基于科教融合的高等工程教育混合式教學實踐
——以射頻識別技術與應用課程為例

錢 慧 袁家德

（福州大學物理與信息工程學院 福建·福州 350116）

物聯網工程專業是我國教育部2010年批準設立的高等學校戰略性新興產業相關的本科新專業。福州大學物聯網工程是教育部批準的福建省內第一批本科專業。物聯網工程是一個涉及計算機、通信工程、電子科學與技術、材料等相關專業的交叉學科。雖然，物聯網工程專業已經籌建近10年。但是，相對于具有悠久歷史的成熟專業來說，物聯網工程專業的課程體系、實踐教學規范等都在不斷的完善中。目前，全國物聯網工程方面的綜合性人才嚴重不足，原有計算機、通信工程、電子科學與技術等相關方面的資深工程師繼續通過再次學習，才能滿足社會發展對人才綜合素質不斷提高的需求。

近年來，MOOC（Massive Online Open Course,MOOC）教學、翻轉課堂、SPOC（Small Private Online Course，SPOC）等在線教學方式興起。與傳統教學相比，這些在線教學具有資源豐富、媒體呈現多樣、學習方式靈活等優點。但是，這些教學方式由于缺乏面對面的社會性教學互動，工科大學生的動手實踐課程往往難以開展，出現知識概念虛擬抽象化、碎片化等一系列問題。現有的在線教學往往出現理論教學與實踐教學脫節的情況，造成學習者的認知負荷。因此，結合各種新興的物聯網感知技術，通過科教融合，將科研課題融于實踐教學活動中，探索多模態虛實融合的混合式教學模式才是工科新一代在線教學的發展趨勢。本文針對現有混合式教學模式的現狀，以射頻識別技術與應用為例，介紹混合式教學過程，并給出了教學案例。

1 混合式教學實踐過程

在射頻識別技術與應用課程中，教師團隊借助教育平臺和線下教學完成了導學、督學、促學、助學活動。

（1）導學支持：主要體現在幫助學生了解授課形式，激發學生的自主學習能力。首先，主講教師團隊在本門課程的開學第一周，集中在線下對本門課程的學習形式進行介紹，輔助學生了解教育平臺。其次，網絡在線輔導教學團隊在授課過程中，對各個小組作業進行評價反饋，激發學生的積極性。此外，網絡在線輔導教學團隊還通過教育平臺，組織論壇主題進行討論，并對學生的交流情況進行點評。

（2）督學支持：主要體現在對學生學習進度的督促以及學習質量的監督。主講教師團隊通過教育平臺以公告的形式向學生發布學習信息，并通過郵件發布給每位學生，督促學生課前完成知識點的學習。網絡在線輔導教學團隊實時關注學生的在線學習情況，對于學習進度低于班級平均水平的學生預計警示。

（3）促學支持：主要體現在促進學生自主學習。首先，通過教學平臺，學生和教師都可以實時獲取學生的學習數據，從而可以促使學生了解自身存在的學習問題，更積極地學習。其次，本門課程以小組的方式進行實踐訓練，每位學生在團隊中，通過實踐教師團隊的引導以及團隊成員的相關鼓勵，可以幫助學生從理論走向實際，激發學習熱情。

（4）助學支持：主要體現在幫助學生答疑解惑。主講教師團隊和網絡在線輔導教學團隊通過線下教學、教學平臺以及QQ群，為學生及時地準備答疑反饋，提高學生的學習積極性和學習質量。

表1：學習評價考核表（教師）

2 混合式教學的評價體系

混合教學課程在評價中注重將學習過程、學生的團隊協作情況、自我評價和組員之間的互評納入學習評價考核體系。射頻識別技術與應用課程的學習評價考核主要有學習過程評價、團隊協作評價和專業技術能力評價三個部分組成（見表1）。

3 教學案例

本文實際射頻識別技術與應用課程的具體課程為例，說明混合式教學過程。如下所示，教學包含兩個階段：

3.1 學生自主學習階段

設計意圖：鍛煉學生自主學習能力。

課前，教師將“應答器天線電路”這一節的學習視頻教程以及相關素材上載到課程教學網站“大學MOOC-愛課程”平臺，并明確學習所對應的在線課程內容。

在教師團隊組建的QQ群平臺中，公布課程學習內容以及核心學習目標，并對學生進行分組。福州大學物聯網工程專業本科生每年招生55人，每年學生人數因轉專業等情況，細微有一定差異。在自主學習階段，學生平均5-6人為1小組，由每個大組的負責人將學習情況以及疑難問題反饋給教師。

3.2 課堂教學階段

設計意圖：輔助學生鞏固課程自主學習內容，并結合實例，激發學生自主學習興趣。

3.2.1 導入課程（5分鐘）

首先，針對本次的任務進行介紹，我國射頻識別應答器標簽芯片的市場情況進行說明，了解我國在應答器標簽芯片方面的技術瓶頸，加強物聯網學生以我國信息產業發展為己任的責任感教學；其次，對每組負責人收集到的學習情況以及疑難問題進行點評。

3.2.2 重點/難點解析（20分鐘）

針對本次學習收到的疑難問題以及重點、難點問題予以解析，引導學生理解應答器標簽從閱讀器中恢復能量的工作原理。主要包括：理解應答器天線等效電路特性；并聯諧振電路與串聯諧振電路的電壓與功率；理解等效面積與天線增益之間的關系。

3.2.3 案例展示及應用分析（20分鐘）

解析上一年級本科生的設計案例（寬頻帶圓極化螺旋偶極子天線設計），解析應答器標簽的設計過程，采用搶答競賽的形式，教師選擇4組代表發表各組關于應答器標簽天線設計的觀點，主要包括天線結構、帶寬、設計增益、尺寸之間的關系，對現有市場的應答器標簽的天線輻射性能進行分析，說明應答器標簽芯片與天線設計的匹配關系。

3.2.4 課后作業

安排每個小組對本次課程的學習情況進行總結，分享我國射頻識別應答器標簽芯片的市場情況，并上傳到教育平臺。

4 結語

本文以射頻識別技術與應用課程為例，介紹了線上線下混合式課程的教學模式。在課程建設過程，課程的教學團隊關注物聯網行業的應用需求，教學注重理論與實踐相結合，將教師本人的研究成果進行產業化，并逐步融入課程內容。本門課程經過五年多的時間取得了良好的效果，激發學生的學習熱情，培養學生分析實踐問題，綜合運用知識解決實際工程問題的能力。射頻識別設計與應用的線上課程在大學MOOC平臺上線后，獲得了廣泛的關注，線上學習參與互動的人數由第1學期的10人上升到182人，發帖總數由20人上升到635人。而近年來，根據學校提供的學生評教數據顯示，課程的評教成績從原有的85.5上升到94.1。