基于SPOC的《通信原理》課程混合式教學(xué)改革探究

劉 麗，李麗君，鄭秀萍

（太原科技大學(xué)電子信息工程學(xué)院，山西 太原 030024）

0 引言

“互聯(lián)網(wǎng)+”與現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展給中國(guó)高等教育帶來了重大變革，高等院校的教育教學(xué)模式、人才培養(yǎng)途徑，以及學(xué)生學(xué)習(xí)方式也隨之發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變。2018年，《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》強(qiáng)調(diào)“要堅(jiān)持促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的核心理念，積極推進(jìn)‘互聯(lián)網(wǎng)+教育’平臺(tái)建設(shè)，堅(jiān)持應(yīng)用驅(qū)動(dòng)和機(jī)制創(chuàng)新的基本方針，建立健全的教育信息化可持續(xù)發(fā)展機(jī)制”[1]。高等院校作為中國(guó)高級(jí)人才培養(yǎng)的主力單位，更應(yīng)貫徹落實(shí)這一重要舉措，建立完善的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”課程平臺(tái)與課程體系，實(shí)現(xiàn)學(xué)生“線上自主學(xué)習(xí)”和教師“線下啟發(fā)教學(xué)”的線上線下教學(xué)模式深度融合，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，提高學(xué)生的綜合能力，為我國(guó)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)培養(yǎng)更多高素質(zhì)的合格人才。

1 《通信原理》課程教學(xué)模式改革的必要性

《通信原理》是高等學(xué)校信息類本科專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，該課程的教學(xué)效果不僅會(huì)影響學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程（如移動(dòng)通信、通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、衛(wèi)星通信等）的學(xué)習(xí)，而且也與通信類專業(yè)的研究生入學(xué)考試直接相關(guān)。因此，如何有效地提高《通信原理》課程的教學(xué)效果與教學(xué)質(zhì)量一直是高等學(xué)校通信類專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)關(guān)注的熱點(diǎn)。

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)主要以教師“講”與學(xué)生“聽”為主?！锻ㄐ旁怼氛n程內(nèi)容瑣碎，理論性、系統(tǒng)性強(qiáng)，概念抽象，數(shù)學(xué)公式復(fù)雜且枯燥難懂[2]，教師很難在有限的課時(shí)內(nèi)將全部課程內(nèi)容做精細(xì)講解；通信技術(shù)日新月異，工程應(yīng)用廣泛豐富，《通信原理》課程實(shí)踐性強(qiáng)[3]，課堂教學(xué)中無法做到“理論結(jié)合實(shí)際”，學(xué)生常因課程內(nèi)容枯燥難懂而產(chǎn)生厭學(xué)情緒，導(dǎo)致整體教學(xué)效果較差，考試通過率低。SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模私人在線課程）[4]具有學(xué)習(xí)模式自由、教師全程輔導(dǎo)、學(xué)生因材施教等優(yōu)勢(shì)，教師可充分利用“小規(guī)模在線課”的特點(diǎn)，對(duì)不同層次、不同性格的學(xué)生開展有針對(duì)性的教學(xué)活動(dòng)，廣泛調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)參與感，有效提升學(xué)生綜合能力和素質(zhì)。

因此，構(gòu)建基于SPOC的《通信原理》課程“線上+線下”混合式教學(xué)模式可顯著提升課程的教學(xué)效果，是高等學(xué)?！锻ㄐ旁怼氛n程教學(xué)模式改革創(chuàng)新發(fā)展的趨勢(shì)。

2 《通信原理》課程教學(xué)模式改革目標(biāo)

2.1 傳統(tǒng)課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榫€上線下混合式教學(xué)

傳統(tǒng)課堂教學(xué)，教師單方向的知識(shí)灌輸，忽略了學(xué)生的基礎(chǔ)差異，容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒?；赟POC的混合式教學(xué)模式以“學(xué)生自學(xué)＋教師引導(dǎo)”的方式，可充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者，更有利于教學(xué)效果的提升。

由于《通信原理》課程內(nèi)容瑣碎，教師在課前應(yīng)優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，將知識(shí)重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行劃分，并有針對(duì)性地錄制成小視頻，連同相關(guān)電子書、課件等資料上傳至SPOC在線課程教學(xué)平臺(tái)并發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)。課前，學(xué)生以SPOC在線課程資源為依托，根據(jù)自身情況自主選擇學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)內(nèi)容，完成老師布置的任務(wù)。課上，教師根據(jù)學(xué)生在線學(xué)習(xí)情況的反饋，開展恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)活動(dòng)，提高學(xué)生課堂參與度，保證教學(xué)效果。課后，學(xué)生通過SPOC在線平臺(tái)與教師討論交流、完成作業(yè)以鞏固所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 期末成績(jī)主導(dǎo)的評(píng)定方式轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程性考核評(píng)定方式

太原科技大學(xué)《通信原理》課程的成績(jī)?cè)u(píng)定方式通常采用“平時(shí)成績(jī)（作業(yè)+出勤）占20%”+“期末考試（試卷成績(jī)）占80%”。這種成績(jī)?cè)u(píng)定方式無法客觀、公正、合理地評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)課程整體的掌握情況[5]，也不能合理反映學(xué)生的整個(gè)課程學(xué)習(xí)過程（努力程度），無法調(diào)動(dòng)學(xué)生課程學(xué)習(xí)積極性。過程性考核評(píng)定方式從學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的表現(xiàn)出發(fā)，綜合考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、素質(zhì)、能力與努力程度，以學(xué)生課前、課上、課后活動(dòng)的實(shí)際參與情況作為成績(jī)?cè)u(píng)定的依據(jù)，建立規(guī)范、多樣的考核制度，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于學(xué)生牢固掌握課程知識(shí)。

2.3 固定的課后習(xí)題轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄬哟卧囶}庫

傳統(tǒng)課堂教學(xué)中，學(xué)生作業(yè)以課本每一章節(jié)后的習(xí)題為主。習(xí)題難度不等，教師無法根據(jù)每個(gè)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況有針對(duì)性地布置作業(yè)。SPOC在線教學(xué)平臺(tái)能夠更加靈活地為教師提供教學(xué)輔助，教師在上課前對(duì)知識(shí)點(diǎn)做整體梳理，根據(jù)其難易程度，建立基礎(chǔ)試題庫、應(yīng)用試題庫、拓展試題庫等不同難度等級(jí)的題庫，學(xué)生在自主學(xué)習(xí)中可結(jié)合自身學(xué)期情況選做不同難度等級(jí)的試題，對(duì)難懂或完全不懂的題目，可在平臺(tái)發(fā)起討論或向教師、同學(xué)求助。

3 基于SPOC的《通信原理》課程混合式教學(xué)模式構(gòu)建

基于SPOC的《通信原理》課程混合式教學(xué)模式以學(xué)生線上“自主學(xué)習(xí)”和教師課堂“引導(dǎo)教學(xué)”方式開展教學(xué)，分為三個(gè)主要教學(xué)環(huán)節(jié)：一是課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，即課前學(xué)生在SPOC平臺(tái)完成自主學(xué)習(xí)過程；二是課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，即教師根據(jù)學(xué)生在線學(xué)習(xí)反饋情況開展有針對(duì)性教學(xué)活動(dòng)；三是課后拓展環(huán)節(jié)，即學(xué)生根據(jù)自身對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固及知識(shí)拓展，有選擇性地完成應(yīng)用題庫中的題目。圖1為基于SPOC的《通信原理》課程混合式教學(xué)模式框架。

圖1 基于SPOC的混合教學(xué)模式框圖

3.1 課前準(zhǔn)備

教師在課前針對(duì)《通信原理》教學(xué)大綱制定整體教學(xué)目標(biāo)，并結(jié)合學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)情況設(shè)置單元教學(xué)目標(biāo)和具體知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)目標(biāo)。在課程開始之前，教師在SPOC平臺(tái)上傳課程的學(xué)習(xí)資源，為學(xué)生預(yù)留出充足的自學(xué)時(shí)間。本環(huán)節(jié)中，學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主導(dǎo)者，教師僅作為輔助者幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)本節(jié)課程的知識(shí)要點(diǎn)。同時(shí)，SPOC平臺(tái)的學(xué)習(xí)資源應(yīng)以短小精悍的學(xué)習(xí)視頻為主[4]，以免學(xué)生因視頻冗長(zhǎng)、枯燥而產(chǎn)生疲倦，失去對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。

《通信原理》課程中數(shù)學(xué)公式較多且推導(dǎo)較為煩瑣，如平穩(wěn)過程的自相關(guān)函數(shù)、功率譜密度、窄帶隨機(jī)過程統(tǒng)計(jì)特性的計(jì)算、各種線性調(diào)制和解調(diào)推導(dǎo)過程等，均涉及較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，教師要分門別類地將推導(dǎo)過程和詳細(xì)講解過程錄制成小視頻，學(xué)生通過反復(fù)觀看、同步推導(dǎo)等方式，深刻理解和掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。對(duì)于抽象性概念，如模擬信號(hào)的數(shù)字化、碼間串?dāng)_等，可以采用“動(dòng)畫+小視頻”的方式展示給學(xué)生，讓學(xué)生通過反復(fù)觀摩以達(dá)到加深理解的目的。

教師在上傳視頻資源的同時(shí)要制定適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生在SPOC平臺(tái)上有目的、有方向、有重點(diǎn)地學(xué)習(xí)。在自主學(xué)習(xí)過程中，為了防止學(xué)生“開小差”，可在視頻講解過程中插入適當(dāng)?shù)臏y(cè)試試題。教師事先根據(jù)試題的難易程度，在SPOC平臺(tái)建立基礎(chǔ)試題庫、應(yīng)用試題庫、拓展試題庫等不同難度的題庫供學(xué)生自測(cè)。學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)時(shí)通過基礎(chǔ)試題庫中的題目測(cè)試掌握自己的學(xué)習(xí)情況，檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)效果。

在自主學(xué)習(xí)的過程中，如果遇到無法解決的問題，學(xué)生可在線向教師或其他同學(xué)求助，讓同學(xué)們積極加入討論，鍛煉和提升學(xué)生的思辨能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。最后，學(xué)生對(duì)課前學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié)，將難以理解的問題記錄下來等待課堂上教師解答。

3.2 課堂教學(xué)

課堂教學(xué)的目標(biāo)是使學(xué)生掌握所學(xué)知識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、發(fā)散思維、解決問題及協(xié)作探究等綜合能力。課程前十分鐘，教師對(duì)在線學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總結(jié)、提出問題，并與學(xué)生一起回顧上節(jié)課所學(xué)知識(shí)點(diǎn)。課堂上，教師強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)，對(duì)于學(xué)生未能徹底消化、吸收、掌握的知識(shí)點(diǎn)和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行精講。針對(duì)學(xué)生課前學(xué)習(xí)中的共性問題，教師要有針對(duì)性地提出，引導(dǎo)學(xué)生積極參與討論，提升學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)分析問題與解決問題的能力。

3.3 課后拓展

在課后拓展階段，學(xué)生可隨時(shí)通過SPOC平臺(tái)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固，并通過不同難度的試題庫測(cè)試，隨時(shí)了解自己對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的掌握程度。遇到依然不理解的問題，可在討論區(qū)向教師和同學(xué)們求助。對(duì)于基礎(chǔ)掌握較好或有考研打算的同學(xué)，可以通過應(yīng)用題庫和拓展題庫的練習(xí)對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行加強(qiáng)。SPOC平臺(tái)的在線課程不受時(shí)間、空間限制，學(xué)生在需要時(shí)可以根據(jù)自身實(shí)際情況有選擇地反復(fù)觀看學(xué)習(xí)，并隨時(shí)向教師和同學(xué)們發(fā)起討論。因此，學(xué)生可以不斷地對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固，基礎(chǔ)好或?qū)W習(xí)能力強(qiáng)的同學(xué)還可以進(jìn)行超前學(xué)習(xí)或課外拓展學(xué)習(xí)。

教師在課后要對(duì)課程的重難點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)。通過課堂教學(xué)中學(xué)生提出的問題以及平臺(tái)反饋信息對(duì)本堂課程中存在的問題進(jìn)行分析總結(jié)，完善教學(xué)過程、豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)改進(jìn)后續(xù)的教學(xué)計(jì)劃。同時(shí)，教師可通過SPOC平臺(tái)反饋的數(shù)據(jù)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，對(duì)學(xué)習(xí)態(tài)度不端正或作業(yè)不完成的學(xué)生及時(shí)進(jìn)行督導(dǎo)，防止掉隊(duì)。對(duì)基礎(chǔ)好、學(xué)習(xí)超前的同學(xué)要給予積極的鼓勵(lì)和正確的引導(dǎo)，讓學(xué)生在熟練掌握課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)拓展知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和獨(dú)立思考的能力。

4 過程性考核機(jī)制

基于SPOC的《通信原理》混合式教學(xué)模式，采用過程性考核機(jī)制來綜合評(píng)價(jià)學(xué)生一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)情況。過程性的考核機(jī)制不僅包括學(xué)生在SPOC平臺(tái)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)（如觀看視頻、完成試題、發(fā)言討論、在線活躍度等）、課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)，也包括期中、期末卷面成績(jī)。過程性考核機(jī)制的評(píng)價(jià)涉及學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)周期內(nèi)的每一個(gè)環(huán)節(jié)和每一個(gè)細(xì)節(jié)，能較真實(shí)地反映學(xué)生的努力程度與課程參與度。太原科技大學(xué)《通信原理》課程過程性考核機(jī)制成績(jī)?cè)u(píng)定比例如圖2所示。

圖2 太原科技大學(xué)《通信原理》課程過程性考核機(jī)制成績(jī)?cè)u(píng)定比例

5 結(jié)束語

《通信原理》課程的教學(xué)效果對(duì)信息類專業(yè)本科生的后續(xù)課程學(xué)習(xí)與前景規(guī)劃有著直接的影響。借助“互聯(lián)網(wǎng)+教育”核心理念，構(gòu)建完善的基于SPOC的《通信原理》課程混合式教學(xué)模式，不但可以幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣和參與度、調(diào)動(dòng)其主觀能動(dòng)性，而且也可以幫助教師實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)目標(biāo)，提高課程的教學(xué)效果，切實(shí)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)，為我國(guó)現(xiàn)代通信行業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的復(fù)合型高級(jí)人才。■