编者按:新冠疫情爆发以来,电子信息学院全体教师坚守教育工作者的初心,积极应对,主动求变,以重点项目为载体,深化产教融合,创新实践平台,改革实践教学模式,持续打造“线上”金课,确保教学标准不降低、教学方式有创新、教学质量有保证、教学改革有成效。本期让我们一起走进电子信息学院的“云”课堂,感受实践教学的别样方式,领略教师们不一样的教学精彩。
多管齐下建金课 多元培养创佳绩
课程:数据库原理与应用
软件工程教研室 陈敏
庚子年,一场突如其来的新冠疫情,把传统的线下教学变成了线上教学,同时把一个个对线上教学陌生的教师们变成了线上教学高手。我所讲授的课程《数据库原理与应用》是软件工程和网络工程专业的专业核心课,该课程面向2018软件本1-8班和2018网络本1班共9个班。作为《数据库原理与应用》的课程负责人,我精心准备每一堂线上直播课程,并同步建设超星学习通线上SPOC课程,在不断的在线教学与在线指导探索中,总结了一些实践经验。
一、精心准备,丰富教学资源
为了有效开展线上教学,我建设了SPOC在线课程资源,考虑到前期学生们普遍没有纸质教材,我录制了大量微课资源,在课件制作中力求精致、完整、详实。自二月份开课以来,经过坚持不懈的努力,建立授课视频90个、文档77个,教学要素齐全、资源丰富。

二、精细组织,注重课堂互动
线上教学最大的困难在于不能直观看到学生的学习状态,教学现场难以管控,因而课堂力求讲解细致、生动活泼、加大互动效果。在直播教学过程中,我通过采用课堂随机签到、提问、抢答、课堂小测验、笔记大比拼、点赞鼓励等多种互动方式,课堂气氛非常活跃,收到良好的教学效果。特别设定课堂随机签到、抢答等都只有30秒,每回学生签到时都高度紧张,唯恐错过!对于迟到早退、听课时间短等违纪学生,单独建立“谈心群”,进行“点对点”再教育提高。因此,除特殊情况请假外,学生到课率、听课率基本达到100%。

三、多样评阅,巩固学习效果
结合《数据库原理与应用》这门课程实践性强、原理性强的特点,及时发布论坛和布置作业,并力求丰富多彩,根据作业性质,进行“教师批阅”“小组互评”“系统判定”等形式多样的评阅活动,调动学生的竞争意识。学生在参与评价过程中,可以取长补短,也加深了对知识的理解。目前,总访问量超过11万,已有试题2000多道,已发布作业25次,论坛讨论超过1000人次。

四、科研教学融合,强化创新能力培养
新冠肺炎疫情环境下,我积极申报学校2020年“新冠肺炎疫情专项研究”项目,“基于大数据的小区疫情一体化防控平台研究与设计”获批立项,开展具有前瞻性的创新性研究,并将研究内容与数据库课程教学内容相融合,调动了学生的学习兴趣。本学期,我指导学生申报“互联网+大学生创新创业竞赛项目”“大学生科学应对新型冠状病毒疫情主题研究性学习活动”“大学生研究性学习与创新性训练项目”等,通过系列项目研究,激发了学生的创新思维,提升了学生的创新实践能力。

五、加强指导,学科竞赛创佳绩
学科竞赛成绩的取得不能靠一朝一夕。春节假期开始,我就一直在为“北斗杯”全国青少年科技创新大赛做准备:组织学生制定竞赛项目方案、一遍又一遍反复打磨作品、指导学生撰写技术报告、组织学生线上预演、准备好专家可能提出的各种问题……师生共克难题,多次研究到深夜。在4月份中南赛区的决赛中,我指导的学生作品获得中南赛区一等奖,并已成功晋级国赛。本次竞赛整个中南赛区仅4份同类作品进入国赛,我校取得的一等奖好成绩,也创造了我校在此项竞赛的最好成绩!

经过三个多月的在线教学,我们不断实践,不断反思,不断改进,相信所有老师都有自己的一番收获。我们大家齐心协力共同打赢这场没有硝烟的战争,争取早日回到美丽的校园。疫情中的在线教学,别样的精彩绽放!
产教融合重实践 协同在线促实效
电子信息工程教研室 张金菊 何俊剑 邬书跃
2018年,我院邬书跃教授主持申报的“电子信息与计算机类专业校企合作创新创业教育基地”获批湖南省普通高校校企合作创新创业教育基地,学院顺势成立了“电子设计创新班”。为保证“全面提高学生实践能力,持续培养学生创新动力”目标的实现,电子信息学院与广州粤嵌通信科技股份有限公司完成对接,该企业为师生免费提供“智能小车”“嵌入式开发板”等电子器件300余件,由电子信息工程教研室教师与企业工程师共同通过线上网络教学平台,逐步完成“智能小车”“无人机”“农业物联网”等项目式导向的创新训练教学。

图1 学员收到电子器件,积极参与创新训练
一、把握现状,针对问题,详定计划
企业工程师与专任教师根据学生现有的知识背景,充分探讨目前存在的“如何激发学生学习主动性、如何在教学中理论与实践相结合、实践与创新相联系”等问题,将其分解并有针对性地设计了以项目式为导向的“实践+创新”教学方案,制定了系统化的学习内容、学习路径和学习进度。

图2 线上上课和辅导
二、多措并举,全程记录,快速测评
现阶段线上课堂以“腾讯会议”为平台,每周六由工程师为创新班学生讲解“智能循迹避障小车”项目实践性的硬件设计及软件编程内容,专任教师同时辅之以理论指导并引导学生开拓创新思维。线下课堂,组织学生以自由组队的形式展开讨论与提问,并要求在规定时间内上传所布置的实际操作学习任务,保证充分掌握所学内容。双师根据学生线上线下学习的整体情况进行快速评测,并判断是否有效完成了教学目标。

图3 全程记录课堂与提问
三、动态调整,优化培训,制定标准
双师以测评结果为依据进行总结,反思不足之处并提出调整措施,建立标准,改进教学活动的组织和安排,完善所定培训方案,为下一阶段的培训奠定更良好的基础。

图4 根据记录优化教学
电子设计创新班通过“产教融合,校企合作”联合培养创新人才的新模式,实现了校企资源的有机结合和优化配置,以“重实践,育创新”的方式,给学生提供了一个技术和人才融合的新型平台,为培养经济社会发展所需要的人才提供了新的
途径。
多元备课建资源 云端课堂显成效
课程:数据挖掘
教学团队:张钰莎 罗莉霞 余波
一场突如其来的新冠肺炎疫情席卷中华大地,我校积极响应党中央和教育部的号召,教务处积极部署,切实做到“停课不停学、停课不停教”。电子信息学院物联网工程专业教研室《数据挖掘》课程教学团队围绕省级立项线下金课的建设目标加强交流合作,充分利用超星学习通平台,多元协同克服困难,大胆运用混合式学习方式开展课程线上教学,有效地保障了教学效果。
一、多元备课建资源
课题组成员以电话、微信、QQ、邮件等方式开展集体备课活动,针对课程概念多、算法难、实用性强等特点,根据教学目标具体、明确、可测量的原则,合理分工,积极建设线上教学资源,为了实现“有效开展直播教学”这一目标将投票、单选、课堂讨论等多种教学活动有机融入教学设计。

图1 课程章节的部分备课内容
二、任务式驱动提兴趣
课前在超星学习通在线发布预习任务,让学生课前查阅资料、尝试解决问题;在超星学习通平台上同步发布教学大纲、电子教材、PPT课件和网上其他教学资源,为学生开展课前预习提供便利;定时收集学生在自主学习中普遍存在的疑难问题重构备课内容,确保线上教学针对性强。

图2 建立课程微信公众号多方位服务学生在线学习
课程改革体现学生为中心的特点,课题组老师授课前发布大量的课程讨论话题,有效引导学生开展课前讨论,并就教学难点内容在课中进行有效的课堂互动,引导学生自己发现解决难点问题的方法。

图3 课前课程讨论话题的发布
三、混合式学习促成效
教学组织采用在线对分课堂法,即“教师讲授30分钟->学生自学10分钟->课堂练习15分钟->分组讨论和教师答疑25分钟”。授课老师首先采用直播授课讲授重难点,然后组织学生自主学习和完成课堂测试以便检测学习效果;通过课堂讨论引导学生通过自我反思聚焦一堂课的收获;最后,通过互评作业、相互答疑、交流,凝练共性问题展开课堂讨论和答疑。教学实践表明,对分课堂有助于提高学生参与课堂的积极性。

图4 课堂掠影:在k-means算法的直播课堂
四、多元化评价固成果
课后教师运用超星学习通平台记录的学生学习数据,对学生的课堂表现进行评价反馈,并及时在超星学习通上传课堂讲义、直播回放视频,以及发布拓展学习的链接和期刊文献供学生复习巩固和拓展学习。发布基础练习和进阶练习,并设置课后作业提交的时限,便于检测学生的学习成效。

图5 同学们的课后作业掠影
“师者,所以传道授业解惑也”。在疫情防控期间,突如其来的新冠肺炎疫情给传统的课程教学既带来挑战也带来了机遇。《数据挖掘》课程组全体老师大胆革新教学理念,主动创新教学模式,成功地将线下课程迁移至超星学习通云平台。我们坚信:在学校和平台方的大力支持下,一定能够打赢新冠肺炎疫情期间高校课程教学改革的攻坚战!
厉害了,战“疫”时期的“云”实验
课程:微机原理与接口技术
教学团队:彭晖 易晨晖 雷求胜
《微机原理与接口技术》课程主要面向电子信息工程、自动化、通信工程三个专业开设。课程内容包括微型计算机硬件系统的组成、汇编语言程序设计以及接口技术,课程要求学生具备应用汇编语言开发工具软件的能力以及熟练应用汇编语言进行程序设计的能力,对学生的实践能力要求较高。为了提高效果,课程教学团队根据本课程特点对实践教学内容进行改革,充分利用信息技术手段,开启“云端”实验。
一、整合精兵强将,探讨特色“云”实验
特殊开学,全新开始。开课前期,课程组彭晖、易晨晖、雷求胜三位教师通过视频会议、在线研讨等方式,对课程的在线运行平台、教学资源等都进行了细致的安排,制定了《微机原理与接口技术》课程在线教学方案。在线教学如何开展实验来保证课程能力目标的实现是课程组最关心的问题。凭借多年的教学经验,根据实验特点,课程组多次探讨,查询借鉴,制定了一套符合我校学生特点的“云端”实验,以此保障实验教学,激发学习热情,保证教学质量。课程在线运行12周以来,教学开展平稳,学生自主学习性高。

图1 课题组教师探讨

图2 教学内容设计
二、互动“云”实验强力保障,教学工作细致扎实
教师充分利用各种教学平台(如QQ分享屏幕、腾讯课堂等)讲授课程内容及课堂交流,学生们通过直播平台学习课程内容,并进入微机原理仿真“云”平台,通过线上实验,认真完成实验任务,巩固课堂知识。教师根据教学方案,提前发布实验任务,让学生预习,熟悉实验内容,为正式上课做好准备。为打造特色“云”实验,主要采取以下互动方式来激发学生的学习热情:
1. 脑洞分享:在理论课程中安排10-15分钟的时间,开展跟授课内容相符的脑洞分享环节,以串讲和视频播放的形式,刺激学生形成思维上的互动,达到召集效果。
2. 程序设计交互:形成项目组,通过设计优先级判断、计数器、中断和交通灯等程序,促使学生分工协作,共同完成设计任务,增加学生的获得感和成就感。
3. 群平台交互:分享操作计入平时成绩,以群聊天记录和超星学习通平台的讨论区留言为依据,给定相应平时成绩,鼓励学生在群里进行分享和互动。
4. 线上调研:开展线上调研,了解学生的学习情况,特别是实验内容的操作完成情况,来判断课程内容的组织和设计是否合理,及时调整教学方案。

图3 “云端” 图4 学生端
三、互动“云”实验硬核支持,助力学生“深度”学习
采用“教师线上指导、软件自主编程、硬件虚拟仿真”的“云”平台开展实验教学,让同学们渐渐“迷”上了枯燥的微机理论知识,激发了学生的学习兴趣和热情,推动了线上理论教学。但目前线上学习相对缺乏教师的全面监督和引导,学生在学习时往往存在“知其然而不知其所以然”的情况,在过程探究、思考应用上存在不足。课程组根据学生情况指导学生明晰学科知识体系和课程相关内在联系,构建知识网络,引导学生进行发散性“深度”学习。

图5 学生学习情况 图6 学生学习笔记
四、“云”亦精彩,亦期待相见
特殊时期,特殊的线上教学方式,我们在“云”上相见。“云”实验,连接线上小课堂和实践大课堂,师生共同努力,探索实践教学的线上开展模式,我们一起耕耘知识的沃土,期待重回校园的那天!
多样互动让线上课堂“活”起来
课程:程序设计基础
网络工程教研室 戴晓东
疫情期间,长时间的网络教学让学生们有了“希望早日开学”的强烈期盼。为了让学生持续保持学习激情,我在《程序设计基础》课程教学过程中,采用“榜样的力量”“我们一起来找茬”“我们有双发现美的眼睛”“我们一起来挑战”“我们一起来通关”等多种互动方式,调动学生的学习积极性和主动性,让课堂“活”起来。

图1 听同学声音 提供正能量
一、“榜样的力量”——设置优秀程序作品与学习笔记展示区,发挥榜样的力量
直播课前在每个章节设置优秀作品展示区以及网课优秀学习笔记展示区。通过树立榜样,给同学们一个展示的平台,也给其它同学一个参考学习的地方,从而取他人之长补己之短。通过这样的方式,学生乐于做这样的分享,提高专业知识应用的同时,也提高语言表达能力。通过录制程序演示讲解的视频,也学会了其它新技能,为其它同学及后期学习在线课程同学提供了一个学习的最好借鉴。

图2 观看优秀程序作品视频展

图3 观看优秀学习笔记展
二、“我们一起来找茬”——团队协作、作业互评,提高学生的课程参与度
对上一章节通关作业或是当堂语法测试进行生生、小组互评,老师点评,每位同学评定3-4名同学的程序作业或当堂测试结果,这样经过多名同学的点评,程序中的茬自然能找出,也提高了自身对相关语法知识的理解。根据大家找到的一些问题,老师进行点评。通过这样的方式,提高学生的课程参与度。

图4 大家一起来找茬
三、“我们有双发现美的眼睛”——提升课程的趣味性,培养学生的程序设计思维能力
对将要学习的知识点,在线发布一些讨论话题,比如“选择结构”这个部分,发布作业“你有一双发现美的眼睛”,让同学们脑洞大开,找到的答案也十分有趣。要求学生找出生活中哪些地方存在选择,比如智能驾驶的汽车,如果监测到是红灯就刹车,否则绿灯前行。通过“拍场景视频+文字解析”的方式,学生觉得这门课程很有趣,同时学生的程序设计思维能力也得到很好的引导。

图5 程序思维引导
四、“我们一起来挑战”——以“项目驱动 ”模式,让同学们学有所用
工程教育专业认证是国际通用的工程教育质量保障制度,对大学生的综合能力培养提出了明确的目标和要求。以“项目驱动”教学模式,引导学生挑战完成语法在生产实际和国际技术发展前沿技术中的应用。因此,不仅让学生觉得课程有趣,同时也让他们学有所用,知道所学知识具体用到何处,如何用。比如选择结构项目挑战部分,以一个用户身份认证,虹膜识别的例子,引导学生对双分支结构语法的理解与学习。

图6 基于工程教育专业认证标准设置挑战项目
五、“我们一起来通关”——设置章节通关测试,完善课程评价体系
无论怎样的教学设计,最终是让学生达到好的学习效果,因此学习效果评价体系的构建也至关重要。通过构建过程性、诊断性及终结性多元评价体系,在重要知识点及重要章节部分,设计通关测试,学生像通关玩游戏般,老师根据学生学习情况制定合理的教学计划,不断完善课程评价体系,引导课程持续改进的方向。

图7 设置章节通关测试 完善课程评价体系
在讨论区看到“我学会了”“很有成就感”“今天很充实”“这样很有趣”“好像还可以有别的实现方法”“原来在这里也可以应用到”等学生反馈,成为我不断改革教学方法的源动力。路漫漫其修远兮,吾将上下而求索,学习、改革将一直持续。这场战“疫”,作为教育一线的我们,是挑战也是机遇。
精心组织教学 打造高效课堂
课程:智能控制技术
自动化教研室 陈希祥
本学期,我承担《智能控制技术》课程的教学任务,本课程理论性强、内容复杂抽象。疫情期间,秉承“停课不停学,停课不停教”的精神,针对网络教学中学生学习兴趣不足,知识点难以理解等问题,我不断进行教学反思、改进教学方法,提升课程内容趣味性,充分激发学生学习的积极性和主动性。
一、精细设计,稳步推进
凡事预则立、不预则废。我在开课前制定了详细的课前预习计划,通过各种信息化平台向学生及时推送电子教材、授课计划、阶段测试等,使同学们做到“有备而学、带着问题去学”。基于“自学-授课-作业-答疑”基本环节,利用中国大学MOOC平台、腾讯、超星学习通等平台多管齐下、多措并举,完成课程建设,构成教学闭环。

图1 中国大学MOOC平台课程建设与管理

图2 基于慕课堂与学习通平台的过程管理

图3 制定教学计划

图4 作业及阶段测验
二、精准施教,提升兴趣
将课堂搬入虚拟的网络世界,打破了传统线下课程固有的教学模式,教师在学生管理、教学设计、师生互动、作业辅导等环节,都面临新的挑战。囿于远程教学局限性,我坚持以学生为中心,拆解课程知识点,丰富教学内容,将“智能控制”理论教学与案例分析深度结合、前沿知识与基础知识相结合,提升学生兴趣,引导学生从被动学习到主动学习的转变。

图5 模糊控制理论兴趣引导

图6 神经网络控制理论兴趣引导
三、精确引导,注重实践
模糊控制系统设计与神经网络控制系统设计是智能控制课程的两个主要内容,基础是模糊数学基本原理和神经网络基本原理,而核心分别是基于模糊推理理论的控制器设计和基于神经网络的控制器设计,均是理论与实践结合非常紧密的内容。在知识点教学过程中,主要以典型水箱水位控制和机械臂控制案例为牵引,以相对直观且容易理解的控制系统设计为主线,详细分解设计步骤,明确每一步实现过程中所涉及的基础理论,实现理论服务实践,并结合仿真演示给同学们呈现一个可视化的设计过程和结论。

图7 控制理论与实践相结合
四、精心总结,持续改进
线上教学已经持续了两个多月,结合课堂教学效果,我在学生管理、教学设计、内容测评等方面不断摸索、不断尝试、不断调整,课程建设不断完善的同时仍然有许多问题值得反思。对于智能控制这一知识点,理论课上无法完整呈现的设计案例,在课后我认真总结,结合实训课程,及时补充完善。通过实训与理论课堂互补,加深学生对理论知识的理解,提升学生的应用实践能力。
在信息化背景下,信息技术与“教”“学”深度融合是对传统教学模式的变革,打破了教学活动与知识获取在时间和空间上的限制,给教师和学生带来的更多的是一种机遇。如何用好网络资源、更好地实现教学目标,是新形势下现代教育需要重新审视的一个问题。