“互联网+”背景下物理专业光电课程慕课研究
徐强 崔金刚 田赫
摘要：光电技术是下一代信息产业技术发展的重要方向，国内已有众多高校设置了光电类专业或光电类方向。作为光电类方向的核心课程之一，光电器件及系统课程具有知识体系复杂、学科交叉多等一系列特点，特别是其工科特性强的特点。在“互联网+”教育概念的推动下，“慕课”作为一种开放式网络教学的新方式，迅速发展。文章通过对照不同参数条件下光电器件及系统课程的学习效果，分析慕课对物理专业光电课程的教学作用。结果表明：慕课系统有利于提高学生利用碎片化的时间进行学习的效果、综合提升学生的学习成绩和成绩优秀学生的比例、降低不及格学生比例。
关键词：慕课；光电器件及系统；互联网+；教学模式
光电产业作为一个新兴的领域，所包含的范围甚广，根据美国光电产业发展协会（OIDA）的定义，“光电”是指光子学和电子学的交集领域，这个交集产生的技术就是光电器件及系统。在此背景下，国内已有众多高校设置了光电类专业或光电类方向，并将光电类课程作为该专业的主干课程。从教学的角度看，由于光电类课程的特殊性，要求学生对光学、激光技术、电子技术、物理学等基础知识掌握较好，同时由于课程涉及学科较多、知识点也较多，而上述课程相互之间缺少联系。因此，传统的日常教学类授课方式逐渐不能适应光电类课程的授课需求。
慕课（ Massive Open Online Courses，缩写为MOOC） 即大规模网络开放课程，在教学理念和教学设计上引发高校全新的教学改革。以“慕课”的兴起为契机，促进光电类课程的教学改革，加强光电类课程的各种资源共享，是目前高校光电类课程建设的发展趋势。
笔者尝试在传统教学模式下，将慕课模式引入光电器件及系统教学中，以东北林业大学物理学专业2015～2016級学生为试点，进行慕课模式教学探索与实践。把慕课模式学习与传统模式的课堂教学相结合，使学生能够自行选择学时间和学习地点，不受传统课堂的时间和地点限制，提高课堂教学效果和学生的学习兴趣，达到提高教学质量、有利于培养学生的动手能力和创新意识的目的。
1“网络教学平台”是“慕课”教学模式的技术保障
东北林业大学网络教学平台已经建立，对在线课程建设规范、课程管理、项目立项、经费支出等进行了规范化管理，并打造一批具有学校特色、展现学校水平和实力的精品在线开放课程。“网络教学平台”为光电器件及系统在线课程建设和学生进行课程的慕课视频、教学内容课件、课后作业等相关内容的查看和学习提供了有力保障。
2在线课程建设流程及慕课资料制作
针对光电器件及系统课程中的主要知识点，光电器件及系统教学团队完成了33个知识点的PPT和主要知识点的视频制作工作，努力做到图文并茂，简单易懂。光电器件及系统的在线课程制作具体步骤为：
①首先进行光电器件及系统课程的调研，准备各章节理论课的备课工作，制作理论教学的PPT；
②将每一章的内容按照授课PPT、教学辅导视频、作业及课后阅读进行统筹安排，让学生不仅能通过授课PPT和教学辅导视频完成课程的预习，更能在课后通过作业和课后阅读加深对知识的理解；
③针对每一节的授课难点和重点问题，设计相应的课后习题，以加深学生对知识的掌握程度；
④针对课程知识体系复杂的问题，每一节课后单独增加了相应的课后知识阅读环节，以提高学生的学习兴趣和对知识的综合掌握能力；
⑤将相应教学知识点的PPT和慕课视频等资料上传东北林业大学超星慕课平台。
3光电器件及系统在线课程学习情况
3.1 慕课网站访问参数统计情况
慕课网站制作完成两年来，网站访问量超过138 400次，其中学习并使用本课程的物理学2015和2016级学生的访问量约14 400次，占比10.4%，其他感兴趣人员访问量124 000次，占比89.6%，这说明本在线课程网站的受众面非常广泛。
以物理2016级学生为例，统计该专业49名学生在光电器件及系统开课的1～10教学周，在线课程网站访问参数。图1（a）为学生访问方式的统计结果，图1（b）为每天分时段访问次数统计结果，由图1（a）可以明显看出，超过80%的学生更多地使用手机客户端进行学习，这与图1（b）中学生在白天各时间段访问次数差别不大的特点吻合，反映出学生更多的是利用零散的课外时间、利用手机这种移动客户端使用方便的特点进行学习。
图1（c）为学生周访问量统计结果，其中第5周为阶段考试所在周次，第10周为期末考试所在周次。由图可看出，正常教育周内，学生周访问量在200人次左右，在考试前一周的周平均访问量迅速增加到750人次左右，并在考试当周的周平均访问量突破了2 100人次。这说明线课程网站不仅能够辅助学生平时的学时，还能在学习一段时间后提供良好的平台以供学生复习知识用。
图1（d）为按星期分的访问量统计结果，为了避免考试日期附近的结果对最终统计结果的影响，删除了杰顿考试和期末考试前三天的数据。由图1（d）可以看出，周2和图4是学生访问量的高峰，主要原因是这两日是理论课上课时间，学生利用该网站可以很好地预习和复习当天的学习内容，但与常规思路不同的是，学生在周日的访问量比其他日期访问量高30%以上。
3.2 慕课网站对学生成绩的影响分析
为了分析MOOC对学生成绩的影响，对比了物理学2014、2015和2016级学生的成绩分布，其中物理写2014级学生未使用MOOC系统，物理学2015和2016级学生正常使用MOOC系统。学生总成绩计算方法为：平时成绩（出勤+课堂表现）占20%+阶段考试占30%+期末考试占50%。成绩分布统计结果如图2所示，由图2可以清晰地看出：未使用MOOC系统的物理学2014级学生的优秀和良好比例之和仅为28.6%，远小于使用MOOC系统物理学2015级学生的50.0%和物理学2016级学生47.9%。与之对应的，使用MOOC系统后，学生的及格和不及格人数占比大幅度下降，但中等成绩占比无明显变化，学生的成绩分布均近似满足正态分布。上述结果表明，MOOC系统的使用能够提高学生的平均成绩，未使用MOOC系统的物理学2014级学生平均成绩为73.0±10.7分，使用MOOC系统的物理学2015、2016级学生平均成绩分别为79.0±10.3分和78.3±10.7分，分别提高了8.2%和7.1%，MOOC系统对于提高本门课程的学习成绩具有良好的教学效果。
如图3所示为物理系2016级学生MOOC系统访问次数和总成绩的关系图，由图3可以看出，学生总成绩与访问次数近似呈线性关系，MOOC系统使用次数少于50次的学生平均成绩仅为67.9分，而使用次数超过300次的学生成绩达到了88.3，成绩提高了30.0%，效果非常明显。
4结论
光电器件及系统是光电技术方向的一门核心课程，课程知识体系复杂，学习难度较大。建立MOOC系统两年以来，课程访问量突破了13.8万人次，其中教学班级学生访问量突破了1.4万人次。通过分析学生访问参数发现，MOOC系统一方面有利于学生利用零散的课外时间，另一方面也使得学生在复习时有良好的学习平台。对比使用MOOC系统前后的班级学习成绩发现，MOOC系统能够提高学生的平均成绩7%以上，同时使得及格和不及格人数占比大幅度下降，优秀和良好成绩占比迅速增加，学生的学习成绩与访问次数近似呈线性关系。MOOC系统对于提高学生的学习效率和学习成绩具有良好的作用。
参考文献：
[1]杨中兴.光电技术应用专业发展现状及专业建设分析[J].电子世界2017.
[2]何修军.光电技术类课程群的建设与研究[J].电子测试， 2016（20）： 166-167.
[3]李雷，刘海.光电类专业课程的实验实践教学体系构建[J]. 教育教学论坛， 2018（24）.
[4]张鸷远.“慕课”（MOOCs）发展对我国高等教育的影响及其对策[J].河北师范大学学报（教育科学版），2014，2：116-121.
[5]郑郁，杨爱国，陈建周.翻转式思想政治教育模式初探[J]. 黑龙江教育（理论与实践），2018，11：27-28.
编辑/岳凤
摘要：光电技术是下一代信息产业技术发展的重要方向，国内已有众多高校设置了光电类专业或光电类方向。作为光电类方向的核心课程之一，光电器件及系统课程具有知识体系复杂、学科交叉多等一系列特点，特别是其工科特性强的特点。在“互联网+”教育概念的推动下，“慕课”作为一种开放式网络教学的新方式，迅速发展。文章通过对照不同参数条件下光电器件及系统课程的学习效果，分析慕课对物理专业光电课程的教学作用。结果表明：慕课系统有利于提高学生利用碎片化的时间进行学习的效果、综合提升学生的学习成绩和成绩优秀学生的比例、降低不及格学生比例。
关键词：慕课；光电器件及系统；互联网+；教学模式
光电产业作为一个新兴的领域，所包含的范围甚广，根据美国光电产业发展协会（OIDA）的定义，“光电”是指光子学和电子学的交集领域，这个交集产生的技术就是光电器件及系统。在此背景下，国内已有众多高校设置了光电类专业或光电类方向，并将光电类课程作为该专业的主干课程。从教学的角度看，由于光电类课程的特殊性，要求学生对光学、激光技术、电子技术、物理学等基础知识掌握较好，同时由于课程涉及学科较多、知识点也较多，而上述课程相互之间缺少联系。因此，传统的日常教学类授课方式逐渐不能适应光电类课程的授课需求。
慕课（ Massive Open Online Courses，缩写为MOOC） 即大规模网络开放课程，在教学理念和教学设计上引发高校全新的教学改革。以“慕课”的兴起为契机，促进光电类课程的教学改革，加强光电类课程的各种资源共享，是目前高校光电类课程建设的发展趋势。
笔者尝试在传统教学模式下，将慕课模式引入光电器件及系统教学中，以东北林业大学物理学专业2015～2016級学生为试点，进行慕课模式教学探索与实践。把慕课模式学习与传统模式的课堂教学相结合，使学生能够自行选择学时间和学习地点，不受传统课堂的时间和地点限制，提高课堂教学效果和学生的学习兴趣，达到提高教学质量、有利于培养学生的动手能力和创新意识的目的。
1“网络教学平台”是“慕课”教学模式的技术保障
东北林业大学网络教学平台已经建立，对在线课程建设规范、课程管理、项目立项、经费支出等进行了规范化管理，并打造一批具有学校特色、展现学校水平和实力的精品在线开放课程。“网络教学平台”为光电器件及系统在线课程建设和学生进行课程的慕课视频、教学内容课件、课后作业等相关内容的查看和学习提供了有力保障。
2在线课程建设流程及慕课资料制作
针对光电器件及系统课程中的主要知识点，光电器件及系统教学团队完成了33个知识点的PPT和主要知识点的视频制作工作，努力做到图文并茂，简单易懂。光电器件及系统的在线课程制作具体步骤为：
①首先进行光电器件及系统课程的调研，准备各章节理论课的备课工作，制作理论教学的PPT；
②将每一章的内容按照授课PPT、教学辅导视频、作业及课后阅读进行统筹安排，让学生不仅能通过授课PPT和教学辅导视频完成课程的预习，更能在课后通过作业和课后阅读加深对知识的理解；
③针对每一节的授课难点和重点问题，设计相应的课后习题，以加深学生对知识的掌握程度；
④针对课程知识体系复杂的问题，每一节课后单独增加了相应的课后知识阅读环节，以提高学生的学习兴趣和对知识的综合掌握能力；
⑤将相应教学知识点的PPT和慕课视频等资料上传东北林业大学超星慕课平台。
3光电器件及系统在线课程学习情况
3.1 慕课网站访问参数统计情况
慕课网站制作完成两年来，网站访问量超过138 400次，其中学习并使用本课程的物理学2015和2016级学生的访问量约14 400次，占比10.4%，其他感兴趣人员访问量124 000次，占比89.6%，这说明本在线课程网站的受众面非常广泛。
以物理2016级学生为例，统计该专业49名学生在光电器件及系统开课的1～10教学周，在线课程网站访问参数。图1（a）为学生访问方式的统计结果，图1（b）为每天分时段访问次数统计结果，由图1（a）可以明显看出，超过80%的学生更多地使用手机客户端进行学习，这与图1（b）中学生在白天各时间段访问次数差别不大的特点吻合，反映出学生更多的是利用零散的课外时间、利用手机这种移动客户端使用方便的特点进行学习。
图1（c）为学生周访问量统计结果，其中第5周为阶段考试所在周次，第10周为期末考试所在周次。由图可看出，正常教育周内，学生周访问量在200人次左右，在考试前一周的周平均访问量迅速增加到750人次左右，并在考试当周的周平均访问量突破了2 100人次。这说明线课程网站不仅能够辅助学生平时的学时，还能在学习一段时间后提供良好的平台以供学生复习知识用。
图1（d）为按星期分的访问量统计结果，为了避免考试日期附近的结果对最终统计结果的影响，删除了杰顿考试和期末考试前三天的数据。由图1（d）可以看出，周2和图4是学生访问量的高峰，主要原因是这两日是理论课上课时间，学生利用该网站可以很好地预习和复习当天的学习内容，但与常规思路不同的是，学生在周日的访问量比其他日期访问量高30%以上。
3.2 慕课网站对学生成绩的影响分析
为了分析MOOC对学生成绩的影响，对比了物理学2014、2015和2016级学生的成绩分布，其中物理写2014级学生未使用MOOC系统，物理学2015和2016级学生正常使用MOOC系统。学生总成绩计算方法为：平时成绩（出勤+课堂表现）占20%+阶段考试占30%+期末考试占50%。成绩分布统计结果如图2所示，由图2可以清晰地看出：未使用MOOC系统的物理学2014级学生的优秀和良好比例之和仅为28.6%，远小于使用MOOC系统物理学2015级学生的50.0%和物理学2016级学生47.9%。与之对应的，使用MOOC系统后，学生的及格和不及格人数占比大幅度下降，但中等成绩占比无明显变化，学生的成绩分布均近似满足正态分布。上述结果表明，MOOC系统的使用能够提高学生的平均成绩，未使用MOOC系统的物理学2014级学生平均成绩为73.0±10.7分，使用MOOC系统的物理学2015、2016级学生平均成绩分别为79.0±10.3分和78.3±10.7分，分别提高了8.2%和7.1%，MOOC系统对于提高本门课程的学习成绩具有良好的教学效果。
如图3所示为物理系2016级学生MOOC系统访问次数和总成绩的关系图，由图3可以看出，学生总成绩与访问次数近似呈线性关系，MOOC系统使用次数少于50次的学生平均成绩仅为67.9分，而使用次数超过300次的学生成绩达到了88.3，成绩提高了30.0%，效果非常明显。
4结论
光电器件及系统是光电技术方向的一门核心课程，课程知识体系复杂，学习难度较大。建立MOOC系统两年以来，课程访问量突破了13.8万人次，其中教学班级学生访问量突破了1.4万人次。通过分析学生访问参数发现，MOOC系统一方面有利于学生利用零散的课外时间，另一方面也使得学生在复习时有良好的学习平台。对比使用MOOC系统前后的班级学习成绩发现，MOOC系统能够提高学生的平均成绩7%以上，同时使得及格和不及格人数占比大幅度下降，优秀和良好成绩占比迅速增加，学生的学习成绩与访问次数近似呈线性关系。MOOC系统对于提高学生的学习效率和学习成绩具有良好的作用。
参考文献：
[1]杨中兴.光电技术应用专业发展现状及专业建设分析[J].电子世界2017.
[2]何修军.光电技术类课程群的建设与研究[J].电子测试， 2016（20）： 166-167.
[3]李雷，刘海.光电类专业课程的实验实践教学体系构建[J]. 教育教学论坛， 2018（24）.
[4]张鸷远.“慕课”（MOOCs）发展对我国高等教育的影响及其对策[J].河北师范大学学报（教育科学版），2014，2：116-121.
[5]郑郁，杨爱国，陈建周.翻转式思想政治教育模式初探[J]. 黑龙江教育（理论与实践），2018，11：27-28.
编辑/岳凤
