“信號(hào)與系統(tǒng)”課程混合式教學(xué)研究

李欣 賈雅瓊 俞斌

基金項(xiàng)目：湖南工學(xué)院校級(jí)教研教改項(xiàng)目《新建地方本科院校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程體系改革與實(shí)踐》（項(xiàng)目編號(hào)：A1473）;湖南省線(xiàn)上線(xiàn)下混合式一流課程（編號(hào)：湘教通〔2020〕9號(hào)）;湖南省線(xiàn)上一流課程（編號(hào)：湘教通〔2021〕28號(hào)）。

摘要：“信號(hào)與系統(tǒng)”課程作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修基礎(chǔ)課程在電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程體系中占有重要地位。該課程的特點(diǎn)是理論性強(qiáng)、概念多、內(nèi)容抽象，要求學(xué)生具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，這些都是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)手段的挑戰(zhàn)。“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模型的興起，打破了校園的界限，為傳統(tǒng)教學(xué)注入了新的活力，大大的豐富了教學(xué)的方式和手段，網(wǎng)絡(luò)上也涌現(xiàn)了大量?jī)?yōu)質(zhì)的教學(xué)課程資源。為了構(gòu)建適合于本校電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的信號(hào)與系統(tǒng)，由湖南工學(xué)院賈雅瓊博士課程團(tuán)隊(duì)傾情打造了湖南省混合式教學(xué)一流課程，并出版了配套的新形態(tài)教材。作為該課程混合式教學(xué)的實(shí)行者和線(xiàn)上視頻錄制的參與者，本人將從在線(xiàn)上課程視頻錄制、混合式線(xiàn)下“反轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)和學(xué)生反饋信息等方面進(jìn)行深入的探討，以提高信號(hào)與系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)更適合社會(huì)需求的高素質(zhì)人才。

關(guān)鍵字：信號(hào)與系統(tǒng);混合式教學(xué);線(xiàn)上;線(xiàn)下

1 引言

目前，全球正經(jīng)歷著新一輪的科技和產(chǎn)業(yè)革命，IT行業(yè)對(duì)人才的需求也在不斷變換，為了適應(yīng)新時(shí)代下的電子信息類(lèi)人才培養(yǎng)要求，提高教學(xué)質(zhì)量，我國(guó)各大院校對(duì)不同應(yīng)用和教育背景下的電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)展開(kāi)了深入的探討，如以工程應(yīng)用和課程設(shè)計(jì)為牽引的“新工科”背景下的教育改革[1][2]?？紤]到傳統(tǒng)教學(xué)中只注重專(zhuān)業(yè)知識(shí)的教學(xué)，因此如在專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)中引入思政元素，在進(jìn)行專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)的過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生形成主流的價(jià)值觀和世界觀，同時(shí)也可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性[3][4]。

“信號(hào)與系統(tǒng)”課程作為電子信息類(lèi)、自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，與后續(xù)的“數(shù)字信號(hào)處理”、“通信原理”、“通信電子線(xiàn)路”等專(zhuān)科課程結(jié)合緊密。而該課程公式多且復(fù)雜、理論性強(qiáng)、概念多[5]，這直接導(dǎo)致傳統(tǒng)的線(xiàn)下教學(xué)方法和手段無(wú)法達(dá)到較好的教學(xué)效果。為此，許多高校教師對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容等展開(kāi)了深入的探索。結(jié)合時(shí)代的發(fā)展特點(diǎn)，利用MOOC、SPOC平臺(tái)等互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源開(kāi)展線(xiàn)上教學(xué)[6]，打破校園壁壘。同時(shí)，針對(duì)本校的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的特點(diǎn)，采取線(xiàn)上、線(xiàn)下教學(xué)相結(jié)合的混合式教學(xué)方式。在線(xiàn)下教學(xué)中可以采用 “雨課堂”等智慧教學(xué)工具，開(kāi)展以學(xué)生為中心的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式[7][8]。

考慮到我校的培養(yǎng)應(yīng)用型人才的地方性本科院校的定位和生源特點(diǎn)，在“信號(hào)與系統(tǒng)”課程教學(xué)中，我們采用了“混合式教學(xué)+反轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)方式以提高教學(xué)效果。為了構(gòu)建完整的混合式教學(xué)體系，同時(shí)為了更好的適應(yīng)本校的培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的基礎(chǔ)，我們團(tuán)隊(duì)多位教師通力合作，深入研究課程的教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行了精心的教學(xué)設(shè)計(jì)，并錄制了一套完整的“信號(hào)與系統(tǒng)”教學(xué)視頻以方便學(xué)生的線(xiàn)上學(xué)習(xí)。同時(shí)在線(xiàn)下教學(xué)中采用“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)方式，并利用“雨課堂”這一智慧工具輔助線(xiàn)下教學(xué)。本文主要從線(xiàn)上教學(xué)視頻錄制、“翻轉(zhuǎn)課堂”線(xiàn)下教學(xué)中老師的教學(xué)、線(xiàn)下教學(xué)中學(xué)生在學(xué)習(xí)中的問(wèn)題展開(kāi)深入討論。

2 線(xiàn)上教學(xué)視頻錄制

為了更好的適應(yīng)本校的培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)于線(xiàn)上教學(xué)我們并沒(méi)有直接在網(wǎng)上選擇其它學(xué)校的“信號(hào)與系統(tǒng)”教學(xué)視頻，而是由我們校驗(yàn)團(tuán)隊(duì)多位老師參與錄制的。教學(xué)視頻的錄制和準(zhǔn)備工作過(guò)程如圖1所示。

首先我們參考了網(wǎng)上大量相關(guān)教學(xué)視頻，根據(jù)本校的人才培養(yǎng)目標(biāo)和自身特點(diǎn)，考慮到本校學(xué)生的基本情況，本團(tuán)隊(duì)以在保持知識(shí)體系完整連貫的前提下，盡量減少理論推導(dǎo)，多增加實(shí)例，以問(wèn)題的提出和解決為線(xiàn)索引出知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)的總原則下，確定課程的基本內(nèi)容，并將這些內(nèi)容制作成教學(xué)視頻錄制所需要的PPT，PPT的制作頁(yè)面盡量簡(jiǎn)潔生動(dòng)。視頻錄制以PPT動(dòng)態(tài)展示為主，教師教授畫(huà)面為輔的方式進(jìn)行，因此在著裝、儀表和教態(tài)上進(jìn)行了特別的注意。視頻錄制完成后的修改和校對(duì)工作也要特別注意，一個(gè)是對(duì)視頻中教學(xué)內(nèi)容的核對(duì)，一個(gè)是對(duì)視頻中教學(xué)內(nèi)容的展示效果和自己在視頻中教學(xué)狀態(tài)的檢查，同時(shí)還要準(zhǔn)備每個(gè)章節(jié)的測(cè)試題。雖然進(jìn)行了詳細(xì)的檢查，當(dāng)視頻最終運(yùn)行時(shí)，還是出現(xiàn)了很多令人不夠滿(mǎn)意和需要修改的地方，這個(gè)時(shí)候?qū)σ曨l進(jìn)行修改相對(duì)比較麻煩，因此視頻的準(zhǔn)備工作一定要充分準(zhǔn)備。

3 線(xiàn)下“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)

通過(guò)采用線(xiàn)上和線(xiàn)下教學(xué)結(jié)合的“混合式”教學(xué)方式，從教師角度來(lái)看，雖然在線(xiàn)上教學(xué)視頻的助力下，省去了傳統(tǒng)教學(xué)方式中對(duì)教學(xué)內(nèi)容準(zhǔn)備的環(huán)節(jié)，但對(duì)教師的業(yè)務(wù)能力要求更高了，工作量反而更大了。線(xiàn)下教學(xué)往往是以學(xué)生為中心的“翻轉(zhuǎn)課堂”的形式進(jìn)行，教師要具備更雄厚的知識(shí)儲(chǔ)備才能處理學(xué)生們提出的五花八門(mén)、天馬行空的問(wèn)題。同時(shí)教師還要有像主持人般較強(qiáng)的控場(chǎng)能力，把握整個(gè)線(xiàn)下課堂的節(jié)奏和氛圍，正確的引導(dǎo)學(xué)生的思維。為了提高線(xiàn)下教學(xué)，教師往往也需要不斷更新自己的知識(shí)體系，通過(guò)查閱大量的資料來(lái)制定合理的線(xiàn)下課程的教學(xué)任務(wù)，同時(shí)還要及時(shí)處理學(xué)生線(xiàn)上問(wèn)題的回復(fù)。對(duì)學(xué)生成績(jī)的評(píng)價(jià)體系和指標(biāo)更加細(xì)化和復(fù)雜，這些數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作也要花費(fèi)更多的時(shí)間和精力。另外，“翻轉(zhuǎn)課堂”中主要采用了分組討論的形式，這樣的方式總是無(wú)法給予全部同學(xué)均等的表現(xiàn)和鍛煉的機(jī)會(huì)，尤其是對(duì)于那些學(xué)習(xí)后進(jìn)的同學(xué)，因此如何提升教學(xué)的普適性也是一個(gè)難點(diǎn)。

4 混合式教學(xué)中學(xué)生的反饋

在使用線(xiàn)上教學(xué)與線(xiàn)下教學(xué)相結(jié)合的混合式教學(xué)時(shí)，對(duì)于線(xiàn)上教學(xué)方式，部分學(xué)生反映感覺(jué)看視頻學(xué)習(xí)不如在課堂上聽(tīng)現(xiàn)實(shí)世界中教師的講解生動(dòng)，無(wú)法集中精力，容易走神，且互動(dòng)性差，信息無(wú)法及時(shí)反饋。對(duì)于認(rèn)真負(fù)責(zé)的同學(xué)，一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的視頻有時(shí)也需要反復(fù)觀看多次才可以掌握。

在線(xiàn)下的“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)中，學(xué)生們往往會(huì)提前收到任課教師課前布置的任務(wù)，為了完成任務(wù)需要查閱大量的資料，這對(duì)于學(xué)生的自學(xué)能力和查閱文獻(xiàn)的能力會(huì)是一個(gè)極大的促進(jìn)。同時(shí)，在 “翻轉(zhuǎn)課堂”的線(xiàn)下的學(xué)習(xí)模式，他們體驗(yàn)到了“雨課堂”等智慧工具下新的教學(xué)方式，在開(kāi)始階段總是有較高的熱情，但隨著新鮮度的降低，到后面熱度有明顯下滑，如何保持學(xué)生持久的學(xué)習(xí)熱情確實(shí)是個(gè)難題。

同學(xué)們經(jīng)常反映覺(jué)得“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的負(fù)擔(dān)是最重的，占據(jù)了較大比例的學(xué)習(xí)時(shí)間。相比于傳統(tǒng)教學(xué)方式，混合式教學(xué)的教學(xué)效果得到了顯著的提高，但是在混合式教學(xué)過(guò)程中學(xué)生所花費(fèi)的時(shí)間和精力是更多的。雖然收獲和付出是成正比的，但如何提高教學(xué)效率，在不過(guò)多增大學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)的情況下，提高教學(xué)效果也是一個(gè)值得深入探討的問(wèn)題。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文主要針對(duì)電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的“信號(hào)與系統(tǒng)”這門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的混合式教學(xué)展開(kāi)相關(guān)研究，主要從線(xiàn)上教學(xué)視頻錄制、基于“雨課堂”工具的線(xiàn)下“反轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)、學(xué)生對(duì)混合式教學(xué)方式的反饋三個(gè)方面進(jìn)行了教學(xué)思考和實(shí)踐。通過(guò)構(gòu)建適合于我校培養(yǎng)目標(biāo)和學(xué)生的完整的混合式教學(xué)體系，“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教學(xué)過(guò)程中得到了絕大多數(shù)同學(xué)的認(rèn)可，教學(xué)水平得到了顯著的提升。

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