基于中国大学MOOC（慕课）的“数字电子技术”课程线上线下混合式教学模式研究与实践

曲 伟，邱成军，曲 艺

（北部湾大学，广西 钦州 535011）

一、引言

在“中国教育现代化”的新要求引领下，国内高校利用互联网积极开展线上课程建设与应用，信息化教学手段已成为各高校进行课程教学改革的重要指导方向。党的十九大报告中指出，“建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程”[1]。2018年4月，教育部出台了《教育信息化2.0 行动》[2-3]。在2018年全国教育大会强调“加快推进教育现代化、建设教育强国”的新要求[4]。2019年2月，中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》[5]。这些文件的出台促进了教育信息化战略的实施，为高校教学改革提供了积极有力的政策背景。

北部湾大学具有“一带一路”的地缘优势，在此背景下，北部湾大学积极建设网络教学资源，鼓励教师建设适合本校学生特点和培养需求的线上线下混合式教学课程及考核评价体系，鼓励学生利用课下时间和碎片化时间进行自主学习。北部湾大学“数字电子技术”课程教学团队坚持工程教育专业认证“以学生为中心、成果产出、持续改进”的教育理念，创新教学模式和教学方法，积极开展混合式教学模式的课程教学改革。自2020年以来，教学团队开展了基于中国大学MOOC（慕课）的“数字电子技术”“异步SPOC+慕课堂”线上线下混合式教学模式的改革。

二、“数字电子技术”课程线上教学的动因

“数字电子技术”是电子类专业的重要基础课程之一，是一门理论与实践紧密结合的课程，其教学目标是使学生熟悉数字电子技术的基本知识、基本概念、基本分析和基本设计方法，掌握各种数字MSI 芯片的应用电路，学会使用常用电子仪器仪表测量、调试数字电路的方法，具备进行常规数字电路设计的初步能力，具备将数字电子技术应用于工程技术领域的初步能力。目前，学生采用科学方法对工程领域问题进行研究的能力偏弱，加之该课程与“电路分析”“模拟电子技术”等课程关联较强，学生理解起来较为困难；在实践教学内容上，学生要通过实验设计、实验实施、实验数据分析与处理，得到合理有效的实验结论，这一实践过程对于学生而言有一定的难度。

传统的教学模式多是教师占主导，教学模式单一，学生参与度较弱，多数学生课前不预习、课后复习不到位，教学效果不尽理想。以中国大学MOOC（慕课）平台为基础的新型在线教育模式，为学生提供了前所未有的机会，也为“数字电子技术”课程进行信息化教学改革的顺利实施提供了坚实的基础条件。教学团队在先进教学理念指导下，借助中国大学MOOC（慕课）平台，将线上“SPOC+慕课堂”与线下翻转课堂相结合，从教学方法、课程资源建设、考核评价机制等方面进行了综合性改革与创新，丰富了教学资源建设，课程教学质量明显提高。

三、以OBE 理念为核心构建“异步SPOC+ 慕课堂”线上线下混合式教学模式

（一）改革目标

通过比较其他高校的“数字电子技术”课程教学模式，突破“数字电子技术”课程长期以来的传统教学模式，以OBE（成果导向教育）理念为核心，将慕课、短视频、EDA（电子设计自动化）仿真技术与工程实际有机结合，通过传统教学、开放式教学、阶段式教学、线上线下混合式教学相结合的方式，逐步形成教学方法多元化、考核方式多样化、教学手段现代化的教学模式，建立“数字电子技术”课程教学的新理念，重塑应用型本科院校“数字电子技术”教学模式，依托线上开放课程实现课前、课中、课后的一体化设计，实现该课程教学与现代信息技术的融合。

（二）构建基于“异步SPOC+ 慕课堂”线上线下混合式教学新模式

SPOC 是指利用中国大学MOOC（慕课）平台和教学手段进行授课的校内课程。借助SPOC 平台资源可实现线上线下混合式教学，改善单一教学模式的局限性，使学生的学习效果达到最佳[6-7]。教学团队在教学改革过程中始终坚持“以学生为本，以能力为核心”的教学改革目标，依托互联网构建线上线下混合式教学模式，将教师“满堂灌”的传统教学模式逐渐过渡到以教师为主导、学生为主体的线上线下混合式教学模式，实现教学改革的总体目标。

2020年3月，“数字电子技术”课程率先开展基于异步SPOC 的线上线下混合式教学模式的教学改革，利用中国大学MOOC（慕课）建立的北部湾大学学校云，开展翻转课堂教学。目前，该课程共开设6 期异步SPOC 课程，使用课程教学团队建设的慕课资源开展混合式教学。

（三）精心设计线上课程和线下教学内容

为培养学生的主动学习能力，创造符合信息技术时代特点的自主学习环境，教学团队借助中国大学MOOC（慕课）平台开展异步SPOC 线上教学资源建设。MOOC平台可创建随时随处学习的学习环境，教学视频可自由回放，较适合培养学生主动学习的能力。教学团队以北部湾大学的课程教学目标和教学内容为主线，选择适合网络教学的课程内容进行线上教学资源建设，目前“数字电子技术”课程线上教学资源可提供逻辑代数、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路的教学视频、测验、作业及讨论；门电路、555 定时器与脉冲波形产生电路、A/D 与D/A 转换器教学内容在线下课堂进行讲授。

“数字电子技术”课程线上教学由教师在线上提前给学生布置学习内容，学生可通过北部湾大学的学校云SPOC 平台观看课程的线上教学视频，完成线上随堂测试、每单元测试、每单元作业等，并在讨论区参与讨论；线下教学有两种形式：一种是线上教学的延伸，采用翻转课堂的教学形式，学生将线上学习过程中未解决的问题带入到线下课堂中，并以分组讨论形式授课[4]；另一种是将不适合线上教学的内容在线下课堂教学中实施，采用传统教学模式，并将EDA 技术引入课堂教学中，便于学生理解晦涩难懂的理论部分。

（四）构建以思维导图为基础的形象化知识体系

思维导图是通过对文字进行归纳、整理、分级，并结合图形进行图文的系统性呈现[8]。思维导图有简单明了、主次分明、层次明显等特点，以一个主题为中心，不同次级分支将各个相关联的知识点形成网络化结构图[9]。如何利用概念图、思维导图呈现课程教学知识体系，使碎片化的知识形成一个完整的思维导图，完成课程目标的设计，教学方法的选取是至关重要的。授课教师在“数字电子技术”课程教学中，利用思维导图构建知识网络，形成逻辑代数基础、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、A/D 和D/A 的网络关系，通过思维导图呈现章节知识点主题，构建完整的知识体系。

以“数字电子技术”课程第一章《逻辑代数基础》的思维导图为例（表1），在本章中要掌握布尔代数、逻辑函数表示法、逻辑函数化简3 个知识点，学生通过思维导图了解所要学习的内容，对知识点有直观的层次感知，对所学知识有系统的认识。通过思维导图的训练，学生可以清晰明了地给出本章各知识点的层次和逻辑关系，能够掌握本章的重难点知识，有效提高自主学习的效率和质量。课下，学生可以自己设计并绘制本章的思维导图，进一步加强对知识点的理解与掌握。

表1 第1 章《逻辑代数基础》思维导图

（五）构建以学生为中心的线上线下教学环节

虽然MOOC 平台上的视频回放打破了时空限制，使学生的学习更加便利，但学生的自学能力存在很大的差异，有的学生在自主学习过程中不清楚知识重点与难点在哪，没有针对性强的问题和反馈，这就要求教师在教学环节中要精心设计教学活动，将课前、课中、课后的教学设计意图与信息技术的应用形成有机整体，确立每次课的教学目标。线上教学活动中，在课前，教师既可以借助MOOC 平台提前将预习资料发布给学生，也可以借助QQ 群向学生推送实践教学内容；在课中，教师解答本次课学生预习时发现的比较集中的疑难问题，组织学生开展讨论，同时借助慕课堂测试，以及腾讯课堂、腾讯会议、QQ 会议等方式开展互动式教学；在课后，总结本次课的教学效果，并通过慕课堂和异步SPOC 平台将下次课的具体学习任务和学习要求发布给学生。以逻辑函数卡诺图的化简方法的教学活动设计（表2）为例，学生对卡诺图化简的引入、卡诺图化简的实质、卡诺图化简的基本方法和具有无关项的化简方法逐步层层深入学习，这样设计的教学环节，学生能够预先知道学习目标，带着问题进课堂，课后有反思，学生学习效率进一步提高，有利于培养学生的主动学习能力。

表2 “逻辑函数卡诺图的化简方法”教学活动设计

线下教学环节设计更注重学生学习能力的培养，教师利用信息技术和EDA 技术将工程实践引入线下课堂教学中，以电路仿真、短视频形式呈现该课程中逻辑部件的典型应用电路的分析与设计，加强了工程实际案例的直观化、形象化和实际化，使理论与实践紧密结合，进一步激发学生的学习热情，使学生的工程实践能力得到进一步培养。

四、依托线上教学和线下教学建立课程评价体系

课程考核是课程建设的重要环节，既是评价教师教学效果的重要手段之一，也是检验学生学习效果的重要手段，还是评价课堂教学质量的重要依据之一[10]。线上线下混合式教学模式决定了以往的由期末考试一考定成绩的考核方式不再适用，考核方式必须向注重过程的考核方式过渡，建立注重过程考核的多元化课程评价体系。线上教学考核应注重过程考核，实施全过程评价，通过学习过程监控和考核等方式综合判断、评价学生的学习效果和能力水平；线下教学可采用传统的线下考核方式，通过过程监控和试卷考试等方式进行综合评价。

北部湾大学“数字电子技术”课程考核由线上考核、线下考核及实验考核3 部分构成（表3）。线上考核主要依托中国大学MOOC 平台资源的学情数据，包括视频学习、线上随堂练习、线上单元作业、线上单元测验、讨论回帖等；慕课堂可以提供上课出勤和课堂小练习成绩，这些线上数据为全面分析线上教学环节的实施效果提供了客观的依据，更加注重学习过程的考核。线下考核主要包括线下翻转课堂的集中分组讨论、课堂出勤、课堂表现、线下课后书面作业及期末考试组成，这些面对面的考核形式进一步丰富了学生的学习过程，可以为教师提供更多角度来评价学生综合能力和学习效果。实验考核分为课前实验预习，课中动手实践，课后实验数据的整理、分析与处理，实验总结等构成，每部分占比不同，教师依据实验课程实施过程中学生在各个教学环节的具体表现对学生做出客观评价。总之，本门课程考核评价方式从以往的终结性评价转变为注重过程考核的多元化评价，体现了对学生的学习过程和学习能力的多维度考查，实现了课前、课中、课后评价一体化，综合成绩的评定更加合理和客观。

表3 “数字电子技术”考核评价体系设计

中国大学MOOC 平台资源的学情数据包括学生参与视频学习学情分析、课堂活动统计分析、课堂答题榜、课堂签到榜、讨论榜、参与答题人数统计、答题正确率统计等。这些学情数据分析能够客观反映学生参与学习过程的情况。教师可根据学生答题及讨论情况，了解学生对知识点的掌握程度，并根据掌握程度确定后续教学内容的更迭，更加有利于教学质量的提高。

五、结束语

北部湾大学以获批省级一流专业建设为契机，依托省级线上线下混合式一流课程的建设目标，鼓励教师积极参与课程教学的改革与建设，有效地推动了课程教学的改革。通过对北部湾大学通信工程专业、电子信息工程专业进行教学改革的探索，更新了授课教师的教育理念，以“OBE”为核心教育理念始终贯穿于教学活动中，教学活动由以“教师为主体”向以“学生为主体”转变。对课程评价体系也做了改革，改革前的课程考核只有期末考试和实验报告形式，改革后考核内容包括线上自主学习、线下课堂教学考核和实验考核，线上考核更加注重考核学生自主学习效果与能力、线下课堂考核更加注重学生参与程度及对知识的综合应用能力、实验考核更加注重对学生实验技能和实验操作能力的考核，这样的考核更加体现能力考核和过程考核。在教学实施过程中，学生自主学习、独立思考、分析问题和提出问题等能力得到提高、团队合作意识加强，取得了较好的教学效果。