采用“慕課+雨課堂”方式的信號與系統(tǒng)混合式教學改革與實踐

王煉紅　周莉　陳潔平　李樹濤　張小剛　馬子驥　邵霞

摘要：針對信號與系統(tǒng)難教、難學問題，通過移動互聯(lián)網(wǎng)技術，采用“慕課+雨課堂”的混合式教學方式，充分利用教師與學生的碎片化時間，打破傳統(tǒng)教學中時間與空間限制，以有效組織課前、課中、課后的教學與交流互動。教學實踐表明：混合式教學改革提升了教學效果，加強了學生實踐能力的培養(yǎng)。

關鍵詞：混合式教學;實踐;慕課;雨課堂

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）16-0178-02

以整合傳統(tǒng)學習和網(wǎng)絡學習兩方面優(yōu)勢為特點的混合課堂正在成為當前高校教學改革的趨勢，但在慕課建設初期，網(wǎng)絡平臺支持不足，手段單一，學生自主學習效果不佳，混合式教學效果有待進一步提高[1]。隨著我國“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的信息化程度不斷深入，慕課平臺與資源建設越來越豐富，越來越注重質(zhì)量與應用。清華大學于歆杰教授認為：慕課近期雖無法挑戰(zhàn)傳統(tǒng)高等教育模式，但是已能夠挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的培養(yǎng)方案實施模式和課程教學模式;我國已經(jīng)出現(xiàn)了很多利用慕課資源開展課程教學改革的模式探索案例，如，慕課學習+落地化考試，慕課學習+翻轉(zhuǎn)課堂教學等[2，3]。此外，隨著智能手機和微信App技術的發(fā)展與普及（大學生幾乎人手一部手機），開發(fā)和利用微信平臺開展混合式或翻轉(zhuǎn)課堂教學探索的教育工作者越來越多，而“雨課堂”正是這一新形式下應運而生的產(chǎn)物[4]。本文主要探討如何充分利用在線課程資源、雨課堂智慧工具有效實現(xiàn)信號與系統(tǒng)課程的混合式教學改革。下面將從教學實施改革思路、教學設計、評價方式、效果等方面展開論述。

一、課程教學實施改革思路

信號與系統(tǒng)改革與建設的指導思想是在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代、新工科建設背景下，如何貫徹落實以學生為中心，以輸出成果為導向，持續(xù)改進的國際工程專業(yè)認證理念（OBE理念）。信號與系統(tǒng)課程慕課資源豐富，同時，本校課程團隊在中國大學慕課平臺上建設了本課程的慕課。通過利用豐富的網(wǎng)絡資源、采用智慧教學工具——雨課堂，可實現(xiàn)課內(nèi)與課外、線上與線下的全方位學習與交互。學生利用電腦或手機App，可隨時隨地完成慕課的預習與復習，教師利用雨課堂工具不僅能實現(xiàn)課堂上與學生的交互，也能通過雨課堂工具和慕課手機App查看學生的學習進度和狀態(tài)、回答學生的問題、推送學習要求。

二、信號與系統(tǒng)混合式教學改革與實踐

為了有效落實混合式教學模式，依據(jù)自頂向下設計方法，從教學大綱修訂、教學實施設計、學生成績評價等方面進行了改革與實踐。

（一）信號與系統(tǒng)教學大綱的修訂

教學大綱是課程教學的指導性文件。好的教學大綱應符合課程教學發(fā)展的新要求，應能體現(xiàn)教育教學觀念的更新。根據(jù)國際工程教育專業(yè)認證要求，本課程在新的教學大綱中重新審訂了課程目標，明確了課程目標與畢業(yè)要求之間的關系，明確了針對課程目標與畢業(yè)要求達成在教學內(nèi)容、實施環(huán)節(jié)中的設計與舉措，采用了形成性與總結性評價相結合的方式，從課程開始、期中直至最后考核的全過程把控教學質(zhì)量，從知識的存儲、理解到運用上把控學生能力培養(yǎng)。

（二）課程教學實施設計

在整個課程教學實施過程中，通過采用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術、移動技術突破了傳統(tǒng)課堂教學在時間與空間上的限制。課程教學大綱和教學日歷在課程的第一堂課就會發(fā)布給學生，讓學生了解本課程在四年專業(yè)學習中的地位、應掌握的知識與具備的能力。每次課堂授課前，會根據(jù)教學日歷與教學安排通過雨課堂工具布置學生需要預習的慕課視頻、PPT或其他閱讀資料。以系統(tǒng)頻域分析中無失真?zhèn)鬏斉c理想濾波器知識點為例，課程實施流程圖設計如圖1所示。學生預習進度、預習遇到的問題可通過雨課堂工具及時了解與回復，并給出預習進度與整體情況預警。

課堂授課時（針對90分鐘授課），首先通過雨課堂發(fā)布10道左右客觀或主觀小測驗題目，主要了解學生對預習內(nèi)容的自學效果，考查學生對基本概念、基本知識的掌握，時間安排一般15分鐘;然后通過調(diào)查問卷了解學生的期望，例如：無失真?zhèn)鬏斉c理性低通濾波器知識點哪些方面需要重新講授，并通過2—3個經(jīng)典例題的分析使學生深入地理解掌握本節(jié)課的知識，時間安排45分鐘左右;接下來是聯(lián)系工程實際對知識進行拓展與工程應用。如圖1所示，經(jīng)過前面三個環(huán)節(jié)的知識自學、傳授以及討論分析后，接下來的環(huán)節(jié)進行將有堅實的理論基礎。在此，以腦電信號采集前端處理電路為例說明。腦電信號特點是：一種只有微伏及的微弱信號，信號頻率范圍在0.5Hz—100Hz之間。這樣，不僅加深了學生對理論知識的理解，更重要的是聯(lián)系工程實際，采用現(xiàn)代仿真工具，培養(yǎng)了學生研究、應用與開發(fā)的能力。

（三）形成性評價方式

信號與系統(tǒng)采用“N+1”過程考核的方式進行考核。最終成績由平時小班討論課成績、網(wǎng)絡自學、作業(yè)、課堂測試與期中考查成績、期末考試成績和實驗成績等綜合而成。

1.平時作業(yè)、課堂測試、網(wǎng)絡自學與期中考查成績占比25%。其中平時作業(yè)5%，課堂測試5%，網(wǎng)絡自學5%，期中考查10%。這部分主要考核學生學習態(tài)度及對每堂課知識點的預習、復習、理解和掌握程度，保證學生在教學過程中的參與度并及時解決學習中的問題。平時作業(yè)以教材習題為主，目的是檢查學生對知識的掌握情況以及幫助學生鞏固所學各章節(jié)的知識。

2.實驗成績：20%。主要考核學生對知識的理解與運用能力、采用現(xiàn)代工具和科學的方法進行研究的能力。要求學生熟練使用Matlab工具對信號與系統(tǒng)進行時頻域的仿真實驗與分析，能設計仿真實驗方案和程序，記錄、分析、解釋數(shù)據(jù)，給出有效結論并撰寫實驗報告。由6次實驗成績加權平均而得，按照所設權重計入課程總評成績中。

3.期末考試成績：55%。主要考核學生對本課程學習整體掌握程度，基本分析計算能力，綜合運用所學知識分析問題、解決問題的能力。

通過形成性評價機制，能及時發(fā)現(xiàn)學生問題，及時給予指導與解決，保證了課程的順利實施與整體效果。

三、教學效果分析

本課程的慕課建設在2018年上半年完成，在同年秋季學期針對2016級學生的開課中，引入了“慕課+雨課堂”的混合式教學改革。通過混合式教學改革，電氣工程專業(yè)2016級兩個班總成績：69.39%，及格率：92.8%，不及格人數(shù)：5人，課程目標1—4達成度分別為：0.725、0.743、0.592、0.754，與上一級2015級兩個班總成績：69.12%，及格率：81.2%，不及格人數(shù)：13人，課程目標1—4達成度分別為：0.627、0.609、0.350、0.546等情況進行對比分析，與上一級相比，不及格人數(shù)從上一級的13人次下降至僅5人次。期末考試試卷對課程目標1—4的達成度明顯改善。據(jù)本院學工辦統(tǒng)計，全院該課程掛科率與上年相比下降了5.39%。

四、結論與展望

在教育信息化2.0時代下，如何充分利用慕課平臺上的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡資源和移動互聯(lián)網(wǎng)新技術，改革教學方法與模式，進一步提升中國高等教育質(zhì)量，是每一位一線教師探討與實踐的方向之一。本論文介紹信號與系統(tǒng)課程在此方面的教學改革舉措與實施成效，對相關課程教學具有借鑒意義。利用慕課平臺與雨課堂產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)挖掘?qū)W生學習行為與特征，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的因材施教是下一步的研究目標。

參考文獻：

[1]曹陽，萬樅，陳錦然.高校混合課堂的實施現(xiàn)狀及其改進策略—以華中師范大學為例[J].中國大學教學，2014，（12）：81-84.

[2]于歆杰.中國慕課處于探索期課程會逐漸分化為兩種類型[J].中國教育網(wǎng)絡，2018，（6）：74.

[3]趙麗，鮑瑩瑩.基于混合學習的大學“翻轉(zhuǎn)課堂”教學模式實踐研究[J].中國大學教學，2017，（9）：75-79，90.

[4]王鶄，楊倬.基于云課堂的混合式教學模式設計-以華師云課堂為例[J].中國電化教育，2017，363（4）：85-89，102.

Teaching Reform and Practice of Signal and System Mixed with "MOOC+Rain Class"

WANG Lian-hong， ZHOU Li， CHEN Jie-ping， LI Shu-tao， ZHANG Xiao-gang， MA Zi-ji， SHAO Xia

（School of Electrical and Information Engineering， Hunan University， Changsha， Hunan 410082， China）

Abstract：Aiming at the difficult teaching problem of signal and system， it is difficult to learn， through the mobile Internet technology， using the mixed teaching method of ``MOOC+Rain Class'' to make full use of the fragmentation of teachers and students， break the time and space restriction in the traditional teaching， so as to effectively organize the teaching and communication and communication before， during and after class. The teaching practice shows that the mixed teaching reform has improved the teaching effect and the cultivation of the student's practical ability.

Key words：mixed teaching; practice; MOOC; rain class

收稿日期：2019-07-04

基金項目：湖南省教育廳2018年教改項目（項目編號：湘教通[2018]436號）

作者簡介：王煉紅（1971-），女（漢族），湖南大學，副教授，碩士生導師，博士研究生，研究方向：信號處理、數(shù)據(jù)挖掘技術、現(xiàn)代網(wǎng)絡與通信技術。