李 曦, 紀(jì) 紅, 楊鴻文, 尹長(zhǎng)川
(北京郵電大學(xué) 信息與通信工程學(xué)院,北京 100876)
為了響應(yīng)黨和國(guó)家“加快一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè),實(shí)現(xiàn)高等教育內(nèi)涵式發(fā)展”的號(hào)召,推進(jìn)“雙萬(wàn)計(jì)劃”,我校提出探索“理工融合”的新工科人才培養(yǎng)模式,大力推進(jìn)一流專(zhuān)業(yè)建設(shè),探索高水平人才培養(yǎng)體系。我校的信息與通信工程學(xué)科在教育部學(xué)科評(píng)估中獲評(píng)A+,是學(xué)校的傳統(tǒng)和特色學(xué)科。在信息與通信技術(shù)飛速發(fā)展的新時(shí)代,培養(yǎng)面向新工科建設(shè)要求的通信人才,需要在思想政治教育、高水平人才培養(yǎng)體系、教育教學(xué)方法改革等方面展開(kāi)深入探索和實(shí)踐。其中,推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)支撐的信息化教學(xué)建設(shè),由試點(diǎn)課程開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)模式的研究和探索,對(duì)培養(yǎng)未來(lái)高水平通信人才,具有非常重要的意義[1]。
對(duì)于線上線下混合式教學(xué)而言,線上教學(xué)一般指學(xué)生在教師的建議和指導(dǎo)下,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)公布的視頻、課件、習(xí)題等課程資源,自學(xué)知識(shí)的過(guò)程。其中,MOOC(Massive Online Open Course)即慕課,是目前廣受關(guān)注的一類(lèi)在線開(kāi)放課程[2][3]。自2012年在美國(guó)發(fā)展起來(lái)至今,慕課數(shù)量急劇增加,學(xué)習(xí)人數(shù)穩(wěn)步增長(zhǎng),在造福了諸多社會(huì)學(xué)習(xí)者的同時(shí),也為高等院校的教學(xué)改革提供了新的思路。另一方面,線下教學(xué)一般指課堂教學(xué)方式,教師講授,學(xué)生聽(tīng)課。但是對(duì)于混合式教學(xué)而言,線下教學(xué)不應(yīng)囿于傳統(tǒng)課堂授課方式,應(yīng)引入翻轉(zhuǎn)課堂等新型教學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和綜合能力,實(shí)現(xiàn)線上線下學(xué)習(xí)的有益互補(bǔ)。
我校通信工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的必修課程“現(xiàn)代通信技術(shù)”依托于信息與通信工程一流學(xué)科,是學(xué)校的特色課程,在新工科通信人才培養(yǎng)的課程體系中處于承前啟后的重要地位。本課程經(jīng)過(guò)多年建設(shè),獲得了國(guó)家級(jí)精品課程、國(guó)家級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)、國(guó)家級(jí)精品資源共享課等一系列成果。目前,課程組依托于我校信息通信領(lǐng)域的深厚底蘊(yùn),開(kāi)展慕課建設(shè),探索具有專(zhuān)業(yè)特色的線上線下混合式教學(xué)方式,為我校培養(yǎng)新工科通信人才進(jìn)行了積極實(shí)踐,也為其他兄弟院校的通信工程專(zhuān)業(yè)建設(shè)提供了有益參考。
我校建設(shè)理工融合的高水平通信人才培養(yǎng)體系,堅(jiān)持立德樹(shù)人、德育為先的基本原則,樹(shù)立以學(xué)生為中心、全面發(fā)展的培養(yǎng)目標(biāo),基于OBE(Outcomes-based Education)工程教育思維[3],優(yōu)化專(zhuān)業(yè)結(jié)構(gòu),完善課程體系,更新教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法,通過(guò)教學(xué)改革促進(jìn)學(xué)習(xí)革命,強(qiáng)化思維訓(xùn)練,提升學(xué)業(yè)挑戰(zhàn)度,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和潛能,培養(yǎng)多元思維和批判性思維。為了達(dá)到上述目標(biāo),線上線下混合式教學(xué)模式是一個(gè)有效的手段?!艾F(xiàn)代通信技術(shù)”成為我校首批探索課程之一。
本課程從信息通信網(wǎng)絡(luò)分層架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)融合體系的角度出發(fā),介紹主要通信技術(shù)的基本概念、原理和實(shí)現(xiàn)方式,主要包括“業(yè)務(wù)與終端”、“交換與路由”、“接入與傳送(光通信)”和“接入與傳送(無(wú)線通信)”等模塊,理論與實(shí)踐并重,基礎(chǔ)知識(shí)與前沿技術(shù)共存。既是“通信原理”、“交換原理”等先導(dǎo)基礎(chǔ)課程的綜合應(yīng)用,又為“移動(dòng)通信”、“光纖通信”等后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程的深入學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ),是我校通信工程專(zhuān)業(yè)課程體系的核心支撐課程之一。
“現(xiàn)代通信技術(shù)”課程自2002年開(kāi)設(shè)以來(lái),長(zhǎng)期致力于將信息技術(shù)融入傳統(tǒng)課堂教學(xué)。2013年,本課程入選首批國(guó)家精品資源共享課建設(shè)立項(xiàng)項(xiàng)目。2014年,我校開(kāi)通了愛(ài)課堂平臺(tái),本課程是該平臺(tái)第一批上線課程之一。2018年,本課程在中國(guó)大學(xué)慕課網(wǎng)首次開(kāi)課。2019年春季學(xué)期,本課程還在我校通信工程專(zhuān)業(yè)大三學(xué)生中開(kāi)展了線上線下混合式教學(xué)的實(shí)踐。根據(jù)課程定位和教學(xué)目標(biāo),本課程確定了“線上學(xué)基礎(chǔ)概念,線下重解疑釋惑”的指導(dǎo)思想,注重培養(yǎng)學(xué)生的解決問(wèn)題、溝通分析和終身學(xué)習(xí)能力,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和專(zhuān)業(yè)熱情,獲得了良好的實(shí)踐效果。
根據(jù)教學(xué)大綱,我校課程組選取合適的知識(shí)點(diǎn)制作了慕課資源。本課程從全程全網(wǎng)的角度介紹各類(lèi)代表性的通信網(wǎng)絡(luò)和技術(shù),涉及知識(shí)面較廣,基礎(chǔ)概念較多。很多知識(shí)點(diǎn)相互交叉,互有聯(lián)系,形成較為復(fù)雜的知識(shí)體系。而慕課的學(xué)習(xí)是以獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)為單位的,采用5至15分鐘的短小視頻著重介紹一個(gè)知識(shí)點(diǎn),并配以課件和習(xí)題等輔助學(xué)習(xí)資料[5]。因此,課程組仔細(xì)梳理了課程大綱,經(jīng)過(guò)反復(fù)討論修改,將課程內(nèi)容拆分成相對(duì)獨(dú)立、精簡(jiǎn)的知識(shí)點(diǎn),并完成了對(duì)應(yīng)視頻的拍攝,以及配套線上資源的建設(shè)。由于線上線下同步開(kāi)課,線上慕課是每周一上午公布本周教學(xué)內(nèi)容,線下課堂教學(xué)是不同授課班級(jí)每周兩次上課,線上線下教學(xué)進(jìn)度的安排也進(jìn)行了協(xié)調(diào)。
在教學(xué)組織方面,本課程使用線上慕課資源安排預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)和平時(shí)作業(yè),由學(xué)生課下自行選擇合適的時(shí)間完成。為此,課程組制作了專(zhuān)門(mén)的慕課使用手冊(cè)指導(dǎo)學(xué)生如何使用慕課資源。教師通過(guò)慕課網(wǎng)站的單元測(cè)驗(yàn)答題結(jié)果,以及討論區(qū)發(fā)帖討論內(nèi)容,獲得學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)情況的反饋,可以酌情調(diào)整下一次課堂教學(xué)內(nèi)容,并對(duì)集中的疑問(wèn)進(jìn)行統(tǒng)一講解。這樣就形成了線上線下教學(xué)的一個(gè)完整閉環(huán)。此外,課程組安排了專(zhuān)門(mén)的教師負(fù)責(zé)翻轉(zhuǎn)課堂的小組試點(diǎn),學(xué)生自愿報(bào)名參加。教師提前發(fā)布翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)任務(wù),學(xué)生利用慕課資源自學(xué)。每次上課有兩名同學(xué)主講,并通過(guò)隨堂習(xí)題和引申的集體討論話題,加深學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的理解以及提高學(xué)習(xí)熱情。
針對(duì)本課程在教學(xué)內(nèi)容上學(xué)淺用深、識(shí)專(zhuān)面廣的特點(diǎn),掌握基本概念是重要基礎(chǔ),了解概念間的聯(lián)系是重點(diǎn)難點(diǎn),構(gòu)建專(zhuān)業(yè)知識(shí)框架是核心目標(biāo),激發(fā)學(xué)習(xí)興趣是“教好、學(xué)好”的切入點(diǎn)。
對(duì)于線上部分,本課程借助多年來(lái)國(guó)家精品資源共享課和我校愛(ài)課堂平臺(tái)等線上資源運(yùn)營(yíng)積累的豐富經(jīng)驗(yàn),結(jié)合慕課的先進(jìn)理念,以知識(shí)點(diǎn)為中心構(gòu)建了線上課程的教學(xué)大綱,鼓勵(lì)學(xué)生充分利用碎片化時(shí)間,自主掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度,以知識(shí)點(diǎn)的基本概念為主要學(xué)習(xí)目標(biāo),完成預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、習(xí)題測(cè)驗(yàn)和話題討論等環(huán)節(jié)。
對(duì)于線下部分,在常規(guī)課堂教學(xué)中,教師授課更側(cè)重于知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)聯(lián),重點(diǎn)難點(diǎn)概念的深入理解,幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系,在學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)培養(yǎng)多元思維和批判性思維。此外,在學(xué)生中通過(guò)自愿報(bào)名的方式試點(diǎn)了小班翻轉(zhuǎn)課堂,注重學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。
線上自學(xué)遇到的疑問(wèn)可以通過(guò)線下課堂進(jìn)行解答,線下教學(xué)出現(xiàn)的新技術(shù)新概念可以通過(guò)線上資源進(jìn)一步了解。線上與線下互為補(bǔ)充,形成了完整的教學(xué)閉環(huán)。
翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法轉(zhuǎn)變了教師和學(xué)生的角色,教師由講授者變?yōu)橐龑?dǎo)者,學(xué)生由被動(dòng)的知識(shí)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)主體[5]。本課程在小范圍試點(diǎn)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué),通過(guò)學(xué)生主講、課堂習(xí)題和集體討論話題,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,取得了良好的效果。
教師提前一周安排翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的自學(xué)知識(shí)點(diǎn)范圍,發(fā)布相關(guān)學(xué)習(xí)任務(wù)。學(xué)生根據(jù)線上慕課資源,如視頻和課件等,進(jìn)行課前預(yù)習(xí)。通過(guò)自愿報(bào)名的方式選定兩名主講學(xué)生,并確定各自擬講授的知識(shí)點(diǎn)。主講學(xué)生與教師溝通,對(duì)授課擬使用的課件、隨堂習(xí)題、討論話題等教學(xué)資源進(jìn)行確認(rèn)。
在翻轉(zhuǎn)課堂上,教師首先進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹和引導(dǎo),接下來(lái)兩名主講學(xué)生分別對(duì)選擇的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講授。考慮到學(xué)生準(zhǔn)備難度和教學(xué)效果,每堂課控制在4個(gè)知識(shí)點(diǎn)。對(duì)于每個(gè)知識(shí)點(diǎn),主講學(xué)生先介紹基本概念和基本原理,然后給出1-2道隨堂習(xí)題,供聽(tīng)課學(xué)生討論回答,鞏固對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。接下來(lái),圍繞這個(gè)知識(shí)點(diǎn),給出1個(gè)引伸的集體討論話題,可以是相關(guān)概念的比較,也可以是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界相關(guān)前沿技術(shù)的發(fā)展思考,鼓勵(lì)所有學(xué)生發(fā)表觀點(diǎn),彼此交流,進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系的構(gòu)建。最后,本堂課的教學(xué)任務(wù)完成,由教師進(jìn)行總結(jié)。
學(xué)生在課下完成相關(guān)知識(shí)點(diǎn)在慕課網(wǎng)上的單元測(cè)驗(yàn),鞏固已學(xué)知識(shí)。所有集體討論話題也會(huì)公布到慕課的網(wǎng)上討論區(qū)。所有選課學(xué)生都可以發(fā)帖繼續(xù)參與話題討論。
通過(guò)翻轉(zhuǎn)課堂,希望學(xué)生能夠掌握所學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)的基本概念和基本特點(diǎn),并與已學(xué)過(guò)的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系和比較,進(jìn)一步地,對(duì)于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行思考。通過(guò)這種方式,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,增強(qiáng)了課堂互動(dòng)性和趣味性,鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力、課堂組織和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。同時(shí),利用慕課平臺(tái)上傳的各類(lèi)資源和在線討論話題,學(xué)生們接觸了信息通信領(lǐng)域?qū)W術(shù)界和工業(yè)界的前沿技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀,進(jìn)一步激發(fā)專(zhuān)業(yè)熱情,開(kāi)闊了學(xué)生的視野。
本課程的期末成績(jī)由期末考試和平時(shí)成績(jī)兩部分組成。其中,期末考試由學(xué)校教務(wù)處統(tǒng)一組織安排,而參與慕課線上學(xué)習(xí)得到的成績(jī)作為平時(shí)成績(jī)的重要參考。
本課程在中國(guó)大學(xué)慕課網(wǎng)上的在線開(kāi)放課程評(píng)分包括了每周單元測(cè)驗(yàn)/作業(yè)、線上考試和參與指定話題討論三個(gè)部分。其中,每周單元測(cè)驗(yàn)/作業(yè)占50%,是對(duì)每周學(xué)習(xí)內(nèi)容的鞏固和練習(xí);線上考試占30%,是對(duì)慕課學(xué)習(xí)知識(shí)的整體考查;參與指定話題討論占20%,在每周學(xué)習(xí)內(nèi)容公布后,教師會(huì)發(fā)起與本周學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的話題討論活動(dòng),學(xué)生對(duì)此進(jìn)行回帖參與討論,發(fā)帖達(dá)到指定數(shù)量及以上可以獲得滿分,學(xué)生可以根據(jù)興趣選擇參與討論的題目,水貼不計(jì)分。由此,可以引導(dǎo)學(xué)生辨析實(shí)際工程問(wèn)題,了解前沿技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,思考信息通信領(lǐng)域的演進(jìn)方向。
線上線下部分中,師生之間、同學(xué)之間都具有多種互動(dòng)方式和反饋渠道。在課堂提問(wèn)、課下答疑、翻轉(zhuǎn)課堂討論、評(píng)教反饋之外,又增加了在慕課討論區(qū)發(fā)帖交流的方式,更加貼合學(xué)生的喜好,成為了很多學(xué)生青睞的師生交流渠道。
“現(xiàn)代通信技術(shù)”課程經(jīng)過(guò)一輪線上線下混合式教學(xué)的實(shí)踐,課程組進(jìn)行了總結(jié)和思考,以期持續(xù)改進(jìn),為培養(yǎng)新工科通信人才積累經(jīng)驗(yàn),為其他課程建設(shè)提供有益參考。
1) 思政工作是通信專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)的重要內(nèi)容
要培養(yǎng)高水平的通信專(zhuān)業(yè)人才,最首要的工作是促使學(xué)生樹(shù)立正確的世界觀、價(jià)值觀、人生觀,培養(yǎng)良好的品德和職業(yè)道德。我校提出在高水平人才培養(yǎng)體系建設(shè)中,將立德樹(shù)人作為根本,“堅(jiān)定理想信念、厚植愛(ài)國(guó)主義情懷、加強(qiáng)品德修養(yǎng)、增長(zhǎng)知識(shí)見(jiàn)識(shí)、培養(yǎng)奮斗精神、增強(qiáng)綜合素質(zhì)”,弘揚(yáng)“崇尚奉獻(xiàn),追求卓越“的北郵精神,營(yíng)造良好文化氛圍,引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立“傳郵萬(wàn)里,國(guó)脈所系”的情懷。除了完善專(zhuān)門(mén)的德育課程,通過(guò)專(zhuān)業(yè)課程開(kāi)展課堂思政工作也是非常重要的[7]。在本課程中,通過(guò)介紹我國(guó)通信行業(yè)發(fā)展的歷史、老一輩通信科技人員頑強(qiáng)拼搏的事跡、通信公司風(fēng)云變幻的過(guò)往和前沿技術(shù)日新月異的演進(jìn),學(xué)生對(duì)于通信行業(yè)有了更加深刻和具體的認(rèn)識(shí),激發(fā)了專(zhuān)業(yè)熱情,增強(qiáng)了社會(huì)責(zé)任感。這對(duì)于激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和專(zhuān)業(yè)認(rèn)同感起到了非常明顯的促進(jìn)作用。
2) 加強(qiáng)學(xué)習(xí)過(guò)程管理能夠有效提升通信專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)效果
通信專(zhuān)業(yè)課程通常包含大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)、眾多的基礎(chǔ)概念和專(zhuān)有名詞,學(xué)習(xí)難度較大。要達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果,需要加強(qiáng)學(xué)習(xí)過(guò)程管理,分解平時(shí)每堂課的教學(xué)目標(biāo),并對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)合理的反饋機(jī)制,了解學(xué)生的掌握情況和疑難問(wèn)題,隨之調(diào)整教學(xué)進(jìn)度,因材施教?;旌鲜浇虒W(xué)方式增加了線上教學(xué)的反饋渠道,通過(guò)對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)短視頻的點(diǎn)擊次數(shù)、單元測(cè)驗(yàn)/作業(yè)的答題得分、討論區(qū)的發(fā)帖提問(wèn),都可以反映出學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)情況。此外,可以充分利用慕課習(xí)題庫(kù)資源,控制單元測(cè)驗(yàn)的題量和階梯型難度,促使學(xué)生自主檢測(cè)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度,進(jìn)行及時(shí)復(fù)習(xí)和解惑。相比于傳統(tǒng)的隨堂測(cè)驗(yàn)、課下作業(yè)、期中/期末考試只能在特定時(shí)間點(diǎn)和有限時(shí)間內(nèi)抽查學(xué)習(xí)效果,在線開(kāi)放課程提供了更加靈活有效的學(xué)習(xí)過(guò)程管理渠道,非常適合通信專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)需求。
3) 培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的通信專(zhuān)業(yè)人才需要注重科教協(xié)同育人以及國(guó)際合作交流
科研反哺教學(xué)是近年來(lái)高校本科教學(xué)改革的重要方向,具體實(shí)現(xiàn)方法還需要根據(jù)各專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)量身定制。通信技術(shù)發(fā)展非常迅速,通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)更是復(fù)雜多變,而本科教學(xué)往往注重經(jīng)典知識(shí)和基本概念的學(xué)習(xí),導(dǎo)致課本和實(shí)踐脫節(jié),不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。我校提出把高水平科研成果轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)教育資源,把科技創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)優(yōu)勢(shì),并滲透進(jìn)入本科教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)。本課程的教學(xué)內(nèi)容中包含了對(duì)前沿技術(shù)發(fā)展的介紹,利用在線開(kāi)放課程的資源庫(kù),可以隨時(shí)補(bǔ)充修訂教學(xué)內(nèi)容,增加對(duì)新技術(shù)、新概念的學(xué)習(xí),并且可以根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況,酌情設(shè)置新技術(shù)的拓展學(xué)習(xí)資源。此外,還可以充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”教育資源,未來(lái)引入國(guó)際知名專(zhuān)家學(xué)者的科研成果介紹,開(kāi)闊學(xué)生的國(guó)際視野,培養(yǎng)創(chuàng)新精神。同時(shí),可以拓展翻轉(zhuǎn)課堂的試點(diǎn)范圍,發(fā)布前沿技術(shù)的系列學(xué)習(xí)任務(wù),鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)了解學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注熱點(diǎn),培養(yǎng)本科生的科研創(chuàng)新能力。
本文針對(duì)高水平新工科通信人才的培養(yǎng)目標(biāo),介紹了“現(xiàn)代通信技術(shù)”課程采用線上線下混合式教學(xué)方式的指導(dǎo)思想和教學(xué)過(guò)程,總結(jié)了實(shí)踐探索過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)和思考。線上線下教學(xué)并不是簡(jiǎn)單組合在一起,而是需要整體設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào),根據(jù)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行有益拓展,互為補(bǔ)充,形成教學(xué)閉環(huán)。在課程建設(shè)中,要將思政工作放在首要位置,利用在線開(kāi)放課程的優(yōu)勢(shì)增加反饋渠道,加強(qiáng)學(xué)習(xí)過(guò)程管理,注重科教協(xié)同育人和國(guó)際合作交流,培養(yǎng)具有高尚品德、綜合能力、創(chuàng)新精神的新一代通信人才,為我國(guó)蓬勃發(fā)展的信息通信行業(yè)貢獻(xiàn)力量。
電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)2021年2期