數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下“通信原理”信息化教學創(chuàng)新實踐

摘要：面對通信原理理論知識繁雜以及學生參與度低等問題，借助雨課堂和慕課等智慧型信息化教學工具，優(yōu)化教學模式。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，可以借助雨課堂等信息化工具，精心設計互動環(huán)節(jié)，重構(gòu)教學內(nèi)容以解決目標問題，引導學生學習和思考，同時融入課程思政進行思想疏導，通過多樣化的教學手段如五類問題等來激發(fā)學生的主動性，有效提升教學質(zhì)量，培養(yǎng)具有數(shù)字化理念和技能的創(chuàng)新型人才。實踐證明，“通信原理”融入信息化教學，激發(fā)了學生的積極性和主動性，提高了學生的思辨能力。

關(guān)鍵詞：雨課堂；信息化轉(zhuǎn)型；目標問題導向式；課程思政

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，數(shù)字化技術(shù)的應用關(guān)系到現(xiàn)代通信技術(shù)人才能力培養(yǎng)的質(zhì)量，應重視數(shù)字化技術(shù)與通信人才培養(yǎng)的深度結(jié)合，進而提升學生的綜合能力。根據(jù)國家的需求，學校應明確專業(yè)培養(yǎng)目標、課程教學目標、課堂目標和課程思政目標的落實方式。教師開展智慧型信息化教學，改變了傳統(tǒng)課堂固有的教學思維，教學方法和教學手段等[1]，推動了課程的教學模式改革和教學理念的創(chuàng)新[2]。教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型給教師的信息化教學能力帶來了巨大挑戰(zhàn)，不僅涉及信息技術(shù)應用，還涉及教育觀念的轉(zhuǎn)變、教與學方式的變革等問題。因此，需要精心設計頂層機制，系統(tǒng)構(gòu)建教師數(shù)字化轉(zhuǎn)型機制，并重點解決學與用的問題。在學方面，學習內(nèi)容和學習方式都要為數(shù)字化轉(zhuǎn)型服務。在應用方面，應從課堂教學入手，構(gòu)建教師技術(shù)應用的實踐環(huán)境與機制。課堂教學是教育改革的核心部分，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵是課堂教學，要通過信息化大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新教學過程的數(shù)字化，包括教學理念、教學模式、教學內(nèi)容、教學方法、評價方式等。在傳統(tǒng)書籍資料的基礎上，應既能借助慕課等數(shù)字化資源，又能應用智能化教學工具，觀測教學全過程的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)反饋個性化和差異化培養(yǎng)學生的綜合能力。目前，課程教學普遍面臨問題，即激發(fā)興趣不足，探索交流不足，學生思考不足，結(jié)合實踐不足。這主要是因為教師教學方法和模式與人才培養(yǎng)目標關(guān)系不緊密，與目標問題存在一定距離，目標問題實現(xiàn)度不高[3]。學生學習的評價方式很大程度上影響了教與學的方式。如何做好信息化教學工作？如何有效實施智慧型信息化教學模式[4-5]？一直是教師們面臨的痛點?；谏鲜鲈?，教師應著力推進專業(yè)課教學改革，以“通信原理”課程為例，以目標問題導向式教學的指導思想，以學生為中心，以教書育人為基本原則，提出了混合式信息化的通信原理課程教學方法。

一、數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下“通信原理”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標

（一）課程的基本信息

“通信原理”課程是電子信息類專業(yè)的基礎課程。它以現(xiàn)代通信系統(tǒng)為背景，以通信系統(tǒng)模型為主線，分析現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本原理和技術(shù)，并介紹相關(guān)理論在實際中的應用。學生通過學習該課程能夠具備通信工程意識和系統(tǒng)觀念，能夠用科學思維去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，并創(chuàng)新性地解決問題，從而實現(xiàn)對通信系統(tǒng)的分析設計、建模仿真和工程實現(xiàn)的高階能力。

（二）目標問題導向式教學-目標具體描述

知識目標：掌握通信系統(tǒng)的基本概念、基本理論、基本技術(shù)和性能評判方法，能對信息與通信領(lǐng)域的復雜工程問題進行識別和表達。

能力目標：具有通信工程意識、系統(tǒng)觀念和國際視野；能用科學思維發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和創(chuàng)新性解決問題；通過文獻調(diào)研能對本領(lǐng)域復雜工程問題建立數(shù)學模型、提出解決方案、設計系統(tǒng)模塊、總結(jié)科學規(guī)律并給出定量和定性分析。

素質(zhì)目標：具有自主學習和終身學習的意識、勇于擔當和報效祖國的責任感；具備尋求突破的科學精神和創(chuàng)新素質(zhì)；具備國際視野、家國情懷以及遠大抱負的新時代通信人才。

（三）目標問題導向式教學的五類問題描述

目標問題導向式課程教學模式按照國家、學校、專業(yè)辦學定位，達到學生三個目標的要求，并創(chuàng)新教學模式、改進教學方法、創(chuàng)新課程評價。它通過設計五類目標問題（基本問題、重點問題、難點問題、實踐問題、拓展問題）來重構(gòu)教學內(nèi)容，將目標素質(zhì)要求和課程內(nèi)容體系轉(zhuǎn)化為目標問題體系。在教學過程中，教師通過課前引導自學，課中講解、學生案例分析、組織討論、小組分享等方式，以及課后拓展等環(huán)節(jié)，通過學生學習中的大數(shù)據(jù)不斷反饋和調(diào)整來實現(xiàn)教學目標。通過目標問題導向的教學理念培養(yǎng)，學生能夠?qū)Ρ绢I(lǐng)域的復雜工程問題建立數(shù)學模型、提出解決方案、設計系統(tǒng)模塊、總結(jié)科學規(guī)律并給出定量和定性分析的能力，同時還能夠培養(yǎng)自主學習和終身學習的意識，并具備持續(xù)學習和適應信息工程及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)和觀念發(fā)展、變化的能力。

二、數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下“通信原理”課程的教學設計

以學生為中心，目標問題導向式教學，讓學生動起來，讓學生忙起來。采用不同的教學方法來解決五類問題：基本問題（自學法），學生根據(jù)教師提出的問題，利用雨課堂和慕課進行自學；重點問題（互動探究法），難點問題（經(jīng)典案例法），實踐問題（仿真演示法），拓展問題（項目教學法）。

以通信原理為例，混合式信息化教學過程如圖1所示。

（一）目標問題導向重構(gòu)教學內(nèi)容，讓教學內(nèi)容新起來

課前，雨課堂推送預習資料、視頻資源、習題問題等，然后學生根據(jù)5類問題（一般性，重點、難點，拓展性、應用問題），如圖2所示，將雨課堂和慕課預習大數(shù)據(jù)完成情況反饋給老師。教師根據(jù)5類問題鏈重構(gòu)教學內(nèi)容。

（二）“雙進教學”模式，實現(xiàn)線上線下融合

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，通過將線上和線下教學相結(jié)合，將理論和實踐相結(jié)合，讓教學更加有活力。利用雨課堂在線互動教學軟件，教師和學生可以通過彈幕互動、小組探究等方式及時反饋問題。同時，借助慕課等數(shù)字化資源，在討論區(qū)模塊中進行留言、生生點評和師生解答。課后還可以通過QQ群和騰訊會議進行在線交流。

（三）雨課堂功能多，互動效果好

通過雨課堂互動直播，可以實現(xiàn)答題、投票、點名、投圖、發(fā)公告、彈幕互動、發(fā)布試卷、上傳課件等功能。為了讓課堂更活躍，教師可以每堂課安排9—10次與課堂全員互動。學生喜歡這種互動的氛圍。同時，通過課題項目設計方法，教師還可以組織和引導學生積極參與討論，激發(fā)他們的學習動力和思辨能力，進一步擴展課程知識。

（四）問學思報辯評相結(jié)合，讓學生更加主動

通過問（課堂引導，提出重點問題和難點問題）、學（主動學習、查閱資料，拓展問題）、思（課件、視頻，仿真，應用問題）、報（匯報，報告）、辯（小組之間辯論，小組內(nèi)討論）、評（教師評、學生互評）六個環(huán)節(jié)結(jié)合起來，可以激發(fā)學生的學習熱情和主動性。問學思報辯評相結(jié)合的方式可以在課堂中進行課前引導，提出重點問題和難點問題，讓學生主動學習和查閱資料，并拓展問題。在報和辨的環(huán)節(jié)，學生可以進行匯報和辯論，而在評的環(huán)節(jié)中，教師可以評價學生的表現(xiàn)，學生之間也可以進行互評。這種方式不僅適用于通信原理課程，也可以推廣到學校其他課程。

（五）構(gòu)建五類問題資源庫，提升課程實踐效果

課后，將五類問題發(fā)布到雨課堂和QQ群，方便學生借鑒學習。雨課堂還支持課上內(nèi)容的回看，并使用雨課堂進行作業(yè)和課件的推送。此外，學生還可以進入SPOC系統(tǒng)進行復習，在SPOC系統(tǒng)中，每章都有測試題和主觀作業(yè)題，教師可以通過SPOC系統(tǒng)了解學生的習題和作業(yè)完成情況，以及討論活躍程度和互助答疑表現(xiàn)等。同時，將線上考核與線下考核緊密結(jié)合，注重學習過程中的數(shù)據(jù)管理。

（六） 師生共創(chuàng)案例庫，加強課程的思政教育

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，可以將學科前沿的內(nèi)容融入課程中，以“課程思政”引導學生。利用信息技術(shù)，師生可以共同創(chuàng)造案例庫，通過不同的選擇方式，從被動、自發(fā)地學習轉(zhuǎn)向主動、自覺地學習，將知識實踐付諸行動。同時，通過隱性滲透和顯性教育的結(jié)合，將專業(yè)特色與家國情懷相結(jié)合，激發(fā)學生的專業(yè)興趣。在課程實踐中發(fā)現(xiàn)科研的真善美，培養(yǎng)科學精神，激勵克服困難，提升學習能力。通過德高、學高、藝高的要求，實現(xiàn)立德樹人的目標，在教研深度與信息化教學技術(shù)的結(jié)合中，展示言傳身教的示范效果。例如，在講解通信系統(tǒng)指標時，可以講述中國通信科學家吳佑壽的故事，并通過視頻等方式將思政元素有機融入其中。

（七） 數(shù)字技術(shù)賦能，全面提升教學評價

可以通過全過程的考核方式來進行教學評價。首先是診斷性評價，通過在開課前和開課后發(fā)送問卷和量表，收集學生的信息。然后是形成性評價，包括學生在課前雨課堂和慕課預習，課中的互動情況，以及課后的作業(yè)、實驗演示和報告等內(nèi)容。最后是終結(jié)性評價，依據(jù)前兩個評價結(jié)果，通過量表、期末考試和信息化工具進行全過程考核。需要制定評價體系和標準，創(chuàng)新評價方式，注重過程考核，并制定數(shù)據(jù)采集標準，確保有活動就有評價，獲取學生全過程的數(shù)據(jù)。成績由線上分數(shù)和線下分數(shù)構(gòu)成，線上分數(shù)占總分的50%，包括觀看視頻、完成作業(yè)、參加在線測試、線上期末考試、討論和報告等；線下分數(shù)占總分的50%，包括線下期末考試。

三、數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下“通信原理”教學模式的教學特色

①目標問題導向重構(gòu)教學內(nèi)容，讓教學內(nèi)容煥然一新。②“雙進教學”模式，讓線上線下相互融合。③雨課堂功能多，互動性強，讓課堂活躍起來。④問學思報辯評相結(jié)合，讓學生積極參與，不僅止于傳輸知識。⑤構(gòu)建五類問題資源庫，讓課程更加實用。⑥師生共創(chuàng)課程思政案例庫，讓課程思政更加生動。⑦數(shù)字技術(shù)賦予教學評價全新的能力。

四、數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下“通信原理”教學模式的教學效果

通過對學生對主講教師的授課滿意度的調(diào)查問卷進行分析，92.68%的同學表示滿意，7.32%的同學基本滿意。這說明絕大多數(shù)學生對主講教師的授課表示滿意。而通過對比兩學期期末成績的分析，采用信息化方法進行教學的通信原理課程的成績：最高得分為98分，最低得分為56分，平均得分為83.08分，及格率為95%。相比之下，采用傳統(tǒng)方法進行教學的通信原理課程的成績表現(xiàn)為：最高得分96分，最低得分50分，平均得分77.08分，及格率為92%。 采用傳統(tǒng)方法與采用信息化方法教學成績對比如圖3所示，實踐證明，采用信息化方法好于傳統(tǒng)方法。以上分析結(jié)果表明，學生對主講教師的授課滿意度較高，并且采用信息化方法進行教學可以取得更好的成績表現(xiàn)。

五、結(jié)束語

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，通信原理的信息化教學已被學生所認可。這種教學方法實現(xiàn)了“通信原理”課程的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，并對經(jīng)濟社會的發(fā)展起到積極作用。它有效地提高了學生的學習參與度和合作學習能力。該教學方法注重寓教于樂，提升課程的趣味性和實用性，同時重視學思并重，有利于促進學生的思考和探索能力。教研相長，堅持引領(lǐng)學科前沿，教師與學生一同成長。同時，該教學方法也注重立德樹人，培養(yǎng)學生的愛國情懷，并堅定他們的理想信念。

作者單位：謝玉鵬 廣東石油化工學院電子信息工程學院

參考文獻

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基金項目：廣東省2021年高等教育教學改革項目（386）：通信原理課程融入思政工作的教學理念與方法；廣東省2020年課程思政建設改革示范項目（200）：通信系統(tǒng)的性能指標。2020年校級教育教學改革項目（5），廣東省2022年度教育科學規(guī)劃課題（高等教育專項）（2022GXJK269）：基于目標問題導向的《通信原理》課程教學改革與實踐。2019年廣東石油化工學院校級重點培育團隊（TDPY201918），2019年校引進人才項目（2019rc043），2020年茂名市科技計劃項目（2020514），2021年廣東省教改項目“理工科專業(yè)課程“課程思政”建設策略研究——以電子信息工程專業(yè)為例”（項目編號：376），2022年度廣東省普通高校特色創(chuàng)新類項目“5G通信網(wǎng)絡中的頻譜資源干擾抑制技術(shù)研究”（編號：2022KTSCX087）。

謝玉鵬（1979.12-），男，漢族，吉林梨樹，博士，講師，研究方向：電子信息類專業(yè)課程。