融入思政元素的信號與系統混合式教學模式研究

易迎彥 陶 珺 郜洪云 胡昌奎

（武漢理工大學理學院物理系 湖北·武漢 430070）

信號與系統是電子信息、通信工程、電子科學與技術等專業的一門重要的專業基礎課，也是理工科其它相關專業的主干課程。課程內容理論性強，抽象難以理解，涉及的計算煩瑣。以MOOC模式開展“微課視頻”和“面授教學”相融合的混合教學模式，有利于調動學生主動學習的積極性，活躍師生間雙向互動[1]。本文主要研究在“信號與系統”的教學過程中，如何有效地將基于MOOC的“翻轉課堂”模式和現有教學模式進行結合，重新整合課程內容和體系，以網絡課堂為平臺，始終貫穿微課程、計算機仿真和創新實驗教學為主要教學手段，實現“信號與系統”教學效果和質量的提高，從而達到為社會培養具有創新思維和能力和具有較強競爭力的新型創造性人才。混合式教學模塊主要分為在線模塊和課堂面對面交流模塊，如圖1所示。

圖1：總體技術路線

信號與線性系統理論課程不僅是信號傳輸、控制和處理類系列課程的理論基礎，而且作為公共基礎課程和專業課程的橋梁，它的成功開展不僅關乎本科生從公共基礎課程到專業課程的順利轉換，更是學生后續專業課程的基礎，因此本文針對信號與線性系統課程的這一特點，嚴格制定了一整套教學體系和內容，由淺入深、承前啟后、深入淺出地引導學生系統地完成在線學習、面對面課堂交流、和一對一網絡答疑和指導，為后續其他課程奠定扎實的理論基礎。

1 在線模塊

1.1 理論在線模塊

任課教師在明確具體的教學任務和教學時間后，必須及時通過網絡平臺上傳相關的教學PPT、微視頻和微課件、習題和作業、階段任務等，以及相關的最新科研、科技資料和視頻，供已選課的學生提前下載和了解課程內容的相關資料，為即將開始的教學環節做好準備。

進入教學環節后，學生利用課外時間完成相關資料的下載、學習和完成作業，并通過網絡平臺和教師進行一對一交流，及時將信息反饋給教師，教師不僅要通過網絡平臺監督學生的學習，而且根據學生的反饋情況制定面對面課堂討論內容。

1.2 實驗在線模塊

任課教師必須提前通過網絡平臺上傳相關的實驗內容、實驗仿真和三維動畫、思考題等，學生則利用課外時間完成相關資料的下載、學習和思考題，并通過網絡平臺和教師進行一對一交流，及時將信息反饋給教師，教師則通過網絡平臺監督學生的學習情況，而且根據學生的反饋制定面對面課堂討論內容。

1.3 專題研討課在線模塊

教學中對重點和難點知識點增加研討課。這一教學形式，以學生為主體，充分發揮其創造力和團隊協作能力。任課教師在課程開始之前通過網絡課堂將研討課任務書、研討課分組說明等資料及時上傳，學生則利用課外時間完成相關資料的下載、研討課課題的調研、設計及課程展示PPT的制作，并通過網絡平臺和教師進行一對一交流，及時將信息反饋給教師，教師則通過網絡平臺監督學生的學習情況，而且根據學生的反饋確定面對面課堂展示內容的時間。

2 面對面模塊

2.1 理論教學面對面課堂交流模塊

經過前期的在線學習和交流后，課堂時間則完全是開放式的討論和互動，教師對學生的問題進行解惑答疑，學生則是將自己的學習成果展示給教師，并和教師討論進展情況。最后教師根據每個學生的成果展示和交流，對每個學生進行評測。

課堂交流結束后，教師根據面對面交流情況及時制定下一次的階段任務，并通過網絡課堂發布階段任務和更新教學資料和視頻。每周的信號與線性系統在線和面對面教學結束后，教師和學生則進入信號與線性系統實驗的在線和面對面操作模塊。

這樣先學習后討論的靈活教學模式，即“翻轉課堂”的教學方式，可以讓學生根據自身的時間合理安排學習計劃，大大調動了學生的學習主動性。以知識點為模塊的MOOC視頻和微課件，可以讓學生系統掌握每個知識點。網絡平臺的應用可以讓學習和教師的教學打破時間和空間的限制，學生可以隨時隨地學習和交流，避免課堂時間是教師一個人表演的傳統模式，有助于提高教學質量和效果。

2.2 實驗教學面對面課堂交流模塊

經過前期的在線學習和交流，信號與線性系統實驗時間則是以學生為主的實驗操作和演示環節，在過程中，教師對學生的問題進行解惑，并和學生進行交流，最后教師根據每個學生的操作和討論情況，讓學生嘗試更進一步的創新實驗探索，并對每個學生進行評測。

課堂交流結束后，教師根據面對面交流情況，及時發布階段任務并對學生的實驗總結報告進行評閱。每次信號與線性系統實驗在線和面對面教學結束后，教師和學生則進入下一階段的在線和面對面操作模塊。這樣理論和實驗相結合的教學模式更容易被學生接受，可以大大調動學生的積極性，提高教學效果。

2.3 專題研討課面對面課堂交流模塊

研討課以分組答辯的形式對課程的某些知識點或拓展的知識進行討論。將學生利用課外時間完成的研討課題的設計方案及課程展示PPT，在課堂上進行展示。課堂變成了學生們發揮聰明才智的舞臺[2]。在這一環節中教師作為主導，把握研討的內容，并對學生討論時遇到的疑問和錯誤及時進行講解。通過這種形式，不僅能充分發揮學生的創造力和團隊協作能力，而且充分調動了學生的學習熱情，同時也能夠使教師掌握學生的學習狀況，并從學生的辯論中學到知識，與學生進行深入互動。

3 融入課程思政元素，將立德樹人貫徹到課堂教學

在在線模塊的網絡平臺上提供科學家故事欄目和最新研究成果，通過價值熏陶做到思政育人。而在理論面對面環節通過思政與課程知識點的融合，內化于心、外化于行，比如在講授以科學家（如傅里葉、拉普拉斯、吉伯斯和奈奎斯特等）命名的知識點時，講述科學家故事，講授科學探索思維過程，讓學生感知問題的提出和思考過程，提高學生的認知水平。引導學生樹立不怕困難、勇于探索的科學精神和精益求精的工匠精神，提升學生學習興趣和熱情。例如在介紹傅里葉變換在通信系統中的應用時，移動通信的5G技術標準是華為制定的，但華為卻遭到美國封殺，在課堂上探討這些事情，培養學生的家國情懷和使命擔當[3]。

4 結束語

本文介紹了混合式教學模式在信號與系統課程教學中的具體實施方案，并將思政元素融入到線上和線下的教學過程中，采用這種教學模式，不僅可以提交學生學習的主動性以及自主學習的能量，而且可以使知識性與思想性相統一，將教書與育人相統一。