基于OBE理念的“線上+線下”混合式教學模式在信號與系統課程中的建設與應用

孫豪　尤國強　胡景勤

摘要：近年來，教育部明確提出“以學生為中心”“以產出為導向”、持續改進的工程教育改革理念。在疫情防控常態化的客觀要求下，信號與系統課程的傳統教學模式（線下教學）面臨著許多嚴重的困難，這對該門課程的教學改革提出了新的要求和挑戰。該論文對信號與系統課程進行了基于OBE理念的“線上+線下”混合式教學模式改革。首先，本課程的混合式教學由線上教學和線下教學兩部分組成，它們均由三個學習階段構成：課前學習、課堂學習和課后學習，其目的是創造“以學生為中心”的新型教學環境。其次，本課程重新制定了基于OBE理念的新版教學大綱和學生成績評價體系，通過課程目標點與畢業要求指標點的緊密對應，結合相對完備、合理、個性化的形成性評價體系，不斷利用學生的階段性評價結果調整后續的授課內容與輔導方案，保證讓教學過程遵循“以產出為導向”，并進行持續改進，最終獲得了良好的學習效果。

關鍵詞：混合式教學；信號與系統；學習產出教育模式；學生中心；產出導向

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）34-0142-04

1 概述

2016年，中國成為《華盛頓協議》第18個正式成員國。這是中國高等教育發展的一個里程碑，意味著英、美等發達國家認可了我國的工程教育質量，我們開始從國際高等教育發展趨勢的跟隨者向領跑者轉變。進而，教育部明確提出“以學生為中心”“以產出為導向”、持續改進的工程教育改革理念，這對本校的工程類專業和相關課程的教學改革提出了新的要求和挑戰。

1.1 “線上+線下”混合式教學模式的應用對信號與系統課程教學改革的意義

信號與系統這門課程是電子信息類專業的一門重要的技術基礎課程。該課程無論從教學內容還是從教學目的上看，都是一門理論性和實踐性均極強的課程。該課程不僅與電子信息類專業的許多專業課（如通信原理、數字信號處理、自動控制等）有很強的聯系，而且其中很多教學內容涉及高等數學、線性代數等多門數學課程的內容，因而是大多數電子信息類研究生專業的必考專業課程。從發展上看，在“互聯網+”時代的大背景下，翻轉課堂、MOOC（慕課）、混合式教學等各種新興的教學模式利用新穎的教學理念、依托海量的在線教育資源、借助方便快捷的網絡教學平臺，已經對該課程傳統的教學模式產生了深遠的影響[1]。

目前，在疫情防控常態化的客觀要求下，面對面（線下）教學，也就是傳統教學模式面臨著教學時間受到大大壓縮、教學環境受到嚴格限制、甚至完全無法開展的嚴重困難。因而，應充分利用“互聯網+”時代的先進技術背景，對以信號與系統這門課程為代表的，在相關專業內既重要、又難學、實踐性又很強的課程，大力推進其線上教學的應用與實踐。同時，與該門課程已有的線下教學相結合，通過“線上+線下”這種混合式教學模式，為學生創造“以學生為中心”的新型教學環境，讓學生可以高效、自主地學習這門課程[2]。

1.2 OBE理念的貫徹對信號與系統課程教學改革產生的影響

基于學習產出的教育模式（Outcomes-based Education，縮寫為OBE） ，最早出現于美國和澳大利亞的基礎教育改革。OBE要求學校和教師應該先明確學習成果，配合多元彈性的個性化學習要求，讓學生通過學習過程完成自我實現的挑戰，再將成果反饋來改進原有的課程設計與課程教學[3]。

開展基于OBE理念的信號與系統課程教學改革，一方面能夠很好地促進信號與系統課程新版教學大綱的制訂，將課程授課內容與本專業人才培養目標緊密聯系在一起，從而實現通過課程教學進一步夯實人才培養的目的。另一方面又能夠根據每個學生的個體學習差異，制定個性化的成績評定等級，進而通過適時評定成績，準確掌握學生的學習狀態，從而對教學過程進行及時的修正，最終實現“以產出為導向”，持續改進的課程教學改革[4]。

2 信號與系統課程“線上+線下”混合式教學模式的建設與實施

信號與系統課程的混合式教學由線上教學和線下教學兩部分組成，每部分均由三個學習階段構成：課前學習、課堂學習和課后學習，其包含的具體環節如圖1所示。

2.1 課前學習

信號與系統課程的課前學習由兩個環節組成：學習投入和學習效果。

2.1.1 學習投入

學習投入指的是：學生在正式開始課堂學習之前，通過各種方式預先學習到的有關課堂知識的總和。通過這個環節，學生不但可以復習本次課程需要掌握的舊知識，掃除了聽課過程中的一些障礙；還可以提前了解本次課程的重難點內容，并記錄自己不太懂的地方，這樣在上課過程中就會有的放矢地學習，最終有利于培養和提高學生的自學能力和聽課效率。

學習投入環節通過下列過程實施：

1） 觀看教學視頻：教師提前準備、推薦相關教學視頻供學生進行課前預習，學生也可以通過觀看課程回放進一步鞏固已學知識。

2） 閱讀教學資料：教師提前布置與課堂教學相關的各種學習資料，學生也可以依據自身學習情況利用圖書館藏書、網絡電子書籍進行自主學習。

3） 發布、開展教學討論：教師和學生均可以根據課程學習的具體情況，在線上發布，或在線下開展教學討論活動，“帶著問題與觀點”進入課堂學習。

2.1.2 學習效果

學習效果是對學生在學習投入這一環節的總結與評價，它通過課前測試來實現。教師可以通過發布課前測試題、進行課前提問等方式來掌握學生的課前學習效果。

2.2 課堂學習

信號與系統課程的課堂學習由兩個環節組成：課堂表現和學習成效。

2.2.1 課堂表現

課堂表現指的是：通過教師的授課過程，學生反映出來的所有學習效果的總和。這個環節必須通過教師和學生的共同努力，才能獲得非常好的學習效果。

從教師角度來說，設計多層次的教學內容、應用多樣化的教學方法，是提高學生學習效果的兩種主要手段。

1） 設計多層次的教學內容

在信號與系統課程中，設計多層次的教學內容主要通過對同一知識體系的授課內容進行由淺入深的教學，并利用例題、練習題和考研真題這樣難度逐漸遞進的習題進行解析來進一步鞏固其教學效果。以傅里葉變換這一知識體系為例，其定義和基本性質均可利用典型例題的講述來促進學生對它們的理解和掌握；其在生產生活中的工程應用問題（如頻譜搬移、頻率采樣等）可通過具有一定難度的相應練習題的解答來使學生進一步理解、掌握；而由其引申出的系統函數、系統特性分析問題和頻譜（幅度譜與相位譜）分析問題，教師則可根據學生的理解能力，在學生已掌握本節課程重難點問題的基礎上，適當引入較難的考研真題進行講解，為部分學有余力的學生開拓學習視野。

2） 應用多樣化的教學方法

在信號與系統課程中，多樣化的教學方法主要通過“線上+線下”混合式教學模式來實現。教師可根據實際情況，實施線上或線下形式的項目式教學、MOOC（慕課）、分組教學、翻轉課堂等多種教學方法，從而充分調動學生的學習熱情，為學生創造熱烈、專注、團結協作的學習氛圍。只要所有的學生都全神貫注、積極互動，課程的學習效果就有了根本的保證[5]。

從學生的角度來說，課堂表現體現為：在教師授課過程中緊跟教師，認真聽課；主動參與課堂提問、課堂討論等互動環節。教師可依據學生的各自表現給予差異化的評價結果。另外，到課率這一指標也非常關鍵，它客觀上不但體現了學生對教師的認可程度，也體現了學生對本門課程的重視程度，值得教師予以關注。

2.2.2 學習成效

學習成效是對學生在課堂表現這一環節的總結與評價，它主要通過課堂測試來實現。教師采用每章學習內容至少安排一次課堂測驗（重點章節需要安排多次），根據每次測驗的成績及時掌握學生的課堂學習情況，進而靈活調整后續授課內容。

2.3 課后學習

信號與系統課程的課后學習由兩部分組成：課后作業與輔導和溝通交流。

2.3.1 課后作業與輔導

根據信號與系統課程教學大綱的要求，課后作業布置的頻率為每周1次，作業內容主要為計算題和簡答題，教師根據學生的作業完成情況給予相應的成績；教師也可以根據學生的實際學習情況安排相應的階段測試。通過課后作業與階段測試成績，教師可以分析學生每一章節學習內容的掌握情況，進而在課后輔導中對相關學生、相關內容進行有針對性的補充與加強。

2.3.2 溝通交流

溝通交流這一環節完全以學生為主體，學生根據自身的學習情況，可以在課后輔導中主動與教師交流自身的學習情況、所面臨的學習困難等；也可以通過QQ、微信等方式與教師進行網絡交流；更可以利用學習通、QQ群，或直接在線下發布相關學習討論，大家一起對某一學習內容交流各自的觀點、見解，開闊更廣的學習視野、學習思路，收獲更好的學習成果。

3 OBE理念在信號與系統課程教學中的貫徹與實施

為了更好地將OBE理念貫徹到信號與系統課程的教學當中，我們從以下兩個方面進行教學改革：教學大綱的重新制訂和學生成績評價體系的建立。

3.1 新版課程教學大綱的制訂

教師依據前期積累的信號與系統課程教學經驗和對本校電子信息科學與技術專業學生的具體學情，依托學習產出的教育模式（OBE） ，認真制訂了信號與系統課程學習的相關課程目標點。這些課程目標點在教學內容上完整地涵蓋了本門課程學習的重點和難點，在能力培養上既考慮到了本門課程應培養的相關能力，又與本專業的人才培養緊密聯系。然后，以這些課程目標點為核心，完成新版課程教學大綱的制訂。接著，以新版課程教學大綱為依托，教師通過在課程實施過程中設計多層次的教學內容、應用多樣化的教學方法，真正將學生的學習過程目標化、績效化、個性化，使學生在掌握本門課程學習內容的基礎上，進一步鞏固其專業能力的培養，最終把人才培養落到實處。

信號與系統課程的目標點有5個，它與畢業要求指標點的對應關系如表1所示：

3.2 建立信號與系統課程的學生成績評價體系

信號與系統課程的學生成績評價體系由兩部分組成：終結性評價和形成性評價。終結性評價通過期末考試來實現，而形成性評價是學生成績評價體系的核心。通過構建相對完備、合理、個性化的形成性評價體系，教師可以對每位學生在課程學習的每一階段、每一環節進行評價，并給予相應平時成績。本課程的學生成績評價體系如表2所示。

基于表2，授課教師一方面可以隨時跟蹤、分析每位學生對本門課程的學習情況，進而為每位學生制訂個性化的輔導方案，幫助他們查缺補漏、釋疑解難，盡量確保在課程學習的過程中，不讓任何一名學生掉隊。另一方面，授課教師也可以依據此表反映出來的一些共性問題，不斷改進后續授課內容，最終實現“以產出為導向”，持續改進的課程教學改革。

4 結束語

綜上所述，采用基于OBE理念的“線上+線下”混合式教學法以后，信號與系統課程的教學改革真正實現了“學生中心”“產出導向”。本校2020級電子信息科學與技術專業的學生參與了這項教學改革，取得了優異的學習效果：本門課程掛科人數為0人，這在以前是不可想象的。本人希望本門課程的“線上+線下”混合式教學能夠持續進行，最終為本專業、本校的“應用型”人才培養添磚加瓦。

參考文獻：

[1] 劉春玲，馬薇.線上線下混合式教學改革探索[J].科技與創新，2022（16）：4-6，9.

[2] 賴欣，朱國瑞，仇芝.“金課”視角下《信號與系統》線上線下混合式教學探索[J].教育現代化，2020，7（52）：5-7，11.

[3] 李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究，2014（2）：29-34，70.

[4] 許吉.基于OBE理念的課程教學評價研究與實踐[J].黑龍江教師發展學院學報，2021，40（1）：46-48.

[5] 邵云娜，汪嬋嬋.基于OBE理念的項目式教學改革與實踐——以組網技術課程為例[J].大學，2020（40）：127-128.

【通聯編輯：梁書】