基于OBE理念和雨课堂的信息设施系统课程教学实践论文

2024-11-11 16:16:05 来源: 作者:liziwei
摘要:文章首先对OBE理念和雨课堂进行了简述,然后分析了信息设施系统课程教学现状,最后论述了基于OBE理念和雨课堂的信息设施系统课程教学实践,包括课前导学阶段、课中互动学习阶段、课后提升阶段三个方面。
摘要:文章首先对OBE理念和雨课堂进行了简述,然后分析了信息设施系统课程教学现状,最后论述了基于OBE理念和雨课堂的信息设施系统课程教学实践,包括课前导学阶段、课中互动学习阶段、课后提升阶段三个方面。
关键词:信息设施系统课程教学;OBE理念;雨课堂
随着互联网快速发展,高校教学模式出现了新的变化。在传统教学模式下,教师是知识的传授者,学生是被动的接受者,这种模式注重知识的传授和“灌输”,往往忽略了学生的主体地位。为适应行业需求和新工科建设的新要求,本文引入OBE理念和雨课堂,对信息设施系统课程进行教学改革,以便弥补传统教学模式的不足,有效提升教学水平,进而助力人才培养。
一、OBE理念和雨课堂简述
OBE(Outcomes-Based Education,成果导向教育)理念是一种先进的教育理念。它注重行业对人才的实际需求,强调“以学生为本”,以预期的“学习产出”目标为中心。借助OBE理念,可以制订专业人才培养计划、完善课程体系、创新教学模式等,并通过各种手段测评学生的知识掌握情况,进而持续改进教学,以满足行业对高素质应用型人才的需求。从20世纪90年代开始,美国、英国和加拿大等国将OBE理念广泛应用于教育改革和工程教育的专业认证。2006年,我国拉开了工程教育认证的帷幕,在工程教育认证背景下,采用OBE理念进行教学模式改革和实践,这对于培养具备解决复杂工程问题能力的新工科人才具有重要的现实意义。
雨课堂是清华大学和学堂在线共同推出的新型智慧教学解决方案,是教育部在线教育研究中心的最新研究成果,致力于快捷免费地为教学过程提供数据化、智能化的信息支持。它提供了课件提前推送、课堂实时弹幕、随堂测验、随机点名、课后回顾、教学数据保存等教学功能。雨课堂在教学中可以发挥重要的作用,具体可以帮助教师快速管理课程,定制教学方案,控制教学进度,实时监控学生的知识掌握情况,并能实现教师对教学全周期的数据采集。另外,雨课堂还可以帮助教师在教学中更好地开展翻转课堂和混合式教学,进而提供了一种全新的教学方式和学习方式。周长光等给出了学生课程注意力与时间关系曲线,如图1所示。从图中可以看出:大学生的课程注意力在第10分钟达到低谷,因此教师可以在第8分钟左右进行一次随机点名、随堂测验、弹幕互动等雨课堂活动,有效避免学生注意力低至谷底;由于在第10—15分钟大学生的注意力处于最低阶段,故可以在第13分钟进行一次雨课堂互动活动;15分钟之后学生注意力回升,此时教师可以延长雨课堂互动的时间间隔,如在第25分钟、第35分钟进行雨课堂互动。因此,通过雨课堂的随堂测验、随机点名、实时弹幕互动等功能,可以有效提升学生的课程注意力。
二、信息设施系统课程教学现状
2023年6月,教育部高等学校建筑电气与智能化专业教学指导分委员会发布了《高等学校建筑电气与智能化本科专业指南》,指出信息设施系统是建筑电气与智能化专业的一门专业核心课程,属于网络与通信、计算机应用技术、建筑智能化工程等知识领域,主要讲授内容包含7个子系统:电话交换系统、综合布线系统、信息网络系统、通信接入系统、会议系统、广播系统和有线电视及卫星电视接收系统。信息设施系统课程的教学目的是培养学生具备工程问题分析、工程设计、工程实施、系统维护与系统管理的能力,使学生能够将专业基础知识和数学模型方法用于建筑电气与智能化领域复杂工程问题模型的构建,并对解决问题的方案进行比较与综合。
2019年秋季学期,笔者对所在学校修读信息设施系统课程(采用传统教学模式)的74名学生进行课程目标达成度计算,以课程目标1的达成情况为例,结果如图2所示。课程目标1主要考查学生掌握综合布线系统、通信基础设施、语音应用与数据应用支撑设施、多媒体应用支撑设施的理论知识,以及应用这些系统分析、设计、工程实施、系统维护与系统管理的能力。从图1可以看出:课程目标1平均达成度为0.79,最低达成度为0.51,不合格的学生有3名,达成度低于参考值的学生有8名,这反映出还有11%的学生对该部分知识点掌握不透彻,实际产出小于预期产出,没有达到培养目标的要求,进而影响了信息设施系统课程设计和毕业设计等后续实践类课程的开展效果。
因此,笔者对信息设施系统课程教学模式进行了反思,认为传统教学模式以PPT讲解为主、板书为辅,虽然师生面对面交流,可以营造良好的学习氛围,但是以教师讲授和学生被动式学习为主要特征,在教学过程中教师的主导地位突出,而学生的主体地位被习惯性地忽视。在这种教学模式下,教师往往是“满堂灌”,更多关注的是学生对现有知识的掌握情况,而忽略了培养学生独立思考和解决复杂工程问题的能力。学生则是被动式学习,缺乏自主思考和实践的机会,容易出现学习疲劳和学习兴趣减退的情况。此外,传统的信息设施系统课堂教学模式下,教师只通过纸质的《教学情况记录表》对学生的出勤情况和课程参与度情况进行记录,这种方式无法实现每堂课对所有学生学习情况进行详细记录。
综上所述,教师有必要将行业需求和理论教学结合起来,以实际工程项目为依托,采用工程实例列举等教学方法;以学生为中心,充分发挥学生的课堂主人翁意识,激发学生的创新意识和自主思考能力。基于此,笔者提出以成果为导向、学生为中心、持续有效沟通反馈的教学模式,并借助雨课堂在信息设施系统课程教学中进行了实践。
三、基于OBE理念和雨课堂的信息设施系统课程教学实践
笔者所在学校每年暑假都会安排授课团队教师进入设计院进行为期10—15天的进修,目的是深入了解行业需求,以项目需求为导向进行教学设计,在秋季学期信息设施系统课程教学中将最新的项目实例引入课堂,以实现OBE理念中以实际工程项目为依托的要求。信息设施系统课程的知识目标是学生熟练掌握综合布线系统设计中工作区和水平配线子系统的设计要求,如果遇到不懂的问题,学生可以通过查阅国家规范、向教师和同学求助等方式解决;能力目标是学生在期末的信息设施系统课程设计、大四的毕业设计及参加工作后,能够遵守工程职业道德和国家规范,对综合布线系统进行合理的设计,持续提高专业素养和自身素质。根据信息设施系统课程的知识和能力目标,现以信息设施系统课程中的“综合布线设计—工作区和水平配线子系统”为例,结合OBE理念,采用雨课堂,进行教学实践。
(一)课前导学阶段
笔者所在学校主校区行政楼拟进行综合布线系统升级改造,要求水平配线子系统采用6类非屏蔽网线。以此为背景,教师可通过雨课堂发布导学任务:①学生到学校行政楼实地勘察每个办公室的面积,并做好记录;②查找《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311—2016),找到对办公类建筑而言,工作区面积的划分标准;③观察生活中信息插座都安装在哪些位置,距地高度一般是多少。
教师将班级内的学生分为4组,要求每组独立完成,并于课前将完成情况提交至雨课堂,同时学生也可以通过雨课堂提出疑问。采用团队式互相讨论和分工合作方式,可以提高学生集体意识与团队协作能力,使其自觉把小我融入大我。学生将完成情况提交到雨课堂后,教师可通过雨课堂查看学生的课前内容完成情况和疑问,为第二天的课堂教学提供帮助,随后在课上进行针对性的讲解,并对表现好的学生给予奖励,无形中形成良性竞争。
课前导学阶段,一方面可以充分利用学生的碎片化时间,调动学生自主思考和探究能力,培养学生的团结协作能力,激发学生的课堂主人翁意识,另一方面可以让学生带着实际工程问题去学习,以产出为导向,培养学生解决实际工程问题的能力。
(二)课中互动学习阶段
1.扫码签到。信息设施系统课堂的学生容量是75人,传统的点名考勤具有耗时长等缺点,本课程教学中采用雨课堂点名。课上教师开启雨课堂授课后,在教室的学生通过手机扫码就可以加入课堂。对于未出勤的学生,教师可采取联系学生、班主任和家长等多种帮扶措施。某次课堂学生的出勤情况如图3所示,可看到72名学生出勤,3名学生未出勤。教师通过对未出勤学生情况进行了解后发现:1名学生是学校的体育特长生,正在校外参加比赛,2名学生身体不适,班主任同意其在宿舍休息。通过雨课堂的扫码签到功能,教师可以实时掌握学生出勤情况。
2.课件同步。学生通过手机进入课堂后,可在手机上实时接收课中教师发送的课件,不会像传统课堂一样出现以下情况:学生手忙脚乱地做笔记,影响听课质量;学生举起手机拍照,把知识留在手机里,而不是脑子里。学生端每页幻灯片下方都有“不懂”和“收藏”两个选项,学生可以根据自身对知识的掌握情况进行处理。教师则可以通过教师端在手机缩略图上查看学生点击“不懂”的幻灯片,实时了解学生对课堂内容的掌握情况,有针对性地讲解学生不懂的问题,适时调整教学进度。使用雨课堂的课件同步功能,可以永久保存课堂的课件,学生一方面可以在课后对课堂内容进行回放,另一方面参加工作后遇到困惑也可以随时查看。本次课程中,学生在手机上对课件点击收藏的情况如图4、图5所示。
3.实时弹幕交流。通过雨课堂的实时弹幕交流,学生可以把疑惑和不理解的知识点发送到大屏幕,教师收到后会及时做出反馈,即雨课堂可以帮助师生在课堂上进行实时交流和互动,提高课堂活跃度和参与度,使学生更加积极地参与课堂。同时,教师也可以在教室向学生发出提问,并要求学生通过实时弹幕作答。由此可以看出,实时弹幕交流也可以帮助教师及时了解学生课堂内容的掌握情况,从而更好地调整教学内容和方式。
4.随机点名。随机点名的流程如下:教师点击“随机点名”按钮后大屏幕上学生的姓名学号随机滚动,教师再次点击“停止”按钮,大屏幕上就会显示“中奖学生”的学号和姓名。“中奖学生”回答问题后,教师可通过学生的回答情况判断学生的课堂内容掌握情况。使用雨课堂随机点名功能,可以帮助教师在课堂上随机选择学生回答问题或进行抽奖活动,从而增强课堂的趣味性和互动性。
本次课程随机点名4次,从雨课堂查看课堂随机点名情况,结果如图6所示,分别提问了学生四个问题:①观看投影仪上的图片,思考从TO到TE跳线的传输介质;②信息插座的要求里,从电信间到每个工作区,光缆为什么需要按照2芯光缆进行配置;③在RJ45头用量计算公式中,为什么是TO乘以4而不是乘以2;④为什么校园的逸夫楼和秋实楼需要设置多个弱电间。
学生回答后,教师根据学生回答情况补充完整的答案:①通过看投影仪可知,终端设备TE是一台笔记本电脑,因此从信息点TO到TE的传输介质是4对对绞电缆,即俗称的“网线”;②《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311—2016)中的4.3.3规定:考虑光纤备份,因此楼层光缆配线箱到用户单元配线箱需要2芯光缆;③在计算时,需要考虑2根跳线:TO到TE的跳线、楼层配线箱里交换机到配线架的跳线,每根跳线需要2个RJ45头,因此在计算用量时为TO点的数量乘以4;④《综合布线系统工程设计规范》(GB 50311—2016)中的3.3规定:从FD到TO的最大长度为90米,而学校逸夫楼和秋实楼的长度远远超过100米,因此每层需要设置多个弱电间。
通过四个问题的互动,教师一方面可带领学生巩固课堂知识,另一方面可以教导学生在系统设计和工程设计的过程中要遵循国家标准,从工程师的角度培养学生的基本职业道德和社会责任感。
5.随堂测试。教师在制作课件时,要根据行业需求,在课件适当位置插入单选题、多选题、主观题或填空题,用以测验学生是否具备解决实际工程问题的能力。结合课程的特点,一般主观题的答题时间不超过3分钟,选择题和填空题的答题时间为1分钟,某个单选题题目如图7所示。授课过程中,教师可通过雨课堂把题目发送到学生手机上,要求学生限时答题。答题结束后,教师可通过雨课堂查看作答率、正确率和学生用时情况,并将学生的作答情况投放到投影仪上。之后,教师要对共性问题进行讲解,并对得分高的学生进行表扬,同时对得分低的学生进行帮扶。
(三)课后提升阶段
课后教师要通过雨课堂推送习题并设置提交作业的时限,学生提交后,教师进行批阅。教师要把课堂的弹幕情况、点名情况、随堂测验得分情况等详细课堂情况推送给学生,以便学生及时调整自身的学习方法和学习状态。学生可以通过雨课堂向教师反馈本次课堂的精彩和不足之处,提出有效建议,进而促使教师积极反思,持续改进教学方法。
基于OBE理念和雨课堂的信息设施系统课程已经进行了2年的教学实践。对2023年秋季学期修读信息设施系统课程的75名学生进行课程目标达成度计算,同样以课程目标1的达成情况为例,结果如图8所示。2023年课程目标1的考查内容与2019年课程目标1考查内容一致。从图7可以看出:课程目标1达成度平均值为0.88,整个专业75名学生的达成度都高于参考值,这反映出100%的学生对该部分的知识掌握透彻,学生的实际产出大于预期产出。因此,学生在后续的信息设施系统课程设计和毕业设计中都会有更好的表现。
四、结语
OBE理念颠覆了传统以知识导向为主的教学理念,强调以行业需求为导向。雨课堂激发了学生的课堂主人翁意识,打破了传统课堂教师“满堂灌”、学生被动接收的现状。笔者将OBE理念和雨课堂结合起来,引入信息设施系统课程,进行了2年的教学实践。从行业实际工程问题出发进行教学设计,后续教师通过对学生的期末考试和信息设施系统设计的表现,考量学生是否具备解决复杂工程问题的能力。笔者发现,相较于传统教学模式,本文提出的以行业实际需求为导向、课堂以学生为中心、课后持续改进的教学模式取得了很好的教学效果,学生的实际产出大于预期产出,教师的教学能力也得到了快速提升。作为专任教师,需要保持“空杯”心态,及时掌握行业人才需求并更新自己的知识库,主动学习新的教育理念,应用新的教学手段,不断探索新的教学模式,站好三尺讲台,讲好每一堂课,从而更好地服务学生和社会。
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