電子信息類課程線上線下混合式教學(xué)研究與實(shí)踐

曹 婷 陳華敏 曹 原 李壯輝 劉 峰

南陽理工學(xué)院，河南 南陽 473004

一、課程改革背景

近年來，大部分本科院校都開展了線上教學(xué)。按照線上教學(xué)的宗旨，與“網(wǎng)”俱進(jìn)，應(yīng)用網(wǎng)上授課平臺，豐富了教師的教學(xué)模式、增強(qiáng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，拓展了學(xué)生的學(xué)習(xí)方法，開拓了學(xué)生的專業(yè)視角［2］。除了正常的課堂時(shí)間，學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，教師可以隨時(shí)線上輔導(dǎo)。線下授課是最傳統(tǒng)教學(xué)方式，教師采用講授的方式將知識傳授給學(xué)生。在課堂上可以師生互動(dòng)，教師根據(jù)學(xué)生聽課的狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整授課進(jìn)度及講授方法。兩種教學(xué)模式各有所長，而線上線下混合式教學(xué)是將兩種教學(xué)模式融合在一起，利用線上教學(xué)的靈活性和線下教學(xué)的穩(wěn)定性，使教學(xué)效果達(dá)到最好。本文以《通信原理》課程為例，探討線上線下混合教學(xué)模式的改革問題。

二、課程傳統(tǒng)教學(xué)特點(diǎn)

《通信原理》課程是電子信息工程專業(yè)的一門核心課程，在電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案中處于核心地位。該課程在講授通信原理基本概念的基礎(chǔ)上，分析信號在時(shí)域和頻域的特性，講述模擬、數(shù)字信號基帶及帶通傳輸?shù)倪^程；同時(shí)對信號傳輸過程中的各個(gè)功能模塊給出分析，設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)的整體方案，為今后在專業(yè)領(lǐng)域能夠解決復(fù)雜工程問題打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。該課程特點(diǎn)是：概念抽象、公式推導(dǎo)繁瑣，課程體系龐大，和信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、信息論與編碼等課程互相關(guān)聯(lián)。要求學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)，對數(shù)學(xué)知識和電路分析能力要求較高［3］。按照課程教學(xué)大綱的要求，本著務(wù)實(shí)的理念，對內(nèi)容、方法、考核、思政等方面進(jìn)行了研究和改革。

三、課程改革措施

根據(jù)《通信原理》課程的特點(diǎn)，按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求制定出合理的課程目標(biāo)，學(xué)生通過課程的學(xué)習(xí)，能夠掌握解決信息的獲取與處理、電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)中復(fù)雜工程問題所需的專業(yè)知識。根據(jù)課程特點(diǎn)，采用線上線下混合教學(xué)模式進(jìn)行授課，學(xué)生先在線上預(yù)習(xí)，然后在課堂上聽課，課下再通過學(xué)習(xí)通、中國大學(xué)慕課等平臺觀看上課視頻、PPT 等，通過習(xí)題和小測驗(yàn)鞏固所學(xué)內(nèi)容，有利于知識的深化和理解。采用線上線下混合模式講授《通信原理》這門課程，是當(dāng)前課程改革中的大勢所趨。整體教學(xué)組織實(shí)施過程如圖1 所示。

圖1 教學(xué)組織實(shí)施過程

（一）課前學(xué)

教師在課前將預(yù)習(xí)內(nèi)容上傳至學(xué)習(xí)通平臺進(jìn)行預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)內(nèi)容為教學(xué)大綱、教學(xué)視頻、各章PPT、關(guān)鍵內(nèi)容總結(jié)文檔和預(yù)習(xí)練習(xí)題等等。學(xué)生預(yù)習(xí)后，如有不懂的概念可以通過學(xué)習(xí)通給任課教師留言；或者在討論區(qū)發(fā)起討論話題，和本班同學(xué)一起探討，發(fā)現(xiàn)問題的同時(shí)盡量想辦法解決問題。教師通過查看學(xué)習(xí)通平臺的推送消息，及時(shí)了解學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，上課時(shí)做到有重點(diǎn)、有針對性地調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。同時(shí)借鑒其他高校一些國家級教學(xué)名師的網(wǎng)絡(luò)課程，和學(xué)生共同學(xué)習(xí)。

（二）課中教

課中主要采用線上線下混合教學(xué)模式進(jìn)行授課。第一，使用學(xué)習(xí)通平臺簽到功能，請來上課的學(xué)生簽到，該功能很好地解決了部分學(xué)生上課缺席、遲到的現(xiàn)象。第二，課上多為教師講授。運(yùn)用傳統(tǒng)的講述方法可以有條理有層次地闡明知識內(nèi)容，有助于學(xué)生更好地理解，同時(shí)解答預(yù)習(xí)過程中的疑問。第三，能更好地進(jìn)行師生互動(dòng)，從聽課的狀態(tài)判斷知識掌握的情況，及時(shí)調(diào)整授課進(jìn)度及授課方式。教師可將上課的內(nèi)容錄成視頻上傳到學(xué)習(xí)通平臺，在課下供學(xué)生反復(fù)觀摩和學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)通平臺上還包括課中提問、討論區(qū)、小測試等模塊，可以把學(xué)生作業(yè)、小測試的成績連同視頻觀看進(jìn)度等，作為學(xué)生的平時(shí)成績，直接輸出數(shù)據(jù)，簡化分析過程。

（三）課后練

課后復(fù)習(xí)借助學(xué)習(xí)通平臺和線下習(xí)題課同步進(jìn)行，包含的板塊以章節(jié)習(xí)題、測試題為主，還包括知識點(diǎn)總結(jié)等。學(xué)習(xí)通能夠?qū)φn后作業(yè)完成時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，避免拖沓。在每一章學(xué)習(xí)結(jié)束后，學(xué)習(xí)通平臺會(huì)把學(xué)生作業(yè)完成情況做一個(gè)分析。通過后臺數(shù)據(jù)，教師可以找出學(xué)生學(xué)習(xí)薄弱的部分，而線下習(xí)題課可以有的放矢地講解。在線測試則可以檢測出學(xué)生平時(shí)對所學(xué)知識掌握情況，并將數(shù)據(jù)上傳至后臺服務(wù)器上，供教師查詢和統(tǒng)計(jì)。習(xí)題和測試的成績匯總也可以作為學(xué)生平時(shí)成績之一，記錄到期末總成績中。此外，在期中和期末還會(huì)組織專門復(fù)習(xí)課，把各章重點(diǎn)內(nèi)容和例題再次串講，強(qiáng)調(diào)重要性，便于期末復(fù)習(xí)。

（四）理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合

《通信原理》課程的實(shí)驗(yàn)旨在讓學(xué)生更好地理解信息傳輸原理，精通模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)方法及信號傳輸過程，初步掌握通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果，加強(qiáng)分析和書面表達(dá)。針對教學(xué)計(jì)劃，教學(xué)進(jìn)度中理論講授與實(shí)驗(yàn)同步，通過理論分析，借助于實(shí)驗(yàn)手段，對定理進(jìn)行了驗(yàn)證。同時(shí)結(jié)合具體實(shí)例，采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力，也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還可以較好地掌握理論知識。

通信原理實(shí)驗(yàn)一般側(cè)重于驗(yàn)證原理，需要學(xué)生能利用試驗(yàn)箱或者Simulink 等建模和仿真軟件，完成通信系統(tǒng)的模擬、設(shè)計(jì)。通過鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，提高他們的分析、處理實(shí)際問題的能力，從而面對今后的學(xué)習(xí)和工作。該教學(xué)模式不僅可使學(xué)生獲得豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，而且還為今后從事相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。下一步，還可以增加課程設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在理論知識的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)的模型，用于解決在信息的獲取與處理、電子設(shè)備和信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)中存在的復(fù)雜工程問題。

（五）優(yōu)化考核與評價(jià)方式

課程的考核過程以課堂教學(xué)為主，結(jié)合作業(yè)、課堂測試和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，結(jié)課后進(jìn)行期末考試。最終成績由期末成績、平時(shí)成績、實(shí)驗(yàn)成績綜合評定。期末成績占比60%，為期末試卷的分?jǐn)?shù)；平時(shí)成績占20%，為每章節(jié)作業(yè)和隨堂測驗(yàn)的分?jǐn)?shù)；實(shí)驗(yàn)成績占20%，包括實(shí)驗(yàn)操作成績和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績。改變了之前一張?jiān)嚲矶▌儇?fù)，增加了過程考核的比重，要求學(xué)生在平時(shí)就要認(rèn)真對待每個(gè)環(huán)節(jié)。

按照工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求課程考核結(jié)束后，要及時(shí)進(jìn)行課程目標(biāo)達(dá)成度評價(jià)，而每門課程必須采用兩種以上不同的評價(jià)方式。本門課程的評價(jià)方式采用修課學(xué)生調(diào)查問卷法、課程成績分析法等。

修課學(xué)生調(diào)查問卷主要是對學(xué)生課程目標(biāo)中知識點(diǎn)的掌握情況做問卷調(diào)查，學(xué)生自己對課程目標(biāo)的掌握程度作出綜合評估，完成問卷，然后對問卷做數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和歸一化處理，求出達(dá)成結(jié)果。學(xué)生還要進(jìn)行課程情況評價(jià)調(diào)查，在老師授課，包括課前準(zhǔn)備、選用平臺、運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段、課后輔導(dǎo)等方面進(jìn)行評估，對老師們的課堂提出了自己的建議，以供廣大教師借鑒并督促其優(yōu)化教學(xué)模式和方法。不記名問卷調(diào)查的方式，可以真實(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，同時(shí)反映出學(xué)生對課堂的意見和建議，促進(jìn)師生共同進(jìn)步。

課程成績分析法要求對應(yīng)某一課程目標(biāo)，把支持該課程目標(biāo)的所有部分做出成績匯總，包括期末試題、課后習(xí)題、小測試、大作業(yè)等，即所有納入期末綜合成績的內(nèi)容。用每一項(xiàng)學(xué)生實(shí)際得分和目標(biāo)分值的比值得到課程目標(biāo)的達(dá)成值。通過對達(dá)成度分析，可以掌握班級學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，制定接下來的改革措施；考察連續(xù)幾年課程目標(biāo)的達(dá)成值，可以判斷出課程改革的方法是否適用，及時(shí)作出調(diào)整。圖2 為2017 ～2019 學(xué)年課程目標(biāo)達(dá)成度分析數(shù)據(jù)，從圖中可以看出教學(xué)效果是在持續(xù)改善的。

圖2 2017－2019 學(xué)年課程目標(biāo)達(dá)成度分析

四、融入課程思政元素

《通信原理》對電子信息工程專業(yè)的學(xué)生來說，是一門較好的方法論與思維訓(xùn)練課程。課程中所涉及的各種概念、原理相互聯(lián)系，體系完整。在給學(xué)生傳授專業(yè)知識的過程中，有必要將其背后涵蓋的人文思想、工程思維和綠色理念融入其中?！锻ㄐ旁怼氛n程以第一章緒論為例，加入思政元素的課程學(xué)習(xí)要求如表1 所示。

表1 課程學(xué)習(xí)要求

改革之后的《通信原理》課程，在每章引入思政元素，設(shè)計(jì)合適的案例，通過介紹我國在通信技術(shù)開發(fā)、通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面的發(fā)展和現(xiàn)狀，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感和自主創(chuàng)新精神，端正學(xué)習(xí)態(tài)度、樹立遠(yuǎn)大理想，同時(shí)正確認(rèn)識自己，實(shí)事求是，科學(xué)審視自身優(yōu)缺點(diǎn)，取長補(bǔ)短。讓學(xué)生學(xué)會(huì)尊重，勇于擔(dān)當(dāng)，能夠積極參與團(tuán)隊(duì)合作，坦誠對待生活。

五、結(jié)語

電子信息工程專業(yè)的課程內(nèi)容繁雜，實(shí)踐環(huán)節(jié)眾多。線上與線下相結(jié)合的混合模式，可采用不同教學(xué)模式之長處，利用大量的網(wǎng)絡(luò)資源，在科學(xué)合理的設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，取得更優(yōu)的教學(xué)效果。本文以《通信原理》課程為例，詳細(xì)闡述了該混合教學(xué)模式在教學(xué)中的實(shí)施過程，從教師講授到學(xué)生學(xué)習(xí)，混合式的模式滲透到每一個(gè)環(huán)節(jié)。與此同時(shí)，課程思政元素的導(dǎo)入，可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力和自強(qiáng)不息的精神，增強(qiáng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，讓學(xué)生獲得更多的學(xué)習(xí)資源，擴(kuò)大了視野，為今后就業(yè)奠定了良好基礎(chǔ)?；旌鲜浇虒W(xué)模式的運(yùn)用，是時(shí)代的需要，是造就新型人才的需要。