“互聯網+”背景下物理專業光電課程慕課研究

徐強　崔金剛　田赫

摘要：光電技術是下一代信息產業技術發展的重要方向，國內已有眾多高校設置了光電類專業或光電類方向。作為光電類方向的核心課程之一，光電器件及系統課程具有知識體系復雜、學科交叉多等一系列特點，特別是其工科特性強的特點。在“互聯網+”教育概念的推動下，“慕課”作為一種開放式網絡教學的新方式，迅速發展。文章通過對照不同參數條件下光電器件及系統課程的學習效果，分析慕課對物理專業光電課程的教學作用。結果表明：慕課系統有利于提高學生利用碎片化的時間進行學習的效果、綜合提升學生的學習成績和成績優秀學生的比例、降低不及格學生比例。

關鍵詞：慕課；光電器件及系統；互聯網+；教學模式

光電產業作為一個新興的領域，所包含的范圍甚廣，根據美國光電產業發展協會（OIDA）的定義，“光電”是指光子學和電子學的交集領域，這個交集產生的技術就是光電器件及系統。在此背景下，國內已有眾多高校設置了光電類專業或光電類方向，并將光電類課程作為該專業的主干課程。從教學的角度看，由于光電類課程的特殊性，要求學生對光學、激光技術、電子技術、物理學等基礎知識掌握較好，同時由于課程涉及學科較多、知識點也較多，而上述課程相互之間缺少聯系。因此，傳統的日常教學類授課方式逐漸不能適應光電類課程的授課需求。

慕課（ Massive Open Online Courses，縮寫為MOOC） 即大規模網絡開放課程，在教學理念和教學設計上引發高校全新的教學改革。以“慕課”的興起為契機，促進光電類課程的教學改革，加強光電類課程的各種資源共享，是目前高校光電類課程建設的發展趨勢。

筆者嘗試在傳統教學模式下，將慕課模式引入光電器件及系統教學中，以東北林業大學物理學專業2015～2016級學生為試點，進行慕課模式教學探索與實踐。把慕課模式學習與傳統模式的課堂教學相結合，使學生能夠自行選擇學時間和學習地點，不受傳統課堂的時間和地點限制，提高課堂教學效果和學生的學習興趣，達到提高教學質量、有利于培養學生的動手能力和創新意識的目的。

1“網絡教學平臺”是“慕課”教學模式的技術保障

東北林業大學網絡教學平臺已經建立，對在線課程建設規范、課程管理、項目立項、經費支出等進行了規范化管理，并打造一批具有學校特色、展現學校水平和實力的精品在線開放課程。“網絡教學平臺”為光電器件及系統在線課程建設和學生進行課程的慕課視頻、教學內容課件、課后作業等相關內容的查看和學習提供了有力保障。

2在線課程建設流程及慕課資料制作

針對光電器件及系統課程中的主要知識點，光電器件及系統教學團隊完成了33個知識點的PPT和主要知識點的視頻制作工作，努力做到圖文并茂，簡單易懂。光電器件及系統的在線課程制作具體步驟為：

①首先進行光電器件及系統課程的調研，準備各章節理論課的備課工作，制作理論教學的PPT；

②將每一章的內容按照授課PPT、教學輔導視頻、作業及課后閱讀進行統籌安排，讓學生不僅能通過授課PPT和教學輔導視頻完成課程的預習，更能在課后通過作業和課后閱讀加深對知識的理解；

③針對每一節的授課難點和重點問題，設計相應的課后習題，以加深學生對知識的掌握程度；

④針對課程知識體系復雜的問題，每一節課后單獨增加了相應的課后知識閱讀環節，以提高學生的學習興趣和對知識的綜合掌握能力；

⑤將相應教學知識點的PPT和慕課視頻等資料上傳東北林業大學超星慕課平臺。

3光電器件及系統在線課程學習情況

3.1 慕課網站訪問參數統計情況

慕課網站制作完成兩年來，網站訪問量超過138 400次，其中學習并使用本課程的物理學2015和2016級學生的訪問量約14 400次，占比10.4%，其他感興趣人員訪問量124 000次，占比89.6%，這說明本在線課程網站的受眾面非常廣泛。

以物理2016級學生為例，統計該專業49名學生在光電器件及系統開課的1～10教學周，在線課程網站訪問參數。圖1（a）為學生訪問方式的統計結果，圖1（b）為每天分時段訪問次數統計結果，由圖1（a）可以明顯看出，超過80%的學生更多地使用手機客戶端進行學習，這與圖1（b）中學生在白天各時間段訪問次數差別不大的特點吻合，反映出學生更多的是利用零散的課外時間、利用手機這種移動客戶端使用方便的特點進行學習。

圖1（c）為學生周訪問量統計結果，其中第5周為階段考試所在周次，第10周為期末考試所在周次。由圖可看出，正常教育周內，學生周訪問量在200人次左右，在考試前一周的周平均訪問量迅速增加到750人次左右，并在考試當周的周平均訪問量突破了2 100人次。這說明線課程網站不僅能夠輔助學生平時的學時，還能在學習一段時間后提供良好的平臺以供學生復習知識用。

圖1（d）為按星期分的訪問量統計結果，為了避免考試日期附近的結果對最終統計結果的影響，刪除了杰頓考試和期末考試前三天的數據。由圖1（d）可以看出，周2和圖4是學生訪問量的高峰，主要原因是這兩日是理論課上課時間，學生利用該網站可以很好地預習和復習當天的學習內容，但與常規思路不同的是，學生在周日的訪問量比其他日期訪問量高30%以上。

3.2 慕課網站對學生成績的影響分析

為了分析MOOC對學生成績的影響，對比了物理學2014、2015和2016級學生的成績分布，其中物理寫2014級學生未使用MOOC系統，物理學2015和2016級學生正常使用MOOC系統。學生總成績計算方法為：平時成績（出勤+課堂表現）占20%+階段考試占30%+期末考試占50%。成績分布統計結果如圖2所示，由圖2可以清晰地看出：未使用MOOC系統的物理學2014級學生的優秀和良好比例之和僅為28.6%，遠小于使用MOOC系統物理學2015級學生的50.0%和物理學2016級學生47.9%。與之對應的，使用MOOC系統后，學生的及格和不及格人數占比大幅度下降，但中等成績占比無明顯變化，學生的成績分布均近似滿足正態分布。上述結果表明，MOOC系統的使用能夠提高學生的平均成績，未使用MOOC系統的物理學2014級學生平均成績為73.0±10.7分，使用MOOC系統的物理學2015、2016級學生平均成績分別為79.0±10.3分和78.3±10.7分，分別提高了8.2%和7.1%，MOOC系統對于提高本門課程的學習成績具有良好的教學效果。

如圖3所示為物理系2016級學生MOOC系統訪問次數和總成績的關系圖，由圖3可以看出，學生總成績與訪問次數近似呈線性關系，MOOC系統使用次數少于50次的學生平均成績僅為67.9分，而使用次數超過300次的學生成績達到了88.3，成績提高了30.0%，效果非常明顯。

4結論

光電器件及系統是光電技術方向的一門核心課程，課程知識體系復雜，學習難度較大。建立MOOC系統兩年以來，課程訪問量突破了13.8萬人次，其中教學班級學生訪問量突破了1.4萬人次。通過分析學生訪問參數發現，MOOC系統一方面有利于學生利用零散的課外時間，另一方面也使得學生在復習時有良好的學習平臺。對比使用MOOC系統前后的班級學習成績發現，MOOC系統能夠提高學生的平均成績7%以上，同時使得及格和不及格人數占比大幅度下降，優秀和良好成績占比迅速增加，學生的學習成績與訪問次數近似呈線性關系。MOOC系統對于提高學生的學習效率和學習成績具有良好的作用。

參考文獻：

[1]楊中興.光電技術應用專業發展現狀及專業建設分析[J].電子世界2017.

[2]何修軍.光電技術類課程群的建設與研究[J].電子測試， 2016（20）： 166-167.

[3]李雷，劉海.光電類專業課程的實驗實踐教學體系構建[J]. 教育教學論壇， 2018（24）.

[4]張鷙遠.“慕課”（MOOCs）發展對我國高等教育的影響及其對策[J].河北師范大學學報（教育科學版），2014，2：116-121.

[5]鄭郁，楊愛國，陳建周.翻轉式思想政治教育模式初探[J]. 黑龍江教育（理論與實踐），2018，11：27-28.

編輯/岳鳳