電子信息類專業(yè)開(kāi)展大規(guī)模開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)課程的研究

李路　王磊　于茵

摘要：通過(guò)分析高等教育電子信息類專業(yè)課程的教學(xué)近況，研究如何利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，基于B/S模式與ASP.NET技術(shù)，開(kāi)發(fā)電子信息類專業(yè)大規(guī)模開(kāi)放在線課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智慧教學(xué)。不僅能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源網(wǎng)絡(luò)課程共享，同時(shí)注重電子信息類專業(yè)課程信息化帶來(lái)的一些新問(wèn)題?；诰W(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，把電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與先進(jìn)技術(shù)正確的信息主動(dòng)及時(shí)地、更有針對(duì)性地“推送”給學(xué)生，并且進(jìn)行在線課程學(xué)習(xí)活動(dòng)綜合評(píng)價(jià)。注重進(jìn)行交互式輔助學(xué)生參加競(jìng)賽等專業(yè)實(shí)踐活動(dòng)，助力培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

關(guān)鍵詞：電子信息類專業(yè)；大規(guī)模開(kāi)放在線課程；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；智慧教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）06-0265-03

面向教育現(xiàn)代化，素質(zhì)教育要再出發(fā)。十八大報(bào)告進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)“著力提高教育質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”[1]。以互聯(lián)網(wǎng)為依托的多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)日益成為高等教育的有效輔助手段。針對(duì)高等教育電子信息類專業(yè)課程中知識(shí)理論性強(qiáng)、概念抽象、信息量大的特點(diǎn)，基于ASP.NET技術(shù)開(kāi)發(fā)電子信息類專業(yè)開(kāi)展大規(guī)模開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，開(kāi)辟網(wǎng)絡(luò)課堂。強(qiáng)調(diào)教育信息化在教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)教育質(zhì)量的顯著提升，是教育信息化的重大意義所在[2]。針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的弱點(diǎn)以及課內(nèi)外學(xué)生的要求，充分激發(fā)教師提高自身業(yè)務(wù)水平的積極性，能夠更好地分享信息資源，加深學(xué)生對(duì)電子信息類專業(yè)課程中相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，提高對(duì)理論知識(shí)的應(yīng)用能力。

一、打破傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)的局限，利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，進(jìn)行智慧教學(xué)模式改革

電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課的課程理論性高、難度大，學(xué)生在教師授課當(dāng)堂不能完全掌握，可以利用大規(guī)模開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)課程（MOOC）作為第二課堂。展開(kāi)教學(xué)，進(jìn)行課后學(xué)習(xí)，建立網(wǎng)絡(luò)討論區(qū)，課程答疑，使學(xué)生對(duì)課程掌握的深度和廣度得到提升。

網(wǎng)上教學(xué)學(xué)習(xí)成效的實(shí)現(xiàn)與否，相當(dāng)程度上依靠于設(shè)計(jì)者對(duì)于網(wǎng)上教學(xué)關(guān)鍵概念的理解程度，即對(duì)于教學(xué)交互概念的理解、把握、認(rèn)知和實(shí)現(xiàn)[3]。逐漸改善傳統(tǒng)教學(xué)“三個(gè)中心”——以教師為中心、以課堂為中心、以教材為中心的局面。從教學(xué)交互性入手，思考網(wǎng)上教學(xué)特定的學(xué)習(xí)成效，并在此基礎(chǔ)上形成網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行項(xiàng)目教學(xué)法、任務(wù)引領(lǐng)教學(xué)，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的局限。通過(guò)建立電子信息類課程MOOC網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)達(dá)到增加學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的目的。彌補(bǔ)傳統(tǒng)教育方式不夠靈活，不能隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)的缺點(diǎn)。電子信息類課程MOOC網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)能夠彌補(bǔ)學(xué)習(xí)資源的不足，增強(qiáng)教學(xué)效果，提高教學(xué)質(zhì)量。

針對(duì)電子信息類專業(yè)課程的特點(diǎn)，采用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，形象、生動(dòng)地開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下載相關(guān)視頻，進(jìn)行課前自學(xué)階段，開(kāi)展“學(xué)生在家通過(guò)視頻學(xué)習(xí)新知識(shí)，到學(xué)校消化鞏固和融會(huì)貫通”的“翻轉(zhuǎn)課堂”（the Flipped Classroom）[4]。增加學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間、空間選擇性，使學(xué)生能充分利用電子信息類課程MOOC網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行智慧學(xué)習(xí)。

在電子信息類課程中“現(xiàn)代信號(hào)處理”課程，涉及到大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和復(fù)雜的計(jì)算。利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，教師自行創(chuàng)建教學(xué)視頻，演示如何采用MATLAB軟件將抽象的、枯燥的分析和公式推導(dǎo)，變?yōu)樾蜗蟮氖褂胢文件進(jìn)行仿真研究參數(shù)估計(jì)理論、現(xiàn)代頻譜分析、自適應(yīng)濾波等問(wèn)題。錄制“數(shù)字圖像處理”課程中圖像增強(qiáng)、圖像識(shí)別等MATLAB仿真教學(xué)視頻?！半姶艌?chǎng)與電磁波”課程中利用MATLAB函數(shù)ode23（ ）、ode45（ ）與偏微分方程的工具箱（PDE toolbox）分析典型電磁場(chǎng)的分布規(guī)律，錄制相應(yīng)視頻。將相應(yīng)視頻發(fā)布在電子信息類專業(yè)大規(guī)模開(kāi)放在線課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中。

二、基于大規(guī)模開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)課程實(shí)現(xiàn)開(kāi)放性和個(gè)性化性的電子信息類專業(yè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式

我教研小組設(shè)計(jì)出相應(yīng)的“調(diào)查問(wèn)卷”，從教育對(duì)象的要求入手，了解現(xiàn)在學(xué)生的需要和在實(shí)行教育中所缺少的內(nèi)容。主要選擇沈陽(yáng)大學(xué)電子信息類專業(yè)學(xué)生作為問(wèn)卷對(duì)象，總體上可以使用的生效問(wèn)卷148份。在“調(diào)查問(wèn)卷”中，對(duì)于“你對(duì)教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)的方法是怎樣的？”的問(wèn)題回答。其中選“多種方式結(jié)合”的74人，占50%；其次是選“完全自己學(xué)習(xí)”的34人，占23%；選“跟著教師講授內(nèi)容走”的21人，占14%；選“完全靠聽(tīng)課”的15人，占10%；選“其他”的4人，占3%。學(xué)生已經(jīng)開(kāi)始使用現(xiàn)代化方式學(xué)習(xí)，少有采用單一方法學(xué)習(xí)的。而采用“完全自己學(xué)習(xí)”也是反映學(xué)生自我獨(dú)立意識(shí)的體現(xiàn)。

通過(guò)分析電子信息類專業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀、學(xué)科前沿、升學(xué)狀況和就業(yè)趨勢(shì)，基于MOOC相關(guān)技術(shù)，建立電子信息類專業(yè)課程統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)學(xué)生在MOOC中提出的熱點(diǎn)問(wèn)題，以及畢業(yè)生在MOOC中反饋的用人單位關(guān)注的學(xué)生能力和必要掌握技術(shù)，定期對(duì)當(dāng)前教學(xué)實(shí)踐做出評(píng)價(jià)和反思。例如，通過(guò)用人單位反應(yīng)，通信專業(yè)中緊缺的射頻電子信息類師、天線工程師、FPGA工程設(shè)計(jì)師，都需要本科學(xué)生在掌握專業(yè)課程基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)行進(jìn)一步的專業(yè)新技術(shù)學(xué)習(xí)和研究。

開(kāi)放式在線學(xué)習(xí)平臺(tái)是MOOC的技術(shù)支撐，學(xué)生在任何地方、任何時(shí)間、以任何方式都可以共享優(yōu)質(zhì)教育資源[5]。電子信息類課程MOOC網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)設(shè)置學(xué)生權(quán)限和教師/管理員權(quán)限，并且將會(huì)對(duì)訪問(wèn)者進(jìn)行登陸驗(yàn)證，設(shè)置安全權(quán)限。通過(guò)該平臺(tái)，學(xué)生不僅可以進(jìn)行自主性學(xué)習(xí)，而且在教師的引導(dǎo)下可以進(jìn)行交互性學(xué)習(xí)。平臺(tái)不僅可以支持教師在線制作課件和更新教學(xué)資源，而且集成了在線的個(gè)人信息管理模塊，教師子系統(tǒng)模塊如圖1所示，學(xué)生子系統(tǒng)模塊如圖2所示。

對(duì)于教師子系統(tǒng)模塊部分，其中“學(xué)習(xí)資料”子模塊按照課程提綱的形式形成課程路徑。教師需要先創(chuàng)建基本的課程大綱。按照課程設(shè)計(jì)需求自由調(diào)整章節(jié)順序，對(duì)每一章節(jié)添加相關(guān)的課程內(nèi)容，例如文檔、音頻。并且對(duì)課程需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)安排，制定實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)和制作視頻演示或動(dòng)畫(huà)演示。其中發(fā)布公告是電子信息類課程MOOC網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)中一個(gè)非常重要的功能模塊。

教師可利用平臺(tái)“作業(yè)管理”子模塊，在線發(fā)布作業(yè)并且管理作業(yè)。學(xué)生通過(guò)學(xué)生子系統(tǒng)模塊中“作業(yè)相關(guān)”及時(shí)查看教師的批改結(jié)果。教師在線評(píng)分，查看作業(yè)統(tǒng)計(jì)信息，實(shí)時(shí)監(jiān)控作業(yè)過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，并具有提醒功能。不僅極大地減少了傳統(tǒng)模式下作業(yè)過(guò)程中的煩瑣環(huán)節(jié)，節(jié)約了教師及學(xué)生的大量時(shí)間，而且有助于教師因材施教，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教育?！皵?shù)字信號(hào)處理”和“通信原理”課程，理論性強(qiáng)，學(xué)生理解掌握難度大，可以結(jié)合MATLAB進(jìn)行各種模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)調(diào)制與解調(diào)的仿真分析、時(shí)域與頻域的特性分析、FIR與IIR等各種濾波器的研究分析，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)MATLAB仿真作業(yè)的布置和提交。

為教師提供該平臺(tái)一定的管理權(quán)限或直接由教師擔(dān)任平臺(tái)管理員，以方便其進(jìn)行相關(guān)教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)管理和教學(xué)研究。通過(guò)相應(yīng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)習(xí)活動(dòng)形成動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)告，使教師可通過(guò)電子信息類課程MOOC網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)隨時(shí)跟蹤評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為素質(zhì)教育提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

三、提高電子信息類專業(yè)大規(guī)模開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)活動(dòng)評(píng)價(jià)機(jī)制

目前國(guó)際上廣泛采用的IMS（Instructional Management System）全球?qū)W習(xí)聯(lián)盟定制的練習(xí)與測(cè)試互操作規(guī)范QTI（Question Test and Interoperability）技術(shù)規(guī)范[6]。使用QTI規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中的測(cè)試功能，以教學(xué)評(píng)估為核心實(shí)現(xiàn)評(píng)估過(guò)程的互操作性。也可同時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)經(jīng)歷的網(wǎng)絡(luò)調(diào)查，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)“在線討論”與“作業(yè)相關(guān)”子模塊，上傳自我學(xué)習(xí)匯報(bào)、自我評(píng)價(jià)和小組互評(píng)報(bào)告等內(nèi)容。利用SQL server數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，形成電子信息類專業(yè)大規(guī)模開(kāi)放在線課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)后臺(tái)題庫(kù)。利用Microsoft Visual Studio建立前臺(tái)界面，對(duì)學(xué)生進(jìn)行在線考核。學(xué)生可以通過(guò)該“在線考試”子模塊取得隨機(jī)生成的同等難度系數(shù)的試卷，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，并且在測(cè)試過(guò)程中全程開(kāi)通網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控和錄像，明確考生考試紀(jì)律，確?？荚囌＿M(jìn)行。

四、利用大規(guī)模開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)課程（MOOC）開(kāi)展在線交互式輔助學(xué)生參加專業(yè)實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神

在“調(diào)查問(wèn)卷”中，“您認(rèn)為教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該以哪些內(nèi)容為中心？”的問(wèn)題上，選“理論聯(lián)系實(shí)際”的79人，占54%，超過(guò)半數(shù)；其次是選“實(shí)用性”的58人，占39%；選“有所偏重”的9人，占6%；選“其他”的2人，占1%。這也充分說(shuō)明學(xué)生對(duì)將來(lái)有實(shí)際用處的知識(shí)的渴望和理論與實(shí)際相結(jié)合的知識(shí)的重要性認(rèn)識(shí)。

針對(duì)電子信息類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)對(duì)于設(shè)備和操作環(huán)境要求高的情況，可以利用大規(guī)模開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)課程（MOOC）開(kāi)展在線實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)。為了增強(qiáng)電子信息類專業(yè)的創(chuàng)新和學(xué)生主體性，利用MOOC，建立創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，組織學(xué)生參加大學(xué)生電子競(jìng)賽、數(shù)學(xué)建模大賽、計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

加強(qiáng)課外教學(xué)的深度和廣度，在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，又可以組織學(xué)生參與教師的科研及教學(xué)項(xiàng)目。積極鼓勵(lì)和幫助學(xué)生，讓其在校期間申請(qǐng)各種類型的專利。結(jié)合真實(shí)工程環(huán)境下的視頻，進(jìn)行多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，具體實(shí)施卓越工程師培養(yǎng)方案，培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才，以適應(yīng)社會(huì)需求。

五、結(jié)束語(yǔ)

具體地研究如何采用網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放與交互式教學(xué)模式改革，來(lái)揭示電子信息類專業(yè)所含課程的理論技術(shù)以及思想方法，使其更好地滿足素質(zhì)教育的需求。構(gòu)建電子信息類專業(yè)大規(guī)模開(kāi)放課程網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才以及進(jìn)行素質(zhì)教育提供新的教學(xué)模式和手段。

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