“数字电子技术”的MOOC融合式教学

2017-04-15刘文涵李星宇

电气电子教学学报 2017年6期

田曦，刘文涵，李星宇

(国防科学技术大学电子科学与工程学院，湖南长沙 410073)

0 引言

自2012年起，大规模在线开放课程MOOC(Massive Online Open Course)作为一种全新的在线教育模式在极短的时间内引起了人们广泛关注[1]。MOOC由课程建设、教学互动、教学管理、教学环境、制度机制等层面构成，将以往传统教学中“教为中心”转变为“学为中心”，真正地实现了“课堂翻转”。这种全新的知识传播模式和学习方式，颠覆了传统学习模式，开启了“指尖上学习”的新时代。

我们经过数年地不断探索发现，结合MOOC特点，开展传统课程融合式教学具有很好的应用前景[2]。作为军队院校，面向新型作战力量建设、部队指挥管理、装备建设保障等方面的新变化，充分利用MOOC特点，开启“在岗在线学习”与“短期集中研讨”，“在线虚拟实验”与“课内答疑研讨”相融合的教学模式；重视学生的个性化学习要求，强化学生创新能力培养。这种融合式教学使传统教育在规模化、个性化和创新性三要素均衡发展上取得了突破。

“数字电子技术”课程是电子类专业的一门基础必修课程，是此后的“信号与系统”、“DSP 技术”和“语音信号处理”等专业课的理论基础；同时也是通信工程、计算机领域的重要参考课程[3]。

为此，本文结合我们从事 “数字电子技术”课程MOOC教学改革的体会，探讨如何利用MOOC实现“数字电子技术”课程融合式教学。

1 MOOC的意义和特质

我校的MOOC学习平台取名为“梦课学习平台”，该平台具有简约性、针对性和自主性的特点。学员只要有普通网站的使用经验，无需培训就可以进入平台自主学习。

目前，平台上提供的服务包括微视频授课、课程论坛、学习进度跟踪、随堂测试、客观作业评判、课程考试等具有MOOC特色的学习支撑功能，以及用户管理、课程管理、学习过程管理和学习数据查询等前、后台管理功能。正进一步筹划建设课程资源自助管理、主观作业同伴互评、大数据分析挖掘等扩展性功能。

1)MOOC的意义

MOOC的核心关键词为大规模、在线和开放。它极大地降低了学习的门槛，通过MOOC参加课程学习的不一定是在校大学生，也不一定要先获得某种学历或资质的认可，只要本人有学习的意愿都可以加入进来。更为重要的是，MOOC这一教育形式使得人们终身学习的愿望成为可能。在互联网时代，参与MOOC学习的人群可以突破地域、时段、年龄等限制[4]。

2)MOOC的特质

MOOC课程的双向选择性和自由度十分明显，这也充分彰显其本质和特点。①为了吸引学生参与，MOOC课程的内容具备新颖、充实、实用等特点，而且承担MOOC教学的都是名校名师。也就是说，MOOC有可能将全球最好的教师所讲授的最好的课程放到网上供学生学习，其生源基本上不需要动员；② MOOC引入的反馈与互动模式，一方面极大地调动了学生学习的积极性，另一方面，很好地契合了知识交叉融合的特点，促进了知识点的碰撞和新知识的创造。

2 “数字电子技术”课程结构及特点

“数字电子技术”课程主要包括[5]：

(1)数字电子技术基本概念。它的数字逻辑基础、逻辑门电路、组合逻辑电路等章节，要求学员掌握逻辑代数运算、逻辑函数简化、识别基本门电路以及组合逻辑电路的基本设计和分析等技能；

(2)时序逻辑电路的设计。它的触发器、时序逻辑电路、脉冲信号与整形等章节，要求学员掌握基本触发器的识别与应用、时序逻辑电路的分析和设计方法以及特殊触发器的识别与应用；

(3)数/模转换与模/数转换。主要讲数/模转换与模/数转换基本概念、主要技术指标、典型芯片及其应用。

从“数字电子技术”课程的主要内容可以看出该课程的三大特点:

(1)基础性强：无论是数字逻辑基础中的逻辑变量与逻辑函数的基本概念及其运算，还是基本门电路的识别，以及各类触发器的识别与应用，这些都是数字电子技术领域的基本概念和基础知识，为后续的专业课程理论奠定基础。

(2)实用性强：逻辑组合电路的基本分析与设计、时序逻辑电路的分析与设计，数/模转换与模/数转换等方面都与现实应用有着密切的联系。

(3)关联性强：“数字电子技术”课程经常要用到“电路分析基础”、“模拟电子技术”等先修课程的内容，如果教师对这些课程的知识储备不够，学生又没有进行课前预习，会导致课堂上学员难以充分理解所学内容。

“数字电子技术”课程的特点以及传统课堂条件限制导致其教学偏重基础理论知识的传授，弱化实际应用能力的培养。在教学改革过程中，通过MOOC将课程的主要内容融入其中，既能使学员更好地掌握基础理论知识，又能培养学员实际运用这些知识的能力。

3 MOOC引导下的融合式教学

MOOC借助信息网络技术有助于建立全员学习、开放学习、终身学习的现代教育模式，但是，MOOC也有其不足，如在线问题不易深入，不易监督学员学习。如果学员主动性不够，学习效果会大打折扣。为了避免MOOC的这些不足，同时结合传统教学本身的固有优势，我们考虑在MOOC的引导下，充分发挥MOOC的特点，进行融合式教学改革，这是我们教学改革的一大亮点，具体包括以下几点：

1)管理好学员“碎片化”时间

军校学员在正常上课之外，还需要开展训练、政治理论学习等一系列活动，整块时间不充裕，课余时间呈现“碎片化”特点。利用业余时间系统复习、教员答疑的效果并不是十分明显。因此，我们根据MOOC的特点，管理好学员的“碎片化”时间。教师根据已有的教学经验，站在学员角度，预测学员可能会遇到的问题，线下将课程内容预先进行提炼总结，整理重点、难点，将常见的问题做成几分钟、十几分钟的小视频，这样既保证了知识点的学习回顾，也能充分利用学员的业余时间。例如：在时序逻辑电路的分析与设计、同步/异步时序逻辑电路设计中，既有相同部分又有差异存在，学员经常会弄混。教员将两者差异做成几分钟的小视频，就能够很好地帮助学员解决这个问题。同时，教师要保持在线率，增加教师在线答疑的时间，确保学员提出的问题能够得到及时有效的回复。笔者发现，有些学员在课堂或课间不主动问问题，有着怕生、怕教师觉得问题简单而丢面子的顾虑，在线交流很好地解决了这个问题。

2)为学员提供广阔的视野

MOOC教学有着传统教学不能相比的优势，就是可以在线连接丰富的网络资源。“数字电子技术”课程有着关联性强的特点，传统课堂教学往往不能很好地适应这一特点，例如：为了达到稳频的效果，在多谐振荡器中需要接入石英晶体，这是由石英晶体的电抗频率特性决定的，传统课本上只是给出一幅电抗频率特性图，没有具体讲述原因，学员们也只是单纯地记住，而不能深入地了解根本原因。然而在MOOC教学上，这一问题可迎刃而解，涉及到其他知识点，一个网页链接就能轻松解决。这样极大地解决了学生上课难、遇到问题无从下手的问题，但同时也对教师提出了更高的要求，要求教师能够认识什么样的知识点需要额外链接，额外链接课程学习的内容要怎样把握，这都是需要教师注意的问题。

我校鼓励学员跨学科学习交流，鼓励研究生自主选修国内外人文社科、管理及军事类优质课程，利用MOOC便可以容易地实现跨学科交流，以培养复合型创新型人才，促进技术与军事的融合和研究生综合能力素质的提升和拓展。

3)学习成绩考核改善

传统的教学模式为期中测试、期末测试结合平时课堂表现作为学员最终的课业成绩。但这样的考核方法可能会导致学员只在考试前突击复习一段时间，虽然最后成绩也可能会令人满意，但达不到教学目的。随堂测试既耽误上课教学时间，又需要教员批改作业，耽误时间且效果不见得好。随着MOOC大力推广，“微课堂、微作业、微测验、微互动”这样无“微”不至的学习体验逐步融入学员的生活。 “交互式练习”激发了学员创新思维，锻炼了创新能力。同时，在线作业也随时能加深对所学内容的理解和巩固。课程学习结业之后，MOOC颁发的“微证书”还可以激发学员学习的动力。

4)线上教学，线下讨论效果明显

MOOC可以改变传统的“教师为中心、学生为客体”的灌输式教育模式，将其转变为“教师为主导、学生为主体”的教育模式；MOOC可能改变课上与课下的关系，因为“课上教师讲授基础知识，课下学生领悟扩展知识”的低效教育模式可能被“课下学生自学基础知识，课上师生面对面研讨扩展知识”的新模式取代。

我们总的判断是，MOOC课程可以有效支持大学课堂教学改革，可以有效提高大学整体教育质量。例如，我们的教师团队制作的“数字电子技术”MOOC课程，在2013级270名新生中探索了“翻转课堂”的教学改革，学员将基础知识的学习放在课下通过MOOC课程自主完成，课堂时间主要开展师生互动的研讨式教学，教师的主导性和学生的主体性均得到彰显，获得积极反响。