培養“工匠”應用型人才，推進獨立學院教學改革

曹陽波　李照泉

摘 要 為適應國家“工匠”應用型人才需求，針對獨立學院學生不同的基礎知識和發展方向，在我校開展分類教學改革，以我校電類專業基礎課“信號與系統”的分類教學改革為例，完成了分類教學的教學形式、教學內容、教學手段、考核方式設計。利用現代新興的信息技術以及近幾年發展迅速的慕課平臺，構建線上+線下立體式學習環境。最后，探討了突出動手能力的考核方式設計，為獨立學院工科課程的教學改革提供了參考。

關鍵詞 “工匠”型人才 信號與系統 分類教學

0引言

在今年召開的十二屆全國人大四次會議上，李克強總理在作政府工作報告中談到2016年的工作重點時說：要鼓勵企業開展個性化定制、柔性化生產，培育精益求精的工匠精神。“工匠精神”在政府工作報告里出現體現了國家對高端應用型人才的重視和需求。我校作為獨立學院，本身的辦學定位就是應用型大學，必須在為國家培養“工匠型”高端人才方面多做貢獻。目前，我校有相當一部分教師是由同濟大學派遣過來支持我校教學工作的，一方面這些派遣教師的到來大大提升了我校的師資水平；另一方面，這些派遣教師會習慣性地以同濟大學的教學方式、教學要求來教學。而由于我校的辦學定位、招生層次決定了我校的學生在基礎知識、未來發展方面都與同濟大學學生是不一樣的。教學對象改變了，“教法”理所應當也要改革。我校“電”類專業學生占到我校學生總數的近20%。為適應培養“工匠”應用型人才的時代要求，本文以“電”類專業的一門專業基礎課“信號與系統”的教學改革設計為例，來探索獨立學院教學改革的道路。

1按需設計的分類教學形式

根據我校學生實際情況，將學生分為理論型和實踐性兩類人才，采取分類教學形式。即在現有的400名學生中，選撥60人左右開設一個“理論型”班級，將那些數學基礎扎實、學有余力“吃不飽”、將來計劃考研深造的學生，通過選撥考試編入“理論型”班級。從教材內容、教學深度、課題研討等方面為他們量身定做教學大綱。而對于余下的學生，編入“實踐型”班級，突出應用能力的培養，增加實驗動手的機會，減少理論分析的比重。通過這種有所側重的分類教學模式，讓每個學生都能根據自身情況和自我發展方向“按需”地學到課程知識。

2教學內容改革設計

信號與系統作為一門工科專業的基礎課程。其學習內容可主要概括為兩大任務（信號分析與系統分析）、兩類系統（連續時間系統和離散時間系統）、兩種分析方法（時域分析和變換域分析）、三大變換（傅里葉變換、拉普拉斯變換和Z變換）。為了適應國家“工匠”型人才的大力需求，針對教學內容進行了多維度的改革。目標是重點培養學生的實際應用能力、自學能力和團隊合作能力。

2.1“理論型”班級教學內容設計高大上

目前，我校這門課程總學時是51學時，其中理論學習39學時，以講授燕慶明教授主編的《信號與系統教程》（第三版）內容為主。目前由于為了配合基礎不太好的同學而在教學進度和教學要求上都削減了很大內容。對“理論型”班級教學內容采取如下改革：（1）教材是學習的基礎，選取經典的教材作為“理論型”班級的教材，并且試行兩套教材。即在現有教材基礎上再增加一本奧本·海姆的《信號與系統》，該教材也是很多985/211高校考研專業課的制定參考教材。（2）強化公式推導和提高教學要求，要突出重要定理、重要公式的發現和推導過程，培養學生發現和創新能力。（3）增加信號與系統的物理意義、工程應用、實際應用案例分析，如在講奈奎斯特抽樣定律時，可以引入電影制片和播放電影過程中，對信號的抽樣和還原原理分析。這些內容的加入，既能吸引學生的興趣，讓他們感受到理論不枯燥，理論是有用的，又能增加學生分析和解決問題的能力。只有深入理解了理論，才能在實際應用中進行創新。（4）加強研討型學習。在理論型班級內組建興趣小組，針對信號與系統的各個定理開展探究性學習。如沖激信號和階躍信號、拉普拉斯變換之我見等內容。使學生通過查閱資料，全方位深入了解學習重要定理和重要公式。他們在上網查資料進行總結研討的過程中，既加深了合作友誼，又激發了學習的興趣。比如有一組同學通過查詢拉普拉斯變換的發現過程了解了拉普拉斯的偉大成就，體現了在工科課程中也能融入人文知識。

2.2“實踐型”班級教學內容設計“接地氣”

改革前，我校的“信號與系統”課程安排了12學時的實驗課，占總學時的23.5%。實行分類教學改革后，“理論型”班級的實驗課時不變，“實踐型”班級實驗課增加到18課時，相應理論課減少6課時。這樣做的目的是通過加大實驗課的課時量，鍛煉學生的動手能力和解決實際問題的能力，同時通過增加的實驗課程，在實踐中發現理論的作用，從而促進學生對理論學習的重視，達到以實驗促理論的效果。增加的實驗課主要引入工程應用案例仿真分析，著重培養學生利用MATLAB進行仿真分析的能力。“工匠”型人才最重要的能力是應用能力，例如分析心電圖信號處理原理、觀察男女聲音頻譜的實驗。豐富的工程和實際案例使得抽象的傅里葉變換等信號與系統的重要原理變得不再那么“高大上”，而是非常“接地氣”，就是生活中每天都能接觸和應用的事物。學生有興趣、易理解，在此基礎上，可以進一步要求學生提取出男女聲音，給有興趣的學生挑戰和創造的機會或者可以留待“數字信號處理”課程時進行解決。通過讓學生熟練使用MATLAB這一重要仿真分析軟件，既學到了信號與系統的知識，同時學會了重要仿真軟件的使用，為后續課程的學習和將來的工作打下了堅實的基礎。因此提高實驗課程比重，多引入工程實際案例，能使學生將所學知識“接地氣”。

3采用豐富多樣的教學手段，提高學生學習興趣

改革前的教學方式還是傳統的單一講授型授課方式，使得學生對課程中大量信號分析的結果缺乏可視化的直觀感受，并沒有真正理解所得結果在信號處理中的實際應用。利用互聯網資源和慕課課程等在線教育資源，以及現代通信手段，如微信群等，搭建線上+線下，課內+課外的立體式學習環境。既營造了良好的學習氛圍，又能及時有效答疑解惑，并能開闊學生的視野。通過讓學生參與到老師的教學活動中，充當“小教師”，變學生的被動接受為主動學習，達到促進教學和提高學生學習能力和思維表達能力的效果。

3.1使用現代教學技術手段，搭建線上+線下教學環境

使用現代混合教學技術手段，搭建課內與課外學習，線上與線下答疑相結合的立體式學習環境。隨著電腦、智能手機等硬件設備在大學生中的廣泛擁有，MOOC、知乎、豆瓣、百度、google等互聯網資源的百花齊放，利用這些豐富的資源促進教學顯得可行且非常必要。俗話說：讓土地不長雜草的最好辦法就是種上莊稼。同樣地，面對今天學生日益熟悉和喜歡的的互聯網、智能手機等平臺，大學教師通過加強引導，推進學生充分利用互聯網豐富的學習資源，實現在線學習和移動學習，提升學生的自我學習能力，使學生受用一生。通過創建師生互動的qq群、微信群實現線上討論交流和分享。既方便了師生交流，又增加了學生的興趣，還能及時發現和解答學生學習中的困惑。

3.2 Mooc等網絡學習手段開闊學生的視野

通過在中國大學MOOC網上搜索“信號與系統”關鍵字，發現了西安電子科技大學、北京交通大學、東南大學共三所學校開設的四門信號與系統相關課程。這些課程都是經驗豐富的專家教師上課，既能開闊學生的視野，又能使學生和其他學校學生一起交流學習。利用好這一平臺，既能學到知識，又能建立友誼。

3.3推出課堂“小教師”教學方法，變被動學習為主動學習

傳統的工科課堂都是以教師講解為主，學生作為知識的接受方一直處于被動灌輸的地位。特別是對于數學公式和理論推導多、內容抽象的課程，往往學生容易注意力不集中，教師與學生之間的年齡“代溝”等因素，使得講課效果不理想，學生僅僅記住了結論，而對推導的過程并沒有掌握。針對這一現狀，我們推出了課堂“小教師”的教學方法，既讓一些基礎扎實、學得好的同學組建一個“小教師團”。在上課前從“小教師團”里安排一位學生做小老師，到講臺上來講解本節課中與前面知識相關的課程內容，這樣既迫使講課的學生認真復習所學知識，和提前預習新課內容，變被動接受為主動學習，還能鍛煉學生的自學和表達能力。同時，這種教學方法能發揮同齡人之間易于溝通理解、相互影響的效果。

4考核模式設計

對于“理論型”班級和“實踐型”班級，所開設的都是“信號與系統”同一門課程。兩類班級的考核成績最后要通過最終的成績在一個平臺上反映出學生的水平。改革后，仍然采用同一張考卷，只是80%的內容是“實踐型”班級的理論內容，20%的內容是超出“實踐型”班級但在“理論型”班級學習內容之列的部分。同時對于兩類班級分別以不同的比例計算理論考試成績和實驗成績。如“實踐型”班級的總成績中理論考試成績占比60%，實驗成績占比40%。“理論型”班級總成績是理論考試成績占比80%，實驗成績占比20%。

5結語

《信號與系統》課程的教改完成了教學形式、教學內容、教學手段的設計。從各方面反饋的情況表明，加強實踐教學，培養精益求精的工匠精神，區分“理論型”和“實踐型”的分類教學的改革是非常有必要的和有效的。面對未來，改革的任務依然任重道遠，但相信在同濟大學的強大師資支撐下，教研室有信心把教改做的更好。

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