線上教學(xué)新常態(tài)下通信原理課程教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

楊瑋 李學(xué)華

摘? 要 面對(duì)線上教學(xué)常態(tài)化的發(fā)展趨勢(shì)和教學(xué)改革的新形勢(shì)，基于OBE教育理念，對(duì)信息通信類專業(yè)的重要專業(yè)課通信原理進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，明確課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐，確定知識(shí)能力素質(zhì)的遞進(jìn)關(guān)系，采取線上與線下相結(jié)合、研討等多種教學(xué)方式，改進(jìn)考評(píng)機(jī)制，形成動(dòng)態(tài)調(diào)整優(yōu)化的人才培養(yǎng)機(jī)制，促進(jìn)課程目標(biāo)的達(dá)成。

關(guān)鍵詞 通信原理;線上教學(xué);OBE教育理念;教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G434? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）06-0102-04

Teaching Design and Practice of Principles of Communications under New Normal of Online Teaching//YANG Wei， LI Xuehua

Abstract In the face of the development trend of online teaching normalization and the new situation of teaching reform， based on the concept of OBE education， this paper designs and practices the teaching of Principles of Communications， which is an important professional course of information and communication specialty， including： clarifying the corresponding relationship between the course objectives and graduation requirements， updating the ability knowledge matrix， optimizing the teaching design， adopting the combina-tion of online and offline research， and improving the evaluation mechanism. In order to promote the achievement of curriculum objectives， a talent training mechanism with cyclic improvement， dyna-mic adjustment and optimization is established.

Key words principles of communications; online teaching; OBE education concept; teaching design

0 前言

通信技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)和大規(guī)模集成電路的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代通信技術(shù)取得顯著進(jìn)展[1]。通信原理作為信息通信類專業(yè)本科生的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是完成整個(gè)通信知識(shí)“面”不可或缺的核心部分，在學(xué)科體系中起承上啟下的作用。通信原理也是信息通信類專業(yè)方向的研究生入學(xué)考試課程之一，一直備受教師和學(xué)生的高度重視，目前全國有200余所普通院校開設(shè)了這門課。

隨著通信新技術(shù)的飛速發(fā)展，《通信原理》教材內(nèi)容在不斷更新，教學(xué)重點(diǎn)在不斷變化，實(shí)驗(yàn)方法與手段也在根據(jù)需要不斷完善。近年來，為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求和高等教育創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的需要，提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，各高校對(duì)通信原理課程進(jìn)行了一系列理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[2]，

主要是結(jié)合該課程的特點(diǎn)，分析教學(xué)中遇到的主要問題，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)等進(jìn)行大量探索與實(shí)踐，重視多種教學(xué)模式與手段的運(yùn)用，取得較好的效果。

1 教學(xué)改革新形勢(shì)分析

隨著慕課的興起和技術(shù)的發(fā)展，全球開發(fā)的在線課程數(shù)量和質(zhì)量以及參與的師生數(shù)量都在不斷提高，開展線上教學(xué)已經(jīng)成為教學(xué)模式變革的重要方向。同時(shí)，隨著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化技術(shù)的發(fā)展，為深入推進(jìn)線上教學(xué)提供了基礎(chǔ)保障。如在新冠肺炎疫情期間，各級(jí)各類線上教育順利開展并且成效顯著，線上教學(xué)的靈活性、擴(kuò)展性等特點(diǎn)也得到師生的廣泛認(rèn)可。

北京信息科技大學(xué)通信工程專業(yè)已于2017年通過國際工程教育專業(yè)認(rèn)證。OBE（Outcome based education）教育理念作為一種以學(xué)習(xí)成果（學(xué)習(xí)結(jié)果）為導(dǎo)向的教育理念，是新工科背景下工程教育改革的主流方向之一，我國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì)頒布的《工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)解讀及使用指南（2020版，試行）》也強(qiáng)調(diào)工程教育專業(yè)要實(shí)施成果導(dǎo)向教育[3]。

面對(duì)線上教學(xué)常態(tài)化的發(fā)展趨勢(shì)，圍繞專業(yè)畢業(yè)要求，根據(jù)課程培養(yǎng)目標(biāo)，本文基于OBE教育理念，對(duì)通信原理課程的線上線下教學(xué)全過程進(jìn)行探索、設(shè)計(jì)和總結(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新意識(shí)和自主學(xué)習(xí)能力，并有效評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和能力的獲得，從而指導(dǎo)教師進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

2 基于OBE教育理念的通信原理課程線上線下教學(xué)探索與設(shè)計(jì)

基于OBE教育理念，按照“以學(xué)生為主體”“反向設(shè)計(jì)”的原則，從通信原理課程目標(biāo)的調(diào)整、能力知識(shí)矩陣的構(gòu)建、教學(xué)過程的設(shè)計(jì)與實(shí)施和考評(píng)機(jī)制的改革等方面進(jìn)行探索與實(shí)踐，建立通信原理課程人才培養(yǎng)持續(xù)改進(jìn)的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，如圖1所示，形成循環(huán)改進(jìn)、動(dòng)態(tài)調(diào)整優(yōu)化的人才培養(yǎng)機(jī)制，目的是提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)課程目標(biāo)以及相應(yīng)畢業(yè)要求的達(dá)成。

以“需求”為出發(fā)點(diǎn)，調(diào)整課程目標(biāo)? 伴隨第四代科技革命浪潮和新一輪科技產(chǎn)業(yè)變革的推進(jìn)，我國正加速布局5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能等領(lǐng)域，推動(dòng)技術(shù)在各領(lǐng)域落地生根，相關(guān)領(lǐng)域人才需求旺盛。根據(jù)信息技術(shù)發(fā)展的最新趨勢(shì)，結(jié)合北京信息科技大學(xué)信息通信類專業(yè)的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位，以及培養(yǎng)目標(biāo)及畢業(yè)要求，對(duì)通信原理課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和調(diào)整，以適應(yīng)新一代信息通信產(chǎn)業(yè)建設(shè)需要。課程培養(yǎng)目標(biāo)如下。

課程目標(biāo)1：對(duì)通信原理具有一定的認(rèn)知，了解通信系統(tǒng)的基本組成和工作原理。

課程目標(biāo)2：初步掌握通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析和計(jì)算的能力，并以前沿性與創(chuàng)新性內(nèi)容為拓展，培養(yǎng)學(xué)生高階思維和解決復(fù)雜工程問題的能力。

課程目標(biāo)3：掌握主要文獻(xiàn)檢索工具互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎的使用方法，能夠利用互聯(lián)網(wǎng)和文獻(xiàn)檢索工具收集相關(guān)信息。

課程目標(biāo)4：通過實(shí)驗(yàn)操作和工程化教學(xué)，使學(xué)生建立工程概念，運(yùn)用理論分析與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，鞏固并夯實(shí)對(duì)基礎(chǔ)理論的扎實(shí)掌握。

建立通信原理課程的課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如表1所示。

根據(jù)課程目標(biāo)，更新能力知識(shí)矩陣? 為了實(shí)現(xiàn)課程培養(yǎng)目標(biāo)，需要科學(xué)合理地安排課程內(nèi)容。能力知識(shí)矩陣反映了某種學(xué)習(xí)成果與完成該成果所需知識(shí)內(nèi)容的映射關(guān)系，如表2所示，從知識(shí)、能力到素質(zhì)，以逐步遞進(jìn)的角度，給出學(xué)習(xí)者要學(xué)習(xí)的知識(shí)、要達(dá)到的能力以及最終要培養(yǎng)的素質(zhì)，即提出、分析和解決問題的能力[4]。

以能力知識(shí)矩陣為指導(dǎo)，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施? 在通信原理教學(xué)中，改變傳統(tǒng)的以教師講授為主體的被動(dòng)式學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的引導(dǎo)學(xué)生、提升學(xué)生能力的主動(dòng)式學(xué)習(xí)，教師從傳統(tǒng)的知識(shí)傳遞者轉(zhuǎn)變?yōu)榻虒W(xué)的組織者和服務(wù)者。在教學(xué)設(shè)計(jì)中，根據(jù)不同的課程內(nèi)容選擇不同的教學(xué)方式，并細(xì)化、落實(shí)到教案中，實(shí)現(xiàn)慕課、翻轉(zhuǎn)課堂、案例教學(xué)等多種教學(xué)方法的混合教學(xué)，如圖2所示。同時(shí)，從學(xué)生出發(fā)，考慮學(xué)生的個(gè)體特征，在滿足課程培養(yǎng)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，分類、有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施，兼顧不同學(xué)生的需求和差異。

課程組成員與時(shí)俱進(jìn)、持續(xù)改進(jìn)，建設(shè)了“通信原理簡明教程”立體化教材課件，包括“新形態(tài)”教材、“全程化”多媒體課件，為本課程教學(xué)提供了優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源。在教學(xué)實(shí)施過程中，教師進(jìn)行課前導(dǎo)學(xué)，通過線上平臺(tái)推送學(xué)習(xí)任務(wù)與資源，包括目標(biāo)導(dǎo)學(xué)、知識(shí)講解和練習(xí)反饋等;學(xué)生通過線上平臺(tái)，利用立體化教材課件進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，完成練習(xí)反饋;教師通過線上平臺(tái)或線下課堂進(jìn)行課上精講、課后答疑，與學(xué)生開展互動(dòng)等，完成教學(xué)支持服務(wù);學(xué)生通過課后鞏固及拓展，查漏補(bǔ)缺，提高學(xué)習(xí)效率;教師根據(jù)學(xué)生反饋，優(yōu)化后續(xù)教學(xué)。下面舉例說明通信原理線上線下混合式教學(xué)的實(shí)施過程，如表3所示，這里采用了學(xué)習(xí)通線上學(xué)習(xí)平臺(tái)。

改進(jìn)考評(píng)機(jī)制，完善培養(yǎng)體系? 基于OBE教育理念的成果導(dǎo)向教育，改變傳統(tǒng)的“平時(shí)成績+實(shí)驗(yàn)成績+期末考試”的考評(píng)機(jī)制，用行進(jìn)過程式的“考試+行程考評(píng)”的綜合考評(píng)來代替，重視對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考評(píng)，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合業(yè)務(wù)能力。特別是在“線上教學(xué)常態(tài)化”的形勢(shì)下，涌現(xiàn)出很多優(yōu)秀的線上教學(xué)平臺(tái)，可以充分利用它們便捷的統(tǒng)計(jì)功能，跟蹤每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程，便于生成行程考評(píng)結(jié)果。改革后的通信原理課程考核環(huán)節(jié)及比例如表4所示，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)成效的有效判定，教師以此為依據(jù)及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)，構(gòu)建起完善的通信原理課程培養(yǎng)體系。

3 結(jié)語

面對(duì)線上教學(xué)常態(tài)化的發(fā)展趨勢(shì)和教學(xué)改革的新形勢(shì)，本文結(jié)合北京信息科技大學(xué)信息通信類專業(yè)的人才培養(yǎng)定位、培養(yǎng)目標(biāo)以及畢業(yè)要求，基于OBE教育理念，對(duì)通信原理課程進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐，包括：調(diào)整課程目標(biāo)，明確課程目標(biāo)與相關(guān)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系;根據(jù)課程目標(biāo)，更新能力知識(shí)矩陣;以能力知識(shí)矩陣為指導(dǎo)，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，根據(jù)課程內(nèi)容的特點(diǎn)選擇線上、線下或線上與線下相結(jié)合的教學(xué)方式，明確學(xué)生和教師要完成的工作;改進(jìn)考評(píng)機(jī)制，給出課程考核環(huán)節(jié)及比例，完善培養(yǎng)體系，形成循環(huán)改進(jìn)、動(dòng)態(tài)調(diào)整優(yōu)化的人才培養(yǎng)機(jī)制，促進(jìn)課程目標(biāo)以及相應(yīng)畢業(yè)要求的達(dá)成。

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*項(xiàng)目來源：北京信息科技大學(xué)2018年度教學(xué)改革立項(xiàng)資助（項(xiàng)目編號(hào)：2018JGYB11）。

作者：楊瑋，北京信息科技大學(xué)，講師，博士，研究方向?yàn)閼?yīng)用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式等;李學(xué)華，北京信息科技大學(xué)，教授，研究方向?yàn)闊o線通信關(guān)鍵技術(shù)、高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式改革與創(chuàng)新等（100101）。