智能時(shí)代教育下“信號(hào)與系統(tǒng)”課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革研究

王寶珠，趙瑞玉

（重慶移通學(xué)院通信與信息工程學(xué)院，重慶 401520）

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)大力推進(jìn)教學(xué)信息化建設(shè)，大量“互聯(lián)網(wǎng)+”教育課題落地，教育教學(xué)面臨著新的可能性和重大潛力，加之近幾年特殊時(shí)期，傳統(tǒng)的線下教學(xué)已經(jīng)不能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需要，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)日益發(fā)揮著巨大的作用?！靶盘?hào)與系統(tǒng)”課程是電子、信息及通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)于我院通信類(lèi)專(zhuān)業(yè)大部分學(xué)生而言更是研究生入學(xué)考試的必考課程，所以學(xué)好該課程顯得尤為重要。本課題基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能時(shí)代背景，依托智慧教育平臺(tái)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系的構(gòu)建和學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革展開(kāi)深入研究，立足于切實(shí)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值[1]。

1 當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)教學(xué)存在的問(wèn)題

在近幾年特殊情況下，網(wǎng)絡(luò)（線上）教學(xué)日益發(fā)揮著巨大的作用，成為教學(xué)改革的焦點(diǎn)，但也存在著一定的不足和挑戰(zhàn)，就信號(hào)與系統(tǒng)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)而言，主要存在以下幾方面的不足：

1.1 教學(xué)內(nèi)容缺乏設(shè)計(jì)

信號(hào)與系統(tǒng)課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容大多與課堂教學(xué)一致，并沒(méi)有過(guò)多的設(shè)計(jì)，仍然以知識(shí)點(diǎn)講解、公式推導(dǎo)為主，課件大多也仍然是課堂教學(xué)使用的PPT，老師分享屏幕講解，課堂上的板書(shū)書(shū)寫(xiě)也變成了用鼠標(biāo)在屏幕上點(diǎn)寫(xiě)，學(xué)生學(xué)起來(lái)枯燥乏味，再加之缺乏教師在身旁監(jiān)督，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)一會(huì)兒就會(huì)出現(xiàn)注意力不集中，打瞌睡，玩手機(jī)，甚至出現(xiàn)“掛機(jī)”去干別的事兒的情況。

1.2 教學(xué)形式單一

大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)只是單純的改變了教學(xué)地點(diǎn)，從在教室面向?qū)W生教學(xué)變成了居家或在辦公室面向電腦教學(xué)，教學(xué)方式也沒(méi)有過(guò)多的改變，仍然是面對(duì)著PPT對(duì)各種知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解，對(duì)難以理解的公式進(jìn)行推導(dǎo)，在講解的過(guò)程中對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)并加以提問(wèn)，這樣學(xué)生面對(duì)充滿各種公式的屏幕學(xué)習(xí)興趣非常低，學(xué)習(xí)效果也不好。

1.3 教學(xué)過(guò)程難以管理

學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)的另一端，沒(méi)有老師的監(jiān)管，學(xué)生看似在線聽(tīng)課，實(shí)則可能只是掛機(jī)，人很有可能在干別的事情，沒(méi)有老師在身旁，學(xué)生可以肆無(wú)忌憚地在本應(yīng)該學(xué)習(xí)的課上時(shí)間做別的事情，即便老師可以通過(guò)點(diǎn)名、提問(wèn)甚至讓學(xué)生開(kāi)啟攝像頭查看學(xué)生在線狀態(tài)的方式來(lái)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，但是也很難做到實(shí)時(shí)監(jiān)管，因?yàn)樵撜n程教學(xué)任務(wù)較重，再加上學(xué)時(shí)的限制，老師要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)講授完相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，所以很難做到實(shí)時(shí)管理學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程[2]。

1.4 學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低

學(xué)生本來(lái)就對(duì)理論性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)多、公式多、計(jì)算也多的信號(hào)與系統(tǒng)課程學(xué)習(xí)興趣不高，加之網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時(shí)，學(xué)生看不到老師的板書(shū)推導(dǎo)以及面對(duì)面的討論學(xué)習(xí)，面對(duì)的只有冰冷的屏幕和單純的講解，老師也無(wú)法實(shí)時(shí)看到學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，從而無(wú)法通過(guò)與學(xué)生眼神的交流與神態(tài)的表達(dá)來(lái)調(diào)整自己的講課速度以及調(diào)整自己的講課狀態(tài)，這樣就導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣更低了。

2 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系構(gòu)建

針對(duì)以上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)存在的問(wèn)題和不足，建立一套能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣并提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果的“信號(hào)與系統(tǒng)”課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系顯得尤為重要。通過(guò)對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的研究，本課題認(rèn)為：在“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的教育教學(xué)中，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系的構(gòu)建和學(xué)生學(xué)習(xí)方式二者之間是環(huán)環(huán)相扣的。因此，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持學(xué)習(xí)者為本位，將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系的構(gòu)建落腳到學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變上，教學(xué)體系建設(shè)如圖 1（P143）所示。

圖1 教學(xué)體系建設(shè)

2.1 建構(gòu)主義教學(xué)理論

建構(gòu)主義教學(xué)理論強(qiáng)調(diào)“既要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又要突現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主體地位”，即要“主導(dǎo)—主體相結(jié)合”。

2.2 教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

信號(hào)與系統(tǒng)課程有其自身的特點(diǎn)：首先各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)多，各類(lèi)公式多,涉及的計(jì)算也多；其次是學(xué)習(xí)內(nèi)容理論性較強(qiáng)、枯燥乏味，很多知識(shí)學(xué)習(xí)起來(lái)并不像其他課程一樣直觀。同時(shí)網(wǎng)絡(luò)將教學(xué)師生之間的物理距離拉開(kāi)了，如果仍然采用傳統(tǒng)的教授教學(xué)內(nèi)容的模式，不但學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不好，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也會(huì)大打折扣，所以教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本課題主要在以下三方面對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì)[3]。

2.2.1 設(shè)計(jì)基于“互聯(lián)網(wǎng)+”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)大綱

教學(xué)大綱是教學(xué)的依據(jù)，其設(shè)計(jì)要根據(jù)課程特點(diǎn)和人才培養(yǎng)的需要，要能夠清晰地表述學(xué)生在課程中獲得的知識(shí)、能力和技能，同時(shí)教學(xué)大綱要符合“互聯(lián)網(wǎng)+”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的需要。真正讓教學(xué)大綱成為信號(hào)與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的指導(dǎo)性文件。

2.2.2 內(nèi)容討論點(diǎn)設(shè)置

為了吸引學(xué)生，不讓學(xué)生分心就要讓學(xué)生參與到課堂上來(lái)，所以授課內(nèi)容不能是一味地知識(shí)點(diǎn)講解，要將教學(xué)內(nèi)容分解成一個(gè)個(gè)模塊，設(shè)計(jì)成具有討論點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生參與進(jìn)來(lái)，邊學(xué)習(xí)邊討論，而不是一味地聽(tīng)講，這樣既能提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)興趣，又達(dá)到了共同學(xué)習(xí)的效果。

2.2.3 教學(xué)PPT設(shè)計(jì)

不能再使用課堂（線下）教學(xué)時(shí)的PPT，滿PPT的公式，理論性極強(qiáng)的文字，讓學(xué)生看了就覺(jué)得枯燥乏味，根本無(wú)法吸引屏幕前的學(xué)生，要在設(shè)計(jì)PPT時(shí)，弱化公式推導(dǎo)，多使用動(dòng)畫(huà)，讓動(dòng)畫(huà)演示過(guò)程，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)并用MATLAB仿真演示，重實(shí)踐，盡量在講解時(shí)穿插著工程案例，加入工程實(shí)踐，讓實(shí)踐能力代替枯燥的知識(shí)。

2.3 教學(xué)方式創(chuàng)新

信號(hào)與系統(tǒng)課程本身就理論性強(qiáng)、枯燥乏味、公式知識(shí)點(diǎn)多，如果在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時(shí)仍然采用“填鴨式”以灌輸為主的教學(xué)方式，那么學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性勢(shì)必會(huì)大大降低，為了更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂積極性和教學(xué)參與度，采用引入網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、翻轉(zhuǎn)課堂三種教學(xué)方式[4]。

2.3.1 引入網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)

借助智慧教育平臺(tái)等優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)，在網(wǎng)絡(luò)（線上）教學(xué)前讓學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上提前進(jìn)行預(yù)學(xué)習(xí)，使學(xué)生在開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)前先具備原有的基礎(chǔ)知識(shí)，明確課程教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)任務(wù)，同時(shí)把問(wèn)題和疑惑記錄下來(lái)，這樣在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時(shí)，學(xué)生可以高效的開(kāi)展學(xué)習(xí)。

2.3.2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)

在教學(xué)時(shí)采用工程項(xiàng)目案例教學(xué)法，即用項(xiàng)目來(lái)驅(qū)動(dòng)教與學(xué)。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)方式能夠有效調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、進(jìn)而本能的使用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決問(wèn)題。整個(gè)教學(xué)過(guò)程以項(xiàng)目的形式展開(kāi)，項(xiàng)目的選取要與課程內(nèi)容密切相關(guān)，充分利用所學(xué)知識(shí)與理論，通過(guò)實(shí)踐來(lái)掌握所學(xué)知識(shí)。

2.3.3 翻轉(zhuǎn)課堂

在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時(shí)尤其是在項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)時(shí)可以改變學(xué)生與老師的身份以及主體地位，以學(xué)生為主體開(kāi)展，分小組討論或者分小組完成項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生的身份為項(xiàng)目經(jīng)理和項(xiàng)目成員，項(xiàng)目經(jīng)理帶領(lǐng)小組成員分析問(wèn)題、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、最終完成項(xiàng)目，老師參與其中即可，給予簡(jiǎn)單的指導(dǎo)和參與討論[5-6]。

另外，在教育平臺(tái)上設(shè)置專(zhuān)門(mén)的課程課下討論專(zhuān)區(qū)，而且是公開(kāi)開(kāi)放，有些學(xué)生性格比較內(nèi)向，平時(shí)比較靦腆，無(wú)論怎么鼓勵(lì)就是不愿意在課堂上表達(dá)和討論，尤其是提出質(zhì)疑或者發(fā)問(wèn)，作為老師一定不能忽略這一部分學(xué)生，這些學(xué)生不愿意在課上表達(dá)、提問(wèn)、討論并不代表不愿意在課下表達(dá)、提問(wèn)、討論，不愿意用語(yǔ)言表達(dá)并不代表不愿意用文字表達(dá)，甚至有的學(xué)生喜歡在課下以匿名的方式討論，通過(guò)討論專(zhuān)區(qū)老師更能了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，以及學(xué)生討論激烈的問(wèn)題，也能看到學(xué)生對(duì)教學(xué)方法和對(duì)教學(xué)過(guò)程的評(píng)價(jià)。

2.4 改變管理測(cè)評(píng)方法

為了激勵(lì)學(xué)生，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的測(cè)評(píng)方法要與課堂教學(xué)的測(cè)評(píng)方法不同，不能僅僅是平時(shí)成績(jī)（出勤、作業(yè)、課堂）+期末考試成績(jī)而定，而是要有針對(duì)性，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)除了期末考試外增加以下三方面的測(cè)評(píng)。

2.4.1 線上網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)

在線教育平臺(tái)的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)都很全面，現(xiàn)在很多網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)對(duì)在線學(xué)習(xí)的學(xué)生都有一個(gè)綜合的數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)，課前學(xué)生是否到平臺(tái)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)參與度、完成度，學(xué)習(xí)效果怎么樣導(dǎo)出數(shù)據(jù)即可查看，這樣可以督促學(xué)生在課前學(xué)習(xí)，從而提高學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)課堂學(xué)習(xí)的有效性。

2.4.2 課堂討論

課堂討論也是非常重要的一環(huán)，要想學(xué)習(xí)好，就要積極參與進(jìn)來(lái)，沒(méi)有積極的學(xué)習(xí)態(tài)度是無(wú)法學(xué)好知識(shí)的，所以課堂討論的參與度以及在討論時(shí)的表現(xiàn)（討論中提問(wèn)、發(fā)言、撰寫(xiě)案例分析報(bào)告等）都作為學(xué)習(xí)測(cè)評(píng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.4.3 學(xué)習(xí)總結(jié)報(bào)告

為了驗(yàn)證學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)課堂的學(xué)習(xí)效果，將學(xué)生的課后總結(jié)報(bào)告、項(xiàng)目教學(xué)中項(xiàng)目的完成情況、參與情況、工作量等都納入考核測(cè)評(píng)中，能有效督促學(xué)生課后就所學(xué)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)、吸納。

除此之外，任課老師還可以參考課下討論區(qū)學(xué)生的活躍程度、討論學(xué)習(xí)的程度綜合來(lái)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行測(cè)評(píng)。

3 學(xué)生學(xué)習(xí)方式變革

學(xué)生的學(xué)習(xí)方式對(duì)學(xué)習(xí)效果有直接的影響，改變學(xué)生單純課堂聽(tīng)講的學(xué)習(xí)方式，將學(xué)生的學(xué)習(xí)分為教學(xué)前、教學(xué)中和教學(xué)后三個(gè)階段[7]。

3.1 課前

只有當(dāng)學(xué)習(xí)者介入解決實(shí)際問(wèn)題，將已有知識(shí)激活并將它作為新知識(shí)的基礎(chǔ)，使新知識(shí)與學(xué)習(xí)者的生活世界融于一體時(shí)，才能夠促進(jìn)學(xué)習(xí)。所以學(xué)生在課前先在智慧網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上學(xué)習(xí)在線課程，明確學(xué)習(xí)任務(wù)和目標(biāo)，并將線上課程學(xué)習(xí)中的收獲、疑惑以及難解的問(wèn)題都記錄下來(lái)，以備在課上分享和討論。

3.2 課中

將線上課程學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)融為一體，教師在講解完該堂課知識(shí)點(diǎn)后，根據(jù)學(xué)生在課上以及課前線上課程學(xué)習(xí)中遇到的共性問(wèn)題展開(kāi)討論，如果問(wèn)題簡(jiǎn)單，則由學(xué)生發(fā)言討論，如果問(wèn)題復(fù)雜，則分小組討論，每個(gè)小組得到結(jié)論后，組間進(jìn)行討論，教師全程參與其中，但以學(xué)生為主導(dǎo)。

3.3 課后

課后每位同學(xué)都要寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)短的報(bào)告，內(nèi)容為：總結(jié)學(xué)習(xí)的收獲、對(duì)所討論問(wèn)題的進(jìn)行分析以及歸納解決問(wèn)題的方法，如果該堂課有項(xiàng)目案例分析，還要寫(xiě)出項(xiàng)目分析報(bào)告。實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)后對(duì)知識(shí)的提取和總結(jié)。從而真正提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

另外學(xué)生課后還可以到教育平臺(tái)的課程課下討論專(zhuān)區(qū)，對(duì)學(xué)習(xí)的內(nèi)容、學(xué)習(xí)中的疑惑、問(wèn)題以及想討論的課題進(jìn)行發(fā)帖討論，也可以對(duì)課程的教學(xué)方式、方法提出寶貴的意見(jiàn)和建議，同時(shí)還可以將學(xué)習(xí)心得發(fā)表出來(lái)和老師、同學(xué)一起分享。真正實(shí)現(xiàn)從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。

4 預(yù)期效果

（1）推動(dòng)高等院校信號(hào)與系統(tǒng)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革，促進(jìn)在線課程教學(xué)對(duì)大學(xué)生人才的培養(yǎng)。

（2）在智能時(shí)代教育下，適應(yīng)學(xué)生特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的需求，對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)體系進(jìn)行優(yōu)化構(gòu)建，真正實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效果達(dá)到線下教學(xué)效果，甚至更優(yōu)。

（3）針對(duì)我校我學(xué)院學(xué)生考研主選信號(hào)與系統(tǒng)課程的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的回看功能更優(yōu)于線下教學(xué)，有助于學(xué)生對(duì)考研專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)，從而提升我院學(xué)生考研的上線率。

（4）信號(hào)與系統(tǒng)課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革，有助于全面調(diào)動(dòng)學(xué)生的能動(dòng)性和積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和獲取知識(shí)的欲望，由被動(dòng)學(xué)習(xí)變主動(dòng)學(xué)習(xí)。

（5）形成一套全新和完善的管理測(cè)評(píng)制度，有利于提升教師和學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，有利于提升信號(hào)與系統(tǒng)課程的教學(xué)效果，有利于學(xué)生對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)課程內(nèi)容的掌握與應(yīng)用。

（6）在本校進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)改革，形成可操作的教學(xué)實(shí)踐案例，推動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，發(fā)揮社會(huì)效益。

5 總結(jié)

本課題從建構(gòu)主義教學(xué)理論、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)方式創(chuàng)新、管理測(cè)評(píng)等環(huán)節(jié)出發(fā)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系；結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實(shí)踐效果和“互聯(lián)網(wǎng)+”教育理念，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方式變革展開(kāi)研究，讓高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)更好地?zé)òl(fā)活力和吸引力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，真正提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量及學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。