數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下“通信原理”信息化教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐

摘要：面對通信原理理論知識繁雜以及學(xué)生參與度低等問題，借助雨課堂和慕課等智慧型信息化教學(xué)工具，優(yōu)化教學(xué)模式。在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，可以借助雨課堂等信息化工具，精心設(shè)計(jì)互動環(huán)節(jié)，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容以解決目標(biāo)問題，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和思考，同時(shí)融入課程思政進(jìn)行思想疏導(dǎo)，通過多樣化的教學(xué)手段如五類問題等來激發(fā)學(xué)生的主動性，有效提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有數(shù)字化理念和技能的創(chuàng)新型人才。實(shí)踐證明，“通信原理”融入信息化教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的積極性和主動性，提高了學(xué)生的思辨能力。

關(guān)鍵詞：雨課堂；信息化轉(zhuǎn)型；目標(biāo)問題導(dǎo)向式；課程思政

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用關(guān)系到現(xiàn)代通信技術(shù)人才能力培養(yǎng)的質(zhì)量，應(yīng)重視數(shù)字化技術(shù)與通信人才培養(yǎng)的深度結(jié)合，進(jìn)而提升學(xué)生的綜合能力。根據(jù)國家的需求，學(xué)校應(yīng)明確專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、課程教學(xué)目標(biāo)、課堂目標(biāo)和課程思政目標(biāo)的落實(shí)方式。教師開展智慧型信息化教學(xué)，改變了傳統(tǒng)課堂固有的教學(xué)思維，教學(xué)方法和教學(xué)手段等[1]，推動了課程的教學(xué)模式改革和教學(xué)理念的創(chuàng)新[2]。教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型給教師的信息化教學(xué)能力帶來了巨大挑戰(zhàn)，不僅涉及信息技術(shù)應(yīng)用，還涉及教育觀念的轉(zhuǎn)變、教與學(xué)方式的變革等問題。因此，需要精心設(shè)計(jì)頂層機(jī)制，系統(tǒng)構(gòu)建教師數(shù)字化轉(zhuǎn)型機(jī)制，并重點(diǎn)解決學(xué)與用的問題。在學(xué)方面，學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式都要為數(shù)字化轉(zhuǎn)型服務(wù)。在應(yīng)用方面，應(yīng)從課堂教學(xué)入手，構(gòu)建教師技術(shù)應(yīng)用的實(shí)踐環(huán)境與機(jī)制。課堂教學(xué)是教育改革的核心部分，數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵是課堂教學(xué)，要通過信息化大數(shù)據(jù)分析創(chuàng)新教學(xué)過程的數(shù)字化，包括教學(xué)理念、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、評價(jià)方式等。在傳統(tǒng)書籍資料的基礎(chǔ)上，應(yīng)既能借助慕課等數(shù)字化資源，又能應(yīng)用智能化教學(xué)工具，觀測教學(xué)全過程的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)反饋個(gè)性化和差異化培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。目前，課程教學(xué)普遍面臨問題，即激發(fā)興趣不足，探索交流不足，學(xué)生思考不足，結(jié)合實(shí)踐不足。這主要是因?yàn)榻處熃虒W(xué)方法和模式與人才培養(yǎng)目標(biāo)關(guān)系不緊密，與目標(biāo)問題存在一定距離，目標(biāo)問題實(shí)現(xiàn)度不高[3]。學(xué)生學(xué)習(xí)的評價(jià)方式很大程度上影響了教與學(xué)的方式。如何做好信息化教學(xué)工作？如何有效實(shí)施智慧型信息化教學(xué)模式[4-5]？一直是教師們面臨的痛點(diǎn)。基于上述原因，教師應(yīng)著力推進(jìn)專業(yè)課教學(xué)改革，以“通信原理”課程為例，以目標(biāo)問題導(dǎo)向式教學(xué)的指導(dǎo)思想，以學(xué)生為中心，以教書育人為基本原則，提出了混合式信息化的通信原理課程教學(xué)方法。

一、數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下“通信原理”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)

（一）課程的基本信息

“通信原理”課程是電子信息類專業(yè)的基礎(chǔ)課程。它以現(xiàn)代通信系統(tǒng)為背景，以通信系統(tǒng)模型為主線，分析現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本原理和技術(shù)，并介紹相關(guān)理論在實(shí)際中的應(yīng)用。學(xué)生通過學(xué)習(xí)該課程能夠具備通信工程意識和系統(tǒng)觀念，能夠用科學(xué)思維去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題，并創(chuàng)新性地解決問題，從而實(shí)現(xiàn)對通信系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)、建模仿真和工程實(shí)現(xiàn)的高階能力。

（二）目標(biāo)問題導(dǎo)向式教學(xué)-目標(biāo)具體描述

知識目標(biāo)：掌握通信系統(tǒng)的基本概念、基本理論、基本技術(shù)和性能評判方法，能對信息與通信領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題進(jìn)行識別和表達(dá)。

能力目標(biāo)：具有通信工程意識、系統(tǒng)觀念和國際視野；能用科學(xué)思維發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和創(chuàng)新性解決問題；通過文獻(xiàn)調(diào)研能對本領(lǐng)域復(fù)雜工程問題建立數(shù)學(xué)模型、提出解決方案、設(shè)計(jì)系統(tǒng)模塊、總結(jié)科學(xué)規(guī)律并給出定量和定性分析。

素質(zhì)目標(biāo)：具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識、勇于擔(dān)當(dāng)和報(bào)效祖國的責(zé)任感；具備尋求突破的科學(xué)精神和創(chuàng)新素質(zhì)；具備國際視野、家國情懷以及遠(yuǎn)大抱負(fù)的新時(shí)代通信人才。

（三）目標(biāo)問題導(dǎo)向式教學(xué)的五類問題描述

目標(biāo)問題導(dǎo)向式課程教學(xué)模式按照國家、學(xué)校、專業(yè)辦學(xué)定位，達(dá)到學(xué)生三個(gè)目標(biāo)的要求，并創(chuàng)新教學(xué)模式、改進(jìn)教學(xué)方法、創(chuàng)新課程評價(jià)。它通過設(shè)計(jì)五類目標(biāo)問題（基本問題、重點(diǎn)問題、難點(diǎn)問題、實(shí)踐問題、拓展問題）來重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，將目標(biāo)素質(zhì)要求和課程內(nèi)容體系轉(zhuǎn)化為目標(biāo)問題體系。在教學(xué)過程中，教師通過課前引導(dǎo)自學(xué)，課中講解、學(xué)生案例分析、組織討論、小組分享等方式，以及課后拓展等環(huán)節(jié)，通過學(xué)生學(xué)習(xí)中的大數(shù)據(jù)不斷反饋和調(diào)整來實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。通過目標(biāo)問題導(dǎo)向的教學(xué)理念培養(yǎng)，學(xué)生能夠?qū)Ρ绢I(lǐng)域的復(fù)雜工程問題建立數(shù)學(xué)模型、提出解決方案、設(shè)計(jì)系統(tǒng)模塊、總結(jié)科學(xué)規(guī)律并給出定量和定性分析的能力，同時(shí)還能夠培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，并具備持續(xù)學(xué)習(xí)和適應(yīng)信息工程及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)和觀念發(fā)展、變化的能力。

二、數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下“通信原理”課程的教學(xué)設(shè)計(jì)

以學(xué)生為中心，目標(biāo)問題導(dǎo)向式教學(xué)，讓學(xué)生動起來，讓學(xué)生忙起來。采用不同的教學(xué)方法來解決五類問題：基本問題（自學(xué)法），學(xué)生根據(jù)教師提出的問題，利用雨課堂和慕課進(jìn)行自學(xué)；重點(diǎn)問題（互動探究法），難點(diǎn)問題（經(jīng)典案例法），實(shí)踐問題（仿真演示法），拓展問題（項(xiàng)目教學(xué)法）。

以通信原理為例，混合式信息化教學(xué)過程如圖1所示。

（一）目標(biāo)問題導(dǎo)向重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，讓教學(xué)內(nèi)容新起來

課前，雨課堂推送預(yù)習(xí)資料、視頻資源、習(xí)題問題等，然后學(xué)生根據(jù)5類問題（一般性，重點(diǎn)、難點(diǎn)，拓展性、應(yīng)用問題），如圖2所示，將雨課堂和慕課預(yù)習(xí)大數(shù)據(jù)完成情況反饋給老師。教師根據(jù)5類問題鏈重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容。

（二）“雙進(jìn)教學(xué)”模式，實(shí)現(xiàn)線上線下融合

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，通過將線上和線下教學(xué)相結(jié)合，將理論和實(shí)踐相結(jié)合，讓教學(xué)更加有活力。利用雨課堂在線互動教學(xué)軟件，教師和學(xué)生可以通過彈幕互動、小組探究等方式及時(shí)反饋問題。同時(shí)，借助慕課等數(shù)字化資源，在討論區(qū)模塊中進(jìn)行留言、生生點(diǎn)評和師生解答。課后還可以通過QQ群和騰訊會議進(jìn)行在線交流。

（三）雨課堂功能多，互動效果好

通過雨課堂互動直播，可以實(shí)現(xiàn)答題、投票、點(diǎn)名、投圖、發(fā)公告、彈幕互動、發(fā)布試卷、上傳課件等功能。為了讓課堂更活躍，教師可以每堂課安排9—10次與課堂全員互動。學(xué)生喜歡這種互動的氛圍。同時(shí)，通過課題項(xiàng)目設(shè)計(jì)方法，教師還可以組織和引導(dǎo)學(xué)生積極參與討論，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動力和思辨能力，進(jìn)一步擴(kuò)展課程知識。

（四）問學(xué)思報(bào)辯評相結(jié)合，讓學(xué)生更加主動

通過問（課堂引導(dǎo)，提出重點(diǎn)問題和難點(diǎn)問題）、學(xué)（主動學(xué)習(xí)、查閱資料，拓展問題）、思（課件、視頻，仿真，應(yīng)用問題）、報(bào)（匯報(bào)，報(bào)告）、辯（小組之間辯論，小組內(nèi)討論）、評（教師評、學(xué)生互評）六個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)合起來，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動性。問學(xué)思報(bào)辯評相結(jié)合的方式可以在課堂中進(jìn)行課前引導(dǎo)，提出重點(diǎn)問題和難點(diǎn)問題，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)和查閱資料，并拓展問題。在報(bào)和辨的環(huán)節(jié)，學(xué)生可以進(jìn)行匯報(bào)和辯論，而在評的環(huán)節(jié)中，教師可以評價(jià)學(xué)生的表現(xiàn)，學(xué)生之間也可以進(jìn)行互評。這種方式不僅適用于通信原理課程，也可以推廣到學(xué)校其他課程。

（五）構(gòu)建五類問題資源庫，提升課程實(shí)踐效果

課后，將五類問題發(fā)布到雨課堂和QQ群，方便學(xué)生借鑒學(xué)習(xí)。雨課堂還支持課上內(nèi)容的回看，并使用雨課堂進(jìn)行作業(yè)和課件的推送。此外，學(xué)生還可以進(jìn)入SPOC系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)習(xí)，在SPOC系統(tǒng)中，每章都有測試題和主觀作業(yè)題，教師可以通過SPOC系統(tǒng)了解學(xué)生的習(xí)題和作業(yè)完成情況，以及討論活躍程度和互助答疑表現(xiàn)等。同時(shí)，將線上考核與線下考核緊密結(jié)合，注重學(xué)習(xí)過程中的數(shù)據(jù)管理。

（六） 師生共創(chuàng)案例庫，加強(qiáng)課程的思政教育

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，可以將學(xué)科前沿的內(nèi)容融入課程中，以“課程思政”引導(dǎo)學(xué)生。利用信息技術(shù)，師生可以共同創(chuàng)造案例庫，通過不同的選擇方式，從被動、自發(fā)地學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動、自覺地學(xué)習(xí)，將知識實(shí)踐付諸行動。同時(shí)，通過隱性滲透和顯性教育的結(jié)合，將專業(yè)特色與家國情懷相結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)興趣。在課程實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)科研的真善美，培養(yǎng)科學(xué)精神，激勵(lì)克服困難，提升學(xué)習(xí)能力。通過德高、學(xué)高、藝高的要求，實(shí)現(xiàn)立德樹人的目標(biāo)，在教研深度與信息化教學(xué)技術(shù)的結(jié)合中，展示言傳身教的示范效果。例如，在講解通信系統(tǒng)指標(biāo)時(shí)，可以講述中國通信科學(xué)家吳佑壽的故事，并通過視頻等方式將思政元素有機(jī)融入其中。

（七） 數(shù)字技術(shù)賦能，全面提升教學(xué)評價(jià)

可以通過全過程的考核方式來進(jìn)行教學(xué)評價(jià)。首先是診斷性評價(jià)，通過在開課前和開課后發(fā)送問卷和量表，收集學(xué)生的信息。然后是形成性評價(jià)，包括學(xué)生在課前雨課堂和慕課預(yù)習(xí)，課中的互動情況，以及課后的作業(yè)、實(shí)驗(yàn)演示和報(bào)告等內(nèi)容。最后是終結(jié)性評價(jià)，依據(jù)前兩個(gè)評價(jià)結(jié)果，通過量表、期末考試和信息化工具進(jìn)行全過程考核。需要制定評價(jià)體系和標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)新評價(jià)方式，注重過程考核，并制定數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)，確保有活動就有評價(jià)，獲取學(xué)生全過程的數(shù)據(jù)。成績由線上分?jǐn)?shù)和線下分?jǐn)?shù)構(gòu)成，線上分?jǐn)?shù)占總分的50%，包括觀看視頻、完成作業(yè)、參加在線測試、線上期末考試、討論和報(bào)告等；線下分?jǐn)?shù)占總分的50%，包括線下期末考試。

三、數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下“通信原理”教學(xué)模式的教學(xué)特色

①目標(biāo)問題導(dǎo)向重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，讓教學(xué)內(nèi)容煥然一新。②“雙進(jìn)教學(xué)”模式，讓線上線下相互融合。③雨課堂功能多，互動性強(qiáng)，讓課堂活躍起來。④問學(xué)思報(bào)辯評相結(jié)合，讓學(xué)生積極參與，不僅止于傳輸知識。⑤構(gòu)建五類問題資源庫，讓課程更加實(shí)用。⑥師生共創(chuàng)課程思政案例庫，讓課程思政更加生動。⑦數(shù)字技術(shù)賦予教學(xué)評價(jià)全新的能力。

四、數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下“通信原理”教學(xué)模式的教學(xué)效果

通過對學(xué)生對主講教師的授課滿意度的調(diào)查問卷進(jìn)行分析，92.68%的同學(xué)表示滿意，7.32%的同學(xué)基本滿意。這說明絕大多數(shù)學(xué)生對主講教師的授課表示滿意。而通過對比兩學(xué)期期末成績的分析，采用信息化方法進(jìn)行教學(xué)的通信原理課程的成績：最高得分為98分，最低得分為56分，平均得分為83.08分，及格率為95%。相比之下，采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行教學(xué)的通信原理課程的成績表現(xiàn)為：最高得分96分，最低得分50分，平均得分77.08分，及格率為92%。 采用傳統(tǒng)方法與采用信息化方法教學(xué)成績對比如圖3所示，實(shí)踐證明，采用信息化方法好于傳統(tǒng)方法。以上分析結(jié)果表明，學(xué)生對主講教師的授課滿意度較高，并且采用信息化方法進(jìn)行教學(xué)可以取得更好的成績表現(xiàn)。

五、結(jié)束語

在數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下，通信原理的信息化教學(xué)已被學(xué)生所認(rèn)可。這種教學(xué)方法實(shí)現(xiàn)了“通信原理”課程的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，并對經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展起到積極作用。它有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度和合作學(xué)習(xí)能力。該教學(xué)方法注重寓教于樂，提升課程的趣味性和實(shí)用性，同時(shí)重視學(xué)思并重，有利于促進(jìn)學(xué)生的思考和探索能力。教研相長，堅(jiān)持引領(lǐng)學(xué)科前沿，教師與學(xué)生一同成長。同時(shí)，該教學(xué)方法也注重立德樹人，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷，并堅(jiān)定他們的理想信念。

作者單位：謝玉鵬 廣東石油化工學(xué)院電子信息工程學(xué)院

參考文獻(xiàn)

[1]魏非，祝智庭.面向教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的教師信息化能力建設(shè)方略[J].中國教育學(xué)刊，2022，353（09）：13-20.

[2]溫湖煒，劉昱彤.混合式教學(xué)場域中高校師生關(guān)系的重構(gòu)[J].黑龍江高教研究，2022，40（12）：22-27.

[3]金石，王璐露，宛敏.線上線下混合式教學(xué)的反思與策略優(yōu)化[J].中國大學(xué)教學(xué)，2022（11）：72-77.

[4]徐春華，張婭婷.大學(xué)生混合式學(xué)習(xí)投入水平與促進(jìn)策略實(shí)證研究[J].中國成人教育，2022（14）：25-28.

[5]冉美承. 線上線下混合式課程建設(shè)水平評價(jià)研究[D].大連理工大學(xué)，2022.

[6]鄒燕，馮婷莉，趙一凡.混合式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究[J].中國高等教育，2020（1）：58-60.

基金項(xiàng)目：廣東省2021年高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（386）：通信原理課程融入思政工作的教學(xué)理念與方法；廣東省2020年課程思政建設(shè)改革示范項(xiàng)目（200）：通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)。2020年校級教育教學(xué)改革項(xiàng)目（5），廣東省2022年度教育科學(xué)規(guī)劃課題（高等教育專項(xiàng)）（2022GXJK269）：基于目標(biāo)問題導(dǎo)向的《通信原理》課程教學(xué)改革與實(shí)踐。2019年廣東石油化工學(xué)院校級重點(diǎn)培育團(tuán)隊(duì)（TDPY201918），2019年校引進(jìn)人才項(xiàng)目（2019rc043），2020年茂名市科技計(jì)劃項(xiàng)目（2020514），2021年廣東省教改項(xiàng)目“理工科專業(yè)課程“課程思政”建設(shè)策略研究——以電子信息工程專業(yè)為例”（項(xiàng)目編號：376），2022年度廣東省普通高校特色創(chuàng)新類項(xiàng)目“5G通信網(wǎng)絡(luò)中的頻譜資源干擾抑制技術(shù)研究”（編號：2022KTSCX087）。

謝玉鵬（1979.12-），男，漢族，吉林梨樹，博士，講師，研究方向：電子信息類專業(yè)課程。