電子信息類專業開展大規模開放網絡課程的研究

李路　王磊　于茵

摘要：通過分析高等教育電子信息類專業課程的教學近況，研究如何利用網絡技術，基于B/S模式與ASP.NET技術，開發電子信息類專業大規模開放在線課程網絡平臺，實現智慧教學。不僅能夠實現優質資源網絡課程共享，同時注重電子信息類專業課程信息化帶來的一些新問題。基于網絡平臺，把電子信息類專業基礎知識與先進技術正確的信息主動及時地、更有針對性地“推送”給學生，并且進行在線課程學習活動綜合評價。注重進行交互式輔助學生參加競賽等專業實踐活動，助力培養創新型人才。

關鍵詞：電子信息類專業；大規模開放在線課程；網絡教學；智慧教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）06-0265-03

面向教育現代化，素質教育要再出發。十八大報告進一步強調“著力提高教育質量，培養學生的社會責任感、創新精神和實踐能力”[1]。以互聯網為依托的多媒體網絡教學系統日益成為高等教育的有效輔助手段。針對高等教育電子信息類專業課程中知識理論性強、概念抽象、信息量大的特點，基于ASP.NET技術開發電子信息類專業開展大規模開放網絡教學系統，開辟網絡課堂。強調教育信息化在教學過程中的應用，進而實現教育質量的顯著提升，是教育信息化的重大意義所在[2]。針對傳統教學模式的弱點以及課內外學生的要求，充分激發教師提高自身業務水平的積極性，能夠更好地分享信息資源，加深學生對電子信息類專業課程中相應知識點的理解和掌握，提高對理論知識的應用能力。

一、打破傳統灌輸式教學的局限，利用網絡教學平臺，進行智慧教學模式改革

電子信息類專業基礎課的課程理論性高、難度大，學生在教師授課當堂不能完全掌握，可以利用大規模開放網絡課程（MOOC）作為第二課堂。展開教學，進行課后學習，建立網絡討論區，課程答疑，使學生對課程掌握的深度和廣度得到提升。

網上教學學習成效的實現與否，相當程度上依靠于設計者對于網上教學關鍵概念的理解程度，即對于教學交互概念的理解、把握、認知和實現[3]。逐漸改善傳統教學“三個中心”——以教師為中心、以課堂為中心、以教材為中心的局面。從教學交互性入手，思考網上教學特定的學習成效，并在此基礎上形成網絡教學的學習活動進行項目教學法、任務引領教學，打破傳統教學模式存在的局限。通過建立電子信息類課程MOOC網絡平臺達到增加學生學習熱情的目的。彌補傳統教育方式不夠靈活，不能隨時隨地學習的缺點。電子信息類課程MOOC網絡平臺能夠彌補學習資源的不足，增強教學效果，提高教學質量。

針對電子信息類專業課程的特點，采用網絡教學，形象、生動地開展教學活動。學生通過網絡平臺下載相關視頻，進行課前自學階段，開展“學生在家通過視頻學習新知識，到學校消化鞏固和融會貫通”的“翻轉課堂”（the Flipped Classroom）[4]。增加學生學習的時間、空間選擇性，使學生能充分利用電子信息類課程MOOC網絡平臺進行智慧學習。

在電子信息類課程中“現代信號處理”課程，涉及到大量的數學推導和復雜的計算。利用網絡教學平臺，教師自行創建教學視頻，演示如何采用MATLAB軟件將抽象的、枯燥的分析和公式推導，變為形象的使用m文件進行仿真研究參數估計理論、現代頻譜分析、自適應濾波等問題。錄制“數字圖像處理”課程中圖像增強、圖像識別等MATLAB仿真教學視頻。“電磁場與電磁波”課程中利用MATLAB函數ode23（ ）、ode45（ ）與偏微分方程的工具箱（PDE toolbox）分析典型電磁場的分布規律，錄制相應視頻。將相應視頻發布在電子信息類專業大規模開放在線課程網絡平臺中。

二、基于大規模開放網絡課程實現開放性和個性化性的電子信息類專業網絡教學模式

我教研小組設計出相應的“調查問卷”，從教育對象的要求入手，了解現在學生的需要和在實行教育中所缺少的內容。主要選擇沈陽大學電子信息類專業學生作為問卷對象，總體上可以使用的生效問卷148份。在“調查問卷”中，對于“你對教學內容學習的方法是怎樣的？”的問題回答。其中選“多種方式結合”的74人，占50%；其次是選“完全自己學習”的34人，占23%；選“跟著教師講授內容走”的21人，占14%；選“完全靠聽課”的15人，占10%；選“其他”的4人，占3%。學生已經開始使用現代化方式學習，少有采用單一方法學習的。而采用“完全自己學習”也是反映學生自我獨立意識的體現。

通過分析電子信息類專業的教學現狀、學科前沿、升學狀況和就業趨勢，基于MOOC相關技術，建立電子信息類專業課程統一的網絡教學平臺。學校按通用標準和行業標準，通過對學生在MOOC中提出的熱點問題，以及畢業生在MOOC中反饋的用人單位關注的學生能力和必要掌握技術，定期對當前教學實踐做出評價和反思。例如，通過用人單位反應，通信專業中緊缺的射頻電子信息類師、天線工程師、FPGA工程設計師，都需要本科學生在掌握專業課程基本內容的基礎上，進行進一步的專業新技術學習和研究。

開放式在線學習平臺是MOOC的技術支撐，學生在任何地方、任何時間、以任何方式都可以共享優質教育資源[5]。電子信息類課程MOOC網絡平臺設置學生權限和教師/管理員權限，并且將會對訪問者進行登陸驗證，設置安全權限。通過該平臺，學生不僅可以進行自主性學習，而且在教師的引導下可以進行交互性學習。平臺不僅可以支持教師在線制作課件和更新教學資源，而且集成了在線的個人信息管理模塊，教師子系統模塊如圖1所示，學生子系統模塊如圖2所示。

對于教師子系統模塊部分，其中“學習資料”子模塊按照課程提綱的形式形成課程路徑。教師需要先創建基本的課程大綱。按照課程設計需求自由調整章節順序，對每一章節添加相關的課程內容，例如文檔、音頻。并且對課程需要進行實驗安排，制定實驗指導和制作視頻演示或動畫演示。其中發布公告是電子信息類課程MOOC網絡平臺中一個非常重要的功能模塊。

教師可利用平臺“作業管理”子模塊，在線發布作業并且管理作業。學生通過學生子系統模塊中“作業相關”及時查看教師的批改結果。教師在線評分，查看作業統計信息，實時監控作業過程中的每一個環節，并具有提醒功能。不僅極大地減少了傳統模式下作業過程中的煩瑣環節，節約了教師及學生的大量時間，而且有助于教師因材施教，實現個性化教育。“數字信號處理”和“通信原理”課程，理論性強，學生理解掌握難度大，可以結合MATLAB進行各種模擬信號和數字信號調制與解調的仿真分析、時域與頻域的特性分析、FIR與IIR等各種濾波器的研究分析，進一步實現MATLAB仿真作業的布置和提交。

為教師提供該平臺一定的管理權限或直接由教師擔任平臺管理員，以方便其進行相關教學設計、教學活動、教學管理和教學研究。通過相應統計數據，對學習活動形成動態監測報告，使教師可通過電子信息類課程MOOC網絡平臺隨時跟蹤評估學生的學習情況，為素質教育提供數據依據。

三、提高電子信息類專業大規模開放網絡課程的學習活動評價機制

目前國際上廣泛采用的IMS（Instructional Management System）全球學習聯盟定制的練習與測試互操作規范QTI（Question Test and Interoperability）技術規范[6]。使用QTI規范來設計和實現網絡教學系統中的測試功能，以教學評估為核心實現評估過程的互操作性。也可同時進行學習經歷的網絡調查，通過網絡平臺“在線討論”與“作業相關”子模塊，上傳自我學習匯報、自我評價和小組互評報告等內容。利用SQL server數據庫軟件，形成電子信息類專業大規模開放在線課程網絡平臺后臺題庫。利用Microsoft Visual Studio建立前臺界面，對學生進行在線考核。學生可以通過該“在線考試”子模塊取得隨機生成的同等難度系數的試卷，進行網絡測試，并且在測試過程中全程開通網絡視頻監控和錄像，明確考生考試紀律，確保考試正常進行。

四、利用大規模開放網絡課程（MOOC）開展在線交互式輔助學生參加專業實踐活動，培養學生創新精神

在“調查問卷”中，“您認為教學內容應該以哪些內容為中心？”的問題上，選“理論聯系實際”的79人，占54%，超過半數；其次是選“實用性”的58人，占39%；選“有所偏重”的9人，占6%；選“其他”的2人，占1%。這也充分說明學生對將來有實際用處的知識的渴望和理論與實際相結合的知識的重要性認識。

針對電子信息類專業的實驗和實踐教學對于設備和操作環境要求高的情況，可以利用大規模開放網絡課程（MOOC）開展在線實驗和虛擬實驗。為了增強電子信息類專業的創新和學生主體性，利用MOOC，建立創新網絡平臺，組織學生參加大學生電子競賽、數學建模大賽、計算機設計大賽，提高學生的創新能力。

加強課外教學的深度和廣度，在網絡平臺上，又可以組織學生參與教師的科研及教學項目。積極鼓勵和幫助學生，讓其在校期間申請各種類型的專利。結合真實工程環境下的視頻，進行多媒體網絡教學，具體實施卓越工程師培養方案，培養創新型、應用型人才，以適應社會需求。

五、結束語

具體地研究如何采用網絡開放與交互式教學模式改革，來揭示電子信息類專業所含課程的理論技術以及思想方法，使其更好地滿足素質教育的需求。構建電子信息類專業大規模開放課程網絡平臺，為培養創新型人才以及進行素質教育提供新的教學模式和手段。

參考文獻：

[1]教育部黨組副書記、副部長 杜玉波.全面推動高等教育內涵式發展[N].中國教育報，2012-11-24001.

[2]徐章韜.信息技術使數學史融入課堂教學的研究[J].中國電化教育，2012，（1）：109-112

[3]何克抗.對國內外信息技術與課程整合途徑與方法的比較分析[J].中國電化教育，2009，（9）：7-16.

[4]盧強.翻轉課堂的冷思考：實證與反思[J].電化教育研究，2013，（08）：91-97.

[5]朱曉靜，林元乖，李坤鵬.基于MOOC理念的地方高校課程的教學改革[J].教育教學論壇，2016，（33）：87-89.

[6]方小琦.基于IMS QTI標準的在線考試系統的研究與實現[D].復旦大學，2011.