基于OBE教育理念下的“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)改革

摘 ? ?要：文章以滿足市場(chǎng)崗位需求的應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)，在OBE教育理念的指導(dǎo)下，分析“信號(hào)與系統(tǒng)”課程性質(zhì)及其特點(diǎn)，針對(duì)當(dāng)前“信號(hào)與系統(tǒng)”這門課所存在的問(wèn)題，從師資隊(duì)伍的建設(shè)、教學(xué)條件的改善、課程考試方法改革、理論課程、實(shí)踐訓(xùn)練課程教學(xué)內(nèi)容的改革、教學(xué)的方式方法更新、教學(xué)手段的改革等多方面進(jìn)行闡述。通過(guò)學(xué)習(xí)“信號(hào)與系統(tǒng)”成功的教學(xué)改革方法，進(jìn)行多次實(shí)踐探索并積累經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，以形成“信號(hào)與系統(tǒng)”教學(xué)的嶄新模式，促進(jìn)該課程的進(jìn)一步改革，培養(yǎng)學(xué)生樹立專業(yè)理念，加深政治素養(yǎng)，促進(jìn)考研率提升及高質(zhì)量就業(yè)。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型人才;信號(hào)與系統(tǒng);教學(xué)改革;翻轉(zhuǎn)課堂;項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ?文章編號(hào)：1002-4107（2021）03-0068-02

一、先進(jìn)的教育理念OBE

基于成果導(dǎo)向的教育模式（Outcomes-based education，OBE）最早出現(xiàn)于美國(guó)和澳大利亞的基礎(chǔ)教育改革，現(xiàn)已成為國(guó)外的教育大國(guó)如美國(guó)、加拿大等國(guó)家都認(rèn)可并且著重進(jìn)行改革的教育理念，國(guó)際的工程教育專業(yè)認(rèn)證也完全采納。從而得到了教育界的熱切關(guān)注和廣泛研究[1]。與傳統(tǒng)教育理念培養(yǎng)模式相比， OBE教育理念強(qiáng)調(diào)從“需求”開始的，需求分為大方向的需求和小方向的需求，國(guó)家與社會(huì)的需求是大方向的需求，是制定人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案的重要依據(jù);行業(yè)與用人單位的需求為小方向的需求，是制定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的必要依據(jù)。人才培養(yǎng)目標(biāo)的正確確定，必須考慮用人單位的當(dāng)前需求與國(guó)家、社會(huì)的長(zhǎng)遠(yuǎn)需求相互協(xié)調(diào)，不斷變化的大、小方向需求與辦學(xué)理念、人才培養(yǎng)定位相互匹配。國(guó)家、社會(huì)的需要與用人單位的要求是構(gòu)建專業(yè)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)、能力培養(yǎng)方式和素質(zhì)教育結(jié)構(gòu)形成的重要評(píng)價(jià)依據(jù)。因而課程運(yùn)行要以學(xué)生為軸心來(lái)驅(qū)動(dòng)教育系統(tǒng)的運(yùn)行，學(xué)生的產(chǎn)出代表了專業(yè)工程的發(fā)展方向，成為教育教學(xué)改革的主要發(fā)展趨勢(shì)[2]。根據(jù)OBE教育理念， 結(jié)合現(xiàn)有教學(xué)情況，以“信號(hào)與系統(tǒng)”課程為例， 從師資隊(duì)伍的建設(shè)、教學(xué)條件的改善、課程考試方法改革、理論課程、實(shí)踐訓(xùn)練課程教學(xué)內(nèi)容的改革、教學(xué)的方式方法更新、教學(xué)手段的改革等多方面進(jìn)行教學(xué)改革。用OBE教育理念引導(dǎo)我國(guó)課程改革、專業(yè)建設(shè)、工程教育改革，具有現(xiàn)實(shí)意義。

二、“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的重要性

“信號(hào)與系統(tǒng)”是通信工程專業(yè)、電子信息專業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的必修課程，也是研究生入學(xué)考試的必考科目之一。是一門主干課程，它在教學(xué)中有著很重要的地位，是用來(lái)培養(yǎng)學(xué)生信號(hào)與系統(tǒng)分析能力的技術(shù)基礎(chǔ)課，本課程主要研究信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念和基本分析方法，在教學(xué)過(guò)程中綜合運(yùn)用先修課程“MATLAB”“電路”“模擬電子”“數(shù)字電子”中所學(xué)到的相關(guān)知識(shí)與技術(shù)能力，結(jié)合這些課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)行電子信息工程技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)人員所需的基本技能進(jìn)行訓(xùn)練，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)課程和日后從事電子信息工程技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

“信號(hào)與系統(tǒng)”理論嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)踐性強(qiáng)，與工程實(shí)踐有密切聯(lián)系，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生掌握嚴(yán)謹(jǐn)而科學(xué)的邏輯思維方法，增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐有著非常重要的作用。

針對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”的特點(diǎn)，在2020年度廣西高等教育本科教學(xué)改革工程立項(xiàng)項(xiàng)目“OBE教育理念下的‘產(chǎn)教結(jié)合、校企一體模式的研究與實(shí)踐”中，我們對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程進(jìn)行多方位教學(xué)改革。教學(xué)觀念由傳統(tǒng)型向OBE教育理念型轉(zhuǎn)變，教學(xué)方法由單一模式向多模式轉(zhuǎn)變，正確處理課堂教師傳授與課下學(xué)生自主學(xué)習(xí)的關(guān)系。大力推進(jìn)研究型教學(xué)模式，把灌輸課堂變?yōu)閷?duì)話課堂、把重教輕學(xué)變?yōu)榻讨饔趯W(xué)、把封閉課堂變?yōu)殚_放課堂、把重學(xué)輕思變?yōu)閷W(xué)思結(jié)合、把知識(shí)課堂變?yōu)槟芰φn堂，將教學(xué)內(nèi)容在時(shí)間和空間上從課堂延伸到課外，讓學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣，真正成為學(xué)習(xí)的主人。

三、“信號(hào)與系統(tǒng)”課程現(xiàn)狀分析及改革

（一）師資隊(duì)伍

廣西科技師范學(xué)院的“信號(hào)與系統(tǒng)”是為電子信息工程、物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)本科生所開設(shè)的一門公共的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，只有3名講師講授此課，通過(guò)人才引進(jìn)及調(diào)整，使講授這門課的教師達(dá)到6人，其中教授1人，副教授2人，講師3人，其中有5人為雙師型。充分體現(xiàn)出職稱結(jié)構(gòu)合理且能梯隊(duì)培養(yǎng)。

（二）教學(xué)條件

傳統(tǒng)的教學(xué)條件就是黑板書寫加上播放多媒體PPT課件，針對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的主要特點(diǎn)對(duì)教學(xué)條件進(jìn)行改善，可以在實(shí)驗(yàn)室上課，使每個(gè)學(xué)生都擁有一臺(tái)電腦。通過(guò)“課堂上有限的課時(shí)達(dá)到課下無(wú)限的信息”這樣的學(xué)習(xí)過(guò)程，建立起比較完整的專業(yè)知識(shí)體系。

1.改善教學(xué)條件，建成了多個(gè)錄播室，上課的過(guò)程錄下來(lái)可以進(jìn)行回放。教師可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上備課、授課和答疑。使課堂教育進(jìn)行了延伸，通過(guò)師生互動(dòng)和答疑解惑促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，增加了學(xué)習(xí)的趣味性，提高了學(xué)習(xí)效率，實(shí)現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂。

2.針對(duì)市場(chǎng)崗位需求的應(yīng)用型人才，編寫合適的教

材，完善課程體系，本人主編的“信號(hào)與系統(tǒng)”，由北京大學(xué)出版社出版，并獲得出版社“21世紀(jì)全國(guó)應(yīng)用型本科電子通信系列實(shí)用規(guī)劃教材”一等獎(jiǎng)。本教材體現(xiàn)兩個(gè)特

色：一是突出信息，二是強(qiáng)調(diào)應(yīng)用。教材精講理論，重講實(shí)現(xiàn)，突出應(yīng)用舉例，加強(qiáng)仿真，做到：定義、公式、性質(zhì)、例子、仿真結(jié)果相統(tǒng)一。在基本內(nèi)容上，削枝強(qiáng)干、突出重點(diǎn);基礎(chǔ)理論著重基本概念;以工程應(yīng)用為目的，理論聯(lián)系實(shí)際，增加實(shí)用性和應(yīng)用性，其基本點(diǎn)在應(yīng)用型本科。

（三）課程評(píng)價(jià)方法

傳統(tǒng)的課程考核和評(píng)價(jià)方法是期末憑一張?jiān)嚲斫o學(xué)生一個(gè)學(xué)科成績(jī)，這樣的評(píng)價(jià)是單一性的，難以考核出學(xué)生對(duì)這門課的全面掌握程度，大學(xué)教育不是初高中的教育，應(yīng)該擺脫這種應(yīng)試教育的枷鎖，體現(xiàn)出多樣性和靈動(dòng)性，這樣才能發(fā)揮學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，應(yīng)該采取以下的評(píng)價(jià)方法。

1.不能一張?jiān)嚲矶ǔ煽?jī)，平時(shí)應(yīng)該進(jìn)行2次以上的測(cè)試，占總成績(jī)的20%。2.開放課堂，增加課堂討論和課堂提問(wèn)，占總成績(jī)的10%。3.開放實(shí)驗(yàn)室，實(shí)踐項(xiàng)目成績(jī)占總成績(jī)的10%。4.期末按照命題要求進(jìn)行總結(jié)性考試，占總成績(jī)的60%，采用閉卷考試方式。

在OBE教育理念的指導(dǎo)下，適當(dāng)增加多種評(píng)價(jià)方法，如翻轉(zhuǎn)課堂的課下評(píng)價(jià)及同學(xué)間進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（四）教學(xué)內(nèi)容改革

“信號(hào)與系統(tǒng)”這門課的主要內(nèi)容有兩大信號(hào)，即沖擊信號(hào)和階躍信號(hào);三大變換，即傅里葉變換、拉普拉斯變換、Z變換;六大分析，即連續(xù)信號(hào)的時(shí)域分析、離散信號(hào)的時(shí)域分析、連續(xù)信號(hào)的頻域分析、連續(xù)信號(hào)的復(fù)頻域分析、離散信號(hào)的Z域分析、空間矢量變換分析[3]。采用OBE教育理念進(jìn)行教學(xué)大綱的設(shè)計(jì)，按照培養(yǎng)計(jì)劃及用人單位的畢業(yè)要求進(jìn)行，而不是按某一本教材的內(nèi)容進(jìn)行編寫。這樣的好處是，對(duì)于每一節(jié)課、每一部分內(nèi)容，教師要考慮自己所教的知識(shí)、學(xué)生要清楚自己所學(xué)的知識(shí)是否真正達(dá)到了畢業(yè)的要求，能促使教師知道怎么教更好、學(xué)生知道怎么學(xué)更明白。充分體現(xiàn)出教學(xué)大綱是否合理可行，及時(shí)調(diào)整好各主要內(nèi)容的學(xué)時(shí)分配，并恰到好處地引入新型電子信息、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。指導(dǎo)學(xué)生跟緊時(shí)代步伐、快速更新專業(yè)知識(shí)系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生摒棄舊觀念建立更新知識(shí)體系的觀念、擁有分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，更好地為下一步考取碩士研究生或就業(yè)做準(zhǔn)備。

（五）教學(xué)方法改革

課堂教學(xué)是學(xué)校教學(xué)實(shí)施的重要形式，課堂教學(xué)是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)方案、達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)用人單位畢業(yè)要求的基礎(chǔ)，但目前多數(shù)高校的課堂教學(xué)仍然是傳統(tǒng)方式的，大多數(shù)是盲目的、模式化的教育方式。為了適應(yīng)OBE教育理念的要求，要實(shí)現(xiàn)以下5個(gè)方面的變化。

1.把灌輸課堂變?yōu)閷?duì)話課堂，改掉教師的一言堂，聽聽學(xué)生的心聲，進(jìn)行答疑解惑。2.把重教輕學(xué)變?yōu)榻讨饔趯W(xué)，以發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性為主，教師鞭策為輔。3.把封閉課堂變?yōu)殚_放課堂，課堂不是簡(jiǎn)單的45分鐘，而是線上、線下的多個(gè)小時(shí)。4.把重學(xué)輕思變?yōu)閷W(xué)思結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生多思考、多提問(wèn)、多設(shè)想。5.把知識(shí)課堂變?yōu)槟芰φn堂，把學(xué)到的碎片知識(shí)塊變成系統(tǒng)的項(xiàng)目應(yīng)用到實(shí)際中去。

傳統(tǒng)的“教師講課—PPT（板書）—學(xué)生記筆記”的教學(xué)模式己經(jīng)不再適應(yīng)應(yīng)用型本科院校的教學(xué)發(fā)展?！靶盘?hào)與系統(tǒng)”課程的難度也要求學(xué)習(xí)由課上延伸到課下，為此采取“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。 在OBE教育理念的指導(dǎo)下實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂。首先把課程的PPT、教學(xué)視頻等學(xué)習(xí)資源傳到學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)上，學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)行觀看學(xué)習(xí)，課堂上進(jìn)行討論和答疑。

首先給學(xué)生下達(dá)學(xué)習(xí)計(jì)劃，按照各自的學(xué)習(xí)進(jìn)度通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行課下自學(xué)，然后在課堂上由教師先講解重點(diǎn)、難點(diǎn)然后再解決學(xué)生遇到的問(wèn)題，最后形成總結(jié)性的提綱或報(bào)告作為復(fù)習(xí)資料。學(xué)生完成教師布置的作業(yè)或相應(yīng)的任務(wù)、項(xiàng)目提交到網(wǎng)絡(luò)，教師可以隨時(shí)批改，使學(xué)和教都方便自如。

相比傳統(tǒng)的教學(xué)方式，翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1.使學(xué)生成為教學(xué)主體，提高學(xué)生利用上傳到互聯(lián)網(wǎng)上的視頻進(jìn)行自主學(xué)習(xí)的能力。2.實(shí)現(xiàn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的教學(xué)目的，使學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力得到大幅度提高。3.把學(xué)生作為教學(xué)活動(dòng)的中心，教師對(duì)教材及教學(xué)內(nèi)容的處理突破了近百年來(lái)“程序教學(xué)法”的知識(shí)體系框

架，適時(shí)把自己的相關(guān)科研成果融入課程教學(xué)活動(dòng)形成教學(xué)資源，提供學(xué)生靈活使用，使學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題的決策能力得到大幅度提高。

（六）實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及方法改革

實(shí)踐教學(xué)對(duì)于理論性較強(qiáng)的課堂教學(xué)而言，是課堂所學(xué)的理論知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用上的實(shí)踐及延伸，實(shí)踐教學(xué)有利于更深入地?cái)U(kuò)展認(rèn)知領(lǐng)域，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)動(dòng)腦思考、動(dòng)手去做、大膽嘗試、勇于探索、敢于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度及創(chuàng)造精神。因此，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，對(duì)提高“信號(hào)與系統(tǒng)”的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)大學(xué)生的實(shí)踐能力有著極為重要的作用。在實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行中要注重理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用緊密相聯(lián)，注重培養(yǎng)學(xué)生OBE教育理念下的工程創(chuàng)造意識(shí)，建立專業(yè)知識(shí)體系、系統(tǒng)觀念，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，開發(fā)與“信號(hào)與系統(tǒng)”課程相匹配的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

在OBE教育理念的指導(dǎo)下，為了提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)造、創(chuàng)新能力?？蓪?shí)踐項(xiàng)目分為下面三種。

1.基礎(chǔ)性項(xiàng)目。例如：信號(hào)基本運(yùn)算的MATLAB實(shí)現(xiàn)，主要掌握信號(hào)的運(yùn)算、分析方法及技巧。2.綜合性項(xiàng)目。例如：利用MATLAB進(jìn)行連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域、頻域、復(fù)頻域分析，主要掌握系統(tǒng)的分析方法及技巧。3.設(shè)計(jì)性項(xiàng)目。例如：數(shù)字信號(hào)基帶、載波傳輸設(shè)計(jì)，主要掌握系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及技巧。

四、結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)這幾年的教學(xué)研究與科學(xué)實(shí)踐，在OBE教育理念的指導(dǎo)下，“信號(hào)與系統(tǒng)”課程經(jīng)過(guò)多方位的教學(xué)改革取得了很好的教學(xué)效果，各項(xiàng)成績(jī)也有顯著提升，使新型應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)達(dá)到了培養(yǎng)要求，實(shí)現(xiàn)了培養(yǎng)目標(biāo)，使考取研究生的學(xué)生人數(shù)增加了十幾名、就業(yè)率及就業(yè)質(zhì)量也有了顯著提升，在“中國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”“創(chuàng)青春全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽”“‘挑戰(zhàn)杯中國(guó)大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽”等各類科技競(jìng)賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目中都取得了優(yōu)異的成績(jī)。

參考文獻(xiàn)：

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編輯∕丁俊玲

作者簡(jiǎn)介：隋曉紅（1969—），女，黑龍江哈爾濱人，廣西科技師范學(xué)院數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，教授，研究方向：高校教學(xué)改革及教學(xué)研究。

基金項(xiàng)目：2020年度廣西高等教育本科教學(xué)改革工程立項(xiàng)項(xiàng)目“OBE教育理念下的‘產(chǎn)教結(jié)合、校企一體模式的研究與實(shí)踐”（2020JGB405）