地方高校信號與系統課程混合式教學探索與實踐

摘" 要" 信號與系統是電子信息類專業的核心課程之一，不僅是后續專業課的基礎，而且對于學生專業素養和工程能力的培養具有重要作用。為了解決地方高校信號與系統課程教學的問題，課程組進行混合式教學改革探索與實踐，通過建設在線課程資源、引導學生深度參與教學全過程、對學生進行全面評價等具體措施，幫助學生在自主學習過程中完成知識構建，提高學習質量。教學實踐表明，混合式教學的相關措施可以改善教學效果，對于地方高校其他專業課程建設具有借鑒意義。

關鍵詞" 地方高校；電子信息工程；信號與系統；混合式教學；教學資源；教學評價

中圖分類號：G648.4" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）14-0098-04

0" 引言

內蒙古自治區地處我國北疆，智能電網、現代農牧業、智能制造、云計算等新興優勢產業的發展，都涉及信號的采集、傳輸、處理、識別、存儲等，因此，對電子信息類人才的需求巨大。針對內蒙古自治區信息產業發展對人才的需求，內蒙古工業大學電子信息工程專業實施提升計劃，于2019年獲批國家一流專業建設點，2023年通過工程教育認證。按照專業人才培養目標和工程教育認證的要求，專業課程貫徹“學生中心、成果導向、持續改進”的理念，開展教學改革，使畢業生能夠成為滿足市場需求的合格工程師。

信號與系統是電子信息工程專業的核心課程之一，主要研究信號和系統的分析方法，是現代通信網絡、信號處理等信息工程領域的基礎，理論性與實踐性強[1]。該課程與專業開設的數學課程、主干專業課程都有緊密的聯系，對本專業的人才培養具有極其重要的意義[2]。信號與系統課程具有內容繁多、概念抽象、推導復雜等特點，需要學生具有較好的數學基礎并且花費較大的精力才能達到預期教學效果[3]。在傳統教學模式下，學生作為知識接收者進行被動學習，且學習的時空受限，不能充分發揮學習主動性，導致學習效果較差[4]。因此，信號與系統課程的傳統教學模式不利于培養學生自主學習、工程實踐等能力，不符合應用型人才培養的要求，無法有效支撐工程教育認證畢業要求的達成。

為了解決信號與系統課程教學中存在的問題，課程組以國家一流專業建設、工程教育認證等工作的開展為契機，進行課程建設和教學改革，以提高學生課程參與度和學習成效為目標，采用混合式教學方式實現由教向學的轉變。

1" 課程教學問題分析

1.1" 教學內容與學時矛盾突出

由于課程理論內容多且復雜，涉及大量的數學變換和推導內容，如果教師按部就班在課堂將原理和公式推導全部講清楚，需要的學時將遠超現有學時。另外，在工程教育認證背景下，為了培養學生的工程能力，本課程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，導致學生理解接受困難。

1.2" 學生參與度低

傳統教學模式下，學生屬于知識的被動接受者，教學過程主要是課堂上教師的單向灌輸，學生與教師互動少、聽講效果差、缺少自主深入學習[5]。學生不能深度參與教學，不利于對課程基本原理和方法的理解，也不利于自主學習能力和終身學習習慣的培養。

1.3" 理論教學與工程實踐脫節

信號與系統課程的理論內容是對現代通信、控制、信號處理等實際工程中的普遍規律和方法進行總結提煉形成的，因此，課程具有鮮明的工程背景。在傳統教學中，課程將重心放在理論講授，忽視理論教學與工程實踐的聯系，導致學生只關注數學方法而無法應用于工程實踐，不利于培養學生的工程能力。

1.4" 考核不科學

專業課教學一般采用大班授課，生師比高，教師很難對每個學生的學習過程進行細致考核，一般根據平時作業和期末考試對學生進行考核，不能全面真實地反映學生的學習效果，無法為課程教學的持續改進提供合理可信的依據[6]。

為了解決上述教學問題，課程組探索和實踐混合式教學方法，以達到提高學生參與度和增強教學效果的目的。

2" 混合式教學

混合式教學是根據建構主義、人本主義和認知心理學等理論形成的一種新式教學方法，將課程教學的核心任務由知識傳授轉變為知識獲取，讓學生成為教學的中心和主體。混合式教學是知識傳遞和主動學習的有機結合，是學生自主探究與師生、生生之間協作互助的混合，有利于學生深度參與教學過程和知識建構。

2.1" 課程教學總體設計

課程組以混合式教學為核心，對課程教學進行總體設計，如圖1所示。教學資源是開展混合式教學的支撐條件，為學生學習的全過程提供資料、評估、答疑等服務。教學活動分布在課堂內外，除了學校規定的授課時間外，學生可以在任意時間借助在線教學資源自由完成學習任務。在教學各個環節，教師對學生的學習效果進行評價，對反映出的問題進行總結，并及時對教學策略、教學活動、教學資源等進行改進。

2.2" 課程教學資源建設

課程組開發的在線課程于2019年正式在“智慧樹”網站上線運行并開放共享，目前被認定為內蒙古自治區在線一流課程。在線課程提供教學微視頻、教學課件、單元導學、章節測試、專題研討、拓展閱讀、期末測試等全套教學資料，并且可以進行在線答疑與討論。在線課程可以為內蒙古工業大學的學生提供自主學習資源，可以為其他院校的學生以及社會學習者提供免費教學服務。

同時，課程組利用優慕課平臺建設課程主頁，主要對選課學生開放，提供單元導學、教學視頻、教學課件、閱讀材料、隨堂測試、單元測試等資源，具有作業提交與評價、答疑討論等功能，實現師生互動交流、教學效果評價、保存教學資料。

課程教學資源的建立可以有效拓展學生學習的空間和時間，讓教學不再受限于固定的地點和學時，解決課程學時不足的問題。

2.3" 教學活動與實施

為了解決傳統教學中學生參與度不足、學習效果差的問題，使學生成為學習的中心和主體，課程組設計并實施線上和線下學習有機結合的教學活動。教學過程分為以下三個環節。

2.3.1" 課前自學與反饋

課前自學一般是在每次授課前兩天進行。教師發布自學任務，要求學生在規定時間內觀看指定的教學視頻，利用在線資源自學知識點并完成自學作業。自學作業一般要求對重要知識點進行歸納總結，以及提出自學后不理解或有疑問的內容。通過自學，學生可以初步掌握相關知識點，帶著疑問進入課堂，提高課堂學習效率。教師通過自學作業的反饋，可以掌握學生的自學情況，明確教學難點，之后進行針對性的備課，以便在課中環節幫助學生解決難點問題。

2.3.2" 課中討論與練習

課中環節在學生自學的基礎上進行知識點梳理、討論、練習或測試。授課開始時，教師會對本節知識點進行概述和梳理，然后組織學生對重點、難點展開討論，進行組間交流。討論和交流結束后，教師對本節知識點進行總結，并以練習或測試的形式考查學生對于本節內容的掌握程度，對反映出的問題進行分析，幫助學生更好地理解知識點。

2.3.3" 課后復習與總結

課后環節以復習、總結、提高為主。學生按要求完成和提交作業；對本節學習內容進行總結和反思，歸納所學知識點；每章結束后，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，也為后續學習奠定良好的基礎。

通過線上和線下結合的教學活動，學生的學習從以往的課堂擴展到課堂內外，實現泛在式學習，有效緩解了學時矛盾。教學活動中，教師起到組織者、引導者、評價者的作用；學生在深度參與中，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，提高了學習質量。

2.4" 教學評價

為了更加科學準確地反映學生的學習效果，課程組將形成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1所示。形成性評價涵蓋教學活動的每一個環節，全面考查學生在平時學習過程中的參與度和學習效果，有助于教學策略、教學活動的及時改進。另外，通過問卷調查、學生評教、達成度分析等主客觀結合的評價方式，從不同的角度衡量教學成效，發現問題并進行持續改進。

3" 教學成效

信號與系統課程開展混合式教學改革以來，在每個開課學期都會設立教改班和非教改班，教改班采用混合式教學方式，非教改班采用傳統教學方式，兩個班學生的專業、人數、基礎能力等條件相近。本文以2019級、2020級學生的學習效果為例，對比分析教改班和非教改班在總評成績、優良率、教學目標達成度等方面的表現，相關統計結果見圖2。可以看出，按照相同的衡量標準，教改班學生各方面的數據均優于非教改班學生，表明混合式教學方法在提升學生學習參與度、學習興趣和學習成效方面作用顯著，解決了傳統教學中存在的突出問題。另外，根據每學期學生評教、問卷調查等反饋信息，學生對于混合式教學、教師的教學能力、自我習得程度等的滿意度很高，說明混合式教學符合內蒙古工業大學相關專業學生的特點，可以促進學生的學習和自我提升。

4" 結束語

地方高校肩負著為本地區培養信息類高級應用型人才的重任，提高人才培養質量是當前教學改革的核心目標。作為電子信息類專業的核心課程，信號與系統對于學生的專業素養和工程能力的提升具有重要作用。針對地方高校學生的特點，采用混合式教學方法解決傳統教學中存在的問題，通過構建在線教學資源、引導學生深度參與教學全過程、優化考核教學評價等具體舉措，提升學生的學習成效。教學實踐表明，通過混合式教學方法的使用，學生在全過程深度參與下進行知識的自我構建，增強了學習效果。

5" 參考文獻

[1] 程普，王曉東，劉向君，等.基于認知學習的“信號與系統”教學思考與探索[J].電氣電子教學學報，2021，

43（4）：110-114.

[2] 季策，張高原，曹春紅，等.信號與系統課程思政建設探索[J].高教學刊，2022，8（19）：182-184，188.

[3] 王麗，王威，劉勃妮，等.“信號與系統”教學改革探索與實踐分析[J].電氣電子教學學報，2022，44（4）：50-53.

[4] 楊蕾，張雁輝，張育中，等.面向新工科的信號與系統項目式教學研究：以傅里葉變換為例[J].中國教育技術裝備，2022（7）：63-67，71.

[5] 倪淑燕，楊新巖，曾朝陽，等.“信號與系統”混合式教學改革思考[J].教育教學論壇，2021（51）：53-56.

[6] 蔣雯，鄧鑫洋.“信號與系統”考核模式改革探索與實踐[J].科教導刊，2019（2）：24-25.

*項目來源：內蒙古自治區本科教育教學改革研究項目“信號與系統課程思政示范課程”（項目編號：JGYB2022023）；內蒙古自治區混合式一流課程建設項目“信號與系統”。

作者簡介：高志奇，博士，副教授。