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

曲 偉，邱成軍，曲 藝

（北部灣大學，廣西 欽州 535011）

一、引言

在“中國教育現代化”的新要求引領下，國內高校利用互聯網積極開展線上課程建設與應用，信息化教學手段已成為各高校進行課程教學改革的重要指導方向。黨的十九大報告中指出，“建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程”[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“加快推進教育現代化、建設教育強國”的新要求[4]。2019年2月，中共中央、國務院印發了《中國教育現代化2035》[5]。這些文件的出臺促進了教育信息化戰略的實施，為高校教學改革提供了積極有力的政策背景。

北部灣大學具有“一帶一路”的地緣優勢，在此背景下，北部灣大學積極建設網絡教學資源，鼓勵教師建設適合本校學生特點和培養需求的線上線下混合式教學課程及考核評價體系，鼓勵學生利用課下時間和碎片化時間進行自主學習。北部灣大學“數字電子技術”課程教學團隊堅持工程教育專業認證“以學生為中心、成果產出、持續改進”的教育理念，創新教學模式和教學方法，積極開展混合式教學模式的課程教學改革。自2020年以來，教學團隊開展了基于中國大學MOOC（慕課）的“數字電子技術”“異步SPOC+慕課堂”線上線下混合式教學模式的改革。

二、“數字電子技術”課程線上教學的動因

“數字電子技術”是電子類專業的重要基礎課程之一，是一門理論與實踐緊密結合的課程，其教學目標是使學生熟悉數字電子技術的基本知識、基本概念、基本分析和基本設計方法，掌握各種數字MSI 芯片的應用電路，學會使用常用電子儀器儀表測量、調試數字電路的方法，具備進行常規數字電路設計的初步能力，具備將數字電子技術應用于工程技術領域的初步能力。目前，學生采用科學方法對工程領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”等課程關聯較強，學生理解起來較為困難；在實踐教學內容上，學生要通過實驗設計、實驗實施、實驗數據分析與處理，得到合理有效的實驗結論，這一實踐過程對于學生而言有一定的難度。

傳統的教學模式多是教師占主導，教學模式單一，學生參與度較弱，多數學生課前不預習、課后復習不到位，教學效果不盡理想。以中國大學MOOC（慕課）平臺為基礎的新型在線教育模式，為學生提供了前所未有的機會，也為“數字電子技術”課程進行信息化教學改革的順利實施提供了堅實的基礎條件。教學團隊在先進教學理念指導下，借助中國大學MOOC（慕課）平臺，將線上“SPOC+慕課堂”與線下翻轉課堂相結合，從教學方法、課程資源建設、考核評價機制等方面進行了綜合性改革與創新，豐富了教學資源建設，課程教學質量明顯提高。

三、以OBE 理念為核心構建“異步SPOC+ 慕課堂”線上線下混合式教學模式

（一）改革目標

通過比較其他高校的“數字電子技術”課程教學模式，突破“數字電子技術”課程長期以來的傳統教學模式，以OBE（成果導向教育）理念為核心，將慕課、短視頻、EDA（電子設計自動化）仿真技術與工程實際有機結合，通過傳統教學、開放式教學、階段式教學、線上線下混合式教學相結合的方式，逐步形成教學方法多元化、考核方式多樣化、教學手段現代化的教學模式，建立“數字電子技術”課程教學的新理念，重塑應用型本科院?！皵底蛛娮蛹夹g”教學模式，依托線上開放課程實現課前、課中、課后的一體化設計，實現該課程教學與現代信息技術的融合。

（二）構建基于“異步SPOC+ 慕課堂”線上線下混合式教學新模式

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

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

（三）精心設計線上課程和線下教學內容

為培養學生的主動學習能力，創造符合信息技術時代特點的自主學習環境，教學團隊借助中國大學MOOC（慕課）平臺開展異步SPOC 線上教學資源建設。MOOC平臺可創建隨時隨處學習的學習環境，教學視頻可自由回放，較適合培養學生主動學習的能力。教學團隊以北部灣大學的課程教學目標和教學內容為主線，選擇適合網絡教學的課程內容進行線上教學資源建設，目前“數字電子技術”課程線上教學資源可提供邏輯代數、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路的教學視頻、測驗、作業及討論；門電路、555 定時器與脈沖波形產生電路、A/D 與D/A 轉換器教學內容在線下課堂進行講授。

“數字電子技術”課程線上教學由教師在線上提前給學生布置學習內容，學生可通過北部灣大學的學校云SPOC 平臺觀看課程的線上教學視頻，完成線上隨堂測試、每單元測試、每單元作業等，并在討論區參與討論；線下教學有兩種形式：一種是線上教學的延伸，采用翻轉課堂的教學形式，學生將線上學習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的內容在線下課堂教學中實施，采用傳統教學模式，并將EDA 技術引入課堂教學中，便于學生理解晦澀難懂的理論部分。

（四）構建以思維導圖為基礎的形象化知識體系

思維導圖是通過對文字進行歸納、整理、分級，并結合圖形進行圖文的系統性呈現[8]。思維導圖有簡單明了、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聯的知識點形成網絡化結構圖[9]。如何利用概念圖、思維導圖呈現課程教學知識體系，使碎片化的知識形成一個完整的思維導圖，完成課程目標的設計，教學方法的選取是至關重要的。授課教師在“數字電子技術”課程教學中，利用思維導圖構建知識網絡，形成邏輯代數基礎、門電路、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、A/D 和D/A 的網絡關系，通過思維導圖呈現章節知識點主題，構建完整的知識體系。

以“數字電子技術”課程第一章《邏輯代數基礎》的思維導圖為例（表1），在本章中要掌握布爾代數、邏輯函數表示法、邏輯函數化簡3 個知識點，學生通過思維導圖了解所要學習的內容，對知識點有直觀的層次感知，對所學知識有系統的認識。通過思維導圖的訓練，學生可以清晰明了地給出本章各知識點的層次和邏輯關系，能夠掌握本章的重難點知識，有效提高自主學習的效率和質量。課下，學生可以自己設計并繪制本章的思維導圖，進一步加強對知識點的理解與掌握。

表1 第1 章《邏輯代數基礎》思維導圖

（五）構建以學生為中心的線上線下教學環節

雖然MOOC 平臺上的視頻回放打破了時空限制，使學生的學習更加便利，但學生的自學能力存在很大的差異，有的學生在自主學習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環節中要精心設計教學活動，將課前、課中、課后的教學設計意圖與信息技術的應用形成有機整體，確立每次課的教學目標。線上教學活動中，在課前，教師既可以借助MOOC 平臺提前將預習資料發布給學生，也可以借助QQ 群向學生推送實踐教學內容；在課中，教師解答本次課學生預習時發現的比較集中的疑難問題，組織學生開展討論，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；在課后，總結本次課的教學效果，并通過慕課堂和異步SPOC 平臺將下次課的具體學習任務和學習要求發布給學生。以邏輯函數卡諾圖的化簡方法的教學活動設計（表2）為例，學生對卡諾圖化簡的引入、卡諾圖化簡的實質、卡諾圖化簡的基本方法和具有無關項的化簡方法逐步層層深入學習，這樣設計的教學環節，學生能夠預先知道學習目標，帶著問題進課堂，課后有反思，學生學習效率進一步提高，有利于培養學生的主動學習能力。

表2 “邏輯函數卡諾圖的化簡方法”教學活動設計

線下教學環節設計更注重學生學習能力的培養，教師利用信息技術和EDA 技術將工程實踐引入線下課堂教學中，以電路仿真、短視頻形式呈現該課程中邏輯部件的典型應用電路的分析與設計，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合，進一步激發學生的學習熱情，使學生的工程實踐能力得到進一步培養。

四、依托線上教學和線下教學建立課程評價體系

課程考核是課程建設的重要環節，既是評價教師教學效果的重要手段之一，也是檢驗學生學習效果的重要手段，還是評價課堂教學質量的重要依據之一[10]。線上線下混合式教學模式決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。線上教學考核應注重過程考核，實施全過程評價，通過學習過程監控和考核等方式綜合判斷、評價學生的學習效果和能力水平；線下教學可采用傳統的線下考核方式，通過過程監控和試卷考試等方式進行綜合評價。

北部灣大學“數字電子技術”課程考核由線上考核、線下考核及實驗考核3 部分構成（表3）。線上考核主要依托中國大學MOOC 平臺資源的學情數據，包括視頻學習、線上隨堂練習、線上單元作業、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成績，這些線上數據為全面分析線上教學環節的實施效果提供了客觀的依據，更加注重學習過程的考核。線下考核主要包括線下翻轉課堂的集中分組討論、課堂出勤、課堂表現、線下課后書面作業及期末考試組成，這些面對面的考核形式進一步豐富了學生的學習過程，可以為教師提供更多角度來評價學生綜合能力和學習效果。實驗考核分為課前實驗預習，課中動手實踐，課后實驗數據的整理、分析與處理，實驗總結等構成，每部分占比不同，教師依據實驗課程實施過程中學生在各個教學環節的具體表現對學生做出客觀評價?？傊鹃T課程考核評價方式從以往的終結性評價轉變為注重過程考核的多元化評價，體現了對學生的學習過程和學習能力的多維度考查，實現了課前、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 “數字電子技術”考核評價體系設計

中國大學MOOC 平臺資源的學情數據包括學生參與視頻學習學情分析、課堂活動統計分析、課堂答題榜、課堂簽到榜、討論榜、參與答題人數統計、答題正確率統計等。這些學情數據分析能夠客觀反映學生參與學習過程的情況。教師可根據學生答題及討論情況，了解學生對知識點的掌握程度，并根據掌握程度確定后續教學內容的更迭，更加有利于教學質量的提高。

五、結束語

北部灣大學以獲批省級一流專業建設為契機，依托省級線上線下混合式一流課程的建設目標，鼓勵教師積極參與課程教學的改革與建設，有效地推動了課程教學的改革。通過對北部灣大學通信工程專業、電子信息工程專業進行教學改革的探索，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活動中，教學活動由以“教師為主體”向以“學生為主體”轉變。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，改革后考核內容包括線上自主學習、線下課堂教學考核和實驗考核，線上考核更加注重考核學生自主學習效果與能力、線下課堂考核更加注重學生參與程度及對知識的綜合應用能力、實驗考核更加注重對學生實驗技能和實驗操作能力的考核，這樣的考核更加體現能力考核和過程考核。在教學實施過程中，學生自主學習、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，取得了較好的教學效果。