基于科教融合的高等工程教育混合式教学实践——以射频识别技术与应用课程为例

钱 慧 袁家德

（福州大学物理与信息工程学院 福建·福州 350116）

物联网工程专业是我国教育部2010年批准设立的高等学校战略性新兴产业相关的本科新专业。福州大学物联网工程是教育部批准的福建省内第一批本科专业。物联网工程是一个涉及计算机、通信工程、电子科学与技术、材料等相关专业的交叉学科。虽然，物联网工程专业已经筹建近10年。但是，相对于具有悠久历史的成熟专业来说，物联网工程专业的课程体系、实践教学规范等都在不断的完善中。目前，全国物联网工程方面的综合性人才严重不足，原有计算机、通信工程、电子科学与技术等相关方面的资深工程师继续通过再次学习，才能满足社会发展对人才综合素质不断提高的需求。

近年来，MOOC（Massive Online Open Course,MOOC）教学、翻转课堂、SPOC（Small Private Online Course，SPOC）等在线教学方式兴起。与传统教学相比，这些在线教学具有资源丰富、媒体呈现多样、学习方式灵活等优点。但是，这些教学方式由于缺乏面对面的社会性教学互动，工科大学生的动手实践课程往往难以开展，出现知识概念虚拟抽象化、碎片化等一系列问题。现有的在线教学往往出现理论教学与实践教学脱节的情况，造成学习者的认知负荷。因此，结合各种新兴的物联网感知技术，通过科教融合，将科研课题融于实践教学活动中，探索多模态虚实融合的混合式教学模式才是工科新一代在线教学的发展趋势。本文针对现有混合式教学模式的现状，以射频识别技术与应用为例，介绍混合式教学过程，并给出了教学案例。

1 混合式教学实践过程

在射频识别技术与应用课程中，教师团队借助教育平台和线下教学完成了导学、督学、促学、助学活动。

（1）导学支持：主要体现在帮助学生了解授课形式，激发学生的自主学习能力。首先，主讲教师团队在本门课程的开学第一周，集中在线下对本门课程的学习形式进行介绍，辅助学生了解教育平台。其次，网络在线辅导教学团队在授课过程中，对各个小组作业进行评价反馈，激发学生的积极性。此外，网络在线辅导教学团队还通过教育平台，组织论坛主题进行讨论，并对学生的交流情况进行点评。

（2）督学支持：主要体现在对学生学习进度的督促以及学习质量的监督。主讲教师团队通过教育平台以公告的形式向学生发布学习信息，并通过邮件发布给每位学生，督促学生课前完成知识点的学习。网络在线辅导教学团队实时关注学生的在线学习情况，对于学习进度低于班级平均水平的学生预计警示。

（3）促学支持：主要体现在促进学生自主学习。首先，通过教学平台，学生和教师都可以实时获取学生的学习数据，从而可以促使学生了解自身存在的学习问题，更积极地学习。其次，本门课程以小组的方式进行实践训练，每位学生在团队中，通过实践教师团队的引导以及团队成员的相关鼓励，可以帮助学生从理论走向实际，激发学习热情。

（4）助学支持：主要体现在帮助学生答疑解惑。主讲教师团队和网络在线辅导教学团队通过线下教学、教学平台以及QQ群，为学生及时地准备答疑反馈，提高学生的学习积极性和学习质量。

表1：学习评价考核表（教师）

2 混合式教学的评价体系

混合教学课程在评价中注重将学习过程、学生的团队协作情况、自我评价和组员之间的互评纳入学习评价考核体系。射频识别技术与应用课程的学习评价考核主要有学习过程评价、团队协作评价和专业技术能力评价三个部分组成（见表1）。

3 教学案例

本文实际射频识别技术与应用课程的具体课程为例，说明混合式教学过程。如下所示，教学包含两个阶段：

3.1 学生自主学习阶段

设计意图：锻炼学生自主学习能力。

课前，教师将“应答器天线电路”这一节的学习视频教程以及相关素材上载到课程教学网站“大学MOOC-爱课程”平台，并明确学习所对应的在线课程内容。

在教师团队组建的QQ群平台中，公布课程学习内容以及核心学习目标，并对学生进行分组。福州大学物联网工程专业本科生每年招生55人，每年学生人数因转专业等情况，细微有一定差异。在自主学习阶段，学生平均5-6人为1小组，由每个大组的负责人将学习情况以及疑难问题反馈给教师。

3.2 课堂教学阶段

设计意图：辅助学生巩固课程自主学习内容，并结合实例，激发学生自主学习兴趣。

3.2.1 导入课程（5分钟）

首先，针对本次的任务进行介绍，我国射频识别应答器标签芯片的市场情况进行说明，了解我国在应答器标签芯片方面的技术瓶颈，加强物联网学生以我国信息产业发展为己任的责任感教学；其次，对每组负责人收集到的学习情况以及疑难问题进行点评。

3.2.2 重点/难点解析（20分钟）

针对本次学习收到的疑难问题以及重点、难点问题予以解析，引导学生理解应答器标签从阅读器中恢复能量的工作原理。主要包括：理解应答器天线等效电路特性；并联谐振电路与串联谐振电路的电压与功率；理解等效面积与天线增益之间的关系。

3.2.3 案例展示及应用分析（20分钟）

解析上一年级本科生的设计案例（宽频带圆极化螺旋偶极子天线设计），解析应答器标签的设计过程，采用抢答竞赛的形式，教师选择4组代表发表各组关于应答器标签天线设计的观点，主要包括天线结构、带宽、设计增益、尺寸之间的关系，对现有市场的应答器标签的天线辐射性能进行分析，说明应答器标签芯片与天线设计的匹配关系。

3.2.4 课后作业

安排每个小组对本次课程的学习情况进行总结，分享我国射频识别应答器标签芯片的市场情况，并上传到教育平台。

4 结语

本文以射频识别技术与应用课程为例，介绍了线上线下混合式课程的教学模式。在课程建设过程，课程的教学团队关注物联网行业的应用需求，教学注重理论与实践相结合，将教师本人的研究成果进行产业化，并逐步融入课程内容。本门课程经过五年多的时间取得了良好的效果，激发学生的学习热情，培养学生分析实践问题，综合运用知识解决实际工程问题的能力。射频识别设计与应用的线上课程在大学MOOC平台上线后，获得了广泛的关注，线上学习参与互动的人数由第1学期的10人上升到182人，发帖总数由20人上升到635人。而近年来，根据学校提供的学生评教数据显示，课程的评教成绩从原有的85.5上升到94.1。