線上線下混合式教學模式探討
——以“信號與線性系統”課程為例

朱煜爾 王 悠 曹璐瑩

新鄉醫學院三全學院 河南新鄉 453003

近年來，我國高度重視教育信息化建設，并在多年努力探索中形成了一條具有中國特色的教育信息化建設之路[1]。隨著電子信息技術的日漸成熟，課堂教學模式逐步發生改變，越來越多的高校教師選擇嘗試使用多類型、多元化教學方法進行授課。在此大環境下，高校教師各顯神通，采用現代化信息化教學手段，深度挖掘現有課程授課模式，構建線上線下混合式教學的新方法。而在實際教學活動過程中，如何進一步發揮混合式教學的作用，成為高校教師在現實教學工作中亟待解決的問題。本文就“信號與線性系統”課程線上線下混合式教學設計方法及成果進行討論。

1 線上線下混合式教學概述

混合式教學(Blend Learning)，就是把傳統教學模式的優勢和線上學習(E-Learning)的優勢結合起來[2]。簡而言之，混合式教學并不是“1+1”式的簡單加成，而是對兩種教學模式去粗存精之后的全面創新式教學方法。在混合式教學過程中，既可以充分利用線上學習的靈活優勢，發揮學生自主學習的主觀能動性；又可以憑借教師在線下教學中主導地位的優勢，對學生線下學習情況進行實時監督，真正達到以教師講授為中心的傳統教學模式向以學生自主學習為中心的新型教學模式轉移的目的。通過線上線下混合式教學模式的改革，教師可以更好地對教學過程進行全方位的把控，實時掌握學生學習動態，更深入把握學生的學習水平，從而實現“教師課上輕松講，學生課下愿意學”的積極教學目標，達到“1+1>2”的教學目的。

2 “信號與線性系統”課程特點及混合式教學設計

2.1 課程特點及面臨的挑戰

2.1.1 課程特點

“信號與線性系統”課程為生物醫學工程專業的一門核心基礎課，通過本課程學習，使學生切實掌握諸如階躍函數、沖激函數的基礎信號知識，全面知曉信號時域頻域轉換流程，宏觀把握傅立葉變換和信號的變換域分析方法。其目的在于深化培養學生的邏輯思維、分析運算能力，讓學生在實際工作中能夠綜合應用所學知識分析解決工程問題，推動學生進行自主性學習和創造性工作。該課程具有理論教學內容抽象、數學公式運用多且計算過程復雜，總體教學知識體系邏輯性、連貫性強等特點，在學生大學學習期間具有重大挑戰性。

2.1.2 課程挑戰

本課程對學生的數學、物理基礎要求較高，多章節在講解過程中需要配合大量數學公式推導輔助教學，如單純采取線下傳統教學手段——即滿堂灌的“填鴨式”教學方式，易造成學生聽課效率下降。同時，現階段本門課程具備課時量較少、內容較多等問題。在往屆授課過程中，為保證教學內容完整性、連貫性，教師往往會犧牲課堂練習時間將精力更多放在課程知識點的講解中，這種做法在一定程度上彌補了因課時量不足而產生的重難點講授不完全的問題，但卻造成學生只學不練的現象。為解決這一問題，教學組在嘗試了諸如翻轉課堂、線下課程作業布置等多種教學方式后，在長江雨課堂的基礎上，引入了線上線下混合式教學模式。

2.2 課程內容設計

2.2.1 強化課程邏輯體系

根據“信號與線性系統”課程前后邏輯聯系緊密的現實特點，教學組教師針對課程內容進行系統化梳理，將課程各章節重難點一一劃分，按照知識點聯系展開對比，提出相關章節對照講解的教學方法，以第二章、第三章為例(具體內容詳見表1)。通過對本課程所有知識點的全面剖析，課程組教師對本課程邏輯體系認知更為清晰，能夠帶領學生切實掌握各類信號的變換、系統特性及分析方法，為后續“數字信號處理”“醫學圖像處理”等相關課程的學習提供了思維基礎。

表1 “信號與線性系統”第二章、第三章重難點對照

2.2.2 優化課程思政建設

現階段高校學生的思想更加多元化、復雜化，基于此，課程思政成為勢在必行的教學手段之一。本課程采用名人事跡增強學生學習動力、愛國主義思想教育、培養學生創新精神三種方式，將社會主義核心價值觀潛移默化傳遞給學生，塑造學生的人生觀、社會觀、價值觀。例如，“信號與線性系統”課程中包含大量數學基礎，利用課前播放導學視頻的方式激發學生學習興趣，通過傅里葉、歐拉、拉普拉斯等數學家的生平過往引導學生珍惜當下，認真學習，培養學生不畏艱險不怕困難的奮斗精神。

3 “信號與線性系統”混合式教學實施情況與考核標準

通過往年線上授課過程中積累的教學經驗作為引導，依據課程本身特點及學生實際情況，教研組教師對當下各類線上教學軟件進行多層面縱深比對，從教師線上直播是否卡頓、學生線上回答問題是否便利、學生日常簽到是否便捷等方面進行全方位甄選，最終確定選取騰訊課堂平臺作為線上直播工具，長江雨課堂平臺作為實施課前預習、課后習題以及線上測試等教學手段的輔助軟件。結合線下傳統教學模式，將混合式教學實施過程細分為課前線上準備、課堂混合學習、課后鞏固練習三大部分，并制訂了詳細的課程考核方案。

3.1 課前線上準備

“信號與線性系統”作為工科基礎類課程，通常需要學生具有良好的數學基礎。鑒于民辦院校本科生數學根基薄弱的現實情況，授課教師在講授過程中頻繁使用數學公式進行輔助推導的形式使得本就舉步維艱的課程學習效果雪上加霜。在此基礎上，為保證授課質量，課前預習工作成為開展學生課堂學習前必須攻克的第一關。

為了進一步改善學生課堂學習狀態，夯實學生課程學習基礎，提升學生攻堅克難的主觀學習能力，本階段以引導學生主動學習意識作為教學重點，具體步驟如下：

(1)正式授課前一周，教學組教師提煉本周授課重難點作為教學目標，結合課前引導問題整合為預習課件。將制作完成的預習課件通過長江雨課堂推送至所有學生處，并設定預習截止時間為授課前一天；

(2)授課教師通過QQ群消息，提醒各位同學在截止時間內完成預習，并通過標記預習課件中不懂的知識點完成預習反饋；

(3)教師課前對學生預習情況進行逐條分析，針對學生反映較多的問題重新規劃授課時間，確保課堂教學實現個性化要求，滿足學生差異化需求，做好學生課堂學習質量的前期保障工作。

3.2 課堂混合學習

課堂混合學習過程是混合式教學的主體部分，在整個教學設計過程中起到舉足輕重的作用。“信號與線性系統”作為工科基石，其課程內容具備高強度學術性、嚴謹性，教師授課環節充斥大量專業術語，難以引燃學生學習熱情。如何在授課過程中吸引學生注意力，引導學生自主學習是本課程混合式課堂建設的一大要點。在此基礎上，結合本校混合式線上線下教學的特殊模式，對課程重難點進行深化分析，根據其重要性不同劃分為線上直播教學和線下面授教學兩大模塊。

對于課程中知識點清晰、學生掌握起來較為輕松的部分，課程組教師采用線上直播教學方案進行授課。通過線上直播互動，激發學生學習熱情，培養學生獨立思考能力，具體方案如下：

(1)本課程線上直播以騰訊課堂作為授課平臺。每次直播課程授課之前，要求各授課教師匯總學生課前預習情況，對學生預習情況有大致把握；

(2)正式授課前，教師應開啟簽到模式，保證各位同學進行課前簽到，在課前簽到的過程中，教師應當對上節課內容進行初步總結復習，并通過在線習題方式與學生進行互動，提升學生學習趣味性；

(3)教師在授課過程中應時常與學生連麥溝通，確保學生在線學習質量。同時，基于線上直播課堂的互動優越性，增加課堂習題比例，鞏固學生基礎知識點的學習。在課程直播最后10分鐘對本節課內容進行總結及習題布置，鍛煉學生動手能力，全面優化學生學習素養，避免出現學生眼高手低、對所學內容一知半解的現象。

對知識體系較為復雜，需要進行大量數學推導、開展對照教學的章節，本課程采用線下面授法展開教學，具體安排如下：

(1)線下面授教學過程中，將采用長江雨課堂平臺輔助教學。每周課前播放導學視頻，如傅里葉的生平經歷、《大國重器》等專業相關內容，鼓舞學生努力學習，引導學生明確學習目的、端正學習態度；

(2)導學視頻之后，要求授課教師對上次課程中的重難點內容復習串講，輔以長江雨課堂習題配合，盤點學生易錯知識點，全面夯實學生基礎；

(3)教師授課過程中應強化與學生的交流，時刻關注學生課堂狀態，利用線下面對面講授可開展板書教學的優勢，結合學生實際情況，對本課程計算部分內容展開一一推導。全面解讀學生在預習過程中迷惑不解的知識點，力求實現“教師敬業教，學生努力學”。

3.3 課后鞏固情況

課后情況分析是對教師教學質量的宏觀反映，同時也是對學生學習能力的全盤掌握。課程組教師通過學生座談會、“問卷星”問卷調查的形式深刻把握學生學習情況，時刻調整教學進度，切實貫徹因材施教教育教學理念。教師通過長江雨課堂下發課后專項習題，要求學生在規定時間內做完上交；采用長江雨課堂后臺統計學生練習情況，制訂教學習題輔導計劃，針對性地解決學生所出現的問題，及時消除學生的知識盲區。同時，每章節內容講授完成后，開展線上單元測驗，并將單元測驗成績計入課程總成績，提升過程性評價比例，實現“以練促學”的目標，側面鼓勵學生將學習任務分布至平時，全面提升學生自主學習能力，實現“老師逼著學”向“自己主動學”進行轉變。

3.4 課程考核標準

教學改革具體成效與課程考核結果密不可分。創新課程考核標準，將學生成績分為日常學習、實踐能力與綜合測評三部分，大幅度提升過程性成績占比。通過課前預習、階段性小測、課后作業、課上簽到簽退及課堂互動表現等多元化手段，將學生考核分布至日常教學過程中，增強學生的獨立學習能力。本課程總分為100分，其中日常學習占比40%、實踐能力與綜合測評各占比30%。具體安排如表2所示。

表2 “信號與線性系統”線上線下混合式教學考核標準

3.5 課程改革結果分析

本次課程改革對象為我院2019級生物醫學工程專業學生，作為人才培養方案修訂后的第一屆專業學生，他們的數學課程占比得到大幅度提升，數學基礎水平穩步增長，對信號課程的教學改革起到不可估量的推動作用。通過線上線下混合式教學方案的全面開展，學生逐步適應運用長江雨課堂進行課前預習及課后學習，養成及時反饋問題的良好習慣。在課堂授課過程中，2019級生物醫學工程專業學生與往屆學生有顯著區別，比照往屆學生而言，本課程改革對象課堂效率有明顯上升，課堂互動行為出現明確增長，能夠更好接受吸收課堂知識。在課程考核過程中，二者差異更加明顯。對于往屆學生而言，期末考試占比達到所有成績的70%，學生長期采取考前突擊的方式進行復習，這種復習考試方法時間短、效果差，對學生長期記憶和掌握基礎課程沒有絲毫幫助；對本課程改革對象的考核采取過程性形成評價與期末考核一體化的方案，要求學生學在平時、練在平時，將學生日常學習成績納入考核范疇，多手段評價學生學習質量，全面提升提高學生對于基礎課程的掌握程度。與往屆生相比，本年度“信號與線性系統”課程通過率增長了30%，側面反映混合式課程模式更適合當下學情。

結語

在教學信息化飛速發展的當今社會，混合式教學作為傳統教學的補充，在保證“教學標準不縮水，教學質量不降低”的前提下，提高學生的學習興趣和課程參與度[3]。受到各大院校教學改革啟發，我院對“信號與線性系統”課程進行了線上線下混合式教學改革，健全線上預習、復習與線下授課一體化制度，全面落實混合式教學的推廣發展工作，全方位推動課程組教師教學水平發展提升，對院系其余工科類課程起到引領作用。今后，課程組教師將以此課程為基礎，深化混合式課程改革，早日實現“教學相長，因材施教”的授課目標。