“Matlab仿真及应用”线上授课教学研究

陈杰 姚娜

摘 要：新冠疫情特殊时期，为实现“停课不停教、停课不停学”的目标，“Matlab仿真及应用”课程采取了线上授课模式，由智慧树和钉钉两个网络平台共同完成。网络教学部分由3个部分组成：课前预习、课堂学习和课后巩固。课前预习采用录制5～10 min的小视频来完成，让学生大概了解课堂所学知识点，提出问题，并让学生利用网络查询;课堂学习主要对知识点的扩展，并通过在线回答问题和连麦的方式，调动学生积极性和课堂参与度，提高学习效率;课后巩固部分由课堂所学知识和课程小设计组成，让学生对所学课堂知识有新的认识。该网络教学方法对学习效果起到很好的促进作用，也得到了学生的认可。

关键词：“Matlab仿真及应用”;线上授课;课堂教学;课前预习;课后巩固

0   引言

在新冠疫情特殊形势下，为了避免出现聚集性病毒交叉感染，减少疫情对高校教师正常授课、学生正常上课的影响，教育部门要求各大高校充分利用线上教育平台及资源，实现“停课不停教、停课不停学”的目标，鼓励各大高校采取线上直播授课形式，以保证在新冠疫情期间，大学生的学习进度和学习质量[1]。因此线上直播授课便成了一种有效的学习和教学手段。在新冠疫情爆发之前，线上授课平台就已经非常普遍。新冠疫情的爆发对在线教学的进一步发展起到推波助澜的作用，各种平台软件支持如智慧树、腾讯会议、腾讯课堂、钉钉平台、雨课堂等正在越来越深入地改变着高校教学环节。互联网新技术、视听新媒体的应用和拓展，不仅给教育活动交互提供了一层稳定保障，还拓宽了整个传统教育的发展空间。教育与媒体的融合和统一，使得网上远程授课和隔屏学习成为可能，也是互联网环境下教育发展的必然选择和普及[2]。

1   線上教学的特点

相对于传统的线下授课方式，采取使用网络进行线上上课有它独自的特点：（1）利用网络教学的开放性特点，把教学的重心由单纯传授知识转移到引导学生学习和培养提高学生能力上来;（2）利用网络教学的交互性特点，使得“教”与“学”矛盾对立又统一的双方得以不断地调整和发展;（3）利用网络教学的共享性特点，优化教学效果，为构建开放型的教学方式提供了美好的前景[3-5]。

Matlab语言广泛应用于工程计算和数值分析，不仅具有强大的图像处理功能和丰富的图形用户界面功能，并且语法简单，还提供了功能强大的仿真工具simulink。“Matlab仿真及应用”是通信相关专业的一门必修课，在通信相关专业，它和每一门专业课都丝丝相连，环环相扣，适用范围较广。“Matlab仿真及应用”日常教学以往主要采取线下教学方式，实验课和理论课相结合的方式不仅能提高学生的课堂参与度，还能帮助学生掌握知识。本课程主要包括以下8部分：Matlab基础知识、Matlab数据及运算、Matlab矩阵处理、Matlab程序流程、Matlab绘图、Matlab数据分析、Matlab图形用户界面和simulink系统仿真。每部分包含一个实验。

2020年新型冠状病毒的爆发，导致高校学生无法聚集上课，为了实现“停课不停教、停课不停学”的教学目标，各学校全面普及线上授课。为了响应国家号召，“Matlab仿真及应用”也开启了网络在线教学的模式。为了上好这门课程，本课程采用两家网络平台相结合的方式进行课程授课和学习。

2   “Matlab仿真及应用”课程线上教学过程

2.1  课前准备

“Matlab仿真及应用”语法知识较多，函数较多，模块也较多，课前如果没有预习，一堂课下来，学生学的多也忘得多。因此在课前录制5～10分钟预习视频，提前发布到班级智慧树，学生可以在线学习也可以下载学习，并可以在评论区进行讨论和交流学习心得。预习视频主要包括本节课要学的语法和函数或者模块，让学生提前获悉本节课知识重点，吸引学生的注意力，并提出一些小问题。如某些函数的调用方法，让学生自己去查阅资料，增加印象，这样有助于让学生在课堂上主动去获取知识，起到提高课堂知识的掌握程度的作用。

2.2  课堂学习

课堂教学是传统教学的主要环节，课堂环节的设计对学生知识的掌握程度起到关键性的作用，因此利用好课堂是每一个教师必备的技术。本课堂环节在钉钉上进行。在“Matlab仿真及应用”的线上课堂上要把知识细化、扩展和演示，并对预习环节提出的问题进行检验和测试。为了引起学生学习的兴趣，引入一些本专业其他课程和本节课所学Matlab语言相关联的案例进行讲解，这样更能引起学生的重视。因为线上授课教师看不到学生的表情，因此学生对一个知识点的掌握情况不能从表情上反馈给教师。另外，教师对学生的学习动态也不能随时掌握，所以需要很多的互动环节。在理论课堂上要除了鼓励学生积极连麦回答问题以外，还要随时增加对学生进行点名提问的环节，既能防止个别学生开小差的情况，又能调整学生学习集中度。另外，此平台开发了在线提问的环节，可以随时在课堂上提问问题，并能统计每个学生的答题情况，这对课堂教学环节学生知识点的掌握起到推波助澜的作用。

实验课程的教学也采用提前发布在智慧树的模式，实验课主要根据本章知识点设计的实践课程。在实验课堂上，教师对实验课所设计的知识点进行10分钟左右讲解，之后由学生自行完成实验内容，完成后上传至智慧树由教师讲评。

2.3  课后巩固

课后巩固是学习的一个重要环节。在网络教学环境下利用好这个环节，对学生的知识的掌握有质的飞跃作用。课后巩固主要分为课程练习和课程小设计两部分。

课程练习主要是课堂相关内容的巩固。一般有3～5题，由教师发布在智慧树的作业平台，学生可在此平台对作业进行交流、讨论，作业完成后通过平台提交;教师可在平台进行批阅。

课程小作业一般每单元进行一次，根据本单元所学知识重点布置一次设计工作，由学生自由组队来完成作品并进行答辩。答辩环节包括设计背景，设计过程以及作品演示环节。该环节要求每个组员对自己所负责的部分进行描述和分析。以此达到知识巩固的效果。

2.4  教学效果

一个学期的教学结束后，在每个课前预习发布的视频的讨论区，至少有70%的同学参与讨论。在课堂教学环节，通过课堂设计，学生能积极主动地思考和回答问题，对本课程学习也充满了兴趣，能够在教师的引导下主动在网络上查阅资料，并且能向教师提出一些问题来共同探讨，课堂参与情况达到95%。在课后巩固环节，学生都能积极主动完成课后作业，课程小设计也完成的有板有眼，学生甚至主动在课后巩固的讨论区发起投票，选出每次课程小设计的最优者。在实验课上，大多数同学能够独立自主地按时完成实验，对有分歧的问题主动在评论区进行讨论分析。

学生期末考试在智慧树上进行。学生最终期末成绩的考核由30%的平时成绩和70%的期末成绩组成。平时成绩由课后作业，课堂答题、实验报告以及课后小设计共同组成。最终160多人的4个班级仅有1人成绩不合格。

3   结语

疫情期间，学生教师无法会聚课堂，这种线上授课模式无疑是最好的选择。线上授课有其无法代替的优势，也有不可避免的缺点。因此制定一个详细的教学计划对教师来讲是一件举足轻重的任务。课前的预习对线上授课起到画龙点睛的作用，课堂安排起到总领全局的作用，而课后的巩固也是无可代替。只有这几种结合好了，才能调动学生的主动性，使得线上教学达到预期的教学效果。

[参考文献]

[1]李维娜，秦亮.新冠疫情期间高校线上授课模式探讨[J].焦作大学学报，2020（2）：127-129.

[2]曹培杰.未来学校的变革路径—“互联网+教育”的定位与持续发展[J].教育研究，2016（10）：46-51.

[3]唐瓷，赖麟.现代教育技术基础[M].北京：中国铁道出版社，2009.

[4]陈杰，姚娜，吕海芳.《通信原理》实验平台在教学中的应用[J].现代计算机（专业版），2019（19）：54-58.

[5]陈杰，石鲁珍，姚娜.通信工程专业实验平台的建立和应用[J].现代计算机（专业版），2019（18）：74-78.

（编辑 姚 鑫）