“信號與系統”課程混合式教學研究

李欣 賈雅瓊 俞斌

基金項目：湖南工學院校級教研教改項目《新建地方本科院校電子信息類專業課程體系改革與實踐》（項目編號：A1473）;湖南省線上線下混合式一流課程（編號：湘教通〔2020〕9號）;湖南省線上一流課程（編號：湘教通〔2021〕28號）。

摘要：“信號與系統”課程作為一門專業必修基礎課程在電子信息類專業課程體系中占有重要地位。該課程的特點是理論性強、概念多、內容抽象，要求學生具有扎實的數學基礎，這些都是對傳統教學手段的挑戰。“互聯網+教育”模型的興起，打破了校園的界限，為傳統教學注入了新的活力，大大的豐富了教學的方式和手段，網絡上也涌現了大量優質的教學課程資源。為了構建適合于本校電子信息類專業的信號與系統，由湖南工學院賈雅瓊博士課程團隊傾情打造了湖南省混合式教學一流課程，并出版了配套的新形態教材。作為該課程混合式教學的實行者和線上視頻錄制的參與者，本人將從在線上課程視頻錄制、混合式線下“反轉課堂”教學和學生反饋信息等方面進行深入的探討，以提高信號與系統專業課程的教學質量，培養更適合社會需求的高素質人才。

關鍵字：信號與系統;混合式教學;線上;線下

1 引言

目前，全球正經歷著新一輪的科技和產業革命，IT行業對人才的需求也在不斷變換，為了適應新時代下的電子信息類人才培養要求，提高教學質量，我國各大院校對不同應用和教育背景下的電子信息類專業課程的教學展開了深入的探討，如以工程應用和課程設計為牽引的“新工科”背景下的教育改革[1][2]。考慮到傳統教學中只注重專業知識的教學，因此如在專業課程教學中引入思政元素，在進行專業課程教學的過程中引導學生形成主流的價值觀和世界觀，同時也可以增強學生學習的趣味性[3][4]。

“信號與系統”課程作為電子信息類、自動化等專業的專業基礎課，與后續的“數字信號處理”、“通信原理”、“通信電子線路”等專科課程結合緊密。而該課程公式多且復雜、理論性強、概念多[5]，這直接導致傳統的線下教學方法和手段無法達到較好的教學效果。為此，許多高校教師對“信號與系統”課程的教學方式、教學內容等展開了深入的探索。結合時代的發展特點，利用MOOC、SPOC平臺等互聯網優質教學資源開展線上教學[6]，打破校園壁壘。同時，針對本校的專業培養目標和學生的特點，采取線上、線下教學相結合的混合式教學方式。在線下教學中可以采用 “雨課堂”等智慧教學工具，開展以學生為中心的翻轉課堂教學方式[7][8]。

考慮到我校的培養應用型人才的地方性本科院校的定位和生源特點，在“信號與系統”課程教學中，我們采用了“混合式教學+反轉課堂”的教學方式以提高教學效果。為了構建完整的混合式教學體系，同時為了更好的適應本校的培養目標和學生的基礎，我們團隊多位教師通力合作，深入研究課程的教學內容，進行了精心的教學設計，并錄制了一套完整的“信號與系統”教學視頻以方便學生的線上學習。同時在線下教學中采用“翻轉課堂”教學方式，并利用“雨課堂”這一智慧工具輔助線下教學。本文主要從線上教學視頻錄制、“翻轉課堂”線下教學中老師的教學、線下教學中學生在學習中的問題展開深入討論。

2 線上教學視頻錄制

為了更好的適應本校的培養目標，對于線上教學我們并沒有直接在網上選擇其它學校的“信號與系統”教學視頻，而是由我們校驗團隊多位老師參與錄制的。教學視頻的錄制和準備工作過程如圖1所示。

首先我們參考了網上大量相關教學視頻，根據本校的人才培養目標和自身特點，考慮到本校學生的基本情況，本團隊以在保持知識體系完整連貫的前提下，盡量減少理論推導，多增加實例，以問題的提出和解決為線索引出知識點的學習的總原則下，確定課程的基本內容，并將這些內容制作成教學視頻錄制所需要的PPT，PPT的制作頁面盡量簡潔生動。視頻錄制以PPT動態展示為主，教師教授畫面為輔的方式進行，因此在著裝、儀表和教態上進行了特別的注意。視頻錄制完成后的修改和校對工作也要特別注意，一個是對視頻中教學內容的核對，一個是對視頻中教學內容的展示效果和自己在視頻中教學狀態的檢查，同時還要準備每個章節的測試題。雖然進行了詳細的檢查，當視頻最終運行時，還是出現了很多令人不夠滿意和需要修改的地方，這個時候對視頻進行修改相對比較麻煩，因此視頻的準備工作一定要充分準備。

3 線下“翻轉課堂”教學

通過采用線上和線下教學結合的“混合式”教學方式，從教師角度來看，雖然在線上教學視頻的助力下，省去了傳統教學方式中對教學內容準備的環節，但對教師的業務能力要求更高了，工作量反而更大了。線下教學往往是以學生為中心的“翻轉課堂”的形式進行，教師要具備更雄厚的知識儲備才能處理學生們提出的五花八門、天馬行空的問題。同時教師還要有像主持人般較強的控場能力，把握整個線下課堂的節奏和氛圍，正確的引導學生的思維。為了提高線下教學，教師往往也需要不斷更新自己的知識體系，通過查閱大量的資料來制定合理的線下課程的教學任務，同時還要及時處理學生線上問題的回復。對學生成績的評價體系和指標更加細化和復雜，這些數據統計工作也要花費更多的時間和精力。另外，“翻轉課堂”中主要采用了分組討論的形式，這樣的方式總是無法給予全部同學均等的表現和鍛煉的機會，尤其是對于那些學習后進的同學，因此如何提升教學的普適性也是一個難點。

4 混合式教學中學生的反饋

在使用線上教學與線下教學相結合的混合式教學時，對于線上教學方式，部分學生反映感覺看視頻學習不如在課堂上聽現實世界中教師的講解生動，無法集中精力，容易走神，且互動性差，信息無法及時反饋。對于認真負責的同學，一個知識點的視頻有時也需要反復觀看多次才可以掌握。

在線下的“翻轉課堂”教學中，學生們往往會提前收到任課教師課前布置的任務，為了完成任務需要查閱大量的資料，這對于學生的自學能力和查閱文獻的能力會是一個極大的促進。同時，在 “翻轉課堂”的線下的學習模式，他們體驗到了“雨課堂”等智慧工具下新的教學方式，在開始階段總是有較高的熱情，但隨著新鮮度的降低，到后面熱度有明顯下滑，如何保持學生持久的學習熱情確實是個難題。

同學們經常反映覺得“信號與系統”課程的負擔是最重的，占據了較大比例的學習時間。相比于傳統教學方式，混合式教學的教學效果得到了顯著的提高，但是在混合式教學過程中學生所花費的時間和精力是更多的。雖然收獲和付出是成正比的，但如何提高教學效率，在不過多增大學生學習負擔的情況下，提高教學效果也是一個值得深入探討的問題。

5 結束語

本文主要針對電子信息類專業的“信號與系統”這門專業基礎課程的混合式教學展開相關研究，主要從線上教學視頻錄制、基于“雨課堂”工具的線下“反轉課堂”的教學、學生對混合式教學方式的反饋三個方面進行了教學思考和實踐。通過構建適合于我校培養目標和學生的完整的混合式教學體系，“信號與系統”課程的教學過程中得到了絕大多數同學的認可，教學水平得到了顯著的提升。

6 參考文獻

[1]劉喆. "新工科"教育改革探索——以"信號與系統"課程為例[J]. 工業和信息化教育（1）：4.

[2]畢楊. 新工科背景下應用型本科院校電子信息工程專業課程體系改革探索與實踐[J]. 高教學刊， 2019， （11）：143-144，147.

[3]張希靚， 秦琴， 王素娟，等. 《信號與系統》課程思政改革[J]. 科技資訊， 2019， 017（033）：126-127.

[4]姜明新， 曹蘇群， 卞海溢. "信號與系統"課程思政教學改革與實踐[J]. 科技風， 2019， No.399（31）：59-59.

[5]姬偉， 許波， 毛彥欣. "信號與系統"課程教學思考與體會[J]. 教育現代化， 2019， 6（88）：192-193+213.

[6]李艷麗， 吳莉， 杜鋒. MOOC下如何實現在線學習與線下課堂教學質量等效探討[J]. 機電教育創新， 2021， （2）： 17-128.

[7]王煉紅， 周莉， 陳潔平，等. 采用"慕課+雨課堂"方式的信號與系統混合式教學改革與實踐[J]. 教育教學論壇， 2020， No.462（16）：187-188.

[8]賈瓊瓊.基于“雨課堂”的“信號與系統”翻轉課堂教學改革[J].教育教學論壇，2021（08）：43-46.