基于中國大學(xué)MOOC（慕課）的“數(shù)字電子技術(shù)”課程線上線下混合式教學(xué)模式研究與實踐

曲 偉，邱成軍，曲 藝

（北部灣大學(xué)，廣西 欽州 535011）

一、引言

在“中國教育現(xiàn)代化”的新要求引領(lǐng)下，國內(nèi)高校利用互聯(lián)網(wǎng)積極開展線上課程建設(shè)與應(yīng)用，信息化教學(xué)手段已成為各高校進行課程教學(xué)改革的重要指導(dǎo)方向。黨的十九大報告中指出，“建設(shè)教育強國是中華民族偉大復(fù)興的基礎(chǔ)工程”[1]。2018年4月，教育部出臺了《教育信息化2.0 行動》[2-3]。在2018年全國教育大會強調(diào)“加快推進教育現(xiàn)代化、建設(shè)教育強國”的新要求[4]。2019年2月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《中國教育現(xiàn)代化2035》[5]。這些文件的出臺促進了教育信息化戰(zhàn)略的實施，為高校教學(xué)改革提供了積極有力的政策背景。

北部灣大學(xué)具有“一帶一路”的地緣優(yōu)勢，在此背景下，北部灣大學(xué)積極建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，鼓勵教師建設(shè)適合本校學(xué)生特點和培養(yǎng)需求的線上線下混合式教學(xué)課程及考核評價體系，鼓勵學(xué)生利用課下時間和碎片化時間進行自主學(xué)習(xí)。北部灣大學(xué)“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)團隊堅持工程教育專業(yè)認證“以學(xué)生為中心、成果產(chǎn)出、持續(xù)改進”的教育理念，創(chuàng)新教學(xué)模式和教學(xué)方法，積極開展混合式教學(xué)模式的課程教學(xué)改革。自2020年以來，教學(xué)團隊開展了基于中國大學(xué)MOOC（慕課）的“數(shù)字電子技術(shù)”“異步SPOC+慕課堂”線上線下混合式教學(xué)模式的改革。

二、“數(shù)字電子技術(shù)”課程線上教學(xué)的動因

“數(shù)字電子技術(shù)”是電子類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程之一，是一門理論與實踐緊密結(jié)合的課程，其教學(xué)目標是使學(xué)生熟悉數(shù)字電子技術(shù)的基本知識、基本概念、基本分析和基本設(shè)計方法，掌握各種數(shù)字MSI 芯片的應(yīng)用電路，學(xué)會使用常用電子儀器儀表測量、調(diào)試數(shù)字電路的方法，具備進行常規(guī)數(shù)字電路設(shè)計的初步能力，具備將數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用于工程技術(shù)領(lǐng)域的初步能力。目前，學(xué)生采用科學(xué)方法對工程領(lǐng)域問題進行研究的能力偏弱，加之該課程與“電路分析”“模擬電子技術(shù)”等課程關(guān)聯(lián)較強，學(xué)生理解起來較為困難；在實踐教學(xué)內(nèi)容上，學(xué)生要通過實驗設(shè)計、實驗實施、實驗數(shù)據(jù)分析與處理，得到合理有效的實驗結(jié)論，這一實踐過程對于學(xué)生而言有一定的難度。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式多是教師占主導(dǎo)，教學(xué)模式單一，學(xué)生參與度較弱，多數(shù)學(xué)生課前不預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)不到位，教學(xué)效果不盡理想。以中國大學(xué)MOOC（慕課）平臺為基礎(chǔ)的新型在線教育模式，為學(xué)生提供了前所未有的機會，也為“數(shù)字電子技術(shù)”課程進行信息化教學(xué)改革的順利實施提供了堅實的基礎(chǔ)條件。教學(xué)團隊在先進教學(xué)理念指導(dǎo)下，借助中國大學(xué)MOOC（慕課）平臺，將線上“SPOC+慕課堂”與線下翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合，從教學(xué)方法、課程資源建設(shè)、考核評價機制等方面進行了綜合性改革與創(chuàng)新，豐富了教學(xué)資源建設(shè)，課程教學(xué)質(zhì)量明顯提高。

三、以O(shè)BE 理念為核心構(gòu)建“異步SPOC+ 慕課堂”線上線下混合式教學(xué)模式

（一）改革目標

通過比較其他高校的“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)模式，突破“數(shù)字電子技術(shù)”課程長期以來的傳統(tǒng)教學(xué)模式，以O(shè)BE（成果導(dǎo)向教育）理念為核心，將慕課、短視頻、EDA（電子設(shè)計自動化）仿真技術(shù)與工程實際有機結(jié)合，通過傳統(tǒng)教學(xué)、開放式教學(xué)、階段式教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)相結(jié)合的方式，逐步形成教學(xué)方法多元化、考核方式多樣化、教學(xué)手段現(xiàn)代化的教學(xué)模式，建立“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)的新理念，重塑應(yīng)用型本科院?！皵?shù)字電子技術(shù)”教學(xué)模式，依托線上開放課程實現(xiàn)課前、課中、課后的一體化設(shè)計，實現(xiàn)該課程教學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)的融合。

（二）構(gòu)建基于“異步SPOC+ 慕課堂”線上線下混合式教學(xué)新模式

SPOC 是指利用中國大學(xué)MOOC（慕課）平臺和教學(xué)手段進行授課的校內(nèi)課程。借助SPOC 平臺資源可實現(xiàn)線上線下混合式教學(xué)，改善單一教學(xué)模式的局限性，使學(xué)生的學(xué)習(xí)效果達到最佳[6-7]。教學(xué)團隊在教學(xué)改革過程中始終堅持“以學(xué)生為本，以能力為核心”的教學(xué)改革目標，依托互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建線上線下混合式教學(xué)模式，將教師“滿堂灌”的傳統(tǒng)教學(xué)模式逐漸過渡到以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的線上線下混合式教學(xué)模式，實現(xiàn)教學(xué)改革的總體目標。

2020年3月，“數(shù)字電子技術(shù)”課程率先開展基于異步SPOC 的線上線下混合式教學(xué)模式的教學(xué)改革，利用中國大學(xué)MOOC（慕課）建立的北部灣大學(xué)學(xué)校云，開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。目前，該課程共開設(shè)6 期異步SPOC 課程，使用課程教學(xué)團隊建設(shè)的慕課資源開展混合式教學(xué)。

（三）精心設(shè)計線上課程和線下教學(xué)內(nèi)容

為培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力，創(chuàng)造符合信息技術(shù)時代特點的自主學(xué)習(xí)環(huán)境，教學(xué)團隊借助中國大學(xué)MOOC（慕課）平臺開展異步SPOC 線上教學(xué)資源建設(shè)。MOOC平臺可創(chuàng)建隨時隨處學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，教學(xué)視頻可自由回放，較適合培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力。教學(xué)團隊以北部灣大學(xué)的課程教學(xué)目標和教學(xué)內(nèi)容為主線，選擇適合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的課程內(nèi)容進行線上教學(xué)資源建設(shè)，目前“數(shù)字電子技術(shù)”課程線上教學(xué)資源可提供邏輯代數(shù)、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路的教學(xué)視頻、測驗、作業(yè)及討論；門電路、555 定時器與脈沖波形產(chǎn)生電路、A/D 與D/A 轉(zhuǎn)換器教學(xué)內(nèi)容在線下課堂進行講授。

“數(shù)字電子技術(shù)”課程線上教學(xué)由教師在線上提前給學(xué)生布置學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)生可通過北部灣大學(xué)的學(xué)校云SPOC 平臺觀看課程的線上教學(xué)視頻，完成線上隨堂測試、每單元測試、每單元作業(yè)等，并在討論區(qū)參與討論；線下教學(xué)有兩種形式：一種是線上教學(xué)的延伸，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)形式，學(xué)生將線上學(xué)習(xí)過程中未解決的問題帶入到線下課堂中，并以分組討論形式授課[4]；另一種是將不適合線上教學(xué)的內(nèi)容在線下課堂教學(xué)中實施，采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，并將EDA 技術(shù)引入課堂教學(xué)中，便于學(xué)生理解晦澀難懂的理論部分。

（四）構(gòu)建以思維導(dǎo)圖為基礎(chǔ)的形象化知識體系

思維導(dǎo)圖是通過對文字進行歸納、整理、分級，并結(jié)合圖形進行圖文的系統(tǒng)性呈現(xiàn)[8]。思維導(dǎo)圖有簡單明了、主次分明、層次明顯等特點，以一個主題為中心，不同次級分支將各個相關(guān)聯(lián)的知識點形成網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)圖[9]。如何利用概念圖、思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)課程教學(xué)知識體系，使碎片化的知識形成一個完整的思維導(dǎo)圖，完成課程目標的設(shè)計，教學(xué)方法的選取是至關(guān)重要的。授課教師在“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)中，利用思維導(dǎo)圖構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，形成邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路、A/D 和D/A 的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，通過思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)章節(jié)知識點主題，構(gòu)建完整的知識體系。

以“數(shù)字電子技術(shù)”課程第一章《邏輯代數(shù)基礎(chǔ)》的思維導(dǎo)圖為例（表1），在本章中要掌握布爾代數(shù)、邏輯函數(shù)表示法、邏輯函數(shù)化簡3 個知識點，學(xué)生通過思維導(dǎo)圖了解所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，對知識點有直觀的層次感知，對所學(xué)知識有系統(tǒng)的認識。通過思維導(dǎo)圖的訓(xùn)練，學(xué)生可以清晰明了地給出本章各知識點的層次和邏輯關(guān)系，能夠掌握本章的重難點知識，有效提高自主學(xué)習(xí)的效率和質(zhì)量。課下，學(xué)生可以自己設(shè)計并繪制本章的思維導(dǎo)圖，進一步加強對知識點的理解與掌握。

表1 第1 章《邏輯代數(shù)基礎(chǔ)》思維導(dǎo)圖

（五）構(gòu)建以學(xué)生為中心的線上線下教學(xué)環(huán)節(jié)

雖然MOOC 平臺上的視頻回放打破了時空限制，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加便利，但學(xué)生的自學(xué)能力存在很大的差異，有的學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中不清楚知識重點與難點在哪，沒有針對性強的問題和反饋，這就要求教師在教學(xué)環(huán)節(jié)中要精心設(shè)計教學(xué)活動，將課前、課中、課后的教學(xué)設(shè)計意圖與信息技術(shù)的應(yīng)用形成有機整體，確立每次課的教學(xué)目標。線上教學(xué)活動中，在課前，教師既可以借助MOOC 平臺提前將預(yù)習(xí)資料發(fā)布給學(xué)生，也可以借助QQ 群向?qū)W生推送實踐教學(xué)內(nèi)容；在課中，教師解答本次課學(xué)生預(yù)習(xí)時發(fā)現(xiàn)的比較集中的疑難問題，組織學(xué)生開展討論，同時借助慕課堂測試，以及騰訊課堂、騰訊會議、QQ 會議等方式開展互動式教學(xué)；在課后，總結(jié)本次課的教學(xué)效果，并通過慕課堂和異步SPOC 平臺將下次課的具體學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)要求發(fā)布給學(xué)生。以邏輯函數(shù)卡諾圖的化簡方法的教學(xué)活動設(shè)計（表2）為例，學(xué)生對卡諾圖化簡的引入、卡諾圖化簡的實質(zhì)、卡諾圖化簡的基本方法和具有無關(guān)項的化簡方法逐步層層深入學(xué)習(xí)，這樣設(shè)計的教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生能夠預(yù)先知道學(xué)習(xí)目標，帶著問題進課堂，課后有反思，學(xué)生學(xué)習(xí)效率進一步提高，有利于培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力。

表2 “邏輯函數(shù)卡諾圖的化簡方法”教學(xué)活動設(shè)計

線下教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計更注重學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，教師利用信息技術(shù)和EDA 技術(shù)將工程實踐引入線下課堂教學(xué)中，以電路仿真、短視頻形式呈現(xiàn)該課程中邏輯部件的典型應(yīng)用電路的分析與設(shè)計，加強了工程實際案例的直觀化、形象化和實際化，使理論與實踐緊密結(jié)合，進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使學(xué)生的工程實踐能力得到進一步培養(yǎng)。

四、依托線上教學(xué)和線下教學(xué)建立課程評價體系

課程考核是課程建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，既是評價教師教學(xué)效果的重要手段之一，也是檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要手段，還是評價課堂教學(xué)質(zhì)量的重要依據(jù)之一[10]。線上線下混合式教學(xué)模式?jīng)Q定了以往的由期末考試一考定成績的考核方式不再適用，考核方式必須向注重過程的考核方式過渡，建立注重過程考核的多元化課程評價體系。線上教學(xué)考核應(yīng)注重過程考核，實施全過程評價，通過學(xué)習(xí)過程監(jiān)控和考核等方式綜合判斷、評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和能力水平；線下教學(xué)可采用傳統(tǒng)的線下考核方式，通過過程監(jiān)控和試卷考試等方式進行綜合評價。

北部灣大學(xué)“數(shù)字電子技術(shù)”課程考核由線上考核、線下考核及實驗考核3 部分構(gòu)成（表3）。線上考核主要依托中國大學(xué)MOOC 平臺資源的學(xué)情數(shù)據(jù)，包括視頻學(xué)習(xí)、線上隨堂練習(xí)、線上單元作業(yè)、線上單元測驗、討論回帖等；慕課堂可以提供上課出勤和課堂小練習(xí)成績，這些線上數(shù)據(jù)為全面分析線上教學(xué)環(huán)節(jié)的實施效果提供了客觀的依據(jù)，更加注重學(xué)習(xí)過程的考核。線下考核主要包括線下翻轉(zhuǎn)課堂的集中分組討論、課堂出勤、課堂表現(xiàn)、線下課后書面作業(yè)及期末考試組成，這些面對面的考核形式進一步豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，可以為教師提供更多角度來評價學(xué)生綜合能力和學(xué)習(xí)效果。實驗考核分為課前實驗預(yù)習(xí)，課中動手實踐，課后實驗數(shù)據(jù)的整理、分析與處理，實驗總結(jié)等構(gòu)成，每部分占比不同，教師依據(jù)實驗課程實施過程中學(xué)生在各個教學(xué)環(huán)節(jié)的具體表現(xiàn)對學(xué)生做出客觀評價?？傊?，本門課程考核評價方式從以往的終結(jié)性評價轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅剡^程考核的多元化評價，體現(xiàn)了對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)能力的多維度考查，實現(xiàn)了課前、課中、課后評價一體化，綜合成績的評定更加合理和客觀。

表3 “數(shù)字電子技術(shù)”考核評價體系設(shè)計

中國大學(xué)MOOC 平臺資源的學(xué)情數(shù)據(jù)包括學(xué)生參與視頻學(xué)習(xí)學(xué)情分析、課堂活動統(tǒng)計分析、課堂答題榜、課堂簽到榜、討論榜、參與答題人數(shù)統(tǒng)計、答題正確率統(tǒng)計等。這些學(xué)情數(shù)據(jù)分析能夠客觀反映學(xué)生參與學(xué)習(xí)過程的情況。教師可根據(jù)學(xué)生答題及討論情況，了解學(xué)生對知識點的掌握程度，并根據(jù)掌握程度確定后續(xù)教學(xué)內(nèi)容的更迭，更加有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。

五、結(jié)束語

北部灣大學(xué)以獲批省級一流專業(yè)建設(shè)為契機，依托省級線上線下混合式一流課程的建設(shè)目標，鼓勵教師積極參與課程教學(xué)的改革與建設(shè)，有效地推動了課程教學(xué)的改革。通過對北部灣大學(xué)通信工程專業(yè)、電子信息工程專業(yè)進行教學(xué)改革的探索，更新了授課教師的教育理念，以“OBE”為核心教育理念始終貫穿于教學(xué)活動中，教學(xué)活動由以“教師為主體”向以“學(xué)生為主體”轉(zhuǎn)變。對課程評價體系也做了改革，改革前的課程考核只有期末考試和實驗報告形式，改革后考核內(nèi)容包括線上自主學(xué)習(xí)、線下課堂教學(xué)考核和實驗考核，線上考核更加注重考核學(xué)生自主學(xué)習(xí)效果與能力、線下課堂考核更加注重學(xué)生參與程度及對知識的綜合應(yīng)用能力、實驗考核更加注重對學(xué)生實驗技能和實驗操作能力的考核，這樣的考核更加體現(xiàn)能力考核和過程考核。在教學(xué)實施過程中，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨立思考、分析問題和提出問題等能力得到提高、團隊合作意識加強，取得了較好的教學(xué)效果。