“五位一體”融合式教學初探
——以“通信原理”課程為例

吳韶波，李學華，楊 瑋，陳 碩

（北京信息科技大學 信息與通信工程學院，北京 100101）

0 引 言

受突如其來的全球范圍的疫情影響，教學方式由傳統的線下教學大規模轉移到線上。高等教育正在經歷巨大的變革，在線教學、混合式教學成為“新常態”。教學方式、教學關系不斷升級，發展為“人人（Who）”“時時（When）”“處處（Where）”皆可開展學習的新教育形態。課堂由傳統的教師、學生、課程構成的三維結構逐漸轉變為新的四維結構，即學生、數字化學習環境、數字化學習資源和教學支持服務[1]。

“通信原理”課程作為信息類專業的核心課和考研課，是從基礎到專業、理論到應用的銜接橋梁[2-4]。針對應用型本科人才培養宗旨開展學情分析，確立課程目標要求，落實OBE 理念，在線上線下混合式教學中開展初步探索，打造科教融合、信息技術融合、多維評價融合、教學資源融合和虛實融合的“五位一體”融合教學模式，教學創新效果顯著。

1 教學設計整體思路

1.1 落實OBE 理念，分析學情明確目標

“通信原理”課程講授現代通信系統的基本理論、關鍵技術與系統分析方法，結合技術的發展研討其典型應用[5-7]，具有較強的系統性、理論性和實踐性，內容知識點繁多，概念和公式抽象，數理基礎相對薄弱的學生感覺學習難度較大。應用型本科院校的學生具有學習能力參差不齊的特點。“通信原理”課程的授課對象是大三學生，已經具有一定的專業知識儲備，由于面臨就業或進一步深造，開始關注相關行業發展，這對在課程教學中做到理論知識與實踐應用的結合提出了更高的要求，需要突出學以致用。

1.2 以“問題”為導向，授人以漁

秉持“通古今之變，識舊物而言新”的理念，結合高素質應用型人才培養定位，將通信系統中調制、編碼、傳輸等核心內容，按照“發現-分析-解決”問題的思路進行組織，突出經典的傳承，培養科學思維；以5G前沿創新內容為拓展，培養創新思維；融入華為事件、毫米波通信國際標準、5G編碼標準之爭等熱點素材，力求激發學生敢于創造、努力探索的精神，幫助學生專業成才和精神成人。

1.3 初心不忘，建設全程化教學資源包

歷經20 年，課程組建設了覆蓋課前預習、課中精學、課后鞏固及拓展等全過程的教學資源包，包括《通信原理簡明教程》新形態立體化教材以及“學習指導”“重難點教學視頻”“PPT 語音課件”“總結反饋課件”“研討拓展課”等。進一步完善實踐教學資源，開發虛實結合的新實驗項目，在硬件設備上訓練原理的工程化應用，在虛擬仿真平臺上培訓復雜環境下的應用能力。

1.4 全程化“五位一體”融合，打造優質教學生態

隨著網絡技術發展的突飛猛進，學生獲取知識的來源正打破時間和空間的約束。通過實施融合科教、信息技術、教學資源多層次立體化的虛實結合實踐教學體系以及多維度評價融合的“五位一體”融合式全程化教學設計，建設線上線下“立體化”教學資源，包括“新形態”教材、“全程化”多媒體課件，并將課程思政貫穿始終，構建了“暢銷教材+特色在線課+線下教學+多維度過程評價”的優質混合式教學生態，有力推動了以學生為中心的“課堂革命”。

1.5 細化量規，注重多維度過程評價

緊密地圍繞課程目標，對各個維度的評價內容精準組織，細致設計所評價的各個環節，并選用科學、合理的實施手段。智慧教學工具（雨課堂、學習通和課堂派等）的使用，為多維度過程評價提供了方便，包括課程反饋、在線答疑、調查問卷、隨堂練習、投票，以及章節學習時長、反芻率、成績分布等數據的統計。通過師與生、生與生之間的多維度評價，使教師能夠及時優化教學設計，學生能夠積極配合教學實施，從而實現持續改進；通過教學反饋與總結環節還能調動學生參與過程評價的積極性，提高其再接再厲獲取知識的意愿。

2 線上教學設計

突如其來的新冠疫情給高等教育的教與學帶來了新的挑戰和機遇。在整個學期里均以在線方式完成教與學活動的高校師生數量史無前例之多，充分利用在線教學平臺和MOOC資源開展混合式教學，采取有效措施力爭達到“保證在線學習與線下課堂教學質量實質等效”的要求[8]。

2.1 教學平臺

鑒于學生分布在全國各地，課程組教師從開學前就開始著手建立課程管理微信群，包括主講教師、學生班長和教務老師；建立課程團隊微信群，包括主講老師和學生助教；在線授課平臺使用超星“學習通”。

2.2 教學實施過程

2.2.1 課前

開課前一周，向全體同學發布“開課公告”，對教學平臺、教學方式、教材電子版等進行詳細說明。每周上課前發布 “學習指導”，對本周內容（包括知識目標、重點、難點）、學習方法、課后任務要求以及下一周學習準備進行指導。

2.2.2 課中

考慮到直播對于網絡質量要求較高，課程采取了教師指導下的基于教學資源的自主學習模式。每周的任務視頻點除了課程內容的重要知識點，還專門錄制了語音授課課件和學習總結反饋視頻，以“資源包”的形式提供。結合每周課前下發的學習指導，學生可以在一周中進行自主學習，根據自己需要反復學習。在上課時間會通過騰訊會議開展與同學的互動，解答疑問，提出問題加深理解，進行知識點測驗等。

2.2.3 課后

課后作業不僅包括書后的作業題，還有活動任務，對本周課程知識點總結并提出疑問或擴展問題，以便老師及時掌握學習效果。教師對作業采用電子批閱，全程留痕，在下一周的“資源包”中進行任務、測試和互動情況的總結，對學生存在的疑問進行清倉解決，并定期開展習題課來解答作業中的問題。

2.3 實施效果

與教師不易控制學生學習節奏的直播教學不同，本課程線上學習采用自主進行，由教師在上課時間進行線上的輕量翻轉，對學生的評價數據通過平臺數據和作業、問卷、測驗等多方面獲得。每次課后，學生在線上提交對本次課程的收獲及疑問，計入平時成績，教師匯總分析后進行課堂點評或組織研討，并根據反饋優化后續教學設計。線上教學已被學生逐漸接受，并體現出相對于線下教學的優勢，如資源包可以反復學習，網絡互動答疑隨時隨地等。對于教師來說，亦開始適應角色的轉變，從以往單純的知識傳授者轉變為課程資源的開發者、教學過程的設計者、學生學習的引導者以及學習過程的支持者等[9]。

教學調查顯示，學生反映教學效果良好，認為在教師指導下采用基于“全程化資源包”的自主學習模式可以彈性學習，反復學習，而且對家里的網絡要求降低，尤其解決了身處偏遠地區學生的上網難問題。在學院開展的“在線教學現狀”調查中，本課程是學生目前覺得體驗最好、最認可的課程之一?；诤笈_數據評測，本課程被教育部電工電子教學指導委員會和超星平臺作為“示范教學包”在全國推廣。

3 線上線下混合式教學設計

當學生回歸線下課堂，課程教學改革依然在路上。在前期線上教學的基礎上，將學生的學習資源從紙質教材拓展到線上線下的多種媒體，將課程的時間尺度從傳統的教室講授擴展到課前和課后，空間尺度則從授課的教室拓展到了學生宿舍、圖書館、研討室等，以激發學習興趣、促進主動學習為目的，全方位、多手段實現線上線下混合式教學[10]。

3.1 教學過程及手段

3.1.1 一課一得，精選教學內容

想要對教學效果“做加法”，需要在課堂教學中“做減法”。首先，篩選出線上資源中的重難點知識，在學生自學后，由教師進行精講；再進一步提升難度，學生經分組討論，找出解決方案進行翻轉講解，教師進行講評，幫助學生自主發現各知識點之間的內在聯系，從而建立正確而完整的知識體系。由此，通過線上的自學將所有學生的聽課基礎進行補齊，進一步提升學生的聽課興趣。課前自學內容和要求不宜太多太高，應與課堂學習內容互補而不是重復，避免學生注意力分散。讓學生能一課一得，課程“值得學”“學得懂”。

3.1.2 “五位一體”閉環式教學設計

把以教學目標為主的靜態的“課”與以教學設計實施為主的動態的“程”相融合，利用信息化手段突破時間和空間的約束，實施“五位一體”融合閉環式教學設計。與純線上教學相比，最大的不同在于課中，課堂講授融入科研課題案例，并選擇信噪比分析、無串擾傳輸等重難點開展研討；引入數字調制技術的更新與發展等拓展內容，布置仿真和調研任務；隨堂會有測試和互動討論。通過師生、生生之間的多維度評價，及時優化教學設計與實施。

3.1.3 學以致用，突出虛實結合、理論與實踐統一

以學生發展為中心，課堂與實驗室同步，通過科產教融合，提煉實際應用案例，借助軟件無線電等技術，設計實現一個實用的通信系統或者分析一個實際存在的干擾問題，加強培養學生對通信系統進行建模分析、計算仿真和設計的能力。以5G 通信、衛星通信的基本原理和應用為背景，開設多樣化虛實結合的實驗項目，有效地激發學習興趣，在硬件設備上訓練通信基本原理的工程化應用能力，在虛擬仿真平臺上強化復雜通信系統分析和設計能力。

3.2 效果評價

通過近3 年的課程教學發現：（1）教學中教師在注重自身“教”的能力提升的同時，需要更多地關注學生“學”的過程與“學”的成效，從而落實和深化以學生為中心的教育理念。（2）對于學習自主性不強、學習意愿不高的學生來說，由于缺乏同伴的群體氛圍，純線上教學的約束力和感染力遠不如線下的現場課堂，線下的小組研討仍然有學生搭車的現象，因此對此類學生群體需有針對性地組織教學指導和互動活動，加以激勵。（3）“五位一體”融合式全程化教學設計可以有效激發學生主動學習的欲望，培養其自主學習知識的能力，提高學生的工程創新意識和動手實踐能力。

4 結 語

本課程通過線上線下混合、理論與實踐結合、虛實融合實踐等一系列手段，極大地激發了學生學習課程的熱情，主動學習的意識得到提升，收到良好的教學效果。本課程也于2019 年入選北京高校優質本科課程，2020 年入選首批國家級線上線下混合式一流本科課程，2020 年入選北京高校優質本科教材課件（重點），在國內同行中產生積極輻射影響。