尹曉琦， 楊玉東， 王林高， 王士湖

(淮陰工學(xué)院 電子信息工程學(xué)院，江蘇 淮安 223003)

信息類課程多元化教學(xué)與自主學(xué)習(xí)模式探究

尹曉琦， 楊玉東， 王林高， 王士湖

(淮陰工學(xué)院 電子信息工程學(xué)院，江蘇 淮安 223003)

信息技術(shù)類專業(yè)課程中的概念相對(duì)抽象，內(nèi)容復(fù)雜多樣。在“通信原理”“信號(hào)與系統(tǒng)”等多門專業(yè)課程的教學(xué)過(guò)程中，采用以虛擬仿真技術(shù)輔助多媒體課堂教學(xué)，推行項(xiàng)目化教學(xué)以提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，并在互聯(lián)環(huán)境下通過(guò)云班課、課程網(wǎng)站、私播課平臺(tái)等多元化途徑為學(xué)習(xí)者提供了多種選擇機(jī)會(huì)，構(gòu)建互聯(lián)環(huán)境下自主協(xié)同學(xué)習(xí)新模式, 對(duì)提高學(xué)生的應(yīng)用能力和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性起到很好的促進(jìn)作用。

互聯(lián)網(wǎng)； 云班課； 自主協(xié)同學(xué)習(xí)； 虛擬仿真技術(shù)

隨著信息技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等多元化模式，而信息技術(shù)類專業(yè)課程的概念相對(duì)抽象，內(nèi)容復(fù)雜多樣。傳統(tǒng)的課程教學(xué)偏重于知識(shí)的傳授，而目前在大眾化教育的背景下，高等教育更加關(guān)注專業(yè)人才的個(gè)性化培養(yǎng)。本文通過(guò)將新型教學(xué)手段應(yīng)用于教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了教師與學(xué)生之間的及時(shí)交流與反饋，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)更具有自主協(xié)同性，在教學(xué)中更加凸顯其主體作用。

1 信息類課程的多元化教學(xué)

1.1 將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)

虛擬仿真技術(shù)是利用人工智能、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等進(jìn)行的高級(jí)人機(jī)交互技術(shù)，其特點(diǎn)是以虛擬仿真環(huán)境為依托，以虛擬化的多元路徑學(xué)習(xí)為標(biāo)志，以大學(xué)生自主學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，以學(xué)習(xí)力提升為目的一種現(xiàn)代教育技術(shù)[1]。在信息類課程教學(xué)方面，主要是利用虛擬仿真技術(shù)，用軟件實(shí)現(xiàn)儀器仿真，強(qiáng)調(diào)軟件的主體作用，利用仿真軟件中各種系統(tǒng)模型的模擬功能對(duì)電子電路的實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)與原理相一致的目標(biāo)。常用的信息類課程的虛擬仿真軟件有Multisim、PSPICE、Proteus、MAXPLUSⅡ、LabVIEW等[2]。教師將虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程，開(kāi)發(fā)了界面友好的虛擬教學(xué)模塊，且可操作性強(qiáng)。學(xué)生不僅可以直觀地認(rèn)識(shí)復(fù)雜的原理，還可以自己通過(guò)軟件設(shè)計(jì)仿真或硬件制作的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能，對(duì)提高學(xué)生的應(yīng)用能力和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性起到很好的促進(jìn)作用。

通過(guò)通信原理課程多年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，其教材內(nèi)容自成體系，理論性偏強(qiáng)，與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)較大，學(xué)生比較難于理解，并且受實(shí)驗(yàn)條件的限制，實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏靈活性。針對(duì)通信原理課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，將LabVIEW軟件仿真技術(shù)引入課堂教學(xué)，充分利用虛擬儀器中的函數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、程序調(diào)用、前面板顯示以及文件管理等功能，并提供豐富的信號(hào)源、運(yùn)算處理以及信號(hào)顯示模塊，構(gòu)建了“軟實(shí)驗(yàn)室”。針對(duì)通信原理課程中各章節(jié)中不同的調(diào)制解調(diào)模式進(jìn)行建模仿真與演示，增加學(xué)生對(duì)各種通信模塊間信號(hào)傳遞的直觀性認(rèn)識(shí)。其虛擬仿真圖形見(jiàn)圖1。

圖1 通信原理課程虛擬仿真圖形

在電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)中，傳統(tǒng)的方法是根據(jù)電子電路的功能要求和技術(shù)指標(biāo)，設(shè)計(jì)總體方案框圖和各單元模塊，計(jì)算電路參數(shù)，繪制原理圖和PCB板，然后安裝、調(diào)試，完成實(shí)物的制作。這種方法不適用于較大規(guī)模的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不僅在安裝、調(diào)試過(guò)程中元器件容易損壞，而且完成制作的周期較長(zhǎng)，因此,將Multisim、PSPICE、Proteus等仿真技術(shù)引入課程設(shè)計(jì)教學(xué)中，并充分利用學(xué)院的電工電子實(shí)驗(yàn)中心和實(shí)習(xí)基地的資源，提高課程設(shè)計(jì)的教學(xué)效果。這種方法不僅使學(xué)生掌握了電子電路設(shè)計(jì)的方法，還減少了儀器設(shè)備和元件的損壞，同時(shí)提高了學(xué)生的分析和解決問(wèn)題的能力[3]。

此外，專業(yè)任課教師將PSPICE仿真技術(shù)引入到模擬電子技術(shù)課程，將Multisim、MAXPLUSⅡ技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電子技術(shù)課程、將Matlab應(yīng)用于信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理課程的教學(xué)，使枯燥的教學(xué)活動(dòng)形象生動(dòng)，并鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)仿真方法來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，采取課內(nèi)與課外相結(jié)合的方式，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和自覺(jué)性，對(duì)其應(yīng)用能力的提升起到很好的促進(jìn)作用。

1.2 應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)拓寬學(xué)習(xí)途徑

互聯(lián)網(wǎng)+技術(shù)改變了單一的學(xué)習(xí)方式，擴(kuò)展了知識(shí)的來(lái)源及信息交流的方式，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)方式提供了基礎(chǔ)保障[4]。學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以獲取自己專業(yè)知識(shí)方面的資料，及時(shí)了解與專業(yè)知識(shí)相關(guān)的新技術(shù)、新方法等，并擴(kuò)大了與他人互動(dòng)交流的重要渠道，有利于對(duì)知識(shí)全面而深刻的理解。通過(guò)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)建立的云班課、課程網(wǎng)站、私播課平臺(tái)等多元化途徑為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了多種選擇機(jī)會(huì)，加強(qiáng)其自主協(xié)同學(xué)習(xí)，構(gòu)建互聯(lián)環(huán)境下即時(shí)互動(dòng)教學(xué)新模式。

在信號(hào)與系統(tǒng)課程的教學(xué)改革實(shí)踐中，利用開(kāi)放的移動(dòng)互聯(lián)教育平臺(tái)，開(kāi)設(shè)學(xué)生樂(lè)于接受的網(wǎng)絡(luò)云班課程，實(shí)現(xiàn)了教與學(xué)的新模式。通過(guò)手機(jī)APP軟件實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)資源共享，使得智能終端進(jìn)課堂。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，學(xué)生利用多媒體技術(shù)從不同角度來(lái)確認(rèn)學(xué)習(xí)目標(biāo)，同時(shí)制定出科學(xué)的學(xué)習(xí)計(jì)劃，教師則對(duì)學(xué)生擬定的學(xué)習(xí)安排、學(xué)習(xí)進(jìn)程等提出相關(guān)建議。用資源庫(kù)代替教材、教參，形成基于網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)的課程與教材新觀念，學(xué)習(xí)者能夠快速找到合適的學(xué)習(xí)資源，并加強(qiáng)相互溝通交流，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略，完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。信號(hào)與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)云班課見(jiàn)圖2。

圖2 信號(hào)與系統(tǒng)云班課圖示

在信號(hào)與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)云班課的平臺(tái)上發(fā)布的課程信息、進(jìn)度安排、教學(xué)課件及題庫(kù)等課程資源可以即時(shí)傳遞到學(xué)生的智能手機(jī)和平板計(jì)算機(jī)等移動(dòng)設(shè)備上，從而讓這些移動(dòng)設(shè)備成為學(xué)生學(xué)習(xí)的便利工具[5]。在課堂上，考勤采取一鍵簽到代替?zhèn)鹘y(tǒng)點(diǎn)名的方式；師生互動(dòng)采取了隨機(jī)抽取的手機(jī)搖一搖方式，并將其計(jì)入課堂表現(xiàn)中，特色創(chuàng)新的教學(xué)手段和多元的授課內(nèi)容調(diào)動(dòng)了學(xué)生上課的積極性。云班課應(yīng)用過(guò)程中，在我校電氣工程及其自動(dòng)化、電子信息工程2個(gè)專業(yè)的學(xué)生中進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下即時(shí)互動(dòng)教學(xué)的方式得到學(xué)生的廣泛認(rèn)可。

在高頻電子線路課程的教學(xué)實(shí)踐中，選用適合的主流軟件并適當(dāng)開(kāi)發(fā)少量外掛程序與之配套，形成高頻電子線路私播課平臺(tái)[6]。針對(duì)課程大綱及教學(xué)進(jìn)度安排，設(shè)置關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)來(lái)發(fā)布課程信息，對(duì)應(yīng)不同章節(jié)順序?qū)φn程資源進(jìn)行調(diào)整，并自制教學(xué)視頻上傳到平臺(tái)供學(xué)生觀看，與學(xué)生共享課程資源，還可通過(guò)私播課平臺(tái)的后臺(tái)數(shù)據(jù)掌握學(xué)生在線學(xué)習(xí)情況[7]。結(jié)合高頻電子線路課程的特點(diǎn)，在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)課程大綱采用知識(shí)點(diǎn)矩陣進(jìn)行選點(diǎn)排隊(duì)，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題設(shè)計(jì)，使學(xué)生能對(duì)知識(shí)點(diǎn)多角度地理解，提高其自主學(xué)習(xí)的能力。

1.3 推行項(xiàng)目化教學(xué)提升創(chuàng)新能力

信息學(xué)科專業(yè)注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，針對(duì)電子信息專業(yè)卓越計(jì)劃的培養(yǎng)目標(biāo)，采用項(xiàng)目教學(xué)法提升學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力[7]。教師可以要求學(xué)生按項(xiàng)目任務(wù)要求設(shè)計(jì)電子電路系統(tǒng)，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握電子信息領(lǐng)域所需的實(shí)驗(yàn)、測(cè)試和工藝設(shè)計(jì)技能，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電子電路系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)的能力。在項(xiàng)目化教學(xué)應(yīng)用過(guò)程中，教師也可以通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)其工程設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)溝通和創(chuàng)新能力，通過(guò)各級(jí)各類大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽實(shí)現(xiàn)卓越計(jì)劃背景下工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。近年來(lái)，我校電子信息工程學(xué)院獲批省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目14項(xiàng)，獲得省級(jí)以上競(jìng)賽獎(jiǎng)10項(xiàng)。2016年，學(xué)生許浩浩等的“可穩(wěn)定工作電流的管道水垢電磁處理裝置”項(xiàng)目獲得第十四屆挑戰(zhàn)杯中航工業(yè)全國(guó)大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品三等獎(jiǎng)；2015年，學(xué)生黃夢(mèng)蝶等3人在第十四屆挑戰(zhàn)杯江蘇省選拔賽中榮獲一等獎(jiǎng)；學(xué)生肖賀、徐峰、許剛3人獲全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽二等獎(jiǎng)等。

2 構(gòu)建自主協(xié)同學(xué)習(xí)模式

自主協(xié)同學(xué)習(xí)是指學(xué)生自主選擇認(rèn)知工具，根據(jù)擬定的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行自主規(guī)劃，主動(dòng)進(jìn)行合作式探究學(xué)習(xí)的知識(shí)構(gòu)建過(guò)程[8]。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中應(yīng)針對(duì)不同課程內(nèi)容，依據(jù)自主學(xué)習(xí)教學(xué)程序和基本要求來(lái)進(jìn)行過(guò)程建模，以指導(dǎo)學(xué)生的自主認(rèn)知活動(dòng)。自主協(xié)同學(xué)習(xí)模型見(jiàn)圖3。

圖3 互聯(lián)環(huán)境下自主協(xié)同學(xué)習(xí)模型

在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下自主協(xié)同學(xué)習(xí)模式中，學(xué)生首先要根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)制定具體全面的學(xué)習(xí)計(jì)劃來(lái)引導(dǎo)學(xué)習(xí)，充分利用云班課、課程網(wǎng)站、私播課平臺(tái)等多種途徑獲取與學(xué)習(xí)任務(wù)相關(guān)的資源，并要加強(qiáng)學(xué)生之間及師生之間的相互協(xié)作交流，在學(xué)習(xí)過(guò)程中應(yīng)充分發(fā)揮自身的積極主動(dòng)性。另外，還要注重學(xué)習(xí)過(guò)程的自我監(jiān)控及評(píng)價(jià)。自我監(jiān)控的過(guò)程可以通過(guò)系統(tǒng)后臺(tái)監(jiān)控各單元課程內(nèi)容的網(wǎng)頁(yè)瀏覽次數(shù)和時(shí)長(zhǎng)等記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，而評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果則可以根據(jù)課程特點(diǎn)通過(guò)不同方式進(jìn)行，例如對(duì)于電子技術(shù)課程，可以通過(guò)軟件仿真的方式將仿真結(jié)果提交，也可以采用上網(wǎng)測(cè)試的方式。

3 結(jié)語(yǔ)

信息技術(shù)類專業(yè)課程大多理論性偏強(qiáng)，概念相對(duì)抽象，內(nèi)容復(fù)雜多樣。傳統(tǒng)的課程教學(xué)中教師仍占據(jù)著教學(xué)的中心地位，學(xué)生處于被動(dòng)接受的地位。本文主要探討在通信原理、信號(hào)與系統(tǒng)等多門專業(yè)課程的教學(xué)過(guò)程中，采用以虛擬仿真技術(shù)輔助多媒體課堂教學(xué)，并在互聯(lián)環(huán)境下通過(guò)云班課、課程網(wǎng)站、私播課平臺(tái)等多元化途徑為學(xué)生提供了多種選擇機(jī)會(huì)，加強(qiáng)其在信息技術(shù)環(huán)境下的自主協(xié)同學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

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Research on diversified teaching and autonomous learning mode of information courses

Yin Xiaoqi, Yang Yudong, Wang Lingao, Wang Shihu

(School of Electronic and Information Engineering, Huaiyin Institute of Technology, Huaian 223003, China)

The concepts of information technology courses are relatively abstract and the contents are complex and diverse. In the teaching process of Communication Principle, Signal and System and other specialized courses, the virtual simulation technology is used to assist the multimedia classroom teaching and promote the project-based teaching so as to enhance students’ innovative ability. In the Internet environment, through the diversified channels such as the cloud class, the curriculum websites, the private broadcasting class platform, etc., the learners are provided with a variety of choice opportunities, and a new mode of the autonomous cooperative learning is established, which plays a very good role in promoting the cultivation of students’ application ability and learning initiative.

Internet; cloud class course; autonomous cooperative learning; virtual simulation technology

G642.0

A

1002-4956(2017)10-0012-03

10.16791/j.cnki.sjg.2017.10.004

2017-03-21

2015年江蘇省高等教育教改研究立項(xiàng)課題“移動(dòng)互聯(lián)環(huán)境下信息學(xué)科自主協(xié)同學(xué)習(xí)模式的研究”(2015JSJG130)

尹曉琦(1975—)，女，江蘇淮安，教授，主要從事高等教育學(xué)與無(wú)線通信研究.

E-mail：hy_xuebao2009@126.com