對分課堂模式下信號與系統課程改革探討

張 剛

(重慶郵電大學 通信與信息工程學院，重慶 400065)

信號與系統課程是面向電子類與通信類等專業學生開設的基礎必修課，但由于課程理論概念偏多，內容比較抽象，因此學生理解和掌握起來有一定的難度[1]。目前，在授課形式上，仍采用以教師講授為主的傳統教學模式，學生被動接受知識，學生的學習興趣和動力不足，教學效果不夠理想。因此，優化課堂教學模式，提升教學質量，成為課堂教學改革的重點。對分課堂是將傳統課堂分成兩部分，在壓縮教師授課時間的基礎上，保證學生有足夠的時間進行討論，充分消化和吸收教師所授課程內容。

1 傳統授課方式的弊端

課堂教學是教學活動的主要形式，課堂質量直接影響著教學質量。傳統的教學模式處于教師滿堂灌的狀態，學生沒有發揮的空間，趨向被動接受[2]。以信號與系統課程為例，課程的重點在于讓學生理解時域和頻域的概念以及三大變換的使用。重點內容中包含大量理論概念和公式推導，具有很強的理論性和實踐性。教師若全程單向地灌輸知識點，會使學生缺乏思考時間，無法達到充分理解的目的。傳統教學模式的弊端表現在以下方面：第一，教師單向灌輸式授課，學生缺乏主動探索知識的動力，降低了學習的主動性。第二，教師的授課方式比較固定、單一，授課內容主要照搬教材中的重點內容[3]，缺少行業前沿信息和動態。第三，理論教學時長所占比重過大，缺乏實踐教學的輔助，導致學生所學知識僅停留在理論階段，實踐操作能力不足[4]。

在新型教學模式中，教師可根據自己的科研方向，為學生提供更多實踐教學的機會，使學生有機會參與到更多研究中來，指導并幫助學生查閱相關文獻，參與到科研項目中，提升科研素質，實現學生個性化發展的目的，促進創新型人才的培養。

2 對分課堂在信號與系統課程中的應用

2.1 對分課堂概述

對分課堂的核心理念是將傳統課堂分為兩個部分，一半課堂時間分配給教師，另一半課堂時間通過不同的形式分配給學生，開展有效的課堂討論[5]。對分課堂的關鍵性創新在于將內容講授與學生討論分開，使學生在課堂上有足夠的時間自主安排學習，進行個性化的內化吸收。對分課堂在時間上將教學分為3個部分，分別為講授(Presentation)、內化吸收(Assimilation)和討論(Discussion)，也稱為PAD課堂[6]。對分課堂相對于傳統課堂教學的優勢在于，其兼顧了教師授課與學生思考。在傳統的授課模式中，教師無法掌握每個學生的知識接受程度，無法做到因材施教，導致部分學生因內容難度較大而喪失學習信心。在對分課堂教學模式下，學生擁有獨立的思考空間，可結合教師所授知識，在討論環節發表和分享自己的看法和思考。

2.2 課前階段

在每次新課程開始前，教師可根據需要設置班級、課程等信息，學生只需要輸入課堂碼就可以加入對應班級。教師根據即將要講授的教學內容上傳相關資料，以供學生提前預習，并設置一些簡單問答，督促學生在課前完成，以此實現對課程的大體認知。以傅里葉變換為例，在這一階段，教師可以上傳一些有關傅里葉變換的動畫演示，將抽象的理論形象化，加深學生對時域和頻域概念的理解，同時了解為什么要引入頻域變換，引導學生積極進行課前思考。

2.3 課堂教學階段

課堂教學正式開始前，教師可根據學生在預習階段提交的作業，總結學生存在的共性問題，引導學生發表自身觀點，教師可以針對學生的預習情況調整教學策略。對分課堂能夠提供全方位的教學輔助，具有以下功能：第一，課前考勤。教師自主設置考勤方式，學生快速簽到，后臺對數據進行統計，提升了考勤效率。第二，課堂提問。教師可根據實際情況設置隨機提問、搶答、輪答等提問方式，有效提升了學生的積極性。第三，課堂在線練習。教師每講授一個重要知識點，可通過課堂在線練習了解學生對知識的掌握程度。例如，講完傅里葉變換的求解問題時，可將事先準備好的習題上傳至系統，引導學生完成練習，進而隨時了解學生對課上所講知識的掌握程度。第四，課堂作業。作業形式多種多樣，如一段錄音、一個閱讀材料，設置好作業提交時間后即可發布至系統中。此外，對分課堂還提供了學生互評的功能，加強了學生之間的溝通和了解，促進共同進步。

2.4 課后階段

課堂教學結束后，教師布置相關內容的課后習題，幫助學生鞏固課上所學知識，總結學生作業中存在的問題，將問題及時反饋給學生，針對學生的共性和個性問題進行答疑。

2.5 理論與實踐相結合

MATLAB作為一款常用的仿真計算工具，以其強大的功能得到眾多理工類高校的青睞。通過MATLAB的形象展示，可以使學生更加直觀地了解抽象、枯燥的學科知識，在很大程度上提高學生的學習積極性，使學科知識更加生動具體，幫助學生輕松掌握所學知識，大大提高課程教學質量。因此，開展信號與系統課程的驗證性仿真實驗十分必要。應先分析幅頻特性曲線、相頻特性曲線和零極點分布圖等學習過的系統，然后進行仿真實驗驗證學生所學理論知識，加強其對知識的深層次了解，提升學生的實踐操作能力。教師也可根據自己的科研方向，為學生提供更多實踐教學的機會，鼓勵學生參與到科研項目中來，提升科研素質。

2.6 考核方式

為了提升對分課堂模式的應用效果，開展傳統的課程考核方式改革勢在必行。針對信號與系統課程特點，優化和制訂了一套全新的考核標準：

總成績=平時成績×10%+期中成績×10%+期末成績×30%+匯報成績×30%+實驗成績×20%

其中，平時成績包括課堂綜合表現和作業，期中考試和期末考試根據不同階段的學習內容靈活設計題目，減少死記硬背，重點考查學生對重要知識點的分析與應用，真正做到融會貫通，匯報成績由學生評價和教師評價共同得出，實驗成績根據仿真效果打分。這種分布式考核方式將總成績分散在整個學習過程中，既保證了知識的講授，又鍛煉了學生的綜合學習能力，促進了學生的全面發展，符合當代教育目標，有利于促進高素質復合型人才的培養。

3 對分課堂在信號與系統課程中的應用優勢

3.1 加強了師生間的互動

在傳統的課堂教學中，教師更加重視內容的講授，這種滿堂灌的教學方式使得學生與教師在課堂上的交流較少，導致教師對學生的知識掌握程度了解不夠，教學質量得不到保證。對分課堂中的討論環節，使學生有機會將課上不理解的內容與教師和同學進行探討，從而加強了師生間的互動和交流，提升了課堂教學質量。

3.2 促使教學更具針對性

預習階段可以幫助學生了解學習的重點，教師可以針對學生對知識的掌握情況，調整教學策略，節省課堂時間，提升教學效率。比如，學生在課前已經了解了傅里葉變換的基礎概念，教師在課堂上就可以著重講解傅里葉變換的求解問題。此外，教師可以根據學生每次提交的作業情況了解學生的知識掌握程度和存在的問題，并進行有針對性的講解，從而提升教學質量。

3.3 有助于建立完整的知識體系

課前預習、課堂教學、課后作業等模塊，共同構成了對分易學習平臺。正式上課前，教師可以在網上搜索視頻、圖片等相關教學資料，豐富課堂教學形式，使枯燥的教學內容更加生動形象。例如，在講解三大變換的概念之前，以視頻片段開場，吸引學生的注意力，使其對授課內容產生濃厚的興趣。課堂上，為了加深學生對知識的記憶，還可以結合自身教學經驗引入相關案例，豐富教學內容。當然，課堂學習只是掌握知識的第一步，課堂結束后，教師還應根據學生的實際情況布置一些與課堂知識緊密相關的練習題，為學生從對教學內容的初步了解到基本掌握提供保障，進而幫助學生建立完整的知識體系。

4 結語

在對分課堂模式中，雖然教師的授課時間變短了，但知識傳遞的有效性提升了。現階段，對分課堂模式中的一些功能仍需進一步優化和完善，促使教師更加高效地完成教學任務，提升教學質量和效果。