基于MOOC的“三閉環(huán)三收放”混合式教學(xué)設(shè)計

王曉飛 潘志康 曹 陽 劉國忠

（北京信息科技大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院 北京 100192）

0 引言

我校測控技術(shù)與儀器專業(yè)是國家級一流建設(shè)專業(yè)，兩次順利通過工程教育專業(yè)認(rèn)證。傳感器課程是測控專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課及很多理工科專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，理論性和實踐性都很強。課程組秉承“學(xué)生中心，輸出導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)”的教育理念，在大綱中明確了課程目標(biāo)對工程教育認(rèn)證畢業(yè)要求的支撐，并在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教材建設(shè)、在線開放課程建設(shè)、實驗室建設(shè)等方面，結(jié)合新工科人才培養(yǎng)要求，進(jìn)行持續(xù)迭代，目前為北京市本科優(yōu)質(zhì)課。

傳感器技術(shù)是信息技術(shù)的三大支柱之一，是“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等國家重大戰(zhàn)略實施的科學(xué)基礎(chǔ)，而專業(yè)人才的培養(yǎng)是關(guān)鍵。傳感器課程具有承前啟后的作用，是綜合運用多學(xué)科原理和技術(shù)，同時也直接為各專業(yè)學(xué)科服務(wù)的一門綜合型密集型技術(shù)學(xué)科，在信息獲取與處理方面，對培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力具有重要作用。

1 “三閉環(huán)三收放”教學(xué)思維模式

在教學(xué)設(shè)計上，首先明確課程定位。面向新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)和高質(zhì)量制造業(yè)的建設(shè)和發(fā)展需求，課程定位于高素質(zhì)應(yīng)用型和工程型人才的培養(yǎng)?；凇爸匾暬A(chǔ)、體現(xiàn)現(xiàn)代、趨向前沿、交叉綜合”的課程建設(shè)原則，提出“三閉環(huán)三收放”的教學(xué)思維模式。

圖1：“三閉環(huán)三收放”教學(xué)思維模式

教學(xué)內(nèi)容閉環(huán)——傳感器是信息的源頭，是準(zhǔn)確獲取可靠信息的主要途徑和手段，教學(xué)內(nèi)容源于工程實際，反過來解決工程實際問題。理論實踐閉環(huán)——理論實踐并重，理論指導(dǎo)實踐，實踐豐富理論。教學(xué)過程閉環(huán)——根據(jù)課程目標(biāo)開展教學(xué)，重視多維過程性評價，反思與提升，持續(xù)改進(jìn)。教學(xué)內(nèi)容收放——緊貼教材體系，理清知識脈絡(luò)，聚焦問題本質(zhì)；同時也密切關(guān)注科技發(fā)展前沿，并及時將科技發(fā)展最新成果引入教學(xué)。教學(xué)方法收放——聚焦教學(xué)目標(biāo)，而實現(xiàn)目標(biāo)的手段多種多樣，既有常規(guī)課堂，也有討論課；既有線上討論與答疑，也有線下辯論和點評。實驗設(shè)計收放——實驗分層設(shè)計，包括驗證性實驗、綜合性實驗、自主設(shè)計性實驗和科研探究性實驗，既有規(guī)定動作，更鼓勵同學(xué)們大膽嘗試，勇于創(chuàng)新（見圖2）。

圖2：多維過程性評價

2 教學(xué)環(huán)境與教學(xué)方法

在教學(xué)環(huán)境和教學(xué)方法方面，積極建設(shè)在線開放課程，完成了近50個知識點視頻的錄制，目前在“中國大學(xué)MOOC”平臺進(jìn)入第4輪運行，在“一帶一路”政策背景下服務(wù)于更多人群。

采用線上線下混合式教學(xué)模式，首先進(jìn)行開課準(zhǔn)備：建立課程微信群；致同學(xué)們一封公開信，介紹課程的目標(biāo)和學(xué)習(xí)方法；同學(xué)們在中國大學(xué)MOOC網(wǎng)完成實名注冊及選課。課前，教師發(fā)布本周學(xué)習(xí)指導(dǎo)，對于基礎(chǔ)性知識，同學(xué)們利用慕課進(jìn)行線上自學(xué)并完成自測。課中，教師線下梳理重點難點，并針對工程實際案例展開研討，讓學(xué)生成為課堂的主角。課后，同學(xué)們完成線上思考題，深化知識點的理解；線上展開研討，提升學(xué)以致用的能力；閱讀教材上的數(shù)字化資源，拓展提高。

實驗教學(xué)體系已形成多層次、立體化、開放式結(jié)構(gòu)，實驗分層設(shè)計，循序漸進(jìn)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，滿足了不同層次學(xué)生的需求，體現(xiàn)了以學(xué)生為中心，因材施教的原則，達(dá)到學(xué)以致用的目的，為促進(jìn)學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

新工科背景下的課思政建設(shè)是立德樹人的根本，堅持“價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授”相統(tǒng)一，結(jié)合我國傳感器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)從落后到國家頂層規(guī)劃，5大工程10個重點領(lǐng)域的高質(zhì)量發(fā)展需求，挖掘其中的德育元素，幫助學(xué)生專業(yè)成才和“精神成人”。

3 特色創(chuàng)新

3.1 教材建設(shè)

不忘初心，注重知識的傳承和發(fā)展，十年來不斷進(jìn)行教材建設(shè)?！秱鞲衅髟砑皺z測技術(shù)》獲批“十二五”國家級規(guī)劃教材并獲中南地區(qū)優(yōu)秀教材獎。由中國工程院院士作序力薦的第三版教材剛剛面世，與在線課程的網(wǎng)絡(luò)資源相結(jié)合，并進(jìn)一步配備了數(shù)字化拓展資源。

全國2000多所高校中，90%以上是地方院校，主要培養(yǎng)應(yīng)用型和工程型人才，教材面向這一廣大群體，在理論上注重結(jié)合實踐，在數(shù)學(xué)推導(dǎo)中注重結(jié)合物理意義，并配套出版了《傳感器原理及檢測技術(shù)學(xué)習(xí)與實踐指導(dǎo)》，使學(xué)習(xí)者能夠高效掌握傳感器核心知識并應(yīng)用于實踐。

3.2 實驗設(shè)備建設(shè)

產(chǎn)學(xué)研深度融合，將教師科研成果轉(zhuǎn)化為傳感器綜合性實驗平臺，并完成了基礎(chǔ)性和通用設(shè)計性實驗平臺的研制。

圖3：實驗設(shè)備研制

3.3 考教分離，樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實的教風(fēng)學(xué)風(fēng)

由央屬高校課程教學(xué)團(tuán)隊進(jìn)行試卷命題，課程組采取流水作業(yè)方式集體閱卷，嚴(yán)格評分標(biāo)準(zhǔn)，縱向通過試卷分析總結(jié)存在的問題，探索解決方法；橫向?qū)B續(xù)三年的課程目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行比較，持續(xù)改進(jìn)，樹立嚴(yán)謹(jǐn)求實的教風(fēng)學(xué)風(fēng)。

3.4 教學(xué)內(nèi)容與時俱進(jìn)

將傳感理論和新一代信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用聯(lián)系起來，在教學(xué)內(nèi)容中，引入國內(nèi)外傳感器技術(shù)的最新研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢分析，關(guān)鍵技術(shù)的解析等。科研反哺教學(xué)，教師通過分享前沿課題的研究過程或工程項目的應(yīng)用情況，引導(dǎo)學(xué)生對相關(guān)課題開展調(diào)研和討論，提升學(xué)生的自主探究能力和創(chuàng)新性思維。

4 結(jié)論

基于MOOC的“三閉環(huán)三收放”混合式教學(xué)設(shè)計，使學(xué)生體驗了“踮腳才夠得著”的學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)，增強了學(xué)生經(jīng)過刻苦學(xué)習(xí)收獲能力和素質(zhì)提高的成就感，進(jìn)行科研探究的意愿明顯增強。該課程教學(xué)方法可直接應(yīng)用于大學(xué)生電子設(shè)計競賽、機(jī)器人比賽、國際互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，教書育人效果顯著。