“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的移動(dòng)學(xué)習(xí)模式探索及實(shí)踐

馬逸新 陳艷

摘 要：移動(dòng)學(xué)習(xí)是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的一種高效學(xué)習(xí)模式。文章在理論性較強(qiáng)的“信號(hào)與系統(tǒng)”課程中引入移動(dòng)學(xué)習(xí)模式，并通過實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的開展，探討了移動(dòng)教學(xué)模式在課程教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)和注意要點(diǎn)，以期提高“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)學(xué)習(xí);“信號(hào)與系統(tǒng)”;教學(xué)效果

0 引言

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)使得人們可以快速便捷地獲取信息和知識(shí)。在此背景下，國務(wù)院《關(guān)于印發(fā)國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃的通知》也指出要實(shí)現(xiàn)教育信息化新突破，形成信息技術(shù)與教育融合創(chuàng)新發(fā)展的新局面，努力構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、個(gè)性化、終身化的教育體系，形成人人皆學(xué)、處處能學(xué)、時(shí)時(shí)可學(xué)的學(xué)習(xí)環(huán)境[1]。因此，利用移動(dòng)終端輔助教學(xué)成為傳統(tǒng)課堂的拓展和延伸，改變了現(xiàn)今高校的教與學(xué)。這種將學(xué)習(xí)者在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過移動(dòng)設(shè)備獲取學(xué)習(xí)資源、與他人進(jìn)行交流協(xié)作、實(shí)現(xiàn)知識(shí)建構(gòu)的過程，就被稱之為移動(dòng)學(xué)習(xí)[1]。

作為學(xué)習(xí)者的大學(xué)生本身就處于移動(dòng)互聯(lián)的世界，喜歡并勇于接受新事物、新技術(shù)和新的學(xué)習(xí)形式;移動(dòng)學(xué)習(xí)模式可以隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)，還可以在社交媒體上分享信息、獲取專業(yè)領(lǐng)域最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，并與同伴實(shí)時(shí)交流，這種可移動(dòng)性和強(qiáng)交互性的特點(diǎn)使得移動(dòng)學(xué)習(xí)模式很容易為大學(xué)生接受，從而提高學(xué)習(xí)效率。高校教師開展移動(dòng)學(xué)習(xí)，能夠與學(xué)習(xí)者進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，及時(shí)給予學(xué)生反饋;還可以實(shí)時(shí)搜集、分享信息，從而更快捷、更高效地完成教學(xué)任務(wù)。

本文根據(jù)實(shí)際教學(xué)過程中的探索及實(shí)踐，針對(duì)“信號(hào)與系統(tǒng)”課程中的移動(dòng)學(xué)習(xí)模式進(jìn)行了初步探討。

1 “信號(hào)與系統(tǒng)”課程地位

“信號(hào)與系統(tǒng)”是電子信息類專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)與主干課程。奧本海姆曾在他所著教科書《Signals and Systems》的前言中指出，“信號(hào)與系統(tǒng)”課程不僅是工程教學(xué)中一門非常基本的課程，而且也成為工科學(xué)生在大學(xué)教育階段所修課程中最有得益而又引人入勝和最有用處的一門課[2]。該課程無論是從教學(xué)內(nèi)容還是從教學(xué)目的來看都具有較強(qiáng)的理論性和應(yīng)用性，其基本概念和基本分析方法都廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域。學(xué)習(xí)這門課程對(duì)培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立分析、解決問題的能力具有非常重要的意義。

但普通的課程教學(xué)中經(jīng)常面臨以下兩個(gè)問題：（1）學(xué)生不理解基本概念的物理意義，這導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中僅僅將其認(rèn)為是公式計(jì)算的結(jié)果，無法真正理解這些結(jié)果的物理含義及在實(shí)際應(yīng)用中的意義。（2）師生間的課堂互動(dòng)和協(xié)同合作較少，或是互動(dòng)合作的方法單一，不能夠在建構(gòu)知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力方面起到積極的作用。這些原因直接影響到傳統(tǒng)的教師講授模式的教學(xué)效果。

有學(xué)者研究表明，在理論性較強(qiáng)的學(xué)科領(lǐng)域，移動(dòng)學(xué)習(xí)模式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)績(jī)效會(huì)產(chǎn)生正向的影響[3]。所以，本研究在“信號(hào)與系統(tǒng)”課程中引入移動(dòng)學(xué)習(xí)模式，并進(jìn)行了相應(yīng)的教學(xué)探索及實(shí)踐，以期提高“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教學(xué)效果。

2 移動(dòng)學(xué)習(xí)模式的教學(xué)探索及實(shí)踐

2.1 選擇合適的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)

目前，移動(dòng)學(xué)習(xí)備受教育專家和廣大師生們的關(guān)注，如何選擇師生移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)將直接影響到教學(xué)質(zhì)量。微信作為當(dāng)前很流行的移動(dòng)通信APP，很多學(xué)者對(duì)基于微信的移動(dòng)學(xué)習(xí)模式進(jìn)行了探討。

當(dāng)前，基于微信的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)主要有兩種選擇：一種是自行建立一個(gè)微信公眾號(hào)，在此公眾號(hào)上發(fā)布學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)任務(wù)及信息反饋等;另一種是基于第三方開發(fā)的微信公眾號(hào)或小程序進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)構(gòu)建。第一種的自行開發(fā)可以根據(jù)己方的需要有針對(duì)性地進(jìn)行構(gòu)建，方式比較靈活，但需要花費(fèi)大量的人力和物力進(jìn)行設(shè)計(jì)和維護(hù);第二種利用他人已開發(fā)好的平臺(tái)進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)較省時(shí)省力，可以將更多的精力投入具體課程的移動(dòng)學(xué)習(xí)建設(shè)，而不是平臺(tái)的開發(fā)和維護(hù)。考慮到三本院校的具體情況，筆者選擇第二種方法。將基于微信的“對(duì)分易”移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)引入“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教學(xué)，以實(shí)現(xiàn)師生高效的交互。

2.2 課程的移動(dòng)學(xué)習(xí)資源設(shè)計(jì)

2.2.1 移動(dòng)學(xué)習(xí)資源類型

對(duì)分易平臺(tái)的課程資源模塊支持諸如文檔、音頻、視頻等形式，考慮到課程教學(xué)的內(nèi)容，主要上傳了PPT和視頻內(nèi)容。

具體操作時(shí)，在課程資源模塊發(fā)布了課程所有章節(jié)的PPT內(nèi)容，這可以幫助學(xué)生按照章節(jié)了解和掌握課程的體系和內(nèi)容。從以往的教學(xué)反饋來看，學(xué)生對(duì)于基本概念的物理含義理解不清，所以重點(diǎn)發(fā)布基本概念的解釋及演示視頻，例如卷積和吉布斯現(xiàn)象這些概念，如果只有傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，學(xué)生會(huì)不容易理解，但通過觀看動(dòng)畫演示的視頻，學(xué)生可以較清楚地了解其中的含義。另外，MATLAB是一種高效的仿真工具，用它來表示一些信號(hào)和系統(tǒng)，既直觀又方便，但由于課時(shí)有限，這部分內(nèi)容通常不會(huì)在課堂上講解，這時(shí)可以將其錄制成視頻作為移動(dòng)學(xué)習(xí)資源提供給學(xué)生課后隨時(shí)隨地地自學(xué)。

2.2.2 移動(dòng)學(xué)習(xí)資源的內(nèi)容設(shè)計(jì)

（1）梳理知識(shí)點(diǎn)。

為確保所完成的資源更容易被接受、理解和內(nèi)化，基于學(xué)習(xí)內(nèi)容的系統(tǒng)性和學(xué)習(xí)資源的實(shí)用性，本文將“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教學(xué)單元進(jìn)行內(nèi)容梳理和知識(shí)分解，整理出細(xì)化的知識(shí)點(diǎn)，比如“周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)”這個(gè)教學(xué)單元，將其中的知識(shí)點(diǎn)列出，并將它們的相互關(guān)系如圖1示出。這樣的結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)旨在為學(xué)生提供多樣的學(xué)習(xí)途徑。

（2）微課視頻內(nèi)容設(shè)計(jì)。

視頻能夠反復(fù)播放，且可以通過生動(dòng)有效的展示方式引起學(xué)生的興趣，從而使其積極地參與到自主學(xué)習(xí)活動(dòng)中來。根據(jù)細(xì)化的知識(shí)點(diǎn)，每個(gè)視頻時(shí)長通常只有5～10分鐘，非常適合學(xué)生利用碎片化的時(shí)間進(jìn)行自由學(xué)習(xí)，這種簡(jiǎn)短的視頻就是微課視頻。本研究中需要設(shè)計(jì)的就是微課視頻。每個(gè)微課視頻，都從要講解的知識(shí)點(diǎn)入手，提出一個(gè)小問題引起學(xué)生思考。然后，進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的講述，這其中需要文字簡(jiǎn)潔、頁面美觀、布局合理的PPT配合;內(nèi)容講述完后，再次總結(jié)知識(shí)點(diǎn)，并回答視頻開始提出的問題。最后，給出相應(yīng)的練習(xí)進(jìn)行講解，至此，一個(gè)完整的微課視頻呈現(xiàn)結(jié)束。通過實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)這種提問題、聽講解、做總結(jié)、有練習(xí)的微課視頻接受程度較高。

2.3 課堂教學(xué)與移動(dòng)學(xué)習(xí)的相互配合

基于微信平臺(tái)的移動(dòng)學(xué)習(xí)模式可以打破學(xué)習(xí)在時(shí)間和空間上的限制，使學(xué)生依據(jù)自己的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，靈活支配學(xué)習(xí)內(nèi)容，這是它的優(yōu)點(diǎn)。但僅依靠自主的移動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生不能真正達(dá)到對(duì)知識(shí)的掌握，還需要在課堂上與教師進(jìn)行當(dāng)面交流和答疑。也就是說，課堂教學(xué)與自主的移動(dòng)學(xué)習(xí)需要相互配合，才能使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。目前，比較好的配合方案就是翻轉(zhuǎn)課堂，即知識(shí)傳授主要通過學(xué)生課外的自主學(xué)習(xí)（觀看微課視頻、完成課前任務(wù)等），在課堂教學(xué)中，教師主要引導(dǎo)和組織學(xué)生對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)問題展開討論，然后進(jìn)行練習(xí)、反饋和總結(jié)[4]，整體流程如圖2所示。

由于課時(shí)的限制，文章只選取了“傅里葉級(jí)數(shù)表示形式”和“采樣定理”兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂的實(shí)踐，借助對(duì)分易平臺(tái)，課前讓學(xué)生進(jìn)行了微課學(xué)習(xí)，課上將學(xué)生分組進(jìn)行問題討論和總結(jié)，課后在練習(xí)模塊發(fā)布練習(xí)并督促學(xué)生完成，以達(dá)到鞏固所學(xué)知識(shí)的目的。這種課堂教學(xué)與移動(dòng)學(xué)習(xí)的相互配合，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的理解。

3 結(jié)語

3.1 移動(dòng)學(xué)習(xí)模式的教學(xué)效果

移動(dòng)學(xué)習(xí)模式具有便捷性、靈活性、自主性、個(gè)性化等特點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的“信號(hào)與系統(tǒng)”課程學(xué)習(xí)起到了積極正向的影響，提高了教學(xué)效果。這主要反映在兩個(gè)方面：（1）課程期末考試的及格率有了提高，這是最直觀的效果，而且進(jìn)行具體的考試分析，發(fā)現(xiàn)綜合分析題的平均得分也較未進(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)模式前有了提升。（2）“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的教學(xué)效果也反映在對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)當(dāng)中，正因?yàn)閷W(xué)生掌握了本課程的概念和知識(shí)點(diǎn)，所以后續(xù)相關(guān)課程的基本概念也掌握得較清晰。

3.2 問題及改進(jìn)方法

雖然移動(dòng)學(xué)習(xí)模式的教學(xué)效果得到了體現(xiàn)，但其中也出現(xiàn)了一些問題。問題主要有兩點(diǎn)：（1）移動(dòng)學(xué)習(xí)是利用零碎時(shí)間進(jìn)行的，這樣碎片化學(xué)習(xí)存在不足，無法快速形成知識(shí)體系，減弱學(xué)生對(duì)復(fù)雜問題的思考能力[5]。這就需要教師專門花時(shí)間整理課程知識(shí)體系，幫助學(xué)生構(gòu)建各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系。（2）根據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，仍有學(xué)生沒有觀看課程資源，這些學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性沒有得到激發(fā)。下一步考慮將課程資源的觀看計(jì)入課程平時(shí)分，同時(shí)加強(qiáng)教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的監(jiān)督。

總之，移動(dòng)學(xué)習(xí)模式可以讓學(xué)生隨時(shí)隨地、充分利用瑣碎時(shí)間學(xué)習(xí)，滿足了學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求，它是教育信息化發(fā)展的重要組成部分，也是教學(xué)發(fā)展的主要方向。

[參考文獻(xiàn)]

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（編輯 姚 鑫）