基于“線上+線下”相結合的“信號與線性系統”課程教學模式研究與實踐

李晶晶 常玲 馬麗娜

摘 要：文章結合“信號與線性系統”課程在實際教學中存在的問題，基于超星學習通自建課程進行了混合式教學過程，秉承“以學生為中心”的教育理念，借助現代化的信息技術手段，充分學習新技術，重新設計教學過程和精心組織教學活動，通過“三方位”打造“立體”網絡課堂，該教學模式能在增加學生參與度和學習興趣的同時，使課程目標達成度有明顯提高，為后續的教學改革提供一定的借鑒和指導。

關鍵詞：混合式教學;網絡課堂;“信號與線性系統”;教學效果

0 引言

2019年9月29日教育部關于深化本科教育教學改革指出要積極發展“互聯網+教育”、探索智能教育新形態，推動課堂教學革命。混合式教學越來越成為當前信息化教學背景下的主流教學模式。混合式教學是將在線教學與傳統教學的優勢結合起來的一種“線上+線下”教學，通過這兩種不同的教學組織形式的有機結合，可以把學習者由淺到深地引向深度學習，其核心思想在于強調學生對知識的主動探索、主動發現、交互學習以及對所學知識意義的主動建構[1]。

1 “三方位”打造“立體”課堂

“信號與線性系統”是一門非常重要的專業基礎課，也是一門考研課程。該課程的理論性和技術性都比較強，涉及的數學知識眾多，而且非常抽象。為了更好地保障學生學習質量，本課程應用超星平臺，采用“超星平臺慕課任務點預習+課堂教學+超星學習通互動”的授課方式，使課堂教學能夠滿足生動、直觀化教學要求，提高學生課下學習互動性和積極性。在該模式的教學應用中，教學活動主要按3個階段進行，即課前準備階段（超星平臺課程建設）、課堂教學階段、課后提升階段。

1.1? 課前準備階段（超星平臺課程建設）

運用超星平臺進行線上建課，在開課前完善平臺資源，錄入課程信息及發布課程通知，包括課程介紹、參考書目、在線教學課堂要求、考核辦法、課前預習要求、課程任務，使學生了解每節課的進度安排、明確每節課必須掌握的重要知識點。提前為學生提供課下自主學習的多種學習資源，組織學生充分利用超星平臺中的教學視頻提前進行自主學習。課程資源按章節組織，包括課程介紹、學習目標、教學視頻、重點難點指導、課程體系、本章小結、教學大綱、教學日歷、電子教案、MATLAB軟件安裝使用方法及實驗案例、電子書、討論題、測試題、作業、基本實驗、試題庫等內容，并開發了微課視頻、動畫、音頻、文檔等多種類型的資源。

1.2? 課堂教學階段

在教學方法上，將課堂教學、課堂討論、研究性學習、案例教學等有機地結合起來，再結合線上“自主學習+專題研討+網上教學”的方式，將線下與線上教學有機結合，營造多維學習環境，培養學生能力、素質全面發展。課上主要進行對重難點知識的講解，采用“板書+多媒體教學課件+案例教學+演示動畫”的授課方式，充分利用多媒體教學手段提高教學效率，同時應用學習通的簽到與互動功能進行主題討論、搶答、選人、投票、隨堂練習測試等，監督學生的學習狀態并及時解答學生的疑問。

在課堂講授中，根據課程教學內涵，剖析課程的教學重點與難點。為了讓學生從宏觀上整體把握知識體系結構，知識點之間由此及彼進行歸納，內容之間承上啟下進行描述，經常給學生梳理課程的知識結構[2]，采用“思維導圖”方式總結每章重要知識點，同時將思政元素滲入到理論教學中。實踐環節以實際項目為載體，以小組為單位，對信號與系統的時域分析、頻域分析和復頻域分析的相關內容進行專題實驗和研討，充分發揮小組成員的互助性和互動性，增強學生學習興趣的同時提高理論與實際相結合的能力。

1.3? 課后提升階段

課后利用線上作業功能及時要求學生在規定時間內完成作業，充分利用平臺優勢與學生進行線上線下互動。在討論區定期分時段線上答疑，并與學生分享國家級精品課程教學視頻，分享課堂教學PPT和筆記。及時、有效地跟蹤學生的學習進展，并對未完成作業的同學進行及時督促。課后通過查看課堂報告、學情統計情況及時跟蹤教學質量反饋，做到及時了解學生的參與情況、學習任務完成情況，再根據學生的學習反饋并對授課形式和內容做出及時的調整。通過混合式教學，同學們的學習熱情和效果很不錯，教學效果良好，做到了課前自主預習、課上加深理解和課后鞏固復習。

2 課程教學模式改革

本課程采用項目驅動教學模式，將課程所授知識點融入具體實踐項目中，將研究成果和前沿技術帶入課堂，轉化為課堂教學案例。將課程所授知識點融入具體案例中，以案例為載體，講解知識點之間的銜接、遞進和應用，使學生掌握信號與系統基本理論在相關學科的應用，激發學生科研興趣，啟迪科研思維。

將案例分析融入理論知識的講解中，如在介紹信號的微積分運算時，結合圖像處理的具體案例讓學生了解到信號經過微分運算后可以突出它的變化部分，可用于通信系統故障的監測和檢測中[3];信號經過積分運算后可以削弱其毛刺的影響，可以用于圖像語音等信號的去噪等。在介紹傅立葉變換的尺度變換性質時，結合通信系統的案例，讓學生了解通信系統的工作原理，理解在通信系統中如果需要提高通信速度，必須要增大頻帶的寬度，通信速度與頻帶寬度成反比的關系。

以取樣定理知識點為例，課程實施設計流程圖如圖1所示。

3 教學效果分析

為了能夠更好地體現學生的真實學習情況，考核采用“N+1”全過程、多元化的綜合評定方式，將考核貫穿于整個教學的全過程，結合學生平時學習過程和學習質量進行考核與評價，充分調動學生在平時學習的積極性[4]。成績考核分為過程考核+結果考核兩部分，依據學習通成績權重設置考核項目，包括簽到15%+課堂互動30%+觀看課程音視頻10%+討論10%+作業25%+測驗10%+實驗+期末考核進行多方位、多角度的嚴格考核。注重平時環節的考查，加強學習過程的考核，使考核評價更趨于合理、公平。經過16周的學習，由學習通平臺提供的學習成績中前10名的學生平均分為? 90.3分，后10名的學生平均分為71.8分。

本課程的網絡課程建設在2019年上半年完成，在同年春季學期針對2018級學生的開課中，引入了“慕課+學習通”的混合式教學改革。通過混合式教學改革，通信工程專業2018級3個班總成績及格率分別為：89.66%、86.75%、80.00%，不及格人數分別為：3人、3人、3人，與上一級2017級兩個班總成績及格率分別為：72.97%、75.00%，不及格人數：19人等情況進行對比分析，與上一級相比，不及格人數從上一級的19人次下降至僅9人次。期末考試試卷對課程目標的達成度明顯改善。

4 結語

本課程教學模式的改革提高了學生學習的主動性與自覺性，增強了學生解決實際問題的能力，滿足不同層次學生學習的各種需求。在評價實施中尤其關注教師對學生的及時反饋，根據學生學習情況階段性地反饋給學生，以利于學生的學習進程真實有效。經過兩年的實踐后已初見成效，學生從課堂參與度等多個方面都有提升，尤其是學生對知識的應用和解決問題的能力增長較為明顯。此外，專業課教師還需要不斷實踐更有效的教學方法，開發更多信息化的教學資源，探索更合理的考核方式，為其他課程的優質建設提供一定的借鑒。

[參考文獻]

[1]林穎賢，浦云明.基于OBE 理念的數據庫原理課程混合式教學模式[J].計算機教育，2020（7）：62-65.

[2]王煉紅，周莉，陳潔平，等.采用“慕課+雨課堂”方式的信號與系統混合式教學改革與實踐[J].教育教學論壇，2020（16）：178-179.

[3]李晶晶.OBE理念下應用型高校《信號與線性系統》課程改革與實踐[J].科技資訊，2019（25）：125-126.

[3]劉斌.基于在線課程的混合式教學設計與實踐探索[J].中國教育信息化，2016（11）：81-84.

[4]于華楠.“互聯網+多層次”視角下“信號與系統”課程案例教學模式研究[J].無線互聯科技，2020（5）：30-32.

（編輯 傅金睿）