信息类课程多元化教学与自主学习模式探究

尹晓琦， 杨玉东， 王林高， 王士湖

(淮阴工学院 电子信息工程学院，江苏 淮安 223003)

信息类课程多元化教学与自主学习模式探究

尹晓琦， 杨玉东， 王林高， 王士湖

(淮阴工学院 电子信息工程学院，江苏 淮安 223003)

信息技术类专业课程中的概念相对抽象，内容复杂多样。在“通信原理”“信号与系统”等多门专业课程的教学过程中，采用以虚拟仿真技术辅助多媒体课堂教学，推行项目化教学以提升学生的创新能力，并在互联环境下通过云班课、课程网站、私播课平台等多元化途径为学习者提供了多种选择机会，构建互联环境下自主协同学习新模式, 对提高学生的应用能力和学习的主动性起到很好的促进作用。

互联网； 云班课； 自主协同学习； 虚拟仿真技术

随着信息技术在教学中的应用越来越广泛，出现了计算机辅助教学、网络教学等多元化模式，而信息技术类专业课程的概念相对抽象，内容复杂多样。传统的课程教学偏重于知识的传授，而目前在大众化教育的背景下，高等教育更加关注专业人才的个性化培养。本文通过将新型教学手段应用于教学，实现了教师与学生之间的及时交流与反馈，使得学生的学习更具有自主协同性，在教学中更加凸显其主体作用。

1 信息类课程的多元化教学

1.1 将虚拟仿真技术应用于教学

虚拟仿真技术是利用人工智能、网络技术、传感技术等进行的高级人机交互技术，其特点是以虚拟仿真环境为依托，以虚拟化的多元路径学习为标志，以大学生自主学习为基础，以学习力提升为目的一种现代教育技术[1]。在信息类课程教学方面，主要是利用虚拟仿真技术，用软件实现仪器仿真，强调软件的主体作用，利用仿真软件中各种系统模型的模拟功能对电子电路的实验环境进行模拟，实现与原理相一致的目标。常用的信息类课程的虚拟仿真软件有Multisim、PSPICE、Proteus、MAXPLUSⅡ、LabVIEW等[2]。教师将虚拟仿真技术应用于教学过程，开发了界面友好的虚拟教学模块，且可操作性强。学生不仅可以直观地认识复杂的原理，还可以自己通过软件设计仿真或硬件制作的方法来实现系统的功能，对提高学生的应用能力和学习的主动性起到很好的促进作用。

通过通信原理课程多年的教学实践发现，其教材内容自成体系，理论性偏强，与实际应用脱节较大，学生比较难于理解，并且受实验条件的限制，实验教学缺乏灵活性。针对通信原理课程教学中存在的问题，将LabVIEW软件仿真技术引入课堂教学，充分利用虚拟仪器中的函数运算、数据存储、程序调用、前面板显示以及文件管理等功能，并提供丰富的信号源、运算处理以及信号显示模块，构建了“软实验室”。针对通信原理课程中各章节中不同的调制解调模式进行建模仿真与演示，增加学生对各种通信模块间信号传递的直观性认识。其虚拟仿真图形见图1。

图1 通信原理课程虚拟仿真图形

在电子技术课程设计实践教学中，传统的方法是根据电子电路的功能要求和技术指标，设计总体方案框图和各单元模块，计算电路参数，绘制原理图和PCB板，然后安装、调试，完成实物的制作。这种方法不适用于较大规模的电子系统设计，不仅在安装、调试过程中元器件容易损坏，而且完成制作的周期较长，因此,将Multisim、PSPICE、Proteus等仿真技术引入课程设计教学中，并充分利用学院的电工电子实验中心和实习基地的资源，提高课程设计的教学效果。这种方法不仅使学生掌握了电子电路设计的方法，还减少了仪器设备和元件的损坏，同时提高了学生的分析和解决问题的能力[3]。

此外，专业任课教师将PSPICE仿真技术引入到模拟电子技术课程，将Multisim、MAXPLUSⅡ技术应用于数字电子技术课程、将Matlab应用于信号与系统、数字信号处理课程的教学，使枯燥的教学活动形象生动，并鼓励学生自己动手设计，通过软件设计仿真方法来实现教学内容，采取课内与课外相结合的方式，提高了学生学习的主动性和自觉性，对其应用能力的提升起到很好的促进作用。

1.2 应用互联网+技术拓宽学习途径

互联网+技术改变了单一的学习方式，扩展了知识的来源及信息交流的方式，为学生的自主学习方式提供了基础保障[4]。学生通过网络可以获取自己专业知识方面的资料，及时了解与专业知识相关的新技术、新方法等，并扩大了与他人互动交流的重要渠道，有利于对知识全面而深刻的理解。通过移动互联网建立的云班课、课程网站、私播课平台等多元化途径为学生学习提供了多种选择机会，加强其自主协同学习，构建互联环境下即时互动教学新模式。

在信号与系统课程的教学改革实践中，利用开放的移动互联教育平台，开设学生乐于接受的网络云班课程，实现了教与学的新模式。通过手机APP软件实现课堂教学资源共享，使得智能终端进课堂。在移动互联网环境下，学生利用多媒体技术从不同角度来确认学习目标，同时制定出科学的学习计划，教师则对学生拟定的学习安排、学习进程等提出相关建议。用资源库代替教材、教参，形成基于网络资源库的课程与教材新观念，学习者能够快速找到合适的学习资源，并加强相互沟通交流，根据实际情况及时调整学习策略，完成学习目标。信号与系统网络云班课见图2。

图2 信号与系统云班课图示

在信号与系统网络云班课的平台上发布的课程信息、进度安排、教学课件及题库等课程资源可以即时传递到学生的智能手机和平板计算机等移动设备上，从而让这些移动设备成为学生学习的便利工具[5]。在课堂上，考勤采取一键签到代替传统点名的方式；师生互动采取了随机抽取的手机摇一摇方式，并将其计入课堂表现中，特色创新的教学手段和多元的授课内容调动了学生上课的积极性。云班课应用过程中，在我校电气工程及其自动化、电子信息工程2个专业的学生中进行了问卷调查，统计数据显示，移动互联网环境下即时互动教学的方式得到学生的广泛认可。

在高频电子线路课程的教学实践中，选用适合的主流软件并适当开发少量外挂程序与之配套，形成高频电子线路私播课平台[6]。针对课程大纲及教学进度安排，设置关键时间节点来发布课程信息，对应不同章节顺序对课程资源进行调整，并自制教学视频上传到平台供学生观看，与学生共享课程资源，还可通过私播课平台的后台数据掌握学生在线学习情况[7]。结合高频电子线路课程的特点，在教学设计过程中，根据课程大纲采用知识点矩阵进行选点排队，对知识点进行相关问题设计，使学生能对知识点多角度地理解，提高其自主学习的能力。

1.3 推行项目化教学提升创新能力

信息学科专业注重学生创新能力的培养，针对电子信息专业卓越计划的培养目标，采用项目教学法提升学生的创新实践能力[7]。教师可以要求学生按项目任务要求设计电子电路系统，使学生系统地掌握电子信息领域所需的实验、测试和工艺设计技能，培养学生对电子电路系统综合设计和应用开发的能力。在项目化教学应用过程中，教师也可以通过指导学生创新实践活动，培养其工程设计、团队沟通和创新能力，通过各级各类大学生创新计划、电子设计竞赛实现卓越计划背景下工程创新型人才培养。近年来，我校电子信息工程学院获批省级大学生创新项目14项，获得省级以上竞赛奖10项。2016年，学生许浩浩等的“可稳定工作电流的管道水垢电磁处理装置”项目获得第十四届挑战杯中航工业全国大学生课外学术科技作品三等奖；2015年，学生黄梦蝶等3人在第十四届挑战杯江苏省选拔赛中荣获一等奖；学生肖贺、徐峰、许刚3人获全国大学生电子设计大赛二等奖等。

2 构建自主协同学习模式

自主协同学习是指学生自主选择认知工具，根据拟定的学习目标进行自主规划，主动进行合作式探究学习的知识构建过程[8]。在学习的过程中应针对不同课程内容，依据自主学习教学程序和基本要求来进行过程建模，以指导学生的自主认知活动。自主协同学习模型见图3。

图3 互联环境下自主协同学习模型

在互联网环境下自主协同学习模式中，学生首先要根据学习目标制定具体全面的学习计划来引导学习，充分利用云班课、课程网站、私播课平台等多种途径获取与学习任务相关的资源，并要加强学生之间及师生之间的相互协作交流，在学习过程中应充分发挥自身的积极主动性。另外，还要注重学习过程的自我监控及评价。自我监控的过程可以通过系统后台监控各单元课程内容的网页浏览次数和时长等记录进行统计，而评价学习效果则可以根据课程特点通过不同方式进行，例如对于电子技术课程，可以通过软件仿真的方式将仿真结果提交，也可以采用上网测试的方式。

3 结语

信息技术类专业课程大多理论性偏强，概念相对抽象，内容复杂多样。传统的课程教学中教师仍占据着教学的中心地位，学生处于被动接受的地位。本文主要探讨在通信原理、信号与系统等多门专业课程的教学过程中，采用以虚拟仿真技术辅助多媒体课堂教学，并在互联环境下通过云班课、课程网站、私播课平台等多元化途径为学生提供了多种选择机会，加强其在信息技术环境下的自主协同学习，提高学习的主动性和创新实践能力。

References)

[1] 程思宁,耿强,姜文波,等.虚拟仿真技术在电类实验教学中的应用与实践[J].实验技术与管理,2013,30(7):94-97.

[2] 高晓新,金耀,马江权,等.互联网虚拟仿真教学培训系统建设探讨[J].实验技术与管理,2017,34(1):140-142.

[3] 涂文元.电子技术课程设计教学改革与实践[J].佳木斯教育学院学报,2013(7):173.

[4] 吕升义.网络环境下的自主学习模式研究[D].大庆：东北石油大学,2013.

[5] 王红艳.移动学习环境下云班课支持的大学英语SPOC教学实践探究[J]. 职业教育研究,2016(8):69-75.

[6] 张强,张海峰,唐岩,等.电路原理基于SPOC翻转课堂教学模式的反馈及思考[J].实验技术与管理,2015,32(9):179-182.

[7] 杜秀丽,李晓梅,张瑾.基于项目教学法的数字电子技术教学探究[J]. 大连大学学报,2016,37(3):119-122.

[8] 尹晓琦,杨玉东,皇甫立群.基于移动互联环境的自主协同学习模式探析[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2016(12):66-67.

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年江苏省高等教育教改研究立项课题“移动互联环境下信息学科自主协同学习模式的研究”(2015JSJG130)

尹晓琦(1975—)，女，江苏淮安，教授，主要从事高等教育学与无线通信研究.

E-mail：hy_xuebao2009@126.com