“對(duì)分課堂+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在課程教學(xué)中的應(yīng)用

金堃　閆文君　莊遲蕾　于柯遠(yuǎn)　孫雪麗

［摘 要］隨著“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念逐步深入教學(xué)一線(xiàn)，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、提高課堂活躍度成為教師進(jìn)行課程教學(xué)設(shè)計(jì)的目標(biāo)之一。對(duì)分課堂將一半的課堂時(shí)間分配給學(xué)生，融合了講授法和討論法的優(yōu)點(diǎn)，在提升學(xué)生積極性方面有顯著效果；翻轉(zhuǎn)課堂將課外學(xué)生自學(xué)與課堂師生互動(dòng)相結(jié)合，在發(fā)揮學(xué)生自主能動(dòng)性方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，兩種模式的結(jié)合對(duì)學(xué)習(xí)資源豐富的基礎(chǔ)類(lèi)課程具有很強(qiáng)的適用性。文章主要討論“對(duì)分課堂+翻轉(zhuǎn)課堂”模式在信號(hào)與系統(tǒng)課程中的應(yīng)用研究。

［關(guān)鍵詞］對(duì)分課堂；翻轉(zhuǎn)課堂；課堂設(shè)計(jì)；信號(hào)與系統(tǒng)

［中圖分類(lèi)號(hào)］G642.3［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2024）05-0078-04

隨著教育理念的深度探索與實(shí)踐，我國(guó)本科教育逐漸形成了“以學(xué)生為中心”的高校課程建設(shè)理念。如何在授課中發(fā)揮學(xué)生的主體作用、提高學(xué)生的課堂參與度，是提升授課質(zhì)效、打造一流課程需考慮的問(wèn)題。對(duì)分課堂結(jié)合了講授式課堂與討論式課堂的優(yōu)點(diǎn)，而翻轉(zhuǎn)課堂將學(xué)習(xí)過(guò)程打亂重建，引導(dǎo)學(xué)生在課下對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行自學(xué)，而在課上進(jìn)行師生交互和答疑解惑，兩種模式的結(jié)合在信號(hào)與系統(tǒng)此類(lèi)理論性強(qiáng)、背景深厚的基礎(chǔ)類(lèi)課程學(xué)習(xí)中具有實(shí)踐的空間和可能。

一、研究背景與現(xiàn)狀

（一）對(duì)分課堂概述

對(duì)分課堂是一種課堂教學(xué)改革新模式。在授課安排上，將課時(shí)對(duì)分，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的自由度和討論時(shí)長(zhǎng)，以此實(shí)現(xiàn)學(xué)生的交互式學(xué)習(xí)。留給學(xué)生充足的自主學(xué)習(xí)時(shí)間，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)化吸收。而在考核方式上降低終結(jié)性考核的比例，以過(guò)程性評(píng)價(jià)為主要依據(jù)。在課堂的時(shí)間安排上主要有三個(gè)環(huán)節(jié)，分別為講授（Presentation）、內(nèi)化吸收（Assimilation）和討論（Discussion）。

目前，對(duì)分課堂已被應(yīng)用于大學(xué)英語(yǔ)、思想政治、大學(xué)語(yǔ)文等公共基礎(chǔ)課程教學(xué)，在增強(qiáng)教學(xué)吸引力、促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展、強(qiáng)化學(xué)生批判性思維方面頗有成效[1-2]。除了在基礎(chǔ)課程中的應(yīng)用，對(duì)分課堂教學(xué)模式在專(zhuān)業(yè)背景課如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、微生物學(xué)、建筑裝飾材料等課堂教學(xué)中也有廣泛的實(shí)踐 [3-4]。通過(guò)將對(duì)分課堂融入課程教學(xué)，達(dá)到了增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、建立良好的師生與生生關(guān)系等效果。

（二）翻轉(zhuǎn)課堂概述

翻轉(zhuǎn)課堂的核心是改革傳統(tǒng)的講授方式，將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交還給學(xué)生。在這種模式下，教師不再占用課堂時(shí)間進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)講解，而是提前將相關(guān)內(nèi)容以視頻、課件等形式發(fā)布給學(xué)生。學(xué)生可以在課下自主學(xué)習(xí)這些內(nèi)容，從而為課堂討論和項(xiàng)目實(shí)踐騰出更多時(shí)間。翻轉(zhuǎn)課堂作為一種創(chuàng)新性的教學(xué)模式，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和綜合素質(zhì)，有助于推進(jìn)教育改革。

近年來(lái)，翻轉(zhuǎn)課堂的模式也被廣泛應(yīng)用于各種課程教學(xué)中，包括教育學(xué)、英語(yǔ)、體育等課程，而在信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)中也有先例，如武漢大學(xué)的信號(hào)與系統(tǒng)課程就嘗試采用翻轉(zhuǎn)課堂來(lái)組織教學(xué)活動(dòng)，結(jié)合電力系統(tǒng)工程案例進(jìn)行講解，效果顯著[5]。

二、信號(hào)與系統(tǒng)課程介紹與課堂教學(xué)現(xiàn)狀

信號(hào)與系統(tǒng)課程開(kāi)設(shè)于電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)本科階段，是學(xué)生獲得信號(hào)與系統(tǒng)基本理論和技能、掌握信號(hào)與系統(tǒng)的相關(guān)分析方法的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。該課程以二戰(zhàn)中的通信、雷達(dá)、控制等軍事應(yīng)用為背景，講解沖激函數(shù)、卷積、傅里葉變換、拉普拉斯變換、反饋系統(tǒng)分析等內(nèi)容。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)的應(yīng)用愈加廣泛，因而在課程內(nèi)容中逐步加入了離散信號(hào)和離散系統(tǒng)的分析與講解，形成了現(xiàn)代信號(hào)與系統(tǒng)課程的基本框架。同時(shí)，信號(hào)與系統(tǒng)課程的分析方法被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域和學(xué)科，例如電子、計(jì)算機(jī)、語(yǔ)音和圖像處理、通信、自動(dòng)控制、導(dǎo)航定位等?？梢哉f(shuō)信號(hào)與系統(tǒng)課程正是從實(shí)踐中來(lái)，再到實(shí)踐中去，各種概念和計(jì)算方法層出不窮但又相互關(guān)聯(lián)、層層遞進(jìn)。此外，該課程俗稱(chēng)無(wú)線(xiàn)電數(shù)學(xué)，與數(shù)學(xué)有著緊密的關(guān)系，表現(xiàn)為書(shū)上公式多、課下習(xí)題也多。可見(jiàn)，該課程具有點(diǎn)多面廣、系統(tǒng)性強(qiáng)、理論性強(qiáng)的特點(diǎn)。在教學(xué)的過(guò)程中，如果只采用講授法，部分學(xué)生很容易產(chǎn)生畏難情緒，進(jìn)而影響教學(xué)效果。對(duì)分課堂教學(xué)模式在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情方面具有天然的優(yōu)勢(shì)，故課程組在教學(xué)中逐步采用對(duì)分課堂教學(xué)模式，經(jīng)過(guò)幾個(gè)學(xué)期的實(shí)踐，加深了對(duì)該教學(xué)模式的理解，也形成了一些思考。

海軍航空大學(xué)的信號(hào)與系統(tǒng)課程授課學(xué)時(shí)為60學(xué)時(shí)，包括理論授課50學(xué)時(shí)和實(shí)驗(yàn)課10學(xué)時(shí)。教材方面，選用學(xué)校自編教材《信號(hào)系統(tǒng)與控制》和配套的實(shí)驗(yàn)教材《信號(hào)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)》。每周安排2～3次授課，每次課為兩節(jié)，每節(jié)課45分鐘。

目前，課程教學(xué)仍以傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式為主，課堂授課主要以教師為中心，學(xué)生在課堂中較為被動(dòng)，缺乏主動(dòng)性。在課堂上，教師通常是知識(shí)的傳遞者，學(xué)生則是接收者，這種單向傳遞的方式不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和思維能力。在授課進(jìn)度上教師緊跟課程教學(xué)計(jì)劃，在一定程度上導(dǎo)致部分學(xué)生的個(gè)性化需求得不到滿(mǎn)足。對(duì)于重難點(diǎn)知識(shí)，教師需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行講解，使得用于自主學(xué)習(xí)和課堂討論的時(shí)間相對(duì)減少，從而影響課堂教學(xué)效果。

總之，傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式雖然在一定程度上保證了知識(shí)的傳授，但在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、思維能力和實(shí)踐能力方面存在一定弊端。因此，有必要對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式進(jìn)行改革，探索更加有效的教學(xué)方法。

三、“對(duì)分課堂+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式設(shè)計(jì)

課程組在實(shí)際授課中采用對(duì)分課堂教學(xué)模式，將學(xué)生通過(guò)自學(xué)和討論就能解決的問(wèn)題放在討論環(huán)節(jié)，在授課環(huán)節(jié)中著重講解課程重點(diǎn)以及難點(diǎn)內(nèi)容，整體的教學(xué)設(shè)計(jì)以便于學(xué)生內(nèi)化吸收為核心。將授課與討論分離，給予學(xué)生充足的時(shí)間掌握課程知識(shí)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。經(jīng)過(guò)教師講授、課后學(xué)習(xí)、分組討論三個(gè)環(huán)節(jié)的開(kāi)展，學(xué)生的主體作用得以體現(xiàn)，授課質(zhì)量得以保證。對(duì)分課堂教學(xué)模式的實(shí)施使學(xué)生課上知識(shí)學(xué)習(xí)的時(shí)間有所減少，而翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用正好彌補(bǔ)這一不足。在實(shí)施中主要通過(guò)“慕課+教材+作業(yè)”的形式來(lái)使學(xué)生提前掌握課程的重點(diǎn)內(nèi)容，避免出現(xiàn)學(xué)生在課堂授課過(guò)程中參與感不強(qiáng)的問(wèn)題。

整體教學(xué)模式可以總結(jié)為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

課前學(xué)習(xí)。每次課前，教師需要提前給出本次課的學(xué)習(xí)大綱及參考資料，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，并布置需要學(xué)生完成的主要任務(wù)，幫助學(xué)生有針對(duì)性地開(kāi)展學(xué)習(xí)。

課上講授。課上，教師可根據(jù)學(xué)生自學(xué)情況，決定是否需串講重難點(diǎn)知識(shí)，一是通過(guò)師生互動(dòng)進(jìn)一步掌握學(xué)生自學(xué)情況，二是布置課堂主要任務(wù)，即接下來(lái)的討論要點(diǎn)，避免學(xué)生偏離主題。

討論匯報(bào)。討論匯報(bào)是學(xué)生在課堂上展示學(xué)習(xí)效果的主要環(huán)節(jié)，主要分為學(xué)習(xí)情況匯報(bào)及問(wèn)題討論解決兩個(gè)部分。在組織課堂教學(xué)的過(guò)程中，教師需要提前了解學(xué)生可能提出的問(wèn)題，以便在課上答疑解惑。學(xué)生可在課上提出通過(guò)課前自學(xué)發(fā)現(xiàn)的難以解決的問(wèn)題，由其他同學(xué)嘗試回答，通過(guò)這種方式加強(qiáng)生生之間的互動(dòng)。

知識(shí)總結(jié)。課程中的難點(diǎn)不一定與重點(diǎn)重合，因此需要將學(xué)生未提及的，但對(duì)課程體系較為重要的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)和回顧，教師需要注意學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的前后銜接是否了解，引導(dǎo)學(xué)生如有問(wèn)題可及時(shí)通過(guò)思維導(dǎo)圖、綜合性練習(xí)的方式來(lái)解決。

課后提升?；谡n程特點(diǎn)，在前述環(huán)節(jié)結(jié)束后，學(xué)生還需要進(jìn)行大量的練習(xí)來(lái)進(jìn)一步掌握問(wèn)題的解決方法。教師可以利用線(xiàn)上線(xiàn)下的多種資源，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展練習(xí)和測(cè)試，并及時(shí)記錄和反饋，針對(duì)問(wèn)題較多的環(huán)節(jié)，要加強(qiáng)教學(xué)，并重點(diǎn)關(guān)注學(xué)習(xí)中存在困難的學(xué)生。

通過(guò)以上幾個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了“對(duì)分課堂+翻轉(zhuǎn)課堂”的有機(jī)結(jié)合，對(duì)學(xué)生的考核也由單一的“作業(yè)+考試”轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝懻摮煽?jī)+線(xiàn)上成績(jī)+線(xiàn)下成績(jī)+考試”的多元評(píng)價(jià)方法。該教學(xué)模式旨在引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，在一定程度上對(duì)教師的課堂組織能力和引導(dǎo)能力提出了更高的要求。

四、“對(duì)分課堂+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式在具體課例中的實(shí)踐

2023—2024學(xué)年，課程組在電子信息專(zhuān)業(yè)班級(jí)中首次嘗試實(shí)施“對(duì)分課堂+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，該班級(jí)共15名學(xué)生，分為5組，每組3人。以系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析部分的知識(shí)點(diǎn)為例，將“對(duì)分課堂+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式嘗試應(yīng)用于課堂教學(xué)。

課堂授課需用2個(gè)學(xué)時(shí)。系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析知識(shí)點(diǎn)教學(xué)以連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析為基礎(chǔ)，從工程的角度分析系統(tǒng)的相關(guān)性能。授課重點(diǎn)內(nèi)容為勞斯穩(wěn)定判據(jù)，難點(diǎn)在于兩種特殊情況下的處理。本次授課的整體安排可以劃分為以下幾點(diǎn)：

課前資源發(fā)布。在課前，教師將本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)和知識(shí)大綱下發(fā)給學(xué)生，給定學(xué)習(xí)資料范圍，包括紙質(zhì)資料和線(xiàn)上資料，布置需要學(xué)生解決的主要問(wèn)題，由學(xué)生開(kāi)展自學(xué)。

課上重點(diǎn)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)。課上的教學(xué)環(huán)節(jié)安排采用重點(diǎn)內(nèi)容學(xué)生討論解決、難點(diǎn)內(nèi)容教師精講的方式，隨后教師進(jìn)行任務(wù)布置、教學(xué)組織、課內(nèi)討論。在進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性分析時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩種特殊情況，授課時(shí)教師需先向?qū)W生進(jìn)行講解，然后學(xué)生再開(kāi)展后續(xù)互動(dòng)和討論。

課上討論吸收。按照分組情況，各小組匯總成員在自學(xué)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，并嘗試給出答案。教師針對(duì)穩(wěn)定性判斷依據(jù)、勞斯表的列寫(xiě)方式等重點(diǎn)內(nèi)容教學(xué)中存在的問(wèn)題進(jìn)行解答，給學(xué)生布置穩(wěn)定的概念、充要條件和具體系統(tǒng)穩(wěn)定性等內(nèi)容的練習(xí)題，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)內(nèi)化吸收。

課上知識(shí)總結(jié)回顧。在學(xué)生完成具體知識(shí)內(nèi)容的學(xué)習(xí)后，需要對(duì)本節(jié)課的知識(shí)脈絡(luò)進(jìn)行梳理，告知學(xué)生在信號(hào)與系統(tǒng)課程中，系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析是一個(gè)重要的內(nèi)容。它可以幫助工程師理解系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，例如系統(tǒng)是如何響應(yīng)輸入信號(hào)的、系統(tǒng)是否存在振蕩等。同時(shí)，在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，穩(wěn)定性是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)要求，只有穩(wěn)定的系統(tǒng)才能保證控制效果的穩(wěn)定性，否則控制系統(tǒng)將無(wú)法正常工作等。通過(guò)這種方式來(lái)幫助學(xué)生建立對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性整體概念和應(yīng)用的理解。

課后測(cè)試提升。在課后布置相關(guān)測(cè)試題，請(qǐng)學(xué)生自己對(duì)測(cè)試題進(jìn)行修改后，再進(jìn)行進(jìn)一步的討論，最終得出結(jié)論，通過(guò)這種方式使學(xué)生真正掌握知識(shí)點(diǎn)。

通過(guò)本次課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能較好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，可以闡述系統(tǒng)穩(wěn)定的概念并對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行辨析，能深入理解穩(wěn)定的充要條件，分析出穩(wěn)定的充要條件與勞斯穩(wěn)定判據(jù)之間的邏輯關(guān)系。通過(guò)課堂討論能找出本節(jié)知識(shí)點(diǎn)的重點(diǎn)內(nèi)容——?jiǎng)谒贡淼牧袑?xiě)，并提出問(wèn)題：當(dāng)表中元素出現(xiàn)零值或全為零時(shí)，該如何處理？在課堂講授環(huán)節(jié)，教師將難點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行精講，最終通過(guò)測(cè)試了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。在課后小測(cè)中，學(xué)生平均成績(jī)達(dá)90分，而在期末考試中該知識(shí)點(diǎn)的得分率達(dá)93%，學(xué)習(xí)效果較為顯著。通過(guò)課堂討論和內(nèi)化吸收環(huán)節(jié)，學(xué)生的自學(xué)能力得到了鍛煉。

五、結(jié)語(yǔ)

針對(duì)已經(jīng)具有獨(dú)立思考能力和自學(xué)能力的大學(xué)生而言，“對(duì)分課堂+翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式能喚起學(xué)生主動(dòng)求知的欲望、強(qiáng)化學(xué)生在課堂中的主體地位。本次教學(xué)實(shí)踐充分發(fā)揮了“對(duì)分課堂和翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)，獲得了良好的教學(xué)效果。但需要注意的是，在實(shí)踐過(guò)程中，這種教學(xué)模式也暴露出了一些問(wèn)題，比如部分學(xué)生往往存在過(guò)度關(guān)注某個(gè)知識(shí)點(diǎn)而忽略整個(gè)課程體系知識(shí)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，因此在課程教學(xué)中，教師需要加入對(duì)知識(shí)框架體系的講解。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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[5] 王靜，張慧，崔雪.基于翻轉(zhuǎn)課堂“信號(hào)與系統(tǒng)”案例教學(xué)探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2019，41（1）：87-90.

［責(zé)任編輯：蘇祎穎］