“對分課堂+翻轉課堂”教學模式在課程教學中的應用

金堃　閆文君　莊遲蕾　于柯遠　孫雪麗

［摘 要］隨著“以學生為中心”的教學理念逐步深入教學一線，發揮學生學習主動性、提高課堂活躍度成為教師進行課程教學設計的目標之一。對分課堂將一半的課堂時間分配給學生，融合了講授法和討論法的優點，在提升學生積極性方面有顯著效果；翻轉課堂將課外學生自學與課堂師生互動相結合，在發揮學生自主能動性方面具有得天獨厚的優勢，兩種模式的結合對學習資源豐富的基礎類課程具有很強的適用性。文章主要討論“對分課堂+翻轉課堂”模式在信號與系統課程中的應用研究。

［關鍵詞］對分課堂；翻轉課堂；課堂設計；信號與系統

［中圖分類號］G642.3［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）05-0078-04

隨著教育理念的深度探索與實踐，我國本科教育逐漸形成了“以學生為中心”的高校課程建設理念。如何在授課中發揮學生的主體作用、提高學生的課堂參與度，是提升授課質效、打造一流課程需考慮的問題。對分課堂結合了講授式課堂與討論式課堂的優點，而翻轉課堂將學習過程打亂重建，引導學生在課下對知識點進行自學，而在課上進行師生交互和答疑解惑，兩種模式的結合在信號與系統此類理論性強、背景深厚的基礎類課程學習中具有實踐的空間和可能。

一、研究背景與現狀

（一）對分課堂概述

對分課堂是一種課堂教學改革新模式。在授課安排上，將課時對分，增加學生學習的自由度和討論時長，以此實現學生的交互式學習。留給學生充足的自主學習時間，增強學生對知識點的內化吸收。而在考核方式上降低終結性考核的比例，以過程性評價為主要依據。在課堂的時間安排上主要有三個環節，分別為講授（Presentation）、內化吸收（Assimilation）和討論（Discussion）。

目前，對分課堂已被應用于大學英語、思想政治、大學語文等公共基礎課程教學，在增強教學吸引力、促進學生個性發展、強化學生批判性思維方面頗有成效[1-2]。除了在基礎課程中的應用，對分課堂教學模式在專業背景課如計算機網絡、微生物學、建筑裝飾材料等課堂教學中也有廣泛的實踐 [3-4]。通過將對分課堂融入課程教學，達到了增強學生學習積極性、提高學生學習主動性、建立良好的師生與生生關系等效果。

（二）翻轉課堂概述

翻轉課堂的核心是改革傳統的講授方式，將學習的主動權交還給學生。在這種模式下，教師不再占用課堂時間進行基礎知識講解，而是提前將相關內容以視頻、課件等形式發布給學生。學生可以在課下自主學習這些內容，從而為課堂討論和項目實踐騰出更多時間。翻轉課堂作為一種創新性的教學模式，有利于提高學生的學習興趣和綜合素質，有助于推進教育改革。

近年來，翻轉課堂的模式也被廣泛應用于各種課程教學中，包括教育學、英語、體育等課程，而在信號與系統課程教學中也有先例，如武漢大學的信號與系統課程就嘗試采用翻轉課堂來組織教學活動，結合電力系統工程案例進行講解，效果顯著[5]。

二、信號與系統課程介紹與課堂教學現狀

信號與系統課程開設于電子信息類專業本科階段，是學生獲得信號與系統基本理論和技能、掌握信號與系統的相關分析方法的一門專業基礎課程。該課程以二戰中的通信、雷達、控制等軍事應用為背景，講解沖激函數、卷積、傅里葉變換、拉普拉斯變換、反饋系統分析等內容。隨著計算機技術的快速發展，數字信號的應用愈加廣泛，因而在課程內容中逐步加入了離散信號和離散系統的分析與講解，形成了現代信號與系統課程的基本框架。同時，信號與系統課程的分析方法被廣泛應用于許多領域和學科，例如電子、計算機、語音和圖像處理、通信、自動控制、導航定位等。可以說信號與系統課程正是從實踐中來，再到實踐中去，各種概念和計算方法層出不窮但又相互關聯、層層遞進。此外，該課程俗稱無線電數學，與數學有著緊密的關系，表現為書上公式多、課下習題也多。可見，該課程具有點多面廣、系統性強、理論性強的特點。在教學的過程中，如果只采用講授法，部分學生很容易產生畏難情緒，進而影響教學效果。對分課堂教學模式在激發學生學習熱情方面具有天然的優勢，故課程組在教學中逐步采用對分課堂教學模式，經過幾個學期的實踐，加深了對該教學模式的理解，也形成了一些思考。

海軍航空大學的信號與系統課程授課學時為60學時，包括理論授課50學時和實驗課10學時。教材方面，選用學校自編教材《信號系統與控制》和配套的實驗教材《信號與系統實驗》。每周安排2～3次授課，每次課為兩節，每節課45分鐘。

目前，課程教學仍以傳統課堂教學模式為主，課堂授課主要以教師為中心，學生在課堂中較為被動，缺乏主動性。在課堂上，教師通常是知識的傳遞者，學生則是接收者，這種單向傳遞的方式不利于培養學生的創新能力和思維能力。在授課進度上教師緊跟課程教學計劃，在一定程度上導致部分學生的個性化需求得不到滿足。對于重難點知識，教師需要花費大量時間進行講解，使得用于自主學習和課堂討論的時間相對減少，從而影響課堂教學效果。

總之，傳統課堂教學模式雖然在一定程度上保證了知識的傳授，但在培養學生的創新能力、思維能力和實踐能力方面存在一定弊端。因此，有必要對傳統課堂教學模式進行改革，探索更加有效的教學方法。

三、“對分課堂+翻轉課堂”教學模式設計

課程組在實際授課中采用對分課堂教學模式，將學生通過自學和討論就能解決的問題放在討論環節，在授課環節中著重講解課程重點以及難點內容，整體的教學設計以便于學生內化吸收為核心。將授課與討論分離，給予學生充足的時間掌握課程知識，調動學生學習的主動性，提高學生學習效率。經過教師講授、課后學習、分組討論三個環節的開展，學生的主體作用得以體現，授課質量得以保證。對分課堂教學模式的實施使學生課上知識學習的時間有所減少，而翻轉課堂的應用正好彌補這一不足。在實施中主要通過“慕課+教材+作業”的形式來使學生提前掌握課程的重點內容，避免出現學生在課堂授課過程中參與感不強的問題。

整體教學模式可以總結為以下幾個環節：

課前學習。每次課前，教師需要提前給出本次課的學習大綱及參考資料，引導學生自學，并布置需要學生完成的主要任務，幫助學生有針對性地開展學習。

課上講授。課上，教師可根據學生自學情況，決定是否需串講重難點知識，一是通過師生互動進一步掌握學生自學情況，二是布置課堂主要任務，即接下來的討論要點，避免學生偏離主題。

討論匯報。討論匯報是學生在課堂上展示學習效果的主要環節，主要分為學習情況匯報及問題討論解決兩個部分。在組織課堂教學的過程中，教師需要提前了解學生可能提出的問題，以便在課上答疑解惑。學生可在課上提出通過課前自學發現的難以解決的問題，由其他同學嘗試回答，通過這種方式加強生生之間的互動。

知識總結。課程中的難點不一定與重點重合，因此需要將學生未提及的，但對課程體系較為重要的知識點進行總結和回顧，教師需要注意學生對知識點的前后銜接是否了解，引導學生如有問題可及時通過思維導圖、綜合性練習的方式來解決。

課后提升。基于課程特點，在前述環節結束后，學生還需要進行大量的練習來進一步掌握問題的解決方法。教師可以利用線上線下的多種資源，引導學生開展練習和測試，并及時記錄和反饋，針對問題較多的環節，要加強教學，并重點關注學習中存在困難的學生。

通過以上幾個環節實現了“對分課堂+翻轉課堂”的有機結合，對學生的考核也由單一的“作業+考試”轉變為“討論成績+線上成績+線下成績+考試”的多元評價方法。該教學模式旨在引導學生自主學習，在一定程度上對教師的課堂組織能力和引導能力提出了更高的要求。

四、“對分課堂+翻轉課堂”教學模式在具體課例中的實踐

2023—2024學年，課程組在電子信息專業班級中首次嘗試實施“對分課堂+翻轉課堂”教學模式，該班級共15名學生，分為5組，每組3人。以系統的穩定性分析部分的知識點為例，將“對分課堂+翻轉課堂”教學模式嘗試應用于課堂教學。

課堂授課需用2個學時。系統的穩定性分析知識點教學以連續系統的時域分析為基礎，從工程的角度分析系統的相關性能。授課重點內容為勞斯穩定判據，難點在于兩種特殊情況下的處理。本次授課的整體安排可以劃分為以下幾點：

課前資源發布。在課前，教師將本節課的學習目標和知識大綱下發給學生，給定學習資料范圍，包括紙質資料和線上資料，布置需要學生解決的主要問題，由學生開展自學。

課上重點內容強調。課上的教學環節安排采用重點內容學生討論解決、難點內容教師精講的方式，隨后教師進行任務布置、教學組織、課內討論。在進行系統穩定性分析時會出現兩種特殊情況，授課時教師需先向學生進行講解，然后學生再開展后續互動和討論。

課上討論吸收。按照分組情況，各小組匯總成員在自學過程中遇到的問題，并嘗試給出答案。教師針對穩定性判斷依據、勞斯表的列寫方式等重點內容教學中存在的問題進行解答，給學生布置穩定的概念、充要條件和具體系統穩定性等內容的練習題，使學生實現內化吸收。

課上知識總結回顧。在學生完成具體知識內容的學習后，需要對本節課的知識脈絡進行梳理，告知學生在信號與系統課程中，系統的穩定性分析是一個重要的內容。它可以幫助工程師理解系統的動態行為，例如系統是如何響應輸入信號的、系統是否存在振蕩等。同時，在控制系統設計中，穩定性是一個重要的設計要求，只有穩定的系統才能保證控制效果的穩定性，否則控制系統將無法正常工作等。通過這種方式來幫助學生建立對系統穩定性整體概念和應用的理解。

課后測試提升。在課后布置相關測試題，請學生自己對測試題進行修改后，再進行進一步的討論，最終得出結論，通過這種方式使學生真正掌握知識點。

通過本次課程的學習，學生能較好地實現教學目標，可以闡述系統穩定的概念并對實際系統的穩定性進行辨析，能深入理解穩定的充要條件，分析出穩定的充要條件與勞斯穩定判據之間的邏輯關系。通過課堂討論能找出本節知識點的重點內容——勞斯表的列寫，并提出問題：當表中元素出現零值或全為零時，該如何處理？在課堂講授環節，教師將難點問題進行精講，最終通過測試了解學生對知識點的掌握情況。在課后小測中，學生平均成績達90分，而在期末考試中該知識點的得分率達93%，學習效果較為顯著。通過課堂討論和內化吸收環節，學生的自學能力得到了鍛煉。

五、結語

針對已經具有獨立思考能力和自學能力的大學生而言，“對分課堂+翻轉課堂”教學模式能喚起學生主動求知的欲望、強化學生在課堂中的主體地位。本次教學實踐充分發揮了“對分課堂和翻轉課堂”教學模式的優勢，獲得了良好的教學效果。但需要注意的是，在實踐過程中，這種教學模式也暴露出了一些問題，比如部分學生往往存在過度關注某個知識點而忽略整個課程體系知識結構的問題，因此在課程教學中，教師需要加入對知識框架體系的講解。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 趙婉莉， 南嬌鵬. 大學英語“對分課堂”教學模式的實踐與探索[J]. 陜西教育（高教），2016（5）：40.

[2] 李建鐵. 基于“對分課堂”創新思想政治理論課教學研究[J]. 教育觀察（上半月），2015，4（8）：93-95.

[3] 丁亞飛. 對分課堂在計算機網絡課程中的應用研究[J]. 信息記錄材料， 2017， 18（3）：97-98.

[4] 劉明秋.“對分課堂”教學模式在微生物學教學中的應用[J]. 微生物學通報， 2016， 43（4）：730-734.

[5] 王靜，張慧，崔雪.基于翻轉課堂“信號與系統”案例教學探討[J].電氣電子教學學報，2019，41（1）：87-90.

［責任編輯：蘇祎穎］