互联网+教育的电子技术系列课程教学模式

刘伟强， 王成华， 洪 峰， 王龙军， 胡志忠

(南京航空航天大学 电子信息工程学院， 江苏 南京 211106)

0 引言

随着信息技术和互联网的高速发展，网络和移动终端等技术提供了更多开放式的学习手段，慕课MOOC(Massive Open Online Course)课程的出现使得实施新型教学方式成为可能[1～2]。与此同时，电子技术的设计、仿真和实践的工具都在快速更新，突破了原有教学的局限。此外，航空、航天、民航等国家重点行业对研究性和创新型电子信息人才的需求也在高速增长。这些都为在互联网+教育的新形势下高校电子技术系列课程的教学模式改革创造了机遇又带了挑战[3]。

电子技术系列课程强调理论学习与工程实践并重，在当前互联网+教育的新形势下，以下三个基本问题更为突出：

(1)如何依托互联网提高学生学习主动性?

(2)如何引导学生开展研究性学习?

(3)如何提升学生工程实践与创新能力?

针对上述问题，我院电子技术教学团队在国家级电工电子实验教学中心、国家级教学团队的支撑下,在开展国家级精品课程、国家规划教材建设的推动下,对电子技术系列课程的载体、内容、教学方法、考核方式等进行全面改革，形成了基于互联网突出自主性的新型教学模式。

1 新型电子技术系列课程教学模式

我院电子技术教学团队提出的新型电子技术系列课程教学模式如图1所示。

1.1 创建基于SPOC课程的“自主学习”教学方式

在慕课资源的基础上，我院电子技术教学团队开展了小型私有在线课程SPOC(Small Private Online Course)的建设。建设了SPOC理论学习自助平台。在爱课程、超星网、中国大学慕课网上建设了全面立体的网络开放课程及SPOC资源，包括“电子线路”、“数字电路”、“通信电子线路”等课程。其中“电子线路”课程的SPOC课程及线上知识点如图2所示，多层次实验项目如图3所示。

图1 新型电子技术系列课程教学模式

图2 “电子线路”SPOC课程及线上知识点

图3 多层次实验项目

学生可以通过网上视频进行自学及自我测试，并可以随时查看自己的排名，也可通过手机APP与教师和其他学生进行在线交流讨论。网上资源具体包括：系列课程全部内容及电子设计的授课视频；各知识点的教案及思考题作业；进度、通知、作业、考核、统计等管理的网络体系；教学大纲、教学计划、教案、习题、实验指导、参考文献、网上答疑、在线测试等开放资源。

借此建立让学生掌握学习主动权的理论学习模式。以SPOC平台为载体，学生课前在线学习，课上在教师的主导下深化、研讨、提高、应用。根据知识点的特点和学生差异性，通过设置闯关、顺序、开放等不同SPOC模式，通过穿插快速小测试，帮助学生即时检查理解程度；学生可查看自身学习排名等情况，自行调整学习次数、进度、步骤等；学生在线上线下自由提问讨论。教师实时掌握学生学习反刍比、日志、提问、讨论活跃度及表现等数据信息。

同时还改革了考核方式，实现过程考核。课程的成绩考核注重考查学生全方面表现，包括线上和线下考核两部分。线上考核包括：视频短片后的快速小测试、观看视频的频率和时间以及在线讨论等。线下考核包括平时作业提交情况、课堂表现、章节测试、期中考试成绩和期末考试成绩。

1.2 实现基于微平台的“自主实践”培养方式

以微平台为载体，建设自主实践平台。教学团队与美国DIGILENT公司联合设计开发了便携式实验微平台，如图4所示。

图4 实验微平台实物图

学生使用微平台，可以通过我校电工电子实验中心提供的网上实验视频资源自主开展实验，不受时间地点的限制。微平台设有实验项目库，分为基础性、设计性及综合性实验，其中综合性实验以复杂工程问题为主。通过微平台，学生可以在图书馆、宿舍、教室等地点完成实践，时间自主安排，内容自由选择。成绩评定除常规检查内容外，还增加作品展示、演示答辩及讨论等环节。

自主实验平台发挥了学生自主性，转变了教师角色。在教学方式上采用网络授课、自主研学、课堂研讨相结合的教学模式，引导学生自主学习，发挥学生的主体作用。

1.3 建立基于主题创新区的“自主创新”培育方式

以现代电子技术为主题，围绕通信电路设计、功率电路设计和物联网应用等方向，为学生提供了竞赛、科创和科研平台。在这个平台上，创建主题鲜明的科创空间。在主题创新区，围绕三个方向每年设立大学生科创项目，学生持续开展科创活动，养成科创素养，形成科创积淀。培养了学生解决复杂工程问题的能力。

建立广泛全面的竞赛机制。以电子设计竞赛为牵引，学生通过参与竞赛，将理论和实践融会贯通，培养了团队协作和拼搏精神。

创造引导鼓励的科研机会。依托教师团队承担的航空航天重大需求的科研课题，吸纳优秀学生参与科学研究，学生在科研工作中领会科研精神，掌握科研方法，在高水平论文、发明专利等方面取得学术成果。

学生可以通过网上预约，进行在线讨论交流。还可组建科创团队，通过自愿参与、自选题目、自定计划、自发协作及自我评价，在平台上开展自主创新闭环研学活动。

2 实施过程与效果

下面以“电子线路”课程为例，讲述课程改革的具体实施过程。“电子线路”理论课程64学时，全部内容分割为197个知识点视频，每个知识点视频不超过15分钟。学生注册账号后需要在规定的时间内预习完章节视频，可以在课前或课后和教师及其他学生通过APP进行在线讨论和交流，如图5所示。上课后教师根据网上数据掌握学生自主学习的情况，通过分析、设计、问答等环节对知识点进行提高性的讲解和讨论。学生可以查看自身学习情况及线上成绩排名，如图6所示。

课程的成绩考核注重考查学生全方面表现，包括线上(占比40%)和线下(占比60%)考核两部分，其中线上成绩又分为视频观看情况、网上讨论情况、访问数和课程测试四个部分。

实验方面，学生通过微平台，可以自主选择8个基础性和综合设计性的实验题目，成绩评定通过抽查4个实验的结果作为基础分，此外，通过学生的代表性实验作品展示、演示答辩及讨论等环节可以获得附加分。

近四年，我校电子技术系列课程教学每学年都涉及到电子信息学院等8个学院17个专业的本科生1800余人。SPOC平台还以慕课方式对外开放，课程受益面涵盖省内外(安徽、山东等)高校师生和社会人员。

图5 手机APP应用在线讨论

图6 学生查看自身学习情况界面

学生对突出自主性的教学模式改革有清晰理解和高度认同，问卷调查结果表明：学生对该教学模式的满意度高达94.2%。经过新教学模式培养的本科学生在课外研学及学科竞赛中取得了优异成绩。

3 结语

通过基于互联网+教育的电子技术系列课程教学改革，我们建立了“基于SPOC和微平台、线上线下有机结合”的教学资源，构建了学生“自主学习、自主实践、自主创新”的教学模式，并形成了“强化过程考核、激发主动钻研”的评价激励机制。此教学改革经过教学实践取得了显著的效果。