| 标题 | 线上线下混合式教学在“MATLAB与计算机仿真”课程中的实践 |
| 范文 | 高扬 胡卉 王来军 赵娇 付颖斌 摘 要 线上线下混合教学模式正在成为现代高等教育教学的一大发展方向。该模式基于传统的课堂授课教学，并融合新兴的网络教学，可以达到更好的教学效果。“MATLAB与计算机仿真”属于专业软件应用与专业基础相结合的课程，具有较强的应用性、实践性与专业特点。而传统的MATLAB课程侧重于对软件与语法的线下教学，如何结合线上教学平台资源，实现更好的教学具有现实的研究价值。 关键词 MATLAB与计算机仿真 混合教学 高等教育 中图分类号：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻标识码：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2020.01.074 Abstract The online and offline mixed teaching mode is becoming a major development direction of modern higher education teaching. The model combines the traditional classroom teaching mode with the online teaching mode to achieve better teaching results. "MATLAB and Computer Simulation" belongs to the professional course of computer field and has strong application and practicality. However， the traditional MATLAB course focuses on offline teaching of software and grammar. How to combine online teaching platform resources to achieve better teaching has realistic research value. Keywords MATLAB and computer simulation; mixed teaching; higher education “MATLAB与计算机仿真”课程因MATLAB 特有的语法特点，广泛的专业使用范围、Simulink 仿真的各种较为专业的设置等，体现出一定的难度。在课程学习过程中学生需要教师的指导与解惑，而学生自主学习与教师的讲解有机结合是关键。一方面，MATLAB作为一种在实践中应用极为广泛的仿真软件，它拥有大量的线上教学、讨论、学习视频，手册、教程应用资料等等各种丰富的资源。另一方面，传统教学模式中主要抓住课堂教学环节，其余课前与课后环节均需要依靠学生自主线下完成。从两者的优势特点来看，线上平台教学的主要优势包括：背靠网络平台，信息资源丰富;[1]信息获取模式采用主动获取模式;可综合图片、多媒体、语音交流、文字等多种方式实现信息传递，因此信息传递手段多样化;传输时间自由灵活，学习时间全覆盖。线下教学的主要优势在于：当面授课带来的语言、眼神等多维度直接交流，直接互动带来的教学效果以及课堂教学本身带来的氛围与讨论感。因此，线上线下两种平台体现出不同的优势与特点，如何结合线上教学平台资源，实现更好的教学具有现实的研究价值。 1 线上平台教学模式的特点 Piazza，是国外大学中非常流行的教师与学生问答互动与辅助教学平台，是一家专门面向学生和老师的问答平台，它集wiki和论坛模式为一体，能够帮助老师和学生更好的提问和解答学习中遇到的问题。由于支持PC端、移动手机端如iOS和Android等手机平台而得到广泛的运用。其校园用户活跃人数已超过10万，用户范围涵盖美国主要院校，例如斯坦福，哥伦比亚，哈佛，MIT，普林斯顿等著名高校。经统计登陆Piazza的学生每天平均花费在Piazza的时间均在4小时以上。超星学习通由国内世纪超星信息技术发展有限公司开发，是一种专业的线上学习平台，可在PC电脑，手机，平板电脑等多种终端使用。该平台相比其他线上教学平台而言，结合超星数据库的数据支撑，超星学习通能够无缝提供包括电子资源下载，图书馆藏书借阅查询，课程学习，资讯浏览，小组讨论等功能。综合两种线上教学与互动平台软件特点，不难发现线上平台教学的主要优势包括：背靠网络平台，信息资源丰富;信息的获取主要采用主动获取模式;可综合图片、多媒体、语音交流、文字等多种方式实现信息传递，因此信息传递手段多样化;传输时间自由灵活，学习时间全覆盖。 2 线上线下混合教学模式特点 线上线下混合教学模式是一种综合运用各种网络服务，将线上网络学习形式与线下传统的课堂教学模式形式相结合的一种新型教学模式。[2，3]传统教学模式将教学过程划分为三个环节：课前预习准备、课堂教学、课后复习巩固。[4]传统教学模式中主要抓住课堂教学环节，课前与课后环节均需要依靠学生自主线下完成。混合式教学模式的特点则首先在于将线上资源覆盖到学生的课前与课后环节。通过使用在线学习平台完成，预先发布课程视频、学习材料，并督促学生完成课前预习。[5-6]课后，则通过在线学习平台发布课后任务，进行课后答疑、交流，提供学生交流论坛。在混合式教学模式中，学生将由知识接受者转变成为教学主体，教师主要承担起引导者、指导者的角色，将课堂上教师的主导作用转化为学生、教师双主导，学生的学习主动性、积极性将调动起来，课堂效率大大提高。[7，8] 3MATLAB仿真课程特点 MATLAB是一种由美国MathWorks公司开发的一款强大的商业数学、仿真软件。主要应用涵盖算法开发研究，数据分析与可视化处理，数值计算，交互式环境等领域。得益于MATLAB强大的计算与优化能力、高水平的图形图像处理能力、功能强大的工具箱和高度封装带来的易上手等特点使得MATLAB在众多仿真软件中脱颖而出，成为计算机仿真领域的主要工具之一。[8]MATLAB仿真技术课程的教学内容适用于翻转课堂与混合教学模式。这主要由于以下特点确定：MATLAB 仿真技术课程可以划分为多个教学模块，易于实现知识碎片化，且可实现渐进式教学安排，特别适于学生课下在宽松的学习环境下按自己喜欢的方式进行教学内容的学习。同时，MATLAB 独特的程序设计技巧、Simulink 仿真模型的复杂设置、MATLAB/Simulink 灵活多样的仿真应用等，具有一定的难度，一方面学生在课程学习过程中离不开教师的指导与解惑。[9]另一方面作为一种在实践中应用极为广泛的仿真软件，MATLAB在线上拥有大量的教学视频、应用资料等等各种丰富的资源，有利于学生自我学习与提升，并激发学习兴趣。因此该课程学生的自主学习与教师的讲解有效地结合，非常适用于线上线下混合教学模式 4混合教学在MATLAB与计算机仿真课程中的应用 4.1 课前准备 课前为学生布置自主学习内容，提供丰富多彩的多媒体资料。 （1）教师搜集、筛选、组织、制作、整理学习资源，包括视频，PPT、文档、例程等，在piazza、超星网络教学平台上进行MATLAB仿真技术课程建设。尤其提供制作精良的视频资料能够激发学生兴趣并使之进行课前自主学习掌握知识。同时提供一些练习题目使学生自己对照练习能够提升预习效果。 （2）教师布置课前学习任务时体现专业背景与层次性要求。课程学习的学生专业背景不尽相同，每个学生的的学习主动性，自主学习能力也各不相同，不能一概而论。因此必须在预先布置的学习任务中针对性的设计不同专业背景的练习题目，学习内容安排由易到难，循序渐进地引导学生完成学习内容，练习题目也应有不同层次的难度，满足不同层次学生的需求。教师依据具体学习任务决定是否要求学生完成课前小练习。学生可自行根据答案对比判断自己学习结果，教师则据此判断学生掌握情况。 （3）开放课程讨论论坛供学生互相交流。依托Piazza平台开放MATLAB仿真技术课程的讨论专区，由学生们在网上互相讨论交流自学过程中碰到的难点与经验，同时安排1位学生助教协助论坛管理，定期发放教学计划、教学课件，提前给出预习目标安排，并搜集学生预习后对课堂教学重点的意见反馈以支持下一步课堂教学活动有的放矢提升教学效果。 4.2 课堂活动设计 课堂教学是知识内化、细化的关键环节，也是传统教学活动中的主要环节。通过学生的提前预习，MATLAB的基础语法（少数较难部分除外）均应已掌握。因此课堂教学中，首先安排对基础语法的讲解，讲解应安排较短时间，本部分的主要内容为重温语法内容的同时通过与学生的当面互动检查知识点的掌握情况。其次，大部分课堂时间应根据预习环节中的练习结果、互动中的检查结果，对部分难点进行讲解。最后，依据各学生背景安排专业背景对应的仿真案例与实操题目，实现对课堂主要知识点、难点的重点演练、讲解。考虑到学生学习水平的差异性，应安排部分难度较高的选做练习题供学生操作使用。与此同时，对于掌握较好的知识点，可以组织部分知识掌握较好的同学上台为其他同学进行讲解，形成一种学生主导课堂学习的翻转氛围。 4.3课后复习 课后复习是巩固学生学习成果，扩展学习范围的主要环节。本环节主要基于课堂教学内容，安排学生进行更多的练习巩固与课后讨论。因此课后复习主要分为课程练习与课程大作业两部分，复习内容主要在线上发布、答疑、结果提交、评分，并在课堂环节予以讲解。 （1）课程练习，每次课程结束后安排进行。教师在本环节设计具有专业背景的练习题2-4道，教师提供题目以及资料由学生完成后通过网上平台提交。提供讨论平台安排引导学生对练习题目进行自主讨论、互相解答问题，激发学习主动性。 （2）课程大作业，通常每5～8节课程或完成一大部分课程内容后安排一次课程大作业。本环节中，安排或学生自由组合2～5位学生组成项目小组，教师应为每个小组安排1个具有实践背景的小课题，课题应包含数据处理、算法运行、结果展示、文档形成环节。使学生通过联合组队合作完成实践项目锻炼项目能力。大作业完成后通过成绩排名激发学生互相探讨、学习的兴趣，激发竞争向上的课程学习氛围。 5总结 线上线下混合教学模式在传统的教学模式基础上，深度融合了线上教学资源，利用了线上资源与平台的主要优点。在这种模式中，如何发挥混合教学的优点，调动学生主观能动性，激发学生兴趣，使学生由被动接受者变成了主动学习者，体现学生的主体作用，是混合教学的主要难点。本文以MATLAB与计算机仿真课程为例，探讨了线上线下混合教学与具体课程结合的方式與安排，为线上线下混合教学模式在该课程中的应用方法提供有益尝试。 参考文献 [1] 陈娅冰，赵志豪.线上线下混合教学的便捷模式探讨[J].教育现代化，2018.5（20）：121-123，130. [2] 陈莹，赵娟.线上线下混合教学在《计算机文化基础》课程上的应用[J].课程教育研究，2018（32）：256. [3] 靖娟，熊玲鸿.线上线下混合教学模式在“机械设计基础”课程中的研究与应用[J].科教文汇（下旬刊），2019（6）：82-83. [4] 乔世坤，朱莉，董光辉.翻转课堂在Matlab仿真技术教学中的设计与实践[J].实验室研究与探索，2018.37（09）：220-223. [5] 王浩丞.新时代高校环境教育混合型教学模式研究[J].环境教育，2019（7）：40-44. [6] 王世航.基于超星学习通平台的线上线下信息化教学模式研究——以《地图学》课程为例[J].教育现代化，2019.6（47）：253-254. [7] 薛飞燕，刘续航，马兰青.线上线下混合教学模式应用于非全日制研究生教育的探讨[J].教育现代化，2019.6（09）：1-3. [8] 薛文平.基于MATLAB的控制系统计算机仿真课程教学探讨[J].科技创新导报，2018.15（22）：199，201. [9] 张芳，邹俊.后MOOC时代SPOC线上线下混合教学模式的实践与探索[J]. 湖北经济学院学报（人文社会科学版），2018.15（11）：148-151. |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。