《信號與系統》課程混合式教學改革的探索與實踐

賈雅瓊 凌云 譚瑾慧 王潔 李欣 王曉麗 任永梅

摘 要：介紹了《信號與系統》課程的重要性和課程改革的背景及必要性，以湖南工學院為例，從師資隊伍的構成、教學方法的改革、課堂策劃的改革、實踐教學環節的改革和考核方式的改革等五個方面，介紹了《信號與系統》課程混合式教學改革的探索與實踐。

關鍵詞：信號與系統；混合式；教學改革；探索與實踐

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）05-0100-02

Abstract： This paper introduced the importance of the "Signals and Systems" and the background and necessity of the reform. Taking Hunan Institute of Technology as an example， this paper made explorations and practice of blended teaching reform on "Signals and Systems" from five aspects of the composition of faculty， teaching method reform， classroom design reform， reform of practical teaching process， and evaluation method reform.

Keywords： signals and systems； blended teaching； teaching reform； explorations and practice

引言

隨著國家“雙一流”戰略的實施，各高等院校都在努力整合資源，爭創一流。湖南工學院作為新升格的地方本科院校將自己定位為創建一流應用學院。要想創建一流應用學院必須實施人才培養方案改革，其總體目標是全面推進培養體系、課程結構、教學內容、實踐教學環節、教學組織形式、教學運行機制和管理體制等各方面改革，而落腳點則是課程教學方法的改革。

《信號與系統》作為電子信息類核心專業基礎課，它以高等數學、電路分析等課程為學習基礎，具有很強的理論性和抽象性[1]。因該課程對數學要求較高且課堂教學也基本以數學推導或變換為主，學生學習起來很枯燥，提不起興趣，課堂氣氛也自然不會活躍[2]，同時該課程又是數字通信原理、通信電子線路、數字信號處理基礎等重要專業課程的先修課程。為了創建一流應用學院，培養一流應用型通信電子方面人才，實施《信號與系統》課程教學改革刻不容緩。湖南工學院“電子信息工程專業主干課程教學團隊”通過深入調研，結合自身實際，開展了《信號與系統》課程混合式教學改革工作。

一、師資隊伍的構成

首先，打破一個課堂只由一個老師教學的約束，采用集中備課，合理分工的模式，每一章教學內容都要求所有老師現行試講，每一章內容都遴選出教學效果最好的老師。其次，承擔課堂教學的老師一般是雙師型教師且職稱結構要合理，能夠體現出梯隊培養。團隊成員結構及分工如表1所示。

二、教學方法的改革

教學方法改革是整個課程改革的核心。在《信號與系統》的教學

方法上，本團隊采用課堂教學和在線教學相結合的“翻轉課堂”教學方法。一方面，團隊成員通過總結之前幾屆學生在學習時存在的問題，制定出需要翻轉的學習內容發給學生；另一方面，在超星泛雅的網絡教學綜合服務平臺上，提供西安電子科技大學的《信號與系統》的視頻教學資源給學生，積極調動學生的學習興趣，開展以學生為主體的在線學習，把傳統的教師課堂講授過程翻轉過來，讓學生在課外時間完成針對知識點和概念的自主學習，課堂則變成教師與學生之間互動的場所，主要用于解答疑惑、匯報討論，從而達到活躍課堂氣氛、增加學生自主學習積極性的教學效果。混合式教學具體的構建框架見圖1所示[3]。

三、課堂策劃的改革

課堂策劃改革是整個課程改革的重點。混合式教學的課堂教學內容與傳統的課堂教學內容有很大的區別，傳統的課堂教學主要是知識點的“灌輸”，而混合式課堂教學主要完成問題討論、答疑輔導、作品的匯報展示、實驗教學等。課堂教學緊緊圍繞課前任務及課程重點和難點進行設計，主要包括三個方面：一是知識的回顧與總結；二是作業的回顧與評判；三是知識的應用與拓展。混合式教學的課堂教學提升了課堂的互動，增加了教師和學生之間以及學生與學生之間交流的時間和機會。具體的課程實施見圖2所示[3]。

《信號與系統》課程的理論性很強，有很多抽象、難懂的概念需要掌握，如果僅僅強調理論知識點的學習，學生對抽象概念的理解將不能達到很好的效果。在這種情況下，強化“工程實踐教育”就可以很好的解決這個問題。在工程實踐教育模式中，學生在老師指導下完成與知識點相關的小項目，并在課堂上進行匯報、答辯、作品展示。在課堂上由學生親自動手將理論應用到實踐，展示一件件鮮活的作品，可以增加學生實踐的成就感，而且可以提高課程學習的興趣和積極性。

四、實踐教學環節的改革

實踐教學環節改革是整個課程改革的關鍵。本團隊改變了傳統的講完知識點再做實驗的方法，而是在講知識點之前，先把如“連續時間信號與系統時域分析”、“連續時間系統復頻域分析及離散時間系統分析”等驗證性實驗項目布置給學生，一方面，學生可以根據實驗項目預習知識點內容，提高學生的自主學習能力；另一方面，學生可以不拘泥于固定的時間去實驗室完成實驗，促進了實驗室的開放；再一方面，給學生提供了一個相對獨立的思考的空間，有利于學生設計和完成實驗內容，有利于培養學生的創新意識。在課程的中后期，當學生對本課程有了較為深刻的理解之后，以分組的形式，布置了一些類似“濾波器的設計”、“語音信號的采集與頻譜分析”等創新性和綜合性的實驗，培養了學生自主解決問題和團隊協作的能力[2-4]。

五、考核方式的改革

考核方式改革是整個課程改革的創新。本團隊在深入分析學生學習基礎參差不齊和探討高等教育意義的基礎上，對考核方式進行堅持公平公正公開，兼顧讓絕大多數學生受益、讓學習能力較差但積極配合的學生受益的原則；堅持專業技術技能（理論+實踐）考核與其它技能（團隊合作、口才、配合程度等）考核相結合的原則的改革。

《信號與系統》課程傳統教學方法的考核方式主要培養學生的知識掌握能力，而混合式教學的考核方式可以對學生進行全面、綜合的考核，主要體現在以下四個方面：1.在線資源學習后的測驗的完成情況，占20%，這個方面主要考核學生對知識點的掌握；2.電路作品的完成情況，占30%，這個方面主要考核學生對知識點的應用以及動手實踐能力；3.實驗的完成情況，占20%，這個方面主要考核學生利用MATLAB進行仿真的能力；4.全過程配合情況，占30%，這個方面主要考核學生對課程改革的配合程度及團隊意識和口才能力。

六、結束語

本團隊在通信1401班《信號與系統》課程教學中實踐的結果顯示，寓學于樂，提升了學生課堂學習的積極性，增強了學生實踐動手能力，堅定了學生創新的信心，提高了學生的學習成績。當然，在探索過程中，還存在一些諸如學生口頭表達能力還需提升、教師工作量如何計算等問題，需要在今后的實踐過程中，逐步解決。

參考文獻

[1]陳從顏，費樹岷，柴琳.“信號與系統”課程教學改革趨勢探究[J].電氣電子教學學報，2014，1.

[2]張晨光，安樹，劉正春.信號與系統課程教學改革的實踐探索[J].中國現代教育裝備，2015，9.

[3]宋其江，吳鵬，尹力.電工學基于“混合式”教學模式的研究與探索[J].高教論壇，2016，3.

[4]沈莉麗.信號與系統實驗課程的教學思考與探討[J].實驗室科學，2016，4.