基于MOOC的脉冲数字电子技术及应用课程开发及优化的探索与实践

文优梅

关键词：中国大学MOOC；线上线下相结合；“理、虚、实”合一

2019年2月中共中央、国务院印发了《中国教育现代化2035》，中共中央办公厅、国务院办公厅印发了《加快推进教育现代化实施方案（2018－2022年）》，提出加快信息化时代教育变革，推动教育组织形式和管理模式的变革创新，以信息化推进教育现代化[1] ①。信息化教育的主要措施是建立信息化学习环境，建立网络课程，资源共建共享。在这样的大背景下，脉冲数字电子技术及应用课程在中国大学MOOC[2]平台推出。该课程的主要研究数字逻辑的基本概念、理论和定律，各类逻辑门、触发器、集成数字芯片的功能及应用，时序逻辑电路和组合逻辑电路的分析与设计，脉冲信号的产生与整形电路等，是电子电气等专业的一门专业基础课程[3]，具有很强的理论性和实践性。在教育信息化的大背景下，基于MOOC的脉冲数字电子技术及应用课程开发及优化的探索与实践经验，将为广大师生的线上线下教与学提供一定的指导与借鉴作用。

1 课程的开发建设

1.1 课程团队精英化

1） 团队组成。以该课程教学为基础，组建70后、80后、90后老中青搭配、专业技术等级分明，知识结构合理、男女比例协调，校企双师合作的团队。

2） 团队培训。积极参与校级、省级、国家级相关专题的培训，如精品在线开放课程建设，新形态教材建设，教师职业能力竞赛，金课建设、课程思政，课程劳育等，开阔教师视野，提高职业素养，改革教学理念，提升教學水平。

3） 教学实践。每个团队成员要求近2年至少教过一次该课程，定期组织集体说课、备课、听课、磨课，从教学设计、教学内容、教学模式、教学方法、教学评价、教学反馈等方面，进行深度分析与改进，将理论与实践紧密结合，丰富专业知识，强化专业技能。

4） 科研实践。督促团队成员将教学理论、教学实践进行总结和提升，并转化成相应的课题和项目、撰写专业论文和教育教改论文，申报专利、申报教学成果等。

总之，通过课程建设和教学科研实践的锤炼，打造一支道德高尚、职业素养高、社会服务意识强、专业知识丰富、专业能力过硬、科研能力突出、教学功底深厚、教学能力精湛、信息素养高超的高素质专业化创新型“精英”团队。

1.2 课程开发有序化

课程团队根据专业人才培养方案，确定人才培养目标，结合职业面向的主要岗位（技术领域），对接行业企业技术标准和职业资格标准，制定脉冲数字电子技术及应用课程标准，参照布鲁姆3H教学目标分类理论，通过学情分析，整合课程内容，进行课程整体设计，确定若干学习情境，以项目为载体，实施“教、学、做”一体化的线上线下翻转模式研究。根据教学目标，进行课程开发，制作每个学习情境的微视频、课件、教案、动画、测试、讨论和扩展等资源。将资源上传至中国大学MOOC平台，进行推广和教学实践，对学习过程和结果进行评价与分析、诊断与反思、最后对课程内容、教学设计、教学模式等进行进一步探索和研究，在不断的教学和应用实践中，优化资源，创新教学模式，提高教师的教学、科研、竞赛等能力，为学习者提供实用、好用的课程，达到师生的共同进步。总之，按组建课程团队→制定教学设计→开发教学资源→教学实施及评价→教学分析与优化，有理有序地进行，具体见图1所示。

1.3 课程内容项目化

课程团队根据多年的教学经验，结合中国大学MOOC的平台特点，打破课程原有的架构，采用“虚、理、实”一体化的教学模式，将课程内容项目化，选取有前沿性和时代性的项目和载体，将原有课程章节中的内容有机融合到各个项目中，每个项目还可以由若干子任务构成。其中，项目载体的选择最关键，课程团队确定项目载体时，一般遵守三个原则：一是符合行业企业技术标准和职业资格标准；二是与省级技能抽考紧密结合；三是具有实用性、可行性及趣味性、难易程度适中。因此，本课程确定5个项目，13个任务，具体如图2所示。其中项目1涵盖数字逻辑基础部分；项目2涵盖组合逻辑电路部分；项目3涵盖触发器部分；项目4涵盖时序逻辑电路部分；项目5涵盖脉冲信号的产生与整形部分。

同时对历届学生在知识、技能、素养等方面做学情分析，充分利用慕课堂小程序及平台大数据，及时了解学生的学习情况，明确教学目标，及时调整教学重点和难点。

1.4 课程资源多样化

课程中的每个项目，分解成若干个子任务，根据任务的特点，结合MOOC平台的要求，以及学生的认知规律，对每个子任务或学习情境都配备了丰富的资源类型（视频、图形图像、音频、文本、虚拟仿真、动画等），和多种形式（微课、文案、课件、题库、案例、课程标准、知识拓展等），做到课程资源丰富，形式多样，质量高、数量全。学生可以自由选择适合自己的资源类型，随时随地自主学习。

视频或微视频是MOOC平台的主要形式，本课程的视频一般在十分钟，“短、快、精”，碎片化，贴合学习者的学习规律，而且整个课程的视频是系统的、完整的。对理论性的知识，制作PPT讲解视频；对仿真项目，直接录屏，制作电路绘制及调试视频；对于电路组装项目，直接录制现场操作视频；对一些比较深奥或抽象的点，制作了一些动画……根据实际情况和学习要求，视频录制的方式多种多样。

课件和教案是对视频的说明和补充，课件图文并茂、要素齐全、风格统一。教案讲解详细具体，内含教学设计、教学实施和小结等。

试题资源也很丰富，每一讲有随堂测，每一单元有单元测试和单元作业，整个课程有期末考试。同时还有讨论环节，教师发布讨论主题，学习者也可以自发主题，进行讨论和交流，进一步巩固所学。

可见，课程资源的呈现方式是全方位、多层次、多样化的。

1.5“理、虚、实”一体化

该课程既注重理论，也强调实践，所以将教学内容项目化，模拟真实场景，进行实践操作，但由于成本、时间、实训条件等限制，有些不便于实际操作的任务，就可以用虚拟仿真来实现，从而将理论学习、实践操作和虚拟仿真三者结合起来。

虚拟仿真一般使用美国国家仪器公司推出的NIMultisim 软件[4]，以项目3 中的四路抢答器的仿真为例，首先选取元件库中的虚拟电子元器件（触发器、电阻、发光二极管、电源、开关等），绘制四路抢答器原理图，再选择示波器、万用表等虚拟仪器仪表，进行电路功能演示和调试，还可以人为设置故障，记录各种状况、显示波形及测试数据等。四路抢答器可以用RS触发器、JK触发器或D触发器实现，每种电路都可以仿真调试（如图3所示），但如果是实践操作，由于时间成本等原因，一般只制作其中一种电路（如图4所示）。

所以相对实践操作，虚拟仿真由于不需要真实耗材，且虚拟电子元器件、虚拟仪器仪表选择多样，故效率高、速度快、成本低，仿真成功的电路可以直接在产品中使用。可以看出虚拟仿真能加深对相应理论知识的理解，弥补实践操作中的一些不足，验证学习者的很多想法，培养学习者的综合分析能力、开发和创新的能力。

由于MOOC的特点，线上操作不太方便实施过程监督和考核，所以线上学习的内容主要为理论学习和项目仿真。实践操作在线下实施和考核，对学校学习者，采取线上线下相结合的模式。

1.6 课程思政、课程劳育两手抓

立德树人是教育的根本任务。该课程是一门理论性和实践性很强的课程，在理论教学中，融入社會主义核心价值观、树立正确的人生观和世界观。挖掘行业内模范人物先进事迹、行业发展中的大事件、大成就等正能量的案例，培养学生的文化自信、科技自信和民族自信。在实践教学中，通过行业企业规范及标准要求的训练、教师的潜移默化，培养学生团结协作、实事求是、踏实肯干、精益求精的“大国工匠”精神。

课程劳育贯穿始终。课前整理仪容着装，准备学习用品、设备和工具等，课中练习、仿真、操作、测试、记录，按要求完成相应任务，课后打扫场所卫生、按6S要求做到位。通过学生亲自劳动、深刻体验、深入学习，可以避免流于表面、眼高手低，从而提高学习效果，提升综合能力。

2 课程的应用与优化

2.1 课程的应用与推广

根据前期课程整体设计，所有课程资源上传到中国大学MOOC平台，从2019年至今，已开课六期。报名学习者上万人，课程惠及本校教师和学生、外校教师和学生以及社会学习者，得到了广大学习者的一致好评，被认定为省级高等职业教育省级精品在线开放课程。以该课程为蓝本，教师团队获得了省级职业院校教师职业能力竞赛一等奖、省级微课大赛职业教育个人赛三等奖等奖项。

2.2 课程的考核与评价

线上考核：线上考核有随堂测试，边学边测，及时消化所学知识和技能；每个单元设置单元测试，作为阶段性考核；待到课程学完，设有期末考试。

具体为：课程总分100分，其中单元测验占40%、课程讨论占20%、期末考试占40%。成绩＜60分为不合格；60分≤成绩＜85分为合格；成绩≥85分为优秀。每个单元测验，题型含单选题4个，每题10分；含判断题6个，每题10分，共100分。测验时间为30分钟，允许尝试次数3次，选最高成绩为最终成绩，期末考试全为客观题，随机组题，每个人抽取的试卷不一样。课程内容可以按照活跃度（回帖数）或内容质量（被赞数）进行积分。

线下考核：每个项目总分100分，对学生的线下学习和实践进行学生自评和互评20%（团队协作、学习态度，任务完成情况等）；教师评价60%（理论测试、电路分析与装调、提交项目报告、书面作业等）和技能大师评价20%（电子产品制作）。5个项目的内容与权重如表1所示。

综上所述，线上考核和线下考核可以各自独立进行，对于采用线上线下相结合的教学模式，则采用综合评价（总成绩=线上50%+线下50%） ，把课前资源学习及测试、课后拓展讨论情况、项目报告纳入评价中，课中引入学生、教师、大师三方评价，对学生的知识、技能、素养进行综合评价，全面考核学生的学习情况，促进学生全面发展。

2.3 课程的优化与更新

本校班级实施线上线下“教、学、做”一体化的混合式教学模式，借助MOOC平台，充分利用慕课堂，进行课堂签到、随堂练习、点名、讨论、分组PK、课件演示等教学活动，收集学生线上课堂与线下课堂的详细学习数据。

通过学生单元测验成绩和考试成绩等数据对比分析，以及学生的反馈，剖析影响教学效果的相关因素，对课程教学模式、教学内容、教学资源，项目载体等进行调整，根据考核与评价结果，进行教学反思与诊断，不断优化课程、及时更新（课程资源年更新率15%以上）。

3 结束语

西汉·戴圣《礼记·学记》：“是故学然后知不足，教然后知困。知不足，然后能自反也；知困然后能自强也。故曰教学相长也。”教和学是相辅相成、互相促进的[5-6]。三教（教师、教材、教法）改革的落地实施，主要是课程的建设开发和应用优化，也是教师和学生之间的交流桥梁。课程开发和优化的最终目标是组建优秀的教学团队，创建丰富的课程资源，开发新形态教材，创新教学模式，采取多元教学方法，利用网络平台（如中国大学MOOC） ，进行线上线下综合评价，对教与学进行反思、诊断、优化、更新，以学生为中心，注重学生的身心培育，让教师传道、授业、解惑，让学生知学、好学、乐学。