论文部分内容阅读
摘要：在“互联网 ”背景下，我们对“新工科”专业的课堂教学设计提出了更高的需求。本文以物联网工程专业的专业核心课程“无线传感网络”课堂教学设计为例，坚持物联网工程专业的教学必须着眼于行业需求，以培养具有较强工程能力、实践能力和创新能力的复合型应用人才为导向，将慕课、微课、翻转课堂与传统常规课堂教学设计有机结合，相辅相成，综合运用多种教学方法和教学手段，能有效提高学生学习的主动性，达到良好的教学目的。
关键词：互联网 ；慕课；微课；翻转课堂
中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2017）24-0096-04
● 引言
随着互联网技术的迅速发展，“互联网 ”模式已经渗透到各个领域。“互联网 ”的概念可理解为通过互联网资源平台与信息技术相结合，将传统行业中的各行各业与互联网相结合而在新领域中形成的一种新的形态。高等教育更要主动适应信息化、互联网发展形势，加强信息化建设，走在互联网应用的前列。
2017年初，国务院印发的《国家教育事业发展“十三五”规划》指出：“拓展教育新形态，以教育信息化推动教育现代化，积极促进信息技术与教育的融合创新发展，努力构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，形成人人皆学、处处能学、时时可学的学习环境。”由此可知，在“互联网 ”背景下，传统的常规教学模式已远远不能够满足信息大爆炸时代对教育教学的要求，务必要将信息技术与教育教学过程高度有机融合，才能够满足新时代、新经济形式下对人才培养的需求。在这种时代背景下，“新工科”专业的课堂教学设计也面临着新的机遇和挑战。
“无线传感网络”课程不仅是物联网专业的核心课程，还是其他信息科学领域专业的热门选修课。如何组织好这门课程的课堂教学，对培养适应“工业4.0”背景下的新型复合型人才具有重要意义。现有的课堂教学设计仍然存在诸多问题，如课程教学内容更新不及时，教材陈旧；针对无线传感网络中的拓扑结构、路由涉及等一些较为抽象的概念，现有的教学方法不能将这种概念问题解释清楚，只能概念性地讲解，不能形成直观的感官认识；等等。因此，我们必须要对“无线传感网络”课程的教学设计进行研究和探索，对现有教学模式进行改革，以培养适合新经济、新时代的“新工科”人才。
● 网络教学与课堂教学相结合
1.慕课
网络教学中应用最广泛的为慕课（MOOC），它能打破教室的限制，让知识为所有人共享。慕课的平台供应商从开始的Udacity、Coursera、edX三大国外公司发展到国内的各种慕课平台，如网易云课堂、清华大学学堂在线等。在“互联网 ”背景下，学生可以非常便捷地从网上找到国内外众多精品网络在线课程，可以不出校门就在慕课平台上学到其他高校的特色课程。
2.慕课的优势与劣势
充分利用在线课程平台，可以满足学生个性化、多样化的学习和发展需求。慕课有三个显著特征：一是开放性。课程设置、学生的学习过程及教学师资对所有用户开放使用。二是实时性。视频课程内容的更新，学生学习活动、学习效果的反馈都能实时显示。三是个性化。海量的网络课程资源涉及不同学科的各个领域各个方面，学生可以根据自己的爱好与需求个性化地对网络资源进行筛选和甄别，同时，能够根据自己的时间安排与兴趣爱好决定学习过程的快慢程度。
慕课作为网络课堂的主要载体，其特性远非传统课堂所能及。但在教学过程中，一方面其主要的展示教学的方式是通过单一的视频模式来呈现，学生长时间观看视频难免觉得枯燥，从而精神涣散；另一方面其海量的网络课程资源容易让学生的学习过程变得随意，使其难以把握该课程的课程目标和课堂教学计划中的教学目标。
3.在线教学与课堂教学相结合的新模式
“无线传感网络”课程主要介绍无线传感网络的基础理论、相关技术和主要应用，其内容涵盖无线传感网络的发展与现状、各层协议，无线通信基本原理及国内外的发展趋势。在教学过程中，首先，教师可以利用慕课让学生对先修课程的相關章节和知识点进行复习，在讲到无线传感网络的体系结构与自组织网的区别时，让其翻看慕课平台上相关的“计算机网络”教学视频中的计算机网络体系结构、自组织网络的特点等内容，再以提问、讨论的方式对他们观看在线课程视频进行考核，同时也可以将其作为引入新教学内容的方法，从而达到温故知新的效果。其次，针对教学计划中的重点、难点内容，如无线传感网络的节点定位技术等，教师可以在传统课堂讲授的基础上，要求学生观看和学习慕课平台上相关内容的视频资源，这样做一方面可以弥补课堂教学中学生对抽象概念理解不足的缺点，另一方面可以帮助学生消化与深化知识理解，特别是针对重难点知识的不同教学形式讲解和学习，从而使其牢固掌握这类知识点，提高学习效率。
在“互联网 ”背景下，采用在线教学与课堂教学相结合的模式，需要教师在传统课堂教学过程中对课堂教学目标进行把握和指引，这样才能让两种教学模式进行互补，达到相辅相成的效果。
● 微课课时与课堂课时相结合
1.微课
目前，以微视频为主要形式的微课已成为慕课网络平台下的基本学习单元。微课的视频时长一般在10分钟左右，记录教师在课堂内外教育教学过程中，由一些知识重点、难点、疑点或某个教学环节而展开的教与学相关活动全过程。在教学内容上也突出以多角度、多手段的应用来展现知识内容，从而形成对学生学习的多种形式刺激。
微课的核心组成部分跟慕课相类似，依旧是以课堂教学视频为主，还包含与教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思等辅助性教学资源。微课旨在以一种特定的组织形式和呈现方式打造一个半结构化、主题式的资源单元应用“小领域”。由此可知，其模式与传统的单一教学资源类型并不相同，它是在传统的基础上继承和发展起来的新型教学资源。
然而，作为一种视频教学类型，微课与慕课又有着很大的区别。首先，慕课的规模一般都比较大，现在已作为大规模的在线开放课程开展起来，而微课的规模相对较小，且现在还处于发展阶段；其次，慕课的交互性较强，通常会有课堂测试和课后作业，并有相应的论坛供学生交流讨论，而微课会在视频结束后布置作业，效果不甚理想；最后，慕课与大学合作后，学生可以在修完某门课程并通过相应考试后得到证书，不仅如此，在校的大学生也可以借助在线课程平台通过学习考核后获得学分，而微课在学生观看之后仅得到相应的知识，并没有证书或者学分。 2.微课课时与课堂课时的有机结合
在教学计划实施的过程中，教学课时的设置不仅要保证在一定时间内完成相应的教学目标，还要保证在教学过程中维持学生的注意力，由此才能达到良好的教学效果。在“无线传感网络”课程教学中，笔者采用微课课时与课堂课时有机结合的方法，对课堂教学计划进行改革。在课堂教学中使用微课，既能避免长时间播放网络视频资源而引起的学生注意力减损的状况出现，又能避免视频教学在课堂教学过程中“喧宾夺主”的情况出现。在教学过程中，使用微课讲解一两个知识点，相对应一个课程体系一组微课就可以呈现较为完善的知识体系。同时，在课堂教学过程中，教师可以通过提问、分组讨论及其他教学方法的改变来把控学生的注意力。
在教学过程中，较合适的是采用微课10分钟与课堂教学35分钟的模式进行教学课时的分配，在课堂教学的基础上加入微课，能起到“锦上添花”的作用。微课按课堂教学进程可分为课前复习、新课导入、知识理解、练习巩固及小结拓展。为了达成教学目标，在教学计划的任何阶段都可以加入10分钟的微课。例如，在“无线传感网络”课程教学过程中，在讲到无线传感网络的节点布局这一章内容时，由于节点布局涉及的知识点多，学生难以进行全面的把握，所以教师可以在本章知识讲授完后用微课对内容进行小结扩展，由于对无线传感网络系统的要求不一样，对其布局的方式也就大不相同。在要求无线传感网络系统的寿命最长时，就需要考虑到网络的生存周期，即以降低整个系统的能耗为主要目标；在要求覆盖区域尽可能全面时，就要考虑节点布局的覆盖面积和覆蓋率，同时要考虑节点的多跳；在考虑投入花费最少时，则要考虑节点数目最少的情况下保证无线传感网络的有效运行。
● 翻转课堂与常规教学相结合
1.翻转课堂教学
翻转课堂是一种新颖而有效的教学方法，它以学生为中心，强调学生个性化学习，重点是学生在课下对基础知识的自学，教师的课堂讲授只是一种引导。在课堂上，学生要参与各种各样的教学活动，而这些教学活动必须要在提前完成课程预习、作业等任务后才能参与。翻转课堂能为学生在课上环节提供许多挑战，从而迫使其课下必须学习各类知识，这种方法能够有效增加学生的学习动力和兴趣，提高其综合素质，让其对学科知识有更深刻的理解。
在“互联网 ”背景下，翻转课堂是利用互联网资源、计算机技术来学习某一课程的基础知识内容，实现学生自主掌握学习的进度。其理想化的状态是教育学生充分利用互联网资源，将计算机变成每位学生的私人教师，替代教师对课程的讲授，从而节省出更多的课堂时间让学生参与到其中，在课堂的互动中不只局限于知识的再次深化，而是应用深化。
2.翻转课堂教学与常规教学相结合
作为一种新的教学方式，翻转课堂也存在一些不足之处。首先，翻转课堂的最终目的是通过学生课前学习基础知识，教师在课堂教学计划中主要针对性地解决学生提出的问题，但并不是所有学生都喜欢这种挑战或这种模式，他们习惯了传授式的课堂教学流程，思维不够灵活。其次，在翻转课堂中，大多数学生参与到教学讨论中，导致课堂纪律难以控制，这需要教师具有较强的管理能力。最后，教师设计的教学活动不容易覆盖到教材的方方面面，且设计的教学任务需要难度适中，适合学生的水平能力，这增加了教师的备课难度。
因此，翻转课堂需要与传统的常规教学相结合，用合适的方法来解决问题。翻转课堂与常规教学相结合需要注意以下四个方面的问题。
（1）强调以学生为中心
要考虑不同学生对课前基础知识的掌握情况，在常规的课堂讲授过程中要以学生为中心，教学过程要以将知识传递转化为以学生应用为主的知识为重要目标来进行。
（2）强调课前自主学习
在课前学习过程中，学生可以通过互联网平台或其他途径获取资料，但这些资料一般是基础性的知识内容，要引导学生认识此类知识的高度概括性、浓缩性，以及对课堂中教学活动计划的指向性。
（3）强调课堂教学采用多种方法
在课堂讲解的过程中，首先要利用较短的时间对相关基础知识进行讲解与概括，而课堂的主要教学环节还是应放在教师指导学生进行参与式学习的部分。其目的是加深学生对前期基础学习的理解程度，进一步培养他们的实际应用技能。
（4）教师对学生的个性化指导
在课堂讲授和讨论过程中，根据学生的不同学习情况和参与学习程度，教师要掌握不同学生在课前基础学习中的具体学习程度，同时对于一些落后学生，要对其不能通过自主学习理解掌握的知识点进行归纳和总结。然后根据不同学生的学习进展情况，有针对性地设计教学策略，开展个性化的辅导活动。
● 结束语
本文主要介绍了网络教学与传统教学相结合、微课课时与课堂课时相结合、翻转课堂教学与常规教学相结合三个方面的课堂教学设计改革。在课程教学过程中，我们只有注重慕课、微课、翻转课堂与传统常规课堂教学相结合，才能使学生对本课程的理论、技术和应用有充分的理解和认识，从而为现代产业、社会发展培养高素质应用型创新人才。
参考文献：
[1]吴爱华，侯永峰，杨秋波，等.加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.
[2]陆国栋.如何打造真正的大学课程[J].中国大学教学，2016（2）：10-13.
[3]教育部.“新工科”建设复旦共识[J].高等工程教育研究，2017（1）：10-11.
[4]郎春玲.物联网工程专业项目驱动教学改革的研究与探索[J].电子测试，2016（9）：80-82.
[5]何思霖.浅论互联网与传统行业的结合[J].科技创新与应用，2016（3）：1.
关键词：互联网 ；慕课；微课；翻转课堂
中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2017）24-0096-04
● 引言
随着互联网技术的迅速发展，“互联网 ”模式已经渗透到各个领域。“互联网 ”的概念可理解为通过互联网资源平台与信息技术相结合，将传统行业中的各行各业与互联网相结合而在新领域中形成的一种新的形态。高等教育更要主动适应信息化、互联网发展形势，加强信息化建设，走在互联网应用的前列。
2017年初，国务院印发的《国家教育事业发展“十三五”规划》指出：“拓展教育新形态，以教育信息化推动教育现代化，积极促进信息技术与教育的融合创新发展，努力构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系，形成人人皆学、处处能学、时时可学的学习环境。”由此可知，在“互联网 ”背景下，传统的常规教学模式已远远不能够满足信息大爆炸时代对教育教学的要求，务必要将信息技术与教育教学过程高度有机融合，才能够满足新时代、新经济形式下对人才培养的需求。在这种时代背景下，“新工科”专业的课堂教学设计也面临着新的机遇和挑战。
“无线传感网络”课程不仅是物联网专业的核心课程，还是其他信息科学领域专业的热门选修课。如何组织好这门课程的课堂教学，对培养适应“工业4.0”背景下的新型复合型人才具有重要意义。现有的课堂教学设计仍然存在诸多问题，如课程教学内容更新不及时，教材陈旧；针对无线传感网络中的拓扑结构、路由涉及等一些较为抽象的概念，现有的教学方法不能将这种概念问题解释清楚，只能概念性地讲解，不能形成直观的感官认识；等等。因此，我们必须要对“无线传感网络”课程的教学设计进行研究和探索，对现有教学模式进行改革，以培养适合新经济、新时代的“新工科”人才。
● 网络教学与课堂教学相结合
1.慕课
网络教学中应用最广泛的为慕课（MOOC），它能打破教室的限制，让知识为所有人共享。慕课的平台供应商从开始的Udacity、Coursera、edX三大国外公司发展到国内的各种慕课平台，如网易云课堂、清华大学学堂在线等。在“互联网 ”背景下，学生可以非常便捷地从网上找到国内外众多精品网络在线课程，可以不出校门就在慕课平台上学到其他高校的特色课程。
2.慕课的优势与劣势
充分利用在线课程平台，可以满足学生个性化、多样化的学习和发展需求。慕课有三个显著特征：一是开放性。课程设置、学生的学习过程及教学师资对所有用户开放使用。二是实时性。视频课程内容的更新，学生学习活动、学习效果的反馈都能实时显示。三是个性化。海量的网络课程资源涉及不同学科的各个领域各个方面，学生可以根据自己的爱好与需求个性化地对网络资源进行筛选和甄别，同时，能够根据自己的时间安排与兴趣爱好决定学习过程的快慢程度。
慕课作为网络课堂的主要载体，其特性远非传统课堂所能及。但在教学过程中，一方面其主要的展示教学的方式是通过单一的视频模式来呈现，学生长时间观看视频难免觉得枯燥，从而精神涣散；另一方面其海量的网络课程资源容易让学生的学习过程变得随意，使其难以把握该课程的课程目标和课堂教学计划中的教学目标。
3.在线教学与课堂教学相结合的新模式
“无线传感网络”课程主要介绍无线传感网络的基础理论、相关技术和主要应用，其内容涵盖无线传感网络的发展与现状、各层协议，无线通信基本原理及国内外的发展趋势。在教学过程中，首先，教师可以利用慕课让学生对先修课程的相關章节和知识点进行复习，在讲到无线传感网络的体系结构与自组织网的区别时，让其翻看慕课平台上相关的“计算机网络”教学视频中的计算机网络体系结构、自组织网络的特点等内容，再以提问、讨论的方式对他们观看在线课程视频进行考核，同时也可以将其作为引入新教学内容的方法，从而达到温故知新的效果。其次，针对教学计划中的重点、难点内容，如无线传感网络的节点定位技术等，教师可以在传统课堂讲授的基础上，要求学生观看和学习慕课平台上相关内容的视频资源，这样做一方面可以弥补课堂教学中学生对抽象概念理解不足的缺点，另一方面可以帮助学生消化与深化知识理解，特别是针对重难点知识的不同教学形式讲解和学习，从而使其牢固掌握这类知识点，提高学习效率。
在“互联网 ”背景下，采用在线教学与课堂教学相结合的模式，需要教师在传统课堂教学过程中对课堂教学目标进行把握和指引，这样才能让两种教学模式进行互补，达到相辅相成的效果。
● 微课课时与课堂课时相结合
1.微课
目前，以微视频为主要形式的微课已成为慕课网络平台下的基本学习单元。微课的视频时长一般在10分钟左右，记录教师在课堂内外教育教学过程中，由一些知识重点、难点、疑点或某个教学环节而展开的教与学相关活动全过程。在教学内容上也突出以多角度、多手段的应用来展现知识内容，从而形成对学生学习的多种形式刺激。
微课的核心组成部分跟慕课相类似，依旧是以课堂教学视频为主，还包含与教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思等辅助性教学资源。微课旨在以一种特定的组织形式和呈现方式打造一个半结构化、主题式的资源单元应用“小领域”。由此可知，其模式与传统的单一教学资源类型并不相同，它是在传统的基础上继承和发展起来的新型教学资源。
然而，作为一种视频教学类型，微课与慕课又有着很大的区别。首先，慕课的规模一般都比较大，现在已作为大规模的在线开放课程开展起来，而微课的规模相对较小，且现在还处于发展阶段；其次，慕课的交互性较强，通常会有课堂测试和课后作业，并有相应的论坛供学生交流讨论，而微课会在视频结束后布置作业，效果不甚理想；最后，慕课与大学合作后，学生可以在修完某门课程并通过相应考试后得到证书，不仅如此，在校的大学生也可以借助在线课程平台通过学习考核后获得学分，而微课在学生观看之后仅得到相应的知识，并没有证书或者学分。 2.微课课时与课堂课时的有机结合
在教学计划实施的过程中，教学课时的设置不仅要保证在一定时间内完成相应的教学目标，还要保证在教学过程中维持学生的注意力，由此才能达到良好的教学效果。在“无线传感网络”课程教学中，笔者采用微课课时与课堂课时有机结合的方法，对课堂教学计划进行改革。在课堂教学中使用微课，既能避免长时间播放网络视频资源而引起的学生注意力减损的状况出现，又能避免视频教学在课堂教学过程中“喧宾夺主”的情况出现。在教学过程中，使用微课讲解一两个知识点，相对应一个课程体系一组微课就可以呈现较为完善的知识体系。同时，在课堂教学过程中，教师可以通过提问、分组讨论及其他教学方法的改变来把控学生的注意力。
在教学过程中，较合适的是采用微课10分钟与课堂教学35分钟的模式进行教学课时的分配，在课堂教学的基础上加入微课，能起到“锦上添花”的作用。微课按课堂教学进程可分为课前复习、新课导入、知识理解、练习巩固及小结拓展。为了达成教学目标，在教学计划的任何阶段都可以加入10分钟的微课。例如，在“无线传感网络”课程教学过程中，在讲到无线传感网络的节点布局这一章内容时，由于节点布局涉及的知识点多，学生难以进行全面的把握，所以教师可以在本章知识讲授完后用微课对内容进行小结扩展，由于对无线传感网络系统的要求不一样，对其布局的方式也就大不相同。在要求无线传感网络系统的寿命最长时，就需要考虑到网络的生存周期，即以降低整个系统的能耗为主要目标；在要求覆盖区域尽可能全面时，就要考虑节点布局的覆盖面积和覆蓋率，同时要考虑节点的多跳；在考虑投入花费最少时，则要考虑节点数目最少的情况下保证无线传感网络的有效运行。
● 翻转课堂与常规教学相结合
1.翻转课堂教学
翻转课堂是一种新颖而有效的教学方法，它以学生为中心，强调学生个性化学习，重点是学生在课下对基础知识的自学，教师的课堂讲授只是一种引导。在课堂上，学生要参与各种各样的教学活动，而这些教学活动必须要在提前完成课程预习、作业等任务后才能参与。翻转课堂能为学生在课上环节提供许多挑战，从而迫使其课下必须学习各类知识，这种方法能够有效增加学生的学习动力和兴趣，提高其综合素质，让其对学科知识有更深刻的理解。
在“互联网 ”背景下，翻转课堂是利用互联网资源、计算机技术来学习某一课程的基础知识内容，实现学生自主掌握学习的进度。其理想化的状态是教育学生充分利用互联网资源，将计算机变成每位学生的私人教师，替代教师对课程的讲授，从而节省出更多的课堂时间让学生参与到其中，在课堂的互动中不只局限于知识的再次深化，而是应用深化。
2.翻转课堂教学与常规教学相结合
作为一种新的教学方式，翻转课堂也存在一些不足之处。首先，翻转课堂的最终目的是通过学生课前学习基础知识，教师在课堂教学计划中主要针对性地解决学生提出的问题，但并不是所有学生都喜欢这种挑战或这种模式，他们习惯了传授式的课堂教学流程，思维不够灵活。其次，在翻转课堂中，大多数学生参与到教学讨论中，导致课堂纪律难以控制，这需要教师具有较强的管理能力。最后，教师设计的教学活动不容易覆盖到教材的方方面面，且设计的教学任务需要难度适中，适合学生的水平能力，这增加了教师的备课难度。
因此，翻转课堂需要与传统的常规教学相结合，用合适的方法来解决问题。翻转课堂与常规教学相结合需要注意以下四个方面的问题。
（1）强调以学生为中心
要考虑不同学生对课前基础知识的掌握情况，在常规的课堂讲授过程中要以学生为中心，教学过程要以将知识传递转化为以学生应用为主的知识为重要目标来进行。
（2）强调课前自主学习
在课前学习过程中，学生可以通过互联网平台或其他途径获取资料，但这些资料一般是基础性的知识内容，要引导学生认识此类知识的高度概括性、浓缩性，以及对课堂中教学活动计划的指向性。
（3）强调课堂教学采用多种方法
在课堂讲解的过程中，首先要利用较短的时间对相关基础知识进行讲解与概括，而课堂的主要教学环节还是应放在教师指导学生进行参与式学习的部分。其目的是加深学生对前期基础学习的理解程度，进一步培养他们的实际应用技能。
（4）教师对学生的个性化指导
在课堂讲授和讨论过程中，根据学生的不同学习情况和参与学习程度，教师要掌握不同学生在课前基础学习中的具体学习程度，同时对于一些落后学生，要对其不能通过自主学习理解掌握的知识点进行归纳和总结。然后根据不同学生的学习进展情况，有针对性地设计教学策略，开展个性化的辅导活动。
● 结束语
本文主要介绍了网络教学与传统教学相结合、微课课时与课堂课时相结合、翻转课堂教学与常规教学相结合三个方面的课堂教学设计改革。在课程教学过程中，我们只有注重慕课、微课、翻转课堂与传统常规课堂教学相结合，才能使学生对本课程的理论、技术和应用有充分的理解和认识，从而为现代产业、社会发展培养高素质应用型创新人才。
参考文献：
[1]吴爱华，侯永峰，杨秋波，等.加快发展和建设新工科 主动适应和引领新经济[J].高等工程教育研究，2017（1）：1-9.
[2]陆国栋.如何打造真正的大学课程[J].中国大学教学，2016（2）：10-13.
[3]教育部.“新工科”建设复旦共识[J].高等工程教育研究，2017（1）：10-11.
[4]郎春玲.物联网工程专业项目驱动教学改革的研究与探索[J].电子测试，2016（9）：80-82.
[5]何思霖.浅论互联网与传统行业的结合[J].科技创新与应用，2016（3）：1.