基于MOOC的“三閉環(huán)三收放”混合式教學設計

王曉飛 潘志康 曹 陽 劉國忠

（北京信息科技大學儀器科學與光電工程學院 北京 100192）

0 引言

我校測控技術與儀器專業(yè)是國家級一流建設專業(yè)，兩次順利通過工程教育專業(yè)認證。傳感器課程是測控專業(yè)的核心專業(yè)基礎課及很多理工科專業(yè)的重要專業(yè)基礎課，理論性和實踐性都很強。課程組秉承“學生中心，輸出導向，持續(xù)改進”的教育理念，在大綱中明確了課程目標對工程教育認證畢業(yè)要求的支撐，并在教學內(nèi)容、教學方法、教材建設、在線開放課程建設、實驗室建設等方面，結(jié)合新工科人才培養(yǎng)要求，進行持續(xù)迭代，目前為北京市本科優(yōu)質(zhì)課。

傳感器技術是信息技術的三大支柱之一，是“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等國家重大戰(zhàn)略實施的科學基礎，而專業(yè)人才的培養(yǎng)是關鍵。傳感器課程具有承前啟后的作用，是綜合運用多學科原理和技術，同時也直接為各專業(yè)學科服務的一門綜合型密集型技術學科，在信息獲取與處理方面，對培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力具有重要作用。

1 “三閉環(huán)三收放”教學思維模式

在教學設計上，首先明確課程定位。面向新一代信息技術產(chǎn)業(yè)和高質(zhì)量制造業(yè)的建設和發(fā)展需求，課程定位于高素質(zhì)應用型和工程型人才的培養(yǎng)。基于“重視基礎、體現(xiàn)現(xiàn)代、趨向前沿、交叉綜合”的課程建設原則，提出“三閉環(huán)三收放”的教學思維模式。

圖1：“三閉環(huán)三收放”教學思維模式

教學內(nèi)容閉環(huán)——傳感器是信息的源頭，是準確獲取可靠信息的主要途徑和手段，教學內(nèi)容源于工程實際，反過來解決工程實際問題。理論實踐閉環(huán)——理論實踐并重，理論指導實踐，實踐豐富理論。教學過程閉環(huán)——根據(jù)課程目標開展教學，重視多維過程性評價，反思與提升，持續(xù)改進。教學內(nèi)容收放——緊貼教材體系，理清知識脈絡，聚焦問題本質(zhì)；同時也密切關注科技發(fā)展前沿，并及時將科技發(fā)展最新成果引入教學。教學方法收放——聚焦教學目標，而實現(xiàn)目標的手段多種多樣，既有常規(guī)課堂，也有討論課；既有線上討論與答疑，也有線下辯論和點評。實驗設計收放——實驗分層設計，包括驗證性實驗、綜合性實驗、自主設計性實驗和科研探究性實驗，既有規(guī)定動作，更鼓勵同學們大膽嘗試，勇于創(chuàng)新（見圖2）。

圖2：多維過程性評價

2 教學環(huán)境與教學方法

在教學環(huán)境和教學方法方面，積極建設在線開放課程，完成了近50個知識點視頻的錄制，目前在“中國大學MOOC”平臺進入第4輪運行，在“一帶一路”政策背景下服務于更多人群。

采用線上線下混合式教學模式，首先進行開課準備：建立課程微信群；致同學們一封公開信，介紹課程的目標和學習方法；同學們在中國大學MOOC網(wǎng)完成實名注冊及選課。課前，教師發(fā)布本周學習指導，對于基礎性知識，同學們利用慕課進行線上自學并完成自測。課中，教師線下梳理重點難點，并針對工程實際案例展開研討，讓學生成為課堂的主角。課后，同學們完成線上思考題，深化知識點的理解；線上展開研討，提升學以致用的能力；閱讀教材上的數(shù)字化資源，拓展提高。

實驗教學體系已形成多層次、立體化、開放式結(jié)構(gòu)，實驗分層設計，循序漸進，符合學生的認知規(guī)律，滿足了不同層次學生的需求，體現(xiàn)了以學生為中心，因材施教的原則，達到學以致用的目的，為促進學生的可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎。

新工科背景下的課思政建設是立德樹人的根本，堅持“價值塑造、能力培養(yǎng)、知識傳授”相統(tǒng)一，結(jié)合我國傳感器技術和產(chǎn)業(yè)從落后到國家頂層規(guī)劃，5大工程10個重點領域的高質(zhì)量發(fā)展需求，挖掘其中的德育元素，幫助學生專業(yè)成才和“精神成人”。

3 特色創(chuàng)新

3.1 教材建設

不忘初心，注重知識的傳承和發(fā)展，十年來不斷進行教材建設。《傳感器原理及檢測技術》獲批“十二五”國家級規(guī)劃教材并獲中南地區(qū)優(yōu)秀教材獎。由中國工程院院士作序力薦的第三版教材剛剛面世，與在線課程的網(wǎng)絡資源相結(jié)合，并進一步配備了數(shù)字化拓展資源。

全國2000多所高校中，90%以上是地方院校，主要培養(yǎng)應用型和工程型人才，教材面向這一廣大群體，在理論上注重結(jié)合實踐，在數(shù)學推導中注重結(jié)合物理意義，并配套出版了《傳感器原理及檢測技術學習與實踐指導》，使學習者能夠高效掌握傳感器核心知識并應用于實踐。

3.2 實驗設備建設

產(chǎn)學研深度融合，將教師科研成果轉(zhuǎn)化為傳感器綜合性實驗平臺，并完成了基礎性和通用設計性實驗平臺的研制。

圖3：實驗設備研制

3.3 考教分離，樹立嚴謹求實的教風學風

由央屬高校課程教學團隊進行試卷命題，課程組采取流水作業(yè)方式集體閱卷，嚴格評分標準，縱向通過試卷分析總結(jié)存在的問題，探索解決方法；橫向?qū)B續(xù)三年的課程目標達成度進行比較，持續(xù)改進，樹立嚴謹求實的教風學風。

3.4 教學內(nèi)容與時俱進

將傳感理論和新一代信息技術的發(fā)展與應用聯(lián)系起來，在教學內(nèi)容中，引入國內(nèi)外傳感器技術的最新研究進展和發(fā)展趨勢分析，關鍵技術的解析等。科研反哺教學，教師通過分享前沿課題的研究過程或工程項目的應用情況，引導學生對相關課題開展調(diào)研和討論，提升學生的自主探究能力和創(chuàng)新性思維。

4 結(jié)論

基于MOOC的“三閉環(huán)三收放”混合式教學設計，使學生體驗了“踮腳才夠得著”的學習挑戰(zhàn)，增強了學生經(jīng)過刻苦學習收獲能力和素質(zhì)提高的成就感，進行科研探究的意愿明顯增強。該課程教學方法可直接應用于大學生電子設計競賽、機器人比賽、國際互聯(lián)網(wǎng)+創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等，教書育人效果顯著。