基于OBE理念的“線上+線下”混合式教學(xué)模式在信號與系統(tǒng)課程中的建設(shè)與應(yīng)用

孫豪　尤國強　胡景勤

摘要：近年來，教育部明確提出“以學(xué)生為中心”“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”、持續(xù)改進的工程教育改革理念。在疫情防控常態(tài)化的客觀要求下，信號與系統(tǒng)課程的傳統(tǒng)教學(xué)模式（線下教學(xué)）面臨著許多嚴重的困難，這對該門課程的教學(xué)改革提出了新的要求和挑戰(zhàn)。該論文對信號與系統(tǒng)課程進行了基于OBE理念的“線上+線下”混合式教學(xué)模式改革。首先，本課程的混合式教學(xué)由線上教學(xué)和線下教學(xué)兩部分組成，它們均由三個學(xué)習階段構(gòu)成：課前學(xué)習、課堂學(xué)習和課后學(xué)習，其目的是創(chuàng)造“以學(xué)生為中心”的新型教學(xué)環(huán)境。其次，本課程重新制定了基于OBE理念的新版教學(xué)大綱和學(xué)生成績評價體系，通過課程目標點與畢業(yè)要求指標點的緊密對應(yīng)，結(jié)合相對完備、合理、個性化的形成性評價體系，不斷利用學(xué)生的階段性評價結(jié)果調(diào)整后續(xù)的授課內(nèi)容與輔導(dǎo)方案，保證讓教學(xué)過程遵循“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”，并進行持續(xù)改進，最終獲得了良好的學(xué)習效果。

關(guān)鍵詞：混合式教學(xué)；信號與系統(tǒng)；學(xué)習產(chǎn)出教育模式；學(xué)生中心；產(chǎn)出導(dǎo)向

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）34-0142-04

1 概述

2016年，中國成為《華盛頓協(xié)議》第18個正式成員國。這是中國高等教育發(fā)展的一個里程碑，意味著英、美等發(fā)達國家認可了我國的工程教育質(zhì)量，我們開始從國際高等教育發(fā)展趨勢的跟隨者向領(lǐng)跑者轉(zhuǎn)變。進而，教育部明確提出“以學(xué)生為中心”“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”、持續(xù)改進的工程教育改革理念，這對本校的工程類專業(yè)和相關(guān)課程的教學(xué)改革提出了新的要求和挑戰(zhàn)。

1.1 “線上+線下”混合式教學(xué)模式的應(yīng)用對信號與系統(tǒng)課程教學(xué)改革的意義

信號與系統(tǒng)這門課程是電子信息類專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。該課程無論從教學(xué)內(nèi)容還是從教學(xué)目的上看，都是一門理論性和實踐性均極強的課程。該課程不僅與電子信息類專業(yè)的許多專業(yè)課（如通信原理、數(shù)字信號處理、自動控制等）有很強的聯(lián)系，而且其中很多教學(xué)內(nèi)容涉及高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等多門數(shù)學(xué)課程的內(nèi)容，因而是大多數(shù)電子信息類研究生專業(yè)的必考專業(yè)課程。從發(fā)展上看，在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的大背景下，翻轉(zhuǎn)課堂、MOOC（慕課）、混合式教學(xué)等各種新興的教學(xué)模式利用新穎的教學(xué)理念、依托海量的在線教育資源、借助方便快捷的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，已經(jīng)對該課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式產(chǎn)生了深遠的影響[1]。

目前，在疫情防控常態(tài)化的客觀要求下，面對面（線下）教學(xué)，也就是傳統(tǒng)教學(xué)模式面臨著教學(xué)時間受到大大壓縮、教學(xué)環(huán)境受到嚴格限制、甚至完全無法開展的嚴重困難。因而，應(yīng)充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的先進技術(shù)背景，對以信號與系統(tǒng)這門課程為代表的，在相關(guān)專業(yè)內(nèi)既重要、又難學(xué)、實踐性又很強的課程，大力推進其線上教學(xué)的應(yīng)用與實踐。同時，與該門課程已有的線下教學(xué)相結(jié)合，通過“線上+線下”這種混合式教學(xué)模式，為學(xué)生創(chuàng)造“以學(xué)生為中心”的新型教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生可以高效、自主地學(xué)習這門課程[2]。

1.2 OBE理念的貫徹對信號與系統(tǒng)課程教學(xué)改革產(chǎn)生的影響

基于學(xué)習產(chǎn)出的教育模式（Outcomes-based Education，縮寫為OBE） ，最早出現(xiàn)于美國和澳大利亞的基礎(chǔ)教育改革。OBE要求學(xué)校和教師應(yīng)該先明確學(xué)習成果，配合多元彈性的個性化學(xué)習要求，讓學(xué)生通過學(xué)習過程完成自我實現(xiàn)的挑戰(zhàn)，再將成果反饋來改進原有的課程設(shè)計與課程教學(xué)[3]。

開展基于OBE理念的信號與系統(tǒng)課程教學(xué)改革，一方面能夠很好地促進信號與系統(tǒng)課程新版教學(xué)大綱的制訂，將課程授課內(nèi)容與本專業(yè)人才培養(yǎng)目標緊密聯(lián)系在一起，從而實現(xiàn)通過課程教學(xué)進一步夯實人才培養(yǎng)的目的。另一方面又能夠根據(jù)每個學(xué)生的個體學(xué)習差異，制定個性化的成績評定等級，進而通過適時評定成績，準確掌握學(xué)生的學(xué)習狀態(tài)，從而對教學(xué)過程進行及時的修正，最終實現(xiàn)“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”，持續(xù)改進的課程教學(xué)改革[4]。

2 信號與系統(tǒng)課程“線上+線下”混合式教學(xué)模式的建設(shè)與實施

信號與系統(tǒng)課程的混合式教學(xué)由線上教學(xué)和線下教學(xué)兩部分組成，每部分均由三個學(xué)習階段構(gòu)成：課前學(xué)習、課堂學(xué)習和課后學(xué)習，其包含的具體環(huán)節(jié)如圖1所示。

2.1 課前學(xué)習

信號與系統(tǒng)課程的課前學(xué)習由兩個環(huán)節(jié)組成：學(xué)習投入和學(xué)習效果。

2.1.1 學(xué)習投入

學(xué)習投入指的是：學(xué)生在正式開始課堂學(xué)習之前，通過各種方式預(yù)先學(xué)習到的有關(guān)課堂知識的總和。通過這個環(huán)節(jié)，學(xué)生不但可以復(fù)習本次課程需要掌握的舊知識，掃除了聽課過程中的一些障礙；還可以提前了解本次課程的重難點內(nèi)容，并記錄自己不太懂的地方，這樣在上課過程中就會有的放矢地學(xué)習，最終有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的自學(xué)能力和聽課效率。

學(xué)習投入環(huán)節(jié)通過下列過程實施：

1） 觀看教學(xué)視頻：教師提前準備、推薦相關(guān)教學(xué)視頻供學(xué)生進行課前預(yù)習，學(xué)生也可以通過觀看課程回放進一步鞏固已學(xué)知識。

2） 閱讀教學(xué)資料：教師提前布置與課堂教學(xué)相關(guān)的各種學(xué)習資料，學(xué)生也可以依據(jù)自身學(xué)習情況利用圖書館藏書、網(wǎng)絡(luò)電子書籍進行自主學(xué)習。

3） 發(fā)布、開展教學(xué)討論：教師和學(xué)生均可以根據(jù)課程學(xué)習的具體情況，在線上發(fā)布，或在線下開展教學(xué)討論活動，“帶著問題與觀點”進入課堂學(xué)習。

2.1.2 學(xué)習效果

學(xué)習效果是對學(xué)生在學(xué)習投入這一環(huán)節(jié)的總結(jié)與評價，它通過課前測試來實現(xiàn)。教師可以通過發(fā)布課前測試題、進行課前提問等方式來掌握學(xué)生的課前學(xué)習效果。

2.2 課堂學(xué)習

信號與系統(tǒng)課程的課堂學(xué)習由兩個環(huán)節(jié)組成：課堂表現(xiàn)和學(xué)習成效。

2.2.1 課堂表現(xiàn)

課堂表現(xiàn)指的是：通過教師的授課過程，學(xué)生反映出來的所有學(xué)習效果的總和。這個環(huán)節(jié)必須通過教師和學(xué)生的共同努力，才能獲得非常好的學(xué)習效果。

從教師角度來說，設(shè)計多層次的教學(xué)內(nèi)容、應(yīng)用多樣化的教學(xué)方法，是提高學(xué)生學(xué)習效果的兩種主要手段。

1） 設(shè)計多層次的教學(xué)內(nèi)容

在信號與系統(tǒng)課程中，設(shè)計多層次的教學(xué)內(nèi)容主要通過對同一知識體系的授課內(nèi)容進行由淺入深的教學(xué)，并利用例題、練習題和考研真題這樣難度逐漸遞進的習題進行解析來進一步鞏固其教學(xué)效果。以傅里葉變換這一知識體系為例，其定義和基本性質(zhì)均可利用典型例題的講述來促進學(xué)生對它們的理解和掌握；其在生產(chǎn)生活中的工程應(yīng)用問題（如頻譜搬移、頻率采樣等）可通過具有一定難度的相應(yīng)練習題的解答來使學(xué)生進一步理解、掌握；而由其引申出的系統(tǒng)函數(shù)、系統(tǒng)特性分析問題和頻譜（幅度譜與相位譜）分析問題，教師則可根據(jù)學(xué)生的理解能力，在學(xué)生已掌握本節(jié)課程重難點問題的基礎(chǔ)上，適當引入較難的考研真題進行講解，為部分學(xué)有余力的學(xué)生開拓學(xué)習視野。

2） 應(yīng)用多樣化的教學(xué)方法

在信號與系統(tǒng)課程中，多樣化的教學(xué)方法主要通過“線上+線下”混合式教學(xué)模式來實現(xiàn)。教師可根據(jù)實際情況，實施線上或線下形式的項目式教學(xué)、MOOC（慕課）、分組教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂等多種教學(xué)方法，從而充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習熱情，為學(xué)生創(chuàng)造熱烈、專注、團結(jié)協(xié)作的學(xué)習氛圍。只要所有的學(xué)生都全神貫注、積極互動，課程的學(xué)習效果就有了根本的保證[5]。

從學(xué)生的角度來說，課堂表現(xiàn)體現(xiàn)為：在教師授課過程中緊跟教師，認真聽課；主動參與課堂提問、課堂討論等互動環(huán)節(jié)。教師可依據(jù)學(xué)生的各自表現(xiàn)給予差異化的評價結(jié)果。另外，到課率這一指標也非常關(guān)鍵，它客觀上不但體現(xiàn)了學(xué)生對教師的認可程度，也體現(xiàn)了學(xué)生對本門課程的重視程度，值得教師予以關(guān)注。

2.2.2 學(xué)習成效

學(xué)習成效是對學(xué)生在課堂表現(xiàn)這一環(huán)節(jié)的總結(jié)與評價，它主要通過課堂測試來實現(xiàn)。教師采用每章學(xué)習內(nèi)容至少安排一次課堂測驗（重點章節(jié)需要安排多次），根據(jù)每次測驗的成績及時掌握學(xué)生的課堂學(xué)習情況，進而靈活調(diào)整后續(xù)授課內(nèi)容。

2.3 課后學(xué)習

信號與系統(tǒng)課程的課后學(xué)習由兩部分組成：課后作業(yè)與輔導(dǎo)和溝通交流。

2.3.1 課后作業(yè)與輔導(dǎo)

根據(jù)信號與系統(tǒng)課程教學(xué)大綱的要求，課后作業(yè)布置的頻率為每周1次，作業(yè)內(nèi)容主要為計算題和簡答題，教師根據(jù)學(xué)生的作業(yè)完成情況給予相應(yīng)的成績；教師也可以根據(jù)學(xué)生的實際學(xué)習情況安排相應(yīng)的階段測試。通過課后作業(yè)與階段測試成績，教師可以分析學(xué)生每一章節(jié)學(xué)習內(nèi)容的掌握情況，進而在課后輔導(dǎo)中對相關(guān)學(xué)生、相關(guān)內(nèi)容進行有針對性的補充與加強。

2.3.2 溝通交流

溝通交流這一環(huán)節(jié)完全以學(xué)生為主體，學(xué)生根據(jù)自身的學(xué)習情況，可以在課后輔導(dǎo)中主動與教師交流自身的學(xué)習情況、所面臨的學(xué)習困難等；也可以通過QQ、微信等方式與教師進行網(wǎng)絡(luò)交流；更可以利用學(xué)習通、QQ群，或直接在線下發(fā)布相關(guān)學(xué)習討論，大家一起對某一學(xué)習內(nèi)容交流各自的觀點、見解，開闊更廣的學(xué)習視野、學(xué)習思路，收獲更好的學(xué)習成果。

3 OBE理念在信號與系統(tǒng)課程教學(xué)中的貫徹與實施

為了更好地將OBE理念貫徹到信號與系統(tǒng)課程的教學(xué)當中，我們從以下兩個方面進行教學(xué)改革：教學(xué)大綱的重新制訂和學(xué)生成績評價體系的建立。

3.1 新版課程教學(xué)大綱的制訂

教師依據(jù)前期積累的信號與系統(tǒng)課程教學(xué)經(jīng)驗和對本校電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生的具體學(xué)情，依托學(xué)習產(chǎn)出的教育模式（OBE） ，認真制訂了信號與系統(tǒng)課程學(xué)習的相關(guān)課程目標點。這些課程目標點在教學(xué)內(nèi)容上完整地涵蓋了本門課程學(xué)習的重點和難點，在能力培養(yǎng)上既考慮到了本門課程應(yīng)培養(yǎng)的相關(guān)能力，又與本專業(yè)的人才培養(yǎng)緊密聯(lián)系。然后，以這些課程目標點為核心，完成新版課程教學(xué)大綱的制訂。接著，以新版課程教學(xué)大綱為依托，教師通過在課程實施過程中設(shè)計多層次的教學(xué)內(nèi)容、應(yīng)用多樣化的教學(xué)方法，真正將學(xué)生的學(xué)習過程目標化、績效化、個性化，使學(xué)生在掌握本門課程學(xué)習內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進一步鞏固其專業(yè)能力的培養(yǎng)，最終把人才培養(yǎng)落到實處。

信號與系統(tǒng)課程的目標點有5個，它與畢業(yè)要求指標點的對應(yīng)關(guān)系如表1所示：

3.2 建立信號與系統(tǒng)課程的學(xué)生成績評價體系

信號與系統(tǒng)課程的學(xué)生成績評價體系由兩部分組成：終結(jié)性評價和形成性評價。終結(jié)性評價通過期末考試來實現(xiàn)，而形成性評價是學(xué)生成績評價體系的核心。通過構(gòu)建相對完備、合理、個性化的形成性評價體系，教師可以對每位學(xué)生在課程學(xué)習的每一階段、每一環(huán)節(jié)進行評價，并給予相應(yīng)平時成績。本課程的學(xué)生成績評價體系如表2所示。

基于表2，授課教師一方面可以隨時跟蹤、分析每位學(xué)生對本門課程的學(xué)習情況，進而為每位學(xué)生制訂個性化的輔導(dǎo)方案，幫助他們查缺補漏、釋疑解難，盡量確保在課程學(xué)習的過程中，不讓任何一名學(xué)生掉隊。另一方面，授課教師也可以依據(jù)此表反映出來的一些共性問題，不斷改進后續(xù)授課內(nèi)容，最終實現(xiàn)“以產(chǎn)出為導(dǎo)向”，持續(xù)改進的課程教學(xué)改革。

4 結(jié)束語

綜上所述，采用基于OBE理念的“線上+線下”混合式教學(xué)法以后，信號與系統(tǒng)課程的教學(xué)改革真正實現(xiàn)了“學(xué)生中心”“產(chǎn)出導(dǎo)向”。本校2020級電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生參與了這項教學(xué)改革，取得了優(yōu)異的學(xué)習效果：本門課程掛科人數(shù)為0人，這在以前是不可想象的。本人希望本門課程的“線上+線下”混合式教學(xué)能夠持續(xù)進行，最終為本專業(yè)、本校的“應(yīng)用型”人才培養(yǎng)添磚加瓦。

參考文獻：

[1] 劉春玲，馬薇.線上線下混合式教學(xué)改革探索[J].科技與創(chuàng)新，2022（16）：4-6，9.

[2] 賴欣，朱國瑞，仇芝.“金課”視角下《信號與系統(tǒng)》線上線下混合式教學(xué)探索[J].教育現(xiàn)代化，2020，7（52）：5-7，11.

[3] 李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導(dǎo)向教育理念引導(dǎo)高等工程教育教學(xué)改革[J].高等工程教育研究，2014（2）：29-34，70.

[4] 許吉.基于OBE理念的課程教學(xué)評價研究與實踐[J].黑龍江教師發(fā)展學(xué)院學(xué)報，2021，40（1）：46-48.

[5] 邵云娜，汪嬋嬋.基于OBE理念的項目式教學(xué)改革與實踐——以組網(wǎng)技術(shù)課程為例[J].大學(xué)，2020（40）：127-128.

【通聯(lián)編輯：梁書】