基于成果導向的信號與系統(tǒng)課程混合式教學模式探索與實踐

高雪飛 朱開宇

摘? 要? 對于工科專業(yè)，培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞膹秃闲凸こ碳夹g人才是新工科建設和課程思政建設的共同目標，成果導向教育是有利于實現(xiàn)此目標的一種先進的工程教育理念。電子信息類的學科基礎課信號與系統(tǒng)因自身的課程特點，在以成果為導向開展教學時遇到一定的困境，為突破這些困境，對基于成果導向的線上線下混合式教學模式進行探索和實踐。

關鍵詞? 信號與系統(tǒng)；課程思政；成果導向教育；混合式教學

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）09-0094-03

0? 引言

目前，成果導向教育（Outcome-Based Educa-tion，OBE）已成為我國高校教育改革的主流理念之一。成果導向教育是指以最終的學習成果為導向進行教學設計，開展教學活動，最終學習成果既是成果導向教育的終點，也是其起點[1]。

習近平總書記在中央人才工作會議上強調(diào)：當前，我國進入了全面建設社會主義現(xiàn)代化國家、向第二個百年奮斗目標進軍的新征程，我們比歷史上任何時期都更加接近實現(xiàn)中華民族偉大復興的宏偉目標，也比歷史上任何時期都更加渴求人才[2]。為了適應新時代新形勢下的人才需求，國家正在加快推進新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科建設，并全面加強高校課程思政建設，二者是統(tǒng)一于立德樹人的總體教育目標的。對于工科專業(yè)來講，要著力培養(yǎng)政治信仰堅定、勇?lián)鐣熑?、胸懷家國未來，具有寬厚的知識基礎、更強的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、良好的職業(yè)道德素養(yǎng)、跨界視野和交叉整合能力的高素質(zhì)工程技術人才[3]。因此，工科專業(yè)應以培養(yǎng)如上所述德才兼?zhèn)涞膹秃闲凸こ碳夹g人才作為人才培養(yǎng)的最終成果，以此為導向進行課程建設，開展教學。

1? 信號與系統(tǒng)課程以成果為導向開展教學時遇到的困境

信號與系統(tǒng)課程是電子信息類專業(yè)的學科基礎課程，在本科教學中起著承前啟后的重要作用，前導課程包括高等數(shù)學、復變函數(shù)與積分變換、電路等，而以它為基礎的后續(xù)課程包括通信原理、數(shù)字信號處理和移動通信等。因此，信號與系統(tǒng)課程是學生進入信號處理領域和通信領域的敲門磚，是學生專業(yè)素養(yǎng)的培育起點。

因為課程本身的特點，在以成果為導向開展教學時遇到一定的困境：1）課程內(nèi)容較多，且涉及大量前導課程知識，但學時有限，使得教學時間安排緊張，不利于拓寬知識面，開闊視野；2）課程內(nèi)容較為抽象，學生不易理解，對知識的掌握不夠扎實；3）課程內(nèi)容偏重理論和公式，在思政元素的挖掘和融入上有一定難度；4）課程內(nèi)容主要是信號與系統(tǒng)分析的基礎理論和方法，和實際應用聯(lián)系不夠密切，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和學科交叉整合能力。

2? 基于成果導向的混合式教學模式的目標達成策略

2.1? 逆向設計，持續(xù)改進

按照逆向思維進行課程教學體系的設計，如圖1所示。以人才培養(yǎng)目標為導向確定課程教學目標，課程教學目標包括知識目標、能力目標和價值目標；以課程教學目標為導向設計教學環(huán)節(jié)的各組成要素，包括教學內(nèi)容、教學資源、思政素材、教學環(huán)境、教學活動、教學方法和評價方法；然后實施教學，完成教學過程后，利用評價方法進行教學效果評估，根據(jù)評估結果，持續(xù)改進、形成閉環(huán)。

2.2? 線上+線下立體化教學

采用“線上（SPOC、MOOC、其他網(wǎng)絡資源）+線下（板書、多媒體、仿真）”的混合式教學模式。SPOC采用超星泛雅網(wǎng)絡教學平臺，完成課前前導課程知識點的復習、拓展知識準備、討論、測驗，課上簽到、測驗、問卷、選人回答，課后全面復習、知識點復習、章節(jié)測驗、作業(yè)、討論、拓展知識學習。選用優(yōu)質(zhì)的信號與系統(tǒng)MOOC，作為同課異構學習資源，學生可感受不同的教學思路和教學風格，觸發(fā)對知識的深入領會和思考。充分引用其他網(wǎng)絡資源用于對知識點的解構、深化和拓展。線下完成主要內(nèi)容教學、典型習題精講、程序仿真、小組任務、小組討論等，實現(xiàn)教學內(nèi)容的立體化。線上線下教學資源融合使用，按照課前、課堂、課后三個階段組織實施，線下課堂和線上網(wǎng)絡教學間無縫切換，實現(xiàn)教學環(huán)境的立體化。成果導向教學強調(diào)以學生為中心，主題豐富、形式多樣的課程資源可滿足不同層次學生的學習需求，學生可根據(jù)自身情況自主學習，從而能夠分層異步、梯次漸進地教學，實現(xiàn)教學過程的立體化。

2.3? 教學內(nèi)容形象化

在線上線下教學中大量引入演示動畫、程序和科教視頻，將深奧、抽象、枯燥的理論和公式以直觀、形象、生動的形式展示給學生，一方面增強學習的趣味性，提高課堂吸引力；另一方面化解學習難點，幫助學生理解和掌握知識。

2.4? 緊密聯(lián)系應用與前沿

教學內(nèi)容既要充分融入生活和工程應用實例，也要充分拓展前沿性、時代性的知識，引導學生從理論知識逐漸拓展到實際應用和學科前沿，提高學生對專業(yè)學習的認同感和關注度，激發(fā)學生的學習動力和專業(yè)志趣，從而引導他們在專業(yè)領域繼續(xù)深入學習和積極探索創(chuàng)新。

2.5? 思政融入打破時空壁壘

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)：要運用新媒體、新技術使工作活起來，推動思想政治工作傳統(tǒng)優(yōu)勢同信息技術高度融合，增強時代感和吸引力[4]。專業(yè)教學中的思政融入也要利用互聯(lián)網(wǎng)，廣泛運用新媒體、新技術，因此，思政融入要突破時空限制，在時間上從課上延伸到課下，在空間上從線下延伸到線上。深挖、細挖教學內(nèi)容的各知識點中所蘊含的思政元素，建立教學內(nèi)容與思政融入映射關系表，細化線上線下思政教學從整體架構到設計實施的各個步驟，開拓思路，優(yōu)化思政教學形式、創(chuàng)新思政教學方法，形成完整的線上線下思政教學體系，將思政融入貫穿課上課下、線上線下教學的各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)“專業(yè)+思政”同向同行、互為依托、相互促進、協(xié)同育人。

3? 基于成果導向的混合式教學模式的實施

3.1? 課程資源建設

按照形式劃分，課程資源包括PPT、視頻、動畫、網(wǎng)絡文章、期刊文獻、程序、PDF或者Word文檔等；按照類型分類，課程資源包括課件庫、課程視頻庫、習題庫、試題庫、程序庫、電子書庫、動畫庫、前導知識專輯、后續(xù)知識專輯、拓展知識專輯、文獻庫、小視頻庫、引用視頻庫。根據(jù)每個教學單元的內(nèi)容特點和教學目標統(tǒng)籌規(guī)劃、合理選取這些教學資源，并確定相應的組織關系和呈現(xiàn)方式，形成資源應用單元環(huán)境。線上按照課前、課中、課后的順序使用資源，用于課前準備和預習，課中隨堂練習，課后復習、延伸和拓展。線下對資源使用時，課堂講授時更注重插入視頻、動畫、程序仿真結果，以激發(fā)學習興趣、化解學習難度、深化對知識點的理解；實驗環(huán)節(jié)主要使用例程和參考文檔；小組任務則根據(jù)需要適當選用各種形式和主題的教學資源。

3.2? 課程思政建設

立足學科的理論、方法和視野，確定總體思政目標：“追尋科學家足跡：培養(yǎng)科學精神”“理論聯(lián)系實際：錘煉工程素養(yǎng)”“遷移知識內(nèi)涵：提升人文修養(yǎng)”“了解通信時事：激發(fā)愛國情懷”。思政元素的挖掘和融入以專業(yè)知識為切入點，因勢利導，充分細化。一方面通過探尋內(nèi)涵和遷移思考方式向內(nèi)挖掘思政元素，融入時由知識內(nèi)容引出思政內(nèi)容，思政內(nèi)容又進一步增進學生對知識內(nèi)容的理解；另一方面通過向外延伸，拓展知識點引出思政內(nèi)容，思政內(nèi)容又增加知識內(nèi)容的趣味性和應用性，開闊學生的視野。思政內(nèi)容與專業(yè)知識做到深度融合，建立生成性的內(nèi)在契合關系，同向同行、互相促進、形成合力。

3.3? 豐富教學內(nèi)容

在教學內(nèi)容中融入更多應用實例，根據(jù)教學環(huán)節(jié)和知識點的不同，融入各種深淺度不同的應用實例。課程引入環(huán)節(jié)融入應用實例以激發(fā)學習興趣。例如：利用微信發(fā)送圖片、語音、文字消息傳送相同信息的生活實例，引出消息、信息、信號概念的學習內(nèi)容；利用日常生活中對帶寬一詞的理解，引出帶寬的內(nèi)涵。在講授較為抽象的內(nèi)容時，融入應用實例用以化解學習難度。例如：用體重測量與記錄過程、手機中語音信號的變換過程來講解抽樣量化編碼過程；用磁帶放音的實例來說明信號的時域展縮和頻域展縮的關系。理論知識實際應用環(huán)節(jié)融入應用實例以讓學生認識到學習的意義和價值，增強學習的信念和信心。例如：利用奇偶分量分解來合成人臉，利用沖激響應和卷積實現(xiàn)變聲。

3.4? 創(chuàng)新教學活動

依托線上線下教學模式，踐行自主學習、探究學習、合作學習理念，開展討論發(fā)帖、小組任務等教學活動。線上討論發(fā)帖內(nèi)容包括知識點的總結比較，資料的查閱分析，知識、方法、思想的深入理解和思考等。小組任務可以包括文獻閱讀并制作匯報PPT，完成實例項目并錄制講解視頻等。在這些活動中，教師轉(zhuǎn)變?yōu)閷?，講授轉(zhuǎn)變?yōu)橹笇Ш徒ㄗh，學生在互相競爭與合作中感受到學習的快樂，激發(fā)學習的興趣和熱情，煥發(fā)內(nèi)在潛力，增強克服困難的毅力和深入學習的信心。同時，這些活動開闊了學生的視野，引導他們深入學習和思考，培養(yǎng)了他們將理論知識應用于實踐的能力和初步的科學研究能力。

3.5? 改革考核方式

教學設計和教學實施的目標是學生通過教育過程最后所取得的學習成果[1]。建立成果多元化考核方式，考查學生的總體學習產(chǎn)出，充分發(fā)揮課程考核的導向作用。

3.5.1? 考核過程全程化

將過程性考核貫穿于教學全過程，通過及時、即時考核，督促學生端正學習態(tài)度，增強學習效果，幫助教師實時掌握學生學習情況，進行教學反思，調(diào)整教學策略。

3.5.2? 考核內(nèi)容綜合化

在考核中，特別是在過程性考核中，豐富考核內(nèi)容?；谶m當?shù)目己朔绞?，考核?nèi)容從理論到應用、從知識到思維、從專業(yè)修養(yǎng)到人文思考，引導學生從理論學習到科學實踐、從知識探索到理性思辨、從專業(yè)素質(zhì)到人生目標和價值實現(xiàn)。

3.5.3? 考核形式多樣化

依托“線上+線下”教學，采取靈活多樣的考核形式，包括PPT或視頻觀看完成度、討論、課堂問答、測驗、作業(yè)、程序仿真、小組任務、實驗和考試等環(huán)節(jié)。

4? 結束語

成果導向型教育理念秉持以學生為中心、以學習成果為導向和持續(xù)改進三大原則[5]。通過期末對學生線上教學資源使用情況和考核結果進行的統(tǒng)計、分析與評價，以調(diào)查問卷、討論發(fā)帖形式獲得的學生對課程和教學質(zhì)量的評價與反饋，發(fā)現(xiàn)基于成果導向的線上線下混合式教學模式可以克服傳統(tǒng)教學模式遇到的困境，能夠更好地實現(xiàn)成果導向教學。

1）學習內(nèi)容和學習過程更為靈活，可以滿足學生不同階段的學習需求，實現(xiàn)差異化教學；教師與學生多渠道、高效互動，提高了學生學習的積極性和參與度；教師通過線上平臺數(shù)據(jù)，掌握每位學生的學習情況，有利于及時改變和調(diào)整教學內(nèi)容與教學方法。因此，和傳統(tǒng)線下模式相比，學生的中心地位更加凸顯。

2）實現(xiàn)多樣化教學資源的優(yōu)化整合，教學內(nèi)容更加豐富，從理論知識拓展到實際應用和學科前沿；過程考核環(huán)節(jié)更加多樣化，督促學生重視平時學習過程，注重學習內(nèi)容的鞏固和積累，使學生對知識的理解更加深入、透徹，掌握得更加扎實、牢固；課程思政元素的融入更加細化深入，貫穿課上課下、線上線下教學全過程。因此，能夠更好地踐行以學習成果為導向的教育理念，更好地落實立德樹人的根本任務，進而更有利于培養(yǎng)具有更加開闊的視野、更加寬厚的知識基礎、更強的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和交叉整合能力、良好的職業(yè)道德素養(yǎng)，政治信仰堅定、勇?lián)鐣熑?、胸懷家國未來的高素質(zhì)工程技術人才。

3）全程、綜合、多樣化的考核形式，便于教師及時掌握學生學習成果達成情況，進而對教學過程中各要素適時做出調(diào)整；線上教學通過利用適合的、良好的教學平臺更便于教學數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，進行同屆學生間的橫向?qū)Ρ群透鲗脤W生間的縱向?qū)Ρ取Ｒ虼?，以成果為導向的線上線下混合式教學模式更有助于進行教學的持續(xù)改進工作。

可見，基于成果導向的線上線下混合式教學模式的實施，能夠更好地踐行成果導向教育理念，有利于更全面地塑造學生，提高學生的綜合素質(zhì)，推進有理想、有擔當、有本領的工程技術人才的培養(yǎng)。

5? 參考文獻

[1] 李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革[J].高等工程教育研究，2014（2）：29-34，70.

[2] 習近平在中央人才工作會議上強調(diào)：深入實施新時代人才強國戰(zhàn)略? 加快建設世界重要人才中心和創(chuàng)新高地[N].人民日報，2021-9-29（1）.

[3] 吳林志.“四維度”新工科人才培養(yǎng)模式 構建與實施路徑研究[J].黑龍江高教研究，2022，40（8）：151-155.

[4] 習近平在全國高校思想政治工作會議上強調(diào)：把思想政治工作貫穿教育教學全過程開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面[N].人民日報，2016-12-09（1）.

[5] 黃金，韋芊含.基于OBE 理念的學生學習成果促進中心建設路徑研究[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè)，2022，35（8）：75-77.