工程教育認證背景下的專業(yè)課程建設與教學改革

高志奇 李春明

摘 要 工程教育認證要求專業(yè)課教學關注學生的參與度和學習成效。信號與系統(tǒng)是電子信息工程專業(yè)的核心課程之一，根據工程教育認證的要求進行課程建設和教學改革，通過優(yōu)化教學目標和教學內容、建設在線開放課程、開展混合式教學實踐、對學生進行全面評價和考核等具體措施，加強學生的參與度，提高課程的教學質量。信號與系統(tǒng)課程的相關建設措施對于工程教育認證背景下的其他專業(yè)課程建設具有借鑒意義。

關鍵詞 工程教育認證；信號與系統(tǒng)；混合式教學；課程建設

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）22-0050-03

Professional Courses Construction and Teaching Reform Based on Engineering Education Certification： Taking Signals and Systems Course as Example//GAO Zhiqi， LI Chunming

Abstract As the require of engineering education certification， the participation and learning effectiveness of students in professional courses have to be concerned. Signals and systems course is a core curriculum of electronic information engineering. This course is constructed and reformed according to the require of engineering education certification. The teaching objectives and contents are optimized.?The online open course is built. The blended teaching and compre-hensive evaluation are used in this course. Hence， the participation?and learning effectiveness of students are improved. All of these measures are useful for other courses.

Key words engineering education certification; signals and systems; blended teaching; courses construction

0 引言

隨著我國工程教育認證工作的深入開展，越來越多的高校和專業(yè)認識到了其重要性，已經開始按照相關要求對專業(yè)課程進行深化改革和建設。工程教育認證的核心理念是“以學生為中心、成果導向、持續(xù)改進”，其根本目標是提高人才培養(yǎng)質量。在工程教育認證體系下，專業(yè)需要先設定人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，然后設置課程支撐畢業(yè)要求的達成。因此，課程作為專業(yè)人才培養(yǎng)的基本單元，其建設質量的高低是人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求能否達成的決定性因素。

內蒙古工業(yè)大學作為典型的地方工科院校，已經在全校范圍內開展工程教育認證工作。電子信息工程作為學校優(yōu)先建設專業(yè)之一，于2019年提交工程教育認證申請并獲批，目前正在按照相關要求進行培養(yǎng)方案、課程教學、實踐條件等方面的優(yōu)化和提升。其中，課程建設是工程教育認證準備工作的核心和重點。信號與系統(tǒng)是電子信息工程專業(yè)的核心課程之一，對于專業(yè)人才綜合能力的培養(yǎng)有基礎性作用[1]。該課程與高等數學、復變函數與積分變換、線性代數等數學課程聯(lián)系緊密，內容較為抽象，知識點繁多且難以理解，學生學習難度很大，是教學實際與工程教育成果導向理念嚴重脫節(jié)的代表性課程[2]。為了提高教學質量、支撐相關畢業(yè)要求指標點的達成，信號與系統(tǒng)課程按照工程教育認證的理念和要求進行教學改革，極大地提高學生的學習積極性和參與度。實踐表明：課程建設和教學改革措施對改善教學效果并提高畢業(yè)要求達成度的作用明顯，有利于工程教育認證目標的實現。

1 工程教育認證背景下專業(yè)課存在的問題

本校工科專業(yè)課程教學長期以來沿用傳統(tǒng)講授式教學模式，教學活動主要發(fā)生在課堂，以教師單方面知識講授為主要教學形式，灌輸性內容較多而探究性學習內容少，學生參與度很低[3]，因此，專業(yè)課程的教學效果普遍較差。專業(yè)課教學主要存在下面幾個問題。

1.1 學時短缺矛盾突出

內蒙古工業(yè)大學2016版人才培養(yǎng)方案削減了專業(yè)總學分，同時課程總門數有一定的上升，因此，專業(yè)課的學時均有所減少。另一方面，隨著科技的進步，大部分專業(yè)課程需要結合前沿技術的發(fā)展而增加新的教學內容，因此，在有限的教學時間內如何消化越來越多的教學內容成為專業(yè)課需要解決的首要問題。以信號與系統(tǒng)課程為例，64個學時需要完成以往80個學時的教學內容，還需要增加一些新的前沿內容和工程案例，教學時間非常緊張，很多內容難以講全講透。

1.2 學生參與度低

傳統(tǒng)教學模式下，教師是教學的主角，學生屬于知識傳授的被動接受者。大部分學生在進入大學之前已經養(yǎng)成被動學習的習慣，因此在大學里也無法有效地進行自主學習[4]。學生在教學中的參與度低，首先會影響其對于專業(yè)知識的理解，其次也不利于學習能力的培養(yǎng)和終身學習習慣的養(yǎng)成，造成工程能力的缺項。

1.3 考核方式不科學

受課程學時少、生師比高等因素的影響，專業(yè)課教學過程中對學生學習效果的考核一般采用“平時成績+期末成績”的評價方式。其中，平時成績主要是課后作業(yè)的成績，由于長久以來存在作業(yè)抄襲現象，平時成績并不能反映學生的真實學習效果；而期末成績通常是卷面成績，大部分學生依靠突擊復習應對考試，對知識的掌握并不扎實。因此，以傳統(tǒng)形成性評價為主的考核方式不能真實反映學生的學習成效，成果導向的理念缺少實施的依據[5]。

2 工程教育認證背景下的專業(yè)課程建設與教學改革

針對專業(yè)課程教學普遍存在的問題，信號與系統(tǒng)課程組探索在工程教育認證背景下進行課程建設和教學改革的方法。

2.1 教學目標和教學內容設定

工程教育認證對于學生學習成效的評價主要是基于定量標準，因此，課程教學設計首先要確定課程的教學目標，作為學習達成度評價的標準。同時，課程的教學目標與課程支撐的畢業(yè)要求指標點需要建立對應關系。所以，課程教學目標的設定不能只以課程內容為出發(fā)點，而要綜合考慮畢業(yè)要求指標點與課程內容之間的關系、教學目標達成是否可考核等，科學處理教學目標、畢業(yè)要求指標點、教學內容三者之間的關系。信號與系統(tǒng)課程的教學目標、畢業(yè)要求指標點、教學內容的對應關系見表1所示。

2.2 在線課程建設

根據前述分析，信號與系統(tǒng)課程內容多而學時有限，若按傳統(tǒng)方式進行課堂講授，時間明顯不足，教學效果不好。為了解決上述矛盾，課程組從2018年開始進行在線課程建設，并于2019年正式在智慧樹網站上線運行。在線課程包含50段教學微視頻，并提供教學課件、單元導學、章節(jié)測試、拓展閱讀、在線答疑與討論、期末測試題等全套教學資料。課程網頁的截圖見圖1。在線課程既可以為社會學習者提供免費教學服務，又可以作為本校學生混合式學習的資源。在線課程的建立拓展了學生學習的空間和時間，有效解決了課程學時不足的問題。

2.3 開展混合式教學

傳統(tǒng)教學模式下，有效教學行為主要發(fā)生在課堂內，具有空間和時間的有限性以及知識傳遞單向性，即在固定的地點（教室）和固定的時間（每次2個學時），由教師向學生講授知識。由于專業(yè)課每周只安排1～2次授課，如果學生在課后不能主動進行復習，則課程的學習活動是不連貫的?？v觀整個教學過程，學生只是聽講、做練習、回答問題、完成作業(yè)，參與度低、學習主動性不足、有效學習活動少，因此，學習效果不理想。為了解決傳統(tǒng)教學中存在的問題，信號與系統(tǒng)課程組從2018年開始進行混合式教學實踐，教學過程分為課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)。

2.3.1 課前自學與反饋 該環(huán)節(jié)借助信號與系統(tǒng)在線開放課程，引導學生進行課前自學。在每次授課前兩天，教師會發(fā)布自學任務，要求學生在規(guī)定時間內觀看相應的教學視頻，并利用單元導學、課件等自學知識點，然后完成自學作業(yè)。自學作業(yè)主要是對重要知識點的歸納總結，以及提出自學后不理解或有疑問的內容。學生通過觀看視頻和完成自學作業(yè)，可以初步掌握相關知識點，且有助于帶著疑問進入課堂，提高課堂學習效率。教師通過學生自學作業(yè)的反饋，可以掌握學生的自學情況，明確學生的學習難點，之后針對性地進行備課。

2.3.2 課中討論與練習 因為學生在課前已經進行自學，所以課中環(huán)節(jié)以知識點討論、練習或測試為主。授課開始時，教師會使用雨課堂等教學工具對學生進行測試，以檢測自學之后知識點的掌握程度，然后對重點、難點展開討論。學生進行分組討論后，每組推出代表進行回答，同組學生可以進行補充。允許各組之間就某個問題進行辯論，教師作為引導者、仲裁者、總結者把握討論的進展。討論結束后，教師對本節(jié)知識點進行總結，之后以練習或測試的形式考查學生對于本節(jié)內容的掌握程度，并對反映出的問題進行分析，以幫助學生更好地理解知識點。

2.3.3 課后復習與總結 通過前兩個環(huán)節(jié)的學習，學生對于相關知識點的理解已經比較深刻，因此，課后環(huán)節(jié)以復習、總結、提高為主。學生首先需要在規(guī)定時間內完成并提交筆頭作業(yè)；其次需要在課程主頁上參與話題討論，每生至少需要發(fā)言一次；最后需要對本節(jié)學習內容進行總結和反思，歸納所學知識點，反思自己的收獲和不足，每章結束后還要以思維導圖的形式總結本章知識點之間的關系。通過課后的復習和總結，學生對所學知識點有了更加深刻的理解，同時填補了兩次課之間的時間間隔，使學習有連續(xù)性。

通過混合式教學課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)的教學，學生的學習活動從以往的課堂擴展到任意的時間和空間?；旌鲜浇虒W中，教師起到組織者、引導者、評價者的作用，學生用自己的學習活動完成從知識點到知識體系的構建，對課程內容的理解更加深刻?；旌鲜浇虒W方法的使用，有效緩解了學時矛盾，增強了教學效果。

2.4 對學生全面評價和考核

課程考核是教學中非常重要的一環(huán)，主要用于衡量課程的教學目標是否達成、學生的學習是否達到預期效果，也是進行教學持續(xù)改進的依據。為了更加科學準確地反映學生的學習效果，信號與系統(tǒng)課程組結合混合式教學，將過程性評價和結果性評價結合起來，構建課程學習評價標準，如表2所示。信號與系統(tǒng)課程的學習評價標準，過程性評價和結果性評價各占50%的分值。過程性評價涵蓋混合式教學的每一個環(huán)節(jié)，全面考查學生在平時學習過程中的參與度和學習效果。

3 結束語

工程教育認證突出對學生學習參與度和成效的要求，因此，專業(yè)課必須以“學生中心、成果導向、持續(xù)改進”的理念為指導進行建設和教學改革。信號與系統(tǒng)課程作為電子信息工程專業(yè)的核心課程之一，通過優(yōu)化教學目標和教學內容、建設在線開放課程、開展混合式教學、對學生進行全面評價和考核等措施，確保全部學生有效參與課程教學的每一個環(huán)節(jié)，以增強學生的學習效果，達到對畢業(yè)要求指標點的有效支撐。

參考文獻

[1]王晴，張振國，李秀英.“信號與系統(tǒng)”課程教學改革探究[J].電氣電子教學學報，2019，41（2）：24-27.

[2]劉喆.“新工科”教育改革探索：以“信號與系統(tǒng)”課程為例[J].工業(yè)和信息化教育，2021（1）：28-31.

[3]張振，吳夢陵，查光成，等.基于工程教育專業(yè)認證的塑料成型工藝與模具設計課程持續(xù)改進研究[J].教育現代化，2019，6（7）：136-138.

[4]羅小巧.“信號與系統(tǒng)”課程教學改革與探索[J].工業(yè)和信息化教育，2021（1）：53-57.

[5]陶丹，胡健，黃琳琳，等.基于OBE理念的電子信息類課程改革與實踐：以“信號與系統(tǒng)”課程為例[J].教育教學論壇，2018（30）：81-82.