基于“線上+線下”相結(jié)合的“信號(hào)與線性系統(tǒng)”課程教學(xué)模式研究與實(shí)踐

李晶晶 常玲 馬麗娜

摘 要：文章結(jié)合“信號(hào)與線性系統(tǒng)”課程在實(shí)際教學(xué)中存在的問(wèn)題，基于超星學(xué)習(xí)通自建課程進(jìn)行了混合式教學(xué)過(guò)程，秉承“以學(xué)生為中心”的教育理念，借助現(xiàn)代化的信息技術(shù)手段，充分學(xué)習(xí)新技術(shù)，重新設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程和精心組織教學(xué)活動(dòng)，通過(guò)“三方位”打造“立體”網(wǎng)絡(luò)課堂，該教學(xué)模式能在增加學(xué)生參與度和學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，使課程目標(biāo)達(dá)成度有明顯提高，為后續(xù)的教學(xué)改革提供一定的借鑒和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：混合式教學(xué);網(wǎng)絡(luò)課堂;“信號(hào)與線性系統(tǒng)”;教學(xué)效果

0 引言

2019年9月29日教育部關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革指出要積極發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”、探索智能教育新形態(tài)，推動(dòng)課堂教學(xué)革命?；旌鲜浇虒W(xué)越來(lái)越成為當(dāng)前信息化教學(xué)背景下的主流教學(xué)模式?；旌鲜浇虒W(xué)是將在線教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)的一種“線上+線下”教學(xué)，通過(guò)這兩種不同的教學(xué)組織形式的有機(jī)結(jié)合，可以把學(xué)習(xí)者由淺到深地引向深度學(xué)習(xí)，其核心思想在于強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)探索、主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、交互學(xué)習(xí)以及對(duì)所學(xué)知識(shí)意義的主動(dòng)建構(gòu)[1]。

1 “三方位”打造“立體”課堂

“信號(hào)與線性系統(tǒng)”是一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是一門考研課程。該課程的理論性和技術(shù)性都比較強(qiáng)，涉及的數(shù)學(xué)知識(shí)眾多，而且非常抽象。為了更好地保障學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量，本課程應(yīng)用超星平臺(tái)，采用“超星平臺(tái)慕課任務(wù)點(diǎn)預(yù)習(xí)+課堂教學(xué)+超星學(xué)習(xí)通互動(dòng)”的授課方式，使課堂教學(xué)能夠滿足生動(dòng)、直觀化教學(xué)要求，提高學(xué)生課下學(xué)習(xí)互動(dòng)性和積極性。在該模式的教學(xué)應(yīng)用中，教學(xué)活動(dòng)主要按3個(gè)階段進(jìn)行，即課前準(zhǔn)備階段（超星平臺(tái)課程建設(shè)）、課堂教學(xué)階段、課后提升階段。

1.1? 課前準(zhǔn)備階段（超星平臺(tái)課程建設(shè)）

運(yùn)用超星平臺(tái)進(jìn)行線上建課，在開(kāi)課前完善平臺(tái)資源，錄入課程信息及發(fā)布課程通知，包括課程介紹、參考書(shū)目、在線教學(xué)課堂要求、考核辦法、課前預(yù)習(xí)要求、課程任務(wù)，使學(xué)生了解每節(jié)課的進(jìn)度安排、明確每節(jié)課必須掌握的重要知識(shí)點(diǎn)。提前為學(xué)生提供課下自主學(xué)習(xí)的多種學(xué)習(xí)資源，組織學(xué)生充分利用超星平臺(tái)中的教學(xué)視頻提前進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。課程資源按章節(jié)組織，包括課程介紹、學(xué)習(xí)目標(biāo)、教學(xué)視頻、重點(diǎn)難點(diǎn)指導(dǎo)、課程體系、本章小結(jié)、教學(xué)大綱、教學(xué)日歷、電子教案、MATLAB軟件安裝使用方法及實(shí)驗(yàn)案例、電子書(shū)、討論題、測(cè)試題、作業(yè)、基本實(shí)驗(yàn)、試題庫(kù)等內(nèi)容，并開(kāi)發(fā)了微課視頻、動(dòng)畫(huà)、音頻、文檔等多種類型的資源。

1.2? 課堂教學(xué)階段

在教學(xué)方法上，將課堂教學(xué)、課堂討論、研究性學(xué)習(xí)、案例教學(xué)等有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，再結(jié)合線上“自主學(xué)習(xí)+專題研討+網(wǎng)上教學(xué)”的方式，將線下與線上教學(xué)有機(jī)結(jié)合，營(yíng)造多維學(xué)習(xí)環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生能力、素質(zhì)全面發(fā)展。課上主要進(jìn)行對(duì)重難點(diǎn)知識(shí)的講解，采用“板書(shū)+多媒體教學(xué)課件+案例教學(xué)+演示動(dòng)畫(huà)”的授課方式，充分利用多媒體教學(xué)手段提高教學(xué)效率，同時(shí)應(yīng)用學(xué)習(xí)通的簽到與互動(dòng)功能進(jìn)行主題討論、搶答、選人、投票、隨堂練習(xí)測(cè)試等，監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)并及時(shí)解答學(xué)生的疑問(wèn)。

在課堂講授中，根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)涵，剖析課程的教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)。為了讓學(xué)生從宏觀上整體把握知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，知識(shí)點(diǎn)之間由此及彼進(jìn)行歸納，內(nèi)容之間承上啟下進(jìn)行描述，經(jīng)常給學(xué)生梳理課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)[2]，采用“思維導(dǎo)圖”方式總結(jié)每章重要知識(shí)點(diǎn)，同時(shí)將思政元素滲入到理論教學(xué)中。實(shí)踐環(huán)節(jié)以實(shí)際項(xiàng)目為載體，以小組為單位，對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析、頻域分析和復(fù)頻域分析的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行專題實(shí)驗(yàn)和研討，充分發(fā)揮小組成員的互助性和互動(dòng)性，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)提高理論與實(shí)際相結(jié)合的能力。

1.3? 課后提升階段

課后利用線上作業(yè)功能及時(shí)要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成作業(yè)，充分利用平臺(tái)優(yōu)勢(shì)與學(xué)生進(jìn)行線上線下互動(dòng)。在討論區(qū)定期分時(shí)段線上答疑，并與學(xué)生分享國(guó)家級(jí)精品課程教學(xué)視頻，分享課堂教學(xué)PPT和筆記。及時(shí)、有效地跟蹤學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，并對(duì)未完成作業(yè)的同學(xué)進(jìn)行及時(shí)督促。課后通過(guò)查看課堂報(bào)告、學(xué)情統(tǒng)計(jì)情況及時(shí)跟蹤教學(xué)質(zhì)量反饋，做到及時(shí)了解學(xué)生的參與情況、學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況，再根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋并對(duì)授課形式和內(nèi)容做出及時(shí)的調(diào)整。通過(guò)混合式教學(xué)，同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情和效果很不錯(cuò)，教學(xué)效果良好，做到了課前自主預(yù)習(xí)、課上加深理解和課后鞏固復(fù)習(xí)。

2 課程教學(xué)模式改革

本課程采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，將課程所授知識(shí)點(diǎn)融入具體實(shí)踐項(xiàng)目中，將研究成果和前沿技術(shù)帶入課堂，轉(zhuǎn)化為課堂教學(xué)案例。將課程所授知識(shí)點(diǎn)融入具體案例中，以案例為載體，講解知識(shí)點(diǎn)之間的銜接、遞進(jìn)和應(yīng)用，使學(xué)生掌握信號(hào)與系統(tǒng)基本理論在相關(guān)學(xué)科的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生科研興趣，啟迪科研思維。

將案例分析融入理論知識(shí)的講解中，如在介紹信號(hào)的微積分運(yùn)算時(shí)，結(jié)合圖像處理的具體案例讓學(xué)生了解到信號(hào)經(jīng)過(guò)微分運(yùn)算后可以突出它的變化部分，可用于通信系統(tǒng)故障的監(jiān)測(cè)和檢測(cè)中[3];信號(hào)經(jīng)過(guò)積分運(yùn)算后可以削弱其毛刺的影響，可以用于圖像語(yǔ)音等信號(hào)的去噪等。在介紹傅立葉變換的尺度變換性質(zhì)時(shí)，結(jié)合通信系統(tǒng)的案例，讓學(xué)生了解通信系統(tǒng)的工作原理，理解在通信系統(tǒng)中如果需要提高通信速度，必須要增大頻帶的寬度，通信速度與頻帶寬度成反比的關(guān)系。

以取樣定理知識(shí)點(diǎn)為例，課程實(shí)施設(shè)計(jì)流程圖如圖1所示。

3 教學(xué)效果分析

為了能夠更好地體現(xiàn)學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況，考核采用“N+1”全過(guò)程、多元化的綜合評(píng)定方式，將考核貫穿于整個(gè)教學(xué)的全過(guò)程，結(jié)合學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)質(zhì)量進(jìn)行考核與評(píng)價(jià)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性[4]。成績(jī)考核分為過(guò)程考核+結(jié)果考核兩部分，依據(jù)學(xué)習(xí)通成績(jī)權(quán)重設(shè)置考核項(xiàng)目，包括簽到15%+課堂互動(dòng)30%+觀看課程音視頻10%+討論10%+作業(yè)25%+測(cè)驗(yàn)10%+實(shí)驗(yàn)+期末考核進(jìn)行多方位、多角度的嚴(yán)格考核。注重平時(shí)環(huán)節(jié)的考查，加強(qiáng)學(xué)習(xí)過(guò)程的考核，使考核評(píng)價(jià)更趨于合理、公平。經(jīng)過(guò)16周的學(xué)習(xí)，由學(xué)習(xí)通平臺(tái)提供的學(xué)習(xí)成績(jī)中前10名的學(xué)生平均分為? 90.3分，后10名的學(xué)生平均分為71.8分。

本課程的網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)在2019年上半年完成，在同年春季學(xué)期針對(duì)2018級(jí)學(xué)生的開(kāi)課中，引入了“慕課+學(xué)習(xí)通”的混合式教學(xué)改革。通過(guò)混合式教學(xué)改革，通信工程專業(yè)2018級(jí)3個(gè)班總成績(jī)及格率分別為：89.66%、86.75%、80.00%，不及格人數(shù)分別為：3人、3人、3人，與上一級(jí)2017級(jí)兩個(gè)班總成績(jī)及格率分別為：72.97%、75.00%，不及格人數(shù)：19人等情況進(jìn)行對(duì)比分析，與上一級(jí)相比，不及格人數(shù)從上一級(jí)的19人次下降至僅9人次。期末考試試卷對(duì)課程目標(biāo)的達(dá)成度明顯改善。

4 結(jié)語(yǔ)

本課程教學(xué)模式的改革提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與自覺(jué)性，增強(qiáng)了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，滿足不同層次學(xué)生學(xué)習(xí)的各種需求。在評(píng)價(jià)實(shí)施中尤其關(guān)注教師對(duì)學(xué)生的及時(shí)反饋，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況階段性地反饋給學(xué)生，以利于學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程真實(shí)有效。經(jīng)過(guò)兩年的實(shí)踐后已初見(jiàn)成效，學(xué)生從課堂參與度等多個(gè)方面都有提升，尤其是學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用和解決問(wèn)題的能力增長(zhǎng)較為明顯。此外，專業(yè)課教師還需要不斷實(shí)踐更有效的教學(xué)方法，開(kāi)發(fā)更多信息化的教學(xué)資源，探索更合理的考核方式，為其他課程的優(yōu)質(zhì)建設(shè)提供一定的借鑒。

[參考文獻(xiàn)]

[1]林穎賢，浦云明.基于OBE 理念的數(shù)據(jù)庫(kù)原理課程混合式教學(xué)模式[J].計(jì)算機(jī)教育，2020（7）：62-65.

[2]王煉紅，周莉，陳潔平，等.采用“慕課+雨課堂”方式的信號(hào)與系統(tǒng)混合式教學(xué)改革與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2020（16）：178-179.

[3]李晶晶.OBE理念下應(yīng)用型高?！缎盘?hào)與線性系統(tǒng)》課程改革與實(shí)踐[J].科技資訊，2019（25）：125-126.

[3]劉斌.基于在線課程的混合式教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐探索[J].中國(guó)教育信息化，2016（11）：81-84.

[4]于華楠.“互聯(lián)網(wǎng)+多層次”視角下“信號(hào)與系統(tǒng)”課程案例教學(xué)模式研究[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2020（5）：30-32.

（編輯 傅金睿）