《信號(hào)與系統(tǒng)》課程混合式教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

賈雅瓊 凌云 譚瑾慧 王潔 李欣 王曉麗 任永梅

摘 要：介紹了《信號(hào)與系統(tǒng)》課程的重要性和課程改革的背景及必要性，以湖南工學(xué)院為例，從師資隊(duì)伍的構(gòu)成、教學(xué)方法的改革、課堂策劃的改革、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革和考核方式的改革等五個(gè)方面，介紹了《信號(hào)與系統(tǒng)》課程混合式教學(xué)改革的探索與實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：信號(hào)與系統(tǒng)；混合式；教學(xué)改革；探索與實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2017）05-0100-02

Abstract： This paper introduced the importance of the "Signals and Systems" and the background and necessity of the reform. Taking Hunan Institute of Technology as an example， this paper made explorations and practice of blended teaching reform on "Signals and Systems" from five aspects of the composition of faculty， teaching method reform， classroom design reform， reform of practical teaching process， and evaluation method reform.

Keywords： signals and systems； blended teaching； teaching reform； explorations and practice

引言

隨著國(guó)家“雙一流”戰(zhàn)略的實(shí)施，各高等院校都在努力整合資源，爭(zhēng)創(chuàng)一流。湖南工學(xué)院作為新升格的地方本科院校將自己定位為創(chuàng)建一流應(yīng)用學(xué)院。要想創(chuàng)建一流應(yīng)用學(xué)院必須實(shí)施人才培養(yǎng)方案改革，其總體目標(biāo)是全面推進(jìn)培養(yǎng)體系、課程結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)組織形式、教學(xué)運(yùn)行機(jī)制和管理體制等各方面改革，而落腳點(diǎn)則是課程教學(xué)方法的改革。

《信號(hào)與系統(tǒng)》作為電子信息類核心專業(yè)基礎(chǔ)課，它以高等數(shù)學(xué)、電路分析等課程為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，具有很強(qiáng)的理論性和抽象性[1]。因該課程對(duì)數(shù)學(xué)要求較高且課堂教學(xué)也基本以數(shù)學(xué)推導(dǎo)或變換為主，學(xué)生學(xué)習(xí)起來(lái)很枯燥，提不起興趣，課堂氣氛也自然不會(huì)活躍[2]，同時(shí)該課程又是數(shù)字通信原理、通信電子線路、數(shù)字信號(hào)處理基礎(chǔ)等重要專業(yè)課程的先修課程。為了創(chuàng)建一流應(yīng)用學(xué)院，培養(yǎng)一流應(yīng)用型通信電子方面人才，實(shí)施《信號(hào)與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革刻不容緩。湖南工學(xué)院“電子信息工程專業(yè)主干課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)”通過(guò)深入調(diào)研，結(jié)合自身實(shí)際，開(kāi)展了《信號(hào)與系統(tǒng)》課程混合式教學(xué)改革工作。

一、師資隊(duì)伍的構(gòu)成

首先，打破一個(gè)課堂只由一個(gè)老師教學(xué)的約束，采用集中備課，合理分工的模式，每一章教學(xué)內(nèi)容都要求所有老師現(xiàn)行試講，每一章內(nèi)容都遴選出教學(xué)效果最好的老師。其次，承擔(dān)課堂教學(xué)的老師一般是雙師型教師且職稱結(jié)構(gòu)要合理，能夠體現(xiàn)出梯隊(duì)培養(yǎng)。團(tuán)隊(duì)成員結(jié)構(gòu)及分工如表1所示。

二、教學(xué)方法的改革

教學(xué)方法改革是整個(gè)課程改革的核心。在《信號(hào)與系統(tǒng)》的教學(xué)

方法上，本團(tuán)隊(duì)采用課堂教學(xué)和在線教學(xué)相結(jié)合的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)方法。一方面，團(tuán)隊(duì)成員通過(guò)總結(jié)之前幾屆學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)存在的問(wèn)題，制定出需要翻轉(zhuǎn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容發(fā)給學(xué)生；另一方面，在超星泛雅的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合服務(wù)平臺(tái)上，提供西安電子科技大學(xué)的《信號(hào)與系統(tǒng)》的視頻教學(xué)資源給學(xué)生，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)展以學(xué)生為主體的在線學(xué)習(xí)，把傳統(tǒng)的教師課堂講授過(guò)程翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，讓學(xué)生在課外時(shí)間完成針對(duì)知識(shí)點(diǎn)和概念的自主學(xué)習(xí)，課堂則變成教師與學(xué)生之間互動(dòng)的場(chǎng)所，主要用于解答疑惑、匯報(bào)討論，從而達(dá)到活躍課堂氣氛、增加學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性的教學(xué)效果。混合式教學(xué)具體的構(gòu)建框架見(jiàn)圖1所示[3]。

三、課堂策劃的改革

課堂策劃改革是整個(gè)課程改革的重點(diǎn)?；旌鲜浇虒W(xué)的課堂教學(xué)內(nèi)容與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)內(nèi)容有很大的區(qū)別，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)主要是知識(shí)點(diǎn)的“灌輸”，而混合式課堂教學(xué)主要完成問(wèn)題討論、答疑輔導(dǎo)、作品的匯報(bào)展示、實(shí)驗(yàn)教學(xué)等。課堂教學(xué)緊緊圍繞課前任務(wù)及課程重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要包括三個(gè)方面：一是知識(shí)的回顧與總結(jié)；二是作業(yè)的回顧與評(píng)判；三是知識(shí)的應(yīng)用與拓展?；旌鲜浇虒W(xué)的課堂教學(xué)提升了課堂的互動(dòng)，增加了教師和學(xué)生之間以及學(xué)生與學(xué)生之間交流的時(shí)間和機(jī)會(huì)。具體的課程實(shí)施見(jiàn)圖2所示[3]。

《信號(hào)與系統(tǒng)》課程的理論性很強(qiáng)，有很多抽象、難懂的概念需要掌握，如果僅僅強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)抽象概念的理解將不能達(dá)到很好的效果。在這種情況下，強(qiáng)化“工程實(shí)踐教育”就可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題。在工程實(shí)踐教育模式中，學(xué)生在老師指導(dǎo)下完成與知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的小項(xiàng)目，并在課堂上進(jìn)行匯報(bào)、答辯、作品展示。在課堂上由學(xué)生親自動(dòng)手將理論應(yīng)用到實(shí)踐，展示一件件鮮活的作品，可以增加學(xué)生實(shí)踐的成就感，而且可以提高課程學(xué)習(xí)的興趣和積極性。

四、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革

實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革是整個(gè)課程改革的關(guān)鍵。本團(tuán)隊(duì)改變了傳統(tǒng)的講完知識(shí)點(diǎn)再做實(shí)驗(yàn)的方法，而是在講知識(shí)點(diǎn)之前，先把如“連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)時(shí)域分析”、“連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)復(fù)頻域分析及離散時(shí)間系統(tǒng)分析”等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目布置給學(xué)生，一方面，學(xué)生可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力；另一方面，學(xué)生可以不拘泥于固定的時(shí)間去實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)放；再一方面，給學(xué)生提供了一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的思考的空間，有利于學(xué)生設(shè)計(jì)和完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。在課程的中后期，當(dāng)學(xué)生對(duì)本課程有了較為深刻的理解之后，以分組的形式，布置了一些類似“濾波器的設(shè)計(jì)”、“語(yǔ)音信號(hào)的采集與頻譜分析”等創(chuàng)新性和綜合性的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)了學(xué)生自主解決問(wèn)題和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力[2-4]。

五、考核方式的改革

考核方式改革是整個(gè)課程改革的創(chuàng)新。本團(tuán)隊(duì)在深入分析學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)參差不齊和探討高等教育意義的基礎(chǔ)上，對(duì)考核方式進(jìn)行堅(jiān)持公平公正公開(kāi)，兼顧讓絕大多數(shù)學(xué)生受益、讓學(xué)習(xí)能力較差但積極配合的學(xué)生受益的原則；堅(jiān)持專業(yè)技術(shù)技能（理論+實(shí)踐）考核與其它技能（團(tuán)隊(duì)合作、口才、配合程度等）考核相結(jié)合的原則的改革。

《信號(hào)與系統(tǒng)》課程傳統(tǒng)教學(xué)方法的考核方式主要培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)掌握能力，而混合式教學(xué)的考核方式可以對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面、綜合的考核，主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：1.在線資源學(xué)習(xí)后的測(cè)驗(yàn)的完成情況，占20%，這個(gè)方面主要考核學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握；2.電路作品的完成情況，占30%，這個(gè)方面主要考核學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用以及動(dòng)手實(shí)踐能力；3.實(shí)驗(yàn)的完成情況，占20%，這個(gè)方面主要考核學(xué)生利用MATLAB進(jìn)行仿真的能力；4.全過(guò)程配合情況，占30%，這個(gè)方面主要考核學(xué)生對(duì)課程改革的配合程度及團(tuán)隊(duì)意識(shí)和口才能力。

六、結(jié)束語(yǔ)

本團(tuán)隊(duì)在通信1401班《信號(hào)與系統(tǒng)》課程教學(xué)中實(shí)踐的結(jié)果顯示，寓學(xué)于樂(lè)，提升了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力，堅(jiān)定了學(xué)生創(chuàng)新的信心，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。當(dāng)然，在探索過(guò)程中，還存在一些諸如學(xué)生口頭表達(dá)能力還需提升、教師工作量如何計(jì)算等問(wèn)題，需要在今后的實(shí)踐過(guò)程中，逐步解決。

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