新興技術(shù)范式下課程教學(xué)方法創(chuàng)新與實(shí)踐
——以MCU應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)踐為例

秦莉，李燕，藍(lán)艇，史旭華

（寧波大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，浙江 寧波 315211）

1 研究背景

近年來，我國高度重視教育信息化工作，強(qiáng)調(diào)高校需促進(jìn)各類課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的有機(jī)融合，推動課程改革，任課教師需在教學(xué)方法上進(jìn)行創(chuàng)新與實(shí)踐。因此，為提高課程教學(xué)質(zhì)量，全面提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，在新興技術(shù)范式下實(shí)施課程教學(xué)改革成為必然。

在“互聯(lián)網(wǎng)”+“教育”迅速發(fā)展的大環(huán)境下，挖掘人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、線上虛擬課堂等新興技術(shù)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的智能化教學(xué)新模式勢在必行。隨著互聯(lián)網(wǎng)和新媒體技術(shù)的快速發(fā)展和高等教育信息化水平的不斷提高，以MOOC為代表的開放教育資源的興起，為當(dāng)代高等教育創(chuàng)造了新的環(huán)境。這些開放的教育資源突破了傳統(tǒng)課堂教學(xué)在課時、場地等方面的局限，以規(guī)?；⒃诰€化、免費(fèi)等多種優(yōu)勢吸引著越來越多的接受者。因此，線上教學(xué)與線下傳統(tǒng)教學(xué)相結(jié)合的混合學(xué)習(xí)模式日趨繁榮，成為近年來高校課程改革的一個重要探索方向。它在保留傳統(tǒng)教學(xué)模式優(yōu)勢的前提下，借助網(wǎng)絡(luò)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸式教學(xué)等，增強(qiáng)了在線教育的互動性。

2 研究思路

傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的特點(diǎn)是“傳遞接受”，即教師負(fù)責(zé)教學(xué)，學(xué)生負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)，以教師為“單主”進(jìn)行知識傳輸，教學(xué)氛圍相對沉悶，教學(xué)過程中，學(xué)生的主動性和積極參與度較低。而混合式教學(xué)模式的教學(xué)理念是“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的“雙主”模式，其包括傳統(tǒng)的課堂教學(xué)和時空自由的資助在線學(xué)習(xí)?；旌辖虒W(xué)具有資源豐富、溝通渠道多樣、教學(xué)方式多樣的特點(diǎn)。既能起到教師對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的引導(dǎo)、啟發(fā)和監(jiān)督作用，又能促進(jìn)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)。圖1展示了混合式教學(xué)模式的構(gòu)建思路。

圖1 高?；旌鲜浇虒W(xué)模式圖

《MCU應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)踐》課程既是自動化、電氣工程及自動化專業(yè)的必修課，也是電子信息類專業(yè)的課程，學(xué)生基礎(chǔ)比較廣泛。此外，本課程要求掌握電路、微控制器和自動控制的理論基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)理論分析與工程實(shí)踐相結(jié)合。在工業(yè)測控、智能裝備、機(jī)器人開發(fā)與控制等領(lǐng)域有著非常廣泛的社會需求。該課程以往的教學(xué)方式是教師以實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)的方式指導(dǎo)學(xué)生開發(fā)簡單的MCU控制系統(tǒng)，并結(jié)合控制原理完成相應(yīng)的軟件編程和調(diào)試，存在以下問題：（1）學(xué)生容易在實(shí)際操作中出現(xiàn)問題，導(dǎo)致教師演示操作的有效性低；（2）實(shí)驗(yàn)設(shè)備利用率不高；（3）缺乏培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立設(shè)計系統(tǒng)軟硬件的能力；（4）難以適應(yīng)疫情防控背景下的實(shí)踐教學(xué)。因此，有必要利用線上教學(xué)、云平臺等信息化技術(shù)手段進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革。

本文依托《MCU應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)踐》課程，將線上課程資源與線下課堂教學(xué)相結(jié)合，對線上線下信息融合的混合教學(xué)模式進(jìn)行研究與實(shí)踐。通過線上、線下課堂教學(xué)和互動討論，提升實(shí)踐類課程下學(xué)生的主動參與性，加深學(xué)生對MCU課程基礎(chǔ)知識點(diǎn)的理解，進(jìn)一步掌握使用自動控制等理論知識解決實(shí)際工程問題的方法。旨在培養(yǎng)自學(xué)能力和工程實(shí)踐能力強(qiáng)、富有創(chuàng)造性思維，具有獨(dú)立解決實(shí)際問題能力的應(yīng)用型學(xué)生，提高用人單位對本科畢業(yè)生的滿意度，形成“高校發(fā)展—人才培養(yǎng)—企業(yè)好評”的良性循環(huán)。

3 課程改革設(shè)計

本文以課程的總體教學(xué)目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，從教學(xué)方法和教學(xué)評價兩方面研究探索實(shí)踐課程混合式教學(xué)設(shè)計的創(chuàng)新實(shí)踐過程。

3.1 《MCU應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)踐》課程總體教學(xué)目標(biāo)

實(shí)踐類課程教學(xué)與理論教學(xué)不同，主要表現(xiàn)為：（1）實(shí)踐課程不僅考查學(xué)生對知識體系的掌握情況，更考查學(xué)生的技能水平和素質(zhì)，包括觀察能力、動手能力、獨(dú)立解決問題的能力、探索精神、創(chuàng)新能力、合作能力、團(tuán)隊精神、人格品質(zhì)等。（2）實(shí)踐課程搭建了理論問題和實(shí)際工程問題之間的橋梁，是學(xué)生將知識轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的重要紐帶。

針對實(shí)踐教學(xué)的這兩個特點(diǎn)，本項(xiàng)目基于布魯姆的教學(xué)理論，研究MCU應(yīng)用系統(tǒng)的實(shí)踐課程如何以梯度式設(shè)計的方式塑造價值和傳授知識的（如圖2）。

圖2 MCU應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)踐課程總體教學(xué)目標(biāo)

3.2 混合式教學(xué)方法的實(shí)施過程的研究

開課前，要客觀分析寧波大學(xué)信息化教學(xué)環(huán)境的支持情況，做好學(xué)生和教學(xué)內(nèi)容分析，為實(shí)施混合教學(xué)模式做出統(tǒng)籌規(guī)劃。具體實(shí)現(xiàn)方法如圖3所示。

圖3 混合式教學(xué)模式實(shí)施圖

3.2.1 課前準(zhǔn)備

（1）前端分析。教師首先要做好前端分析。前端分析包括對學(xué)習(xí)情況、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容的分析。學(xué)情分析要求授課前要明確授課對象是誰？學(xué)生現(xiàn)有的知識儲備有哪些？這些是教師在課前需要進(jìn)行的研究工作，是設(shè)定教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)。其次，需要對教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行分割重構(gòu)，明確刪減和增加的內(nèi)容，對適合在線自學(xué)和課堂面授的內(nèi)容進(jìn)行分類，對線上線下教學(xué)進(jìn)行高效鏈接。

（2）在線課程建設(shè)。教師基于前端分析構(gòu)建在線課程。主要內(nèi)容如下：①整合線上資源。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，制作教案、電子課件或教學(xué)視頻，并將其上傳至教學(xué)平臺；收集、整理、上傳學(xué)習(xí)資料（視頻、圖片、文字），合理配置這些教學(xué)資源；②設(shè)計線上教學(xué)平臺的教學(xué)活動。如，設(shè)計線上作業(yè)和考試，線上活動（簽到、投票、搶答、專題討論、組內(nèi)評價、隨堂練習(xí)、組間評價、分組任務(wù)等），這些活動可作為考勤、測驗(yàn)等的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；③設(shè)計在線學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)指南；④導(dǎo)入學(xué)生名單，進(jìn)行在線隨機(jī)分組。

3.2.2 在線學(xué)習(xí)

教師在線上教學(xué)平臺上下達(dá)在線學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)，完成線上學(xué)習(xí)任務(wù)和課程的自主學(xué)習(xí)，參與在線調(diào)查和談?wù)摶顒?。學(xué)生在完成線上學(xué)習(xí)任務(wù)的同時，可以篩選并記錄自己不懂的問題或有疑惑的地方，在線下課堂探討疑惑的問題。

在線學(xué)習(xí)具有學(xué)習(xí)資源豐富、自主學(xué)習(xí)、個性化資源推送等顯著優(yōu)勢。最重要的是學(xué)生可以實(shí)現(xiàn)隨時隨地的學(xué)習(xí)，還可以通過回放視頻資料、文本資料等方式反復(fù)地進(jìn)行鞏固學(xué)習(xí)。同時，教師也可以登錄線上系統(tǒng)查看學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，及時掌握每個學(xué)生的在線學(xué)習(xí)效果。

3.2.3 課堂學(xué)習(xí)

線下課堂相對線上教學(xué)最大的優(yōu)勢在于師生可以面對面進(jìn)行情感交流。這也是線下教學(xué)課堂不可替代的重要原因。課堂教學(xué)還可以提升學(xué)生的社會實(shí)踐能力和合作解決問題的能力。

在課堂教學(xué)方面，教師可以根據(jù)在線教學(xué)平臺上學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果記錄以及知識點(diǎn)的難易程度，靈活巧妙地設(shè)計教學(xué)活動并對教學(xué)步驟和教學(xué)方法作出相應(yīng)調(diào)整。在課堂上與學(xué)生開展積極互動，實(shí)現(xiàn)彼此的深入了解，充分發(fā)揮線下組織者的角色。

3.3 教學(xué)評價

教學(xué)評價體系設(shè)計是否合理、區(qū)分度是否明顯是教學(xué)評價的重點(diǎn)，可以有效避免“拉平效應(yīng)”。教學(xué)評價采用多層次、多元化的考核評價方式，主要由學(xué)生自我評價、組內(nèi)評價和教師評價三部分組成。

學(xué)生自評是教師組織不同層次的學(xué)生對學(xué)習(xí)情況進(jìn)行剖析；組內(nèi)同伴互評是將各組進(jìn)行的同伴合作學(xué)習(xí)的成果展示后進(jìn)行投票；教師評價是教師通過提問、查看作業(yè)以及測試等，了解學(xué)生的達(dá)標(biāo)情況。

具體到某位同學(xué)的成績（按100分計），根據(jù)課堂學(xué)習(xí)和在線學(xué)習(xí)的綜合表現(xiàn)進(jìn)行評價，體現(xiàn)了評價的量化性、形成性和過程性特點(diǎn)（見圖4）。

圖4 學(xué)業(yè)評價的可量化性示意圖

4 結(jié)語

綜上所述，新興技術(shù)范式下的《MCU應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)踐》課程，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力、工程實(shí)踐能力和解決問題的能力。采用線上和線下教育相結(jié)合的混合式教學(xué)方法對推動信息化教學(xué)和提高教學(xué)能力具有重要意義。