基于“雨課堂”的《信號(hào)與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革實(shí)踐

方偉偉，李鑒，黃照光，郭常盈，徐春雨

（南陽(yáng)理工學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，南陽(yáng) 473004）

基于“雨課堂”的《信號(hào)與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革實(shí)踐

方偉偉，李鑒，黃照光，郭常盈，徐春雨

（南陽(yáng)理工學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院，南陽(yáng) 473004）

結(jié)合在地方二本院校信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)中的體會(huì)，根據(jù)《信號(hào)與系統(tǒng)》課程的特點(diǎn)、學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在的問(wèn)題、并結(jié)合學(xué)校的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，提出了基于“雨課堂”的信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)改革實(shí)踐，包括加入“雨課堂”班級(jí)、基于任務(wù)單的課前預(yù)習(xí)、基于“雨課堂”的課堂交互、基于復(fù)習(xí)任務(wù)單的課后提升、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析等環(huán)節(jié)。實(shí)踐證明基于“雨課堂”的課程教學(xué)改革有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，能幫助學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手與應(yīng)用能力，獲得較好的教學(xué)效果。

雨課堂；信號(hào)與系統(tǒng)；PowerPoint；微信

0 引言

近年來(lái)，現(xiàn)代信息技術(shù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”的迅猛發(fā)展使信號(hào)與系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，如社交機(jī)器人、航空航天、智能語(yǔ)音、地震檢測(cè)以及氣象預(yù)報(bào)等?！缎盘?hào)與系統(tǒng)》作為電類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，內(nèi)容繁雜，理論性強(qiáng)，學(xué)時(shí)緊張[1]。如果僅按照傳統(tǒng)教學(xué)方式面對(duì)面教學(xué)（Face-to-Face），仍以教師為中心，由教師根據(jù)教學(xué)大綱，按固定的時(shí)間和地點(diǎn)，向年齡和知識(shí)水平相似的一定數(shù)量的學(xué)生授課[2]，不利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，也不利于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，效果較差。這就迫使我們探索新的教學(xué)模式，以培養(yǎng)適合時(shí)代發(fā)展的人才，此時(shí)混合式教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生。

“雨課堂”是學(xué)堂在線公司和清華大學(xué)在線教育辦公室2016年推出的一款免費(fèi)教學(xué)工具，它采用混合式教學(xué)模式，通過(guò)將復(fù)雜的信息技術(shù)手段融入到Power?Point和微信，在課前預(yù)習(xí)、課堂教育、課后復(fù)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)建立師生溝通通道，教師可以將帶有MOOC視頻、習(xí)題、語(yǔ)音的課前預(yù)習(xí)課件推送到學(xué)生手機(jī)的微信客戶端，并及時(shí)收到學(xué)生的反饋信息；課堂上能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)答題、彈幕互動(dòng)、及時(shí)采集課堂數(shù)據(jù)等，以提升課堂教育的效率[3]；課后推送復(fù)習(xí)試題，對(duì)學(xué)生的疑問(wèn)實(shí)時(shí)解答，以掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果?！坝暾n堂”將師生在課前、課上、課后的每一個(gè)環(huán)節(jié)全程連接，實(shí)現(xiàn)教學(xué)全周期的數(shù)據(jù)采集。

1 “雨課堂”教學(xué)改革初探

以15通信1班的《信號(hào)與系統(tǒng)》課程作為改革試點(diǎn)，將“雨課堂”引入教學(xué)環(huán)節(jié)，主要的工作包括：加入“雨課堂”班級(jí)、課前預(yù)習(xí)、課堂交互、課后提升、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析等。需要注意的是，在進(jìn)行“雨課堂”教學(xué)之前，需要在電腦端下載安裝“雨課堂”軟件，手機(jī)微信端關(guān)注“雨課堂”公眾號(hào)，安裝方法參考文獻(xiàn)[4]。說(shuō)明：“雨課堂”不同版本間，其功能及顯示方式會(huì)有所不同，本文教學(xué)改革實(shí)踐過(guò)程中使用的“雨課堂”版本為1.1.4。

1.1 加入“雨課堂”班級(jí)

打開(kāi)“雨課堂”微信公眾號(hào)，點(diǎn)擊“我的”，進(jìn)入課程，教師點(diǎn)擊下方的“我要開(kāi)課”，設(shè)置課程“信號(hào)與系統(tǒng)”，設(shè)置班級(jí)“15通信1班”，點(diǎn)擊“完成”，則完成創(chuàng)建班級(jí)，如圖1所示。而后點(diǎn)擊已創(chuàng)建的課程，進(jìn)入“學(xué)生管理”界面，點(diǎn)擊“邀請(qǐng)”會(huì)生成一個(gè)二維碼和邀請(qǐng)碼，如圖2所示，學(xué)生用微信掃描二維碼或者在雨課堂微信公眾號(hào)內(nèi)輸入邀請(qǐng)碼即可加入該班級(jí)。待學(xué)生掃碼加入后，教師可在“我的同學(xué)”標(biāo)簽下查看已加入的學(xué)生名單，以完成課堂點(diǎn)到功能，如圖3所示。

1.2 基于任務(wù)單的課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)

任務(wù)單中的預(yù)習(xí)任務(wù)應(yīng)該結(jié)合課堂教學(xué)的重點(diǎn)、有針對(duì)性和開(kāi)放性，可結(jié)合海量的互聯(lián)網(wǎng)資源來(lái)設(shè)計(jì)，以激起學(xué)生對(duì)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)興趣，并能達(dá)到回顧已學(xué)知識(shí)點(diǎn)的目的。

（1）在上課之前教師在Office的PowerPoint中的“雨課堂”界面內(nèi)，制作課前預(yù)習(xí)PPT，如圖4所示。所制作的PPT可根據(jù)需要插入題目、慕課視頻、網(wǎng)絡(luò)視頻等，以多形態(tài)、豐富的PPT形式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

圖4 電腦端PPT制作界面

（2）PPT制作完成后，點(diǎn)擊“微信掃一掃”，使用手機(jī)微信掃描顯示的二維碼登錄，如圖5所示；而后點(diǎn)擊“上傳試題/手機(jī)課件”，把已經(jīng)做好的“信號(hào)與系統(tǒng)-課前預(yù)習(xí).ppt”同步至手機(jī)微信端。

圖5 電腦端PPT登陸界面

圖6 增加語(yǔ)音注釋

（3）點(diǎn)擊同步到微信公眾號(hào)“雨課堂”界面的PPT，點(diǎn)擊“按住說(shuō)話”（圖6），為每頁(yè)P(yáng)PT增加語(yǔ)音注釋，完成后點(diǎn)擊左下角箭頭，點(diǎn)擊“確認(rèn)”（圖7），將PPT發(fā)布至“15通信1班”。

（4）而后點(diǎn)擊發(fā)布的“信號(hào)與系統(tǒng)-課前預(yù)習(xí)”PPT，實(shí)時(shí)查看各學(xué)生的預(yù)習(xí)、答題、反饋情況。教師可根據(jù)學(xué)生提出的疑問(wèn)，及時(shí)解答；也可以根據(jù)學(xué)生的反饋信息調(diào)整后續(xù)上課內(nèi)容，在學(xué)生疑問(wèn)大的知識(shí)點(diǎn)精講、慢講、細(xì)講。

圖7 發(fā)布PPT

圖8 學(xué)生預(yù)習(xí)情況統(tǒng)計(jì)

1.3 基于“雨課堂”的課堂交互環(huán)節(jié)

上課前，教師制作上課要用的課件“信號(hào)與系統(tǒng)-上課.ppt”，可以插入題目等，如圖9所示。教師在制作上課PPT過(guò)程中，要考慮到學(xué)生在預(yù)習(xí)中所提出的疑問(wèn)，對(duì)PPT做有針對(duì)性的修改。

圖9 PPT中插入題目

（1）上課時(shí)，教師在電腦端打開(kāi)該課件，在“雨課堂”界面點(diǎn)擊“開(kāi)啟雨課堂授課”，屏幕彈出課堂二維碼及暗號(hào)（如圖10），學(xué)生掃描二維碼或輸入暗號(hào)進(jìn)入《信號(hào)與系統(tǒng)》課堂；此時(shí)老師手機(jī)可作為遙控器，遙控電腦正在播放的PPT。老師點(diǎn)擊圖10所示右邊的“開(kāi)始上課”，則學(xué)生手機(jī)端可同步播放教師上課演示的PPT。

圖10 課堂二維碼及暗號(hào)

（2）教師演示課件過(guò)程中，遇到插入題目所在PPT頁(yè)時(shí)，點(diǎn)擊右下角“發(fā)送此題目”（如圖11），在彈出的對(duì)話框中選擇答題時(shí)限（如圖12），此時(shí)學(xué)生手機(jī)端可同步顯示此題目，老師手機(jī)端可顯示倒計(jì)時(shí)，及學(xué)生提交答案情況（如圖13）；待答題時(shí)間到，教師可點(diǎn)擊圖13右下角“課堂紅包”對(duì)答題正確的學(xué)生發(fā)紅包，如圖14所示，增加課堂趣味的同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生積極答題、認(rèn)真聽(tīng)講。

圖11 PPT演示中的題目

圖12 設(shè)置答題時(shí)限

圖13 教師查看答題情況

圖14 教師發(fā)放紅包

圖15 課堂效果 查看

（3）學(xué)生聽(tīng)課過(guò)程中，可在自己手機(jī)端任意一張PPT右下角點(diǎn)擊“不懂”以標(biāo)注，課后教師可查看每位學(xué)生標(biāo)注的情況，以做針對(duì)性輔導(dǎo)；教師開(kāi)啟“彈幕”功能后，學(xué)生可以點(diǎn)擊手機(jī)右上角“+”選擇發(fā)送彈幕進(jìn)行課堂互動(dòng)，可以多條彈幕同時(shí)出現(xiàn)，讓教師實(shí)時(shí)看到學(xué)生的內(nèi)心想法，增加課堂趣味。

1.4 基于復(fù)習(xí)任務(wù)單的課后提升環(huán)節(jié)

對(duì)于課后復(fù)習(xí)環(huán)節(jié)，相關(guān)任務(wù)應(yīng)以問(wèn)題測(cè)試為主，以單選題選、多選題、判斷題、計(jì)算題等形式，讓學(xué)生對(duì)課堂上學(xué)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)。課后習(xí)題的推送方法與課前預(yù)習(xí)的推送方法大致相同：教師在電腦端PowerPoint中的“雨課堂”界面，點(diǎn)擊“新建試題”，設(shè)計(jì)測(cè)試題；而后點(diǎn)擊“上傳試題/手機(jī)課件”，把該試題同步到教師的手機(jī)端；在手機(jī)端點(diǎn)擊該試題，并點(diǎn)擊左下角的向上箭頭號(hào)，把已經(jīng)做好的試題推送至學(xué)生手機(jī)微信端。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

（1）課堂授課的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

課堂授課結(jié)束后，教師可查看學(xué)生課堂表現(xiàn)情況，如圖 16（a）、16（b）所示，方法為：在手機(jī)端“雨課堂”公眾號(hào)界面依次點(diǎn)擊“我的-課程-信號(hào)與系統(tǒng)-第四章連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析”。在圖16（b）中點(diǎn)擊“查看彈幕”可以查看上課過(guò)程中學(xué)生發(fā)過(guò)的所有彈幕內(nèi)容，如圖17所示。

（2）課后測(cè)試的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

待學(xué)生做好測(cè)試題后，教師可查看學(xué)生答題情況，如圖 18（a）、18（b）所示，方法為：在手機(jī)端“雨課堂”公眾號(hào)界面依次點(diǎn)擊“我的-課程-信號(hào)與系統(tǒng)-《信號(hào)與系統(tǒng)》第4章測(cè)試”。

圖16

圖17學(xué)生發(fā)布彈幕情況

圖18

圖19 具體的學(xué)生測(cè)試情況統(tǒng)計(jì)

對(duì)于學(xué)生的測(cè)試結(jié)果，教師可以一目了然地看到答案的正確率，從而確定哪些問(wèn)題是容易出錯(cuò)的，同樣，哪些知識(shí)點(diǎn)掌握地較好。同時(shí)，教師可以將詳細(xì)數(shù)據(jù)發(fā)送到個(gè)人郵箱，對(duì)學(xué)生的具體參與情況和答案等進(jìn)行仔細(xì)的研究，如圖19所示。

2 結(jié)語(yǔ)

程當(dāng)中，詳細(xì)講解了課前、課上、課后各個(gè)環(huán)節(jié)使用“雨課堂”授課的步驟及優(yōu)勢(shì)，從課堂教學(xué)的效果看，“雨課堂”不僅為師生提供完整立體的數(shù)據(jù)支持、自動(dòng)任務(wù)提醒，而且提高了學(xué)生的自學(xué)能力與學(xué)習(xí)興趣。“雨課堂”中的限時(shí)測(cè)試是一個(gè)很好的督促學(xué)習(xí)的方法，然而“雨課堂”的測(cè)試也存在著習(xí)題題型少、學(xué)生必須時(shí)刻聯(lián)網(wǎng)等弊端。值得肯定的是，“雨課堂”確實(shí)讓課程教學(xué)變得更加生機(jī)煥發(fā)、充滿活力。

本文將“雨課堂”融入《信號(hào)與系統(tǒng)》課程的教學(xué)過(guò)

[1]徐春雨，王豫峰，郭常盈，徐國(guó)清.《信號(hào)與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革的探索.現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，2016.01.

[2]于天貞.國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)教育翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)踐現(xiàn)狀調(diào)查研究[D].華東師范大學(xué)，2015.

[3]黃成龍.雨課堂讓教學(xué)更輕松[J]．科教文匯，2016.12：27-28.

[4]臧晶晶，郭麗文.滴水成雨—走進(jìn)雨課堂[J].信息與電腦，2016（8）:235-236.

Abstract：Combined with the experience in the teaching of signals and systems in local colleges,proposes a method of teaching reform and practice based on signal and system courses using rain class application.The proposed method adapts to the characteristics of Signal and System course,takes into account the problems that a student have in their studies,and conforms to the training target of applied talents.Mainly in?cludes the following parts:how to join the rain class;the preview part based on task list before class;classroom interaction part based on rain class;after-school promotion section based on review task list;and data statistics and analysis section.Practice has proved that the proposed teaching reform based on rain class can help stimulate students'interest in learning,can help students to understand the point of knowledge,improve the students'practical ability and practical application,and obtain better teaching effects.

Keywords：Rain Class;Signal and System;PowerPoint;WeChat

Teaching Reform and Practice of Signal and System Course Based on Rain Class

FANG Wei-wei,LI Jian,HUANG Zhao-guang,GUO Chang-ying,XU Chun-yu
（College of Computer and Information Engineering,Nanyang Institute of Technology，Nanyang 473004）

1007-1423（2017）25-0025-05

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.25.007

南陽(yáng)理工學(xué)院2016年本科專業(yè)核心課程改革專項(xiàng)研究項(xiàng)目（No.HXKC2016067）

方偉偉（1986-），女，河南南陽(yáng)人，博士研究生，講師，研究方向?yàn)橥ㄐ判畔⑻幚?/p>

李鑒（1976-），男，河南南陽(yáng)人，博士研究生，副教授，研究方向?yàn)橥ㄐ偶夹g(shù)

黃照光（1998-），男，河南周口人，南陽(yáng)理工學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院2016級(jí)學(xué)生

郭常盈（1977-），女，河南南陽(yáng)人，碩士研究生，副教授，研究方向?yàn)橥ㄐ排c信息處理

徐春雨（1983-），女，河北蔚縣人，碩士研究生，講師，研究方向?yàn)橥ㄐ排c嵌入式系統(tǒng)

2017-08-15

2017-08-25