京人，南京信息工程大学电子与信息工程学院，讲师。（江苏 南京 210044）

基金项目：本文系2013年度南京信息工程大学教学改革研究课题立项项目“基于E-Learning环境下自主探究型教与学模式的研究”（项目编号：13JY072）、传感网与现代气象装备优势学科资助（江苏高校优势学科建设工程资助项目）、电子信息工程部级特色专业建设项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0186-02

Blending Learning（混合式学习，或混合式教学）是在教学设计中将学习过程划分多个模块，根据教学效果最优化的原则，采用不同教学手段来实施教学。在《混合式学习白皮书》中提出：“混合学习是面对面学习、在线学习和自主学习等学习方式的有效结合，是各种传输媒体、智能学习到时和各种技术应用的混合。”何克抗教授认为混合学习体现了教学过程中教师主导作用和学生学习主体作用，是一种有效的教学策略。一方面，教师在教学过程中发挥引导、启发和监控的主导作用；另一方面，学生在学习过程中发挥作为学习主体的主动性、积极性和创造性。教师需要分析学生需求、熟悉教学平台、合理运用教学资源来设计教学，更好地实现教学目标。

电子设计自动化（以下简称 EDA）是我国高等学校电子信息类专业的一门应用性很强的实践教学课程。实践教学是培养理工类学生创新意识和实践能力的重要环节，是理论联系实际的重要途径。EDA课程涉及的知识面宽、应用广泛，教学目标不但要求学生掌握基本知识，更主要的是对学生设计能力和创新能力的培养。该课程在教学过程中出现了许多问题，如教学内容枯燥，课时少（理论课20学时、实验课12学时，共计32学时），教学形式单一，评价片面，缺少互动等。

针对以上问题，本文从EDA课程的教学目标出发，考虑教学资源的合理使用，引入混合教学模式来设计教学活动，以期实现教学效果的最优化。本文将从三个方面讨论混合学习模式在EDA课程教学活动中的应用：构建e-Learning环境下的多种学习资源；组织实施面对面学习、网络化学习和远程实践学习三种形式，其中网络化学习包括自主学习和协作学习；通过学习过程记录和期末考核以及多元评价方式形成最终的课程评价。

一、构建网络教学平台，丰富学习资源

网络教学平台主要包括教学资料分享和互动交流。教学资料包括课程大纲、教学计划、ppt课件、实验项目、自测题库、参考答案和文献等；互动交流主要包括班级公告栏、学生作业展区、讨论区、答疑区等。教师是平台的管理者，负责以下工作：掌握共享资源上传和下载情况；管理题库，设计期末试卷；在线批阅作业、实验报告和试卷，完成期末考核工作。教师密切关注学生学习动态，及时反馈评价结果，设置作业提交时间，针对大家反映的共有问题展开话题讨论，观察学生的学习情况和学习热情。

EDA课程是一门应用性很强的实践教学课程，网络教学平台除了满足以上功能之外，还需要构建一个网络远程实验室。利用网络、Lab VIEW和实验操作平台进行虚拟仿真实验以及对仪器设备的远程访问和使用。这样，学生做实验可以不受时空地域限制，同时也提高了实验室资源的使用率。

二、组织实施面对面学习、网络化学习和远程实践学习

面对面学习可以充分发挥教师的主导作用，进行直接、系统的知识讲授，通过师生间的直接情感交流加深师生间的了解，在此过程中需要调动学生的参与意识，注重引导学生学习主体作用的发挥。为了使面对面的学习更加有效，教师要结合教学内容合理进行教学设计。一般可将讲授环节分为三个层次：课程引入、新知讲解和问题探讨。首先，课程引入，用已学的知识点引入新的知识点，可以吸引学生注意力，调动学习兴趣，温故知新；然后，新知讲解，可以课前布置预习要求，采用探索发现的教学方式活跃教学的氛围，变被动学习为主动吸收；最后，总结和问题探讨，及时总结教学重点和难点分析，利用课堂讨论的形式集中解决学生预习、协作学习和实践学习中遇到的问题，加深学生对课程内容的掌握。

网络学习是对课堂学习的延伸，弥补课堂学时的不足。利用网络上的课程共享资源，学生可以随时随地进行学习，自主完成预习、复习、拓展学习、在线测试、课后作业、实验项目等，并将作业、实验报告和问题上传课程平台，供教师批阅和了解学生学习情况。学生自主学习也可分成三个层次：学生登录课程平台，根据教学要求进行预习、复习等自主学习活动；学生可以将课程实验报告上传平台，教师可以根据报告评价学生学习效果，调整教学进度，安排教学内容；学生根据教师反馈结果，了解自己的学习情况，通过课程平台师生可以在线或离线答疑。需要注意的是：学生自主学习不是完全自我学习，教师对网络学习过程要适当干预，利用网络教学平台和免费网络交流平台参与学生讨论和批改作业，将情况及时反馈给学生，督促和辅导自控能力弱的学生，提高学生自主学习的能力。

协作学习是在要求小组共同完成设计项目的前提下，促进小组成员间交流讨论和协作启发，利用对所学知识的理解和运用，各尽所能，一起完成学习任务。学生根据任务要求自由组合，明确分工；教师要根据课程要求，设计项目任务，对小组进行及时指导，对任务进度进行掌控，客观评价项目成果。这一学习环节的设计可以提高学生的人际交流能力，培养合作精神。

远程实践学习是在网络虚拟实验室环境下进行的。网络虚拟实验室由网络、虚拟仪器以及EDA实际实验平台构成。学生在网络虚拟实验室中可以进行模拟仿真和实时操作。模拟仿真可以将实际实验平台模拟呈现，学生可以在实际操作前进行预操作，让学生预先熟悉实验内容和实验步骤，借以检验学生对实验内容的预习程度；学生还可以通过Lab VIEW获取虚拟实验仪器，进行原理验证性实验，通过实验结果的对比分析加深对课程内容的理解。实时操作可以实现学生远程控制实验设备，利用网络视频观看实验结果。教师指导学生搭建电路，学生可以随时随地利用网络远程访问实验平台，上传程序，观看实验结果，下载实验数据等。教师也可以将关于实验操作的演示视频上传课程平台，供学生参考自学；教师应该密切观察学生网络实验记录，掌握学生的实验进展和状况，对存在的问题展开讨论和个别辅导。这样，学生可以灵活安排时间，不受时域的限制进行EDA实验，同时实验室的资源也得到充分使用。

三、采用多样性课程评价体系

在混合学习评价体系中，一是采用过程评价，通过学生平时学习记录和学习任务完成情况来评价；二是采用期末考核形式，采取测试或课程论文的方式实施考核。教师需要制定一个合理公正的评价方式，在课程开始前就向学生说明，对学生的学习行为有指导和规范作用。针对EDA课程，评价内容可以包括几个方面：课堂表现10%；作业和实验报告表现30%；协作表现10%；自主学习20%；期末考核30%。同时，可以考虑评价主体的多元化，改变传统的教师评价形式，让本人和协作小组成员参与评价，这样，课程成绩=本人评分×20%+小组评分×20%+教师评分×60%，使学生在自我审视、小组互评以及教师评价过程中能接收到更多反馈和合理性建议，更好地掌握课程内容，提高学习效果。

四、结论

EDA课程实践型很强，内容庞杂，技术发展迅速。教学过程中面临的问题有：教学内容繁杂、课时少；教学模式单一，缺少互动；课堂可控性差；资源共享性差；评价方式过于片面。通过构建EDA网络教学平台不但可以提供丰富的学习资源，还可以将混合学习模式引入教学活动。混合学习模式结合了e-Learning和传统的教学方式，本文设计五个环节构成自我循环完善的教学活动。

实时的面对面（正式）课堂教学：课堂教学和实践课指导，教授课程理论知识，确定实践项目并对项目进行指导和答疑。

实时的面对面（非正式）分工协作学习：学生组成学习小组，确定实践计划。通过合作学习，学生不但能自主解决问题，而且能体会团队合作的重要性。

自定步调的自主探索学习：学生通过网络课程资源学习，进行资料收集整理、项目方案制定和实施。

虚拟协同/异步交流支持学习：鼓励学生通过电子邮件等网络方式进行问题讨论和解答。

反馈激励学习：及时进行信息反馈和项目评价。评价方式包括自我评价、同伴评价和教师评价三者结合。评价内容包括能否灵活运用知识解决问题；设计方案是否可行、有无创新；小组讨论、参与态度是否积极等。评价注重过程胜于结果。

混合学习模式在EDA课程教学中的应用可以激发学生自主学习的兴趣，增强学生协作学习的能力，培养了学生持续学习的习惯，较好地完成教学目标，实现良好的教学效果。

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