《信号与系统》课程混合式教学改革的探索与实践

贾雅琼 凌云 谭瑾慧 王洁 李欣 王晓丽 任永梅

摘 要：介绍了《信号与系统》课程的重要性和课程改革的背景及必要性，以湖南工学院为例，从师资队伍的构成、教学方法的改革、课堂策划的改革、实践教学环节的改革和考核方式的改革等五个方面，介绍了《信号与系统》课程混合式教学改革的探索与实践。

关键词：信号与系统；混合式；教学改革；探索与实践

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）05-0100-02

Abstract： This paper introduced the importance of the "Signals and Systems" and the background and necessity of the reform. Taking Hunan Institute of Technology as an example， this paper made explorations and practice of blended teaching reform on "Signals and Systems" from five aspects of the composition of faculty， teaching method reform， classroom design reform， reform of practical teaching process， and evaluation method reform.

Keywords： signals and systems； blended teaching； teaching reform； explorations and practice

引言

隨着国家“双一流”战略的实施，各高等院校都在努力整合资源，争创一流。湖南工学院作为新升格的地方本科院校将自己定位为创建一流应用学院。要想创建一流应用学院必须实施人才培养方案改革，其总体目标是全面推进培养体系、课程结构、教学内容、实践教学环节、教学组织形式、教学运行机制和管理体制等各方面改革，而落脚点则是课程教学方法的改革。

《信号与系统》作为电子信息类核心专业基础课，它以高等数学、电路分析等课程为学习基础，具有很强的理论性和抽象性[1]。因该课程对数学要求较高且课堂教学也基本以数学推导或变换为主，学生学习起来很枯燥，提不起兴趣，课堂气氛也自然不会活跃[2]，同时该课程又是数字通信原理、通信电子线路、数字信号处理基础等重要专业课程的先修课程。为了创建一流应用学院，培养一流应用型通信电子方面人才，实施《信号与系统》课程教学改革刻不容缓。湖南工学院“电子信息工程专业主干课程教学团队”通过深入调研，结合自身实际，开展了《信号与系统》课程混合式教学改革工作。

一、师资队伍的构成

首先，打破一个课堂只由一个老师教学的约束，采用集中备课，合理分工的模式，每一章教学内容都要求所有老师现行试讲，每一章内容都遴选出教学效果最好的老师。其次，承担课堂教学的老师一般是双师型教师且职称结构要合理，能够体现出梯队培养。团队成员结构及分工如表1所示。

二、教学方法的改革

教学方法改革是整个课程改革的核心。在《信号与系统》的教学

方法上，本团队采用课堂教学和在线教学相结合的“翻转课堂”教学方法。一方面，团队成员通过总结之前几届学生在学习时存在的问题，制定出需要翻转的学习内容发给学生；另一方面，在超星泛雅的网络教学综合服务平台上，提供西安电子科技大学的《信号与系统》的视频教学资源给学生，积极调动学生的学习兴趣，开展以学生为主体的在线学习，把传统的教师课堂讲授过程翻转过来，让学生在课外时间完成针对知识点和概念的自主学习，课堂则变成教师与学生之间互动的场所，主要用于解答疑惑、汇报讨论，从而达到活跃课堂气氛、增加学生自主学习积极性的教学效果。混合式教学具体的构建框架见图1所示[3]。

三、课堂策划的改革

课堂策划改革是整个课程改革的重点。混合式教学的课堂教学内容与传统的课堂教学内容有很大的区别，传统的课堂教学主要是知识点的“灌输”，而混合式课堂教学主要完成问题讨论、答疑辅导、作品的汇报展示、实验教学等。课堂教学紧紧围绕课前任务及课程重点和难点进行设计，主要包括三个方面：一是知识的回顾与总结；二是作业的回顾与评判；三是知识的应用与拓展。混合式教学的课堂教学提升了课堂的互动，增加了教师和学生之间以及学生与学生之间交流的时间和机会。具体的课程实施见图2所示[3]。

《信号与系统》课程的理论性很强，有很多抽象、难懂的概念需要掌握，如果仅仅强调理论知识点的学习，学生对抽象概念的理解将不能达到很好的效果。在这种情况下，强化“工程实践教育”就可以很好的解决这个问题。在工程实践教育模式中，学生在老师指导下完成与知识点相关的小项目，并在课堂上进行汇报、答辩、作品展示。在课堂上由学生亲自动手将理论应用到实践，展示一件件鲜活的作品，可以增加學生实践的成就感，而且可以提高课程学习的兴趣和积极性。

四、实践教学环节的改革

实践教学环节改革是整个课程改革的关键。本团队改变了传统的讲完知识点再做实验的方法，而是在讲知识点之前，先把如“连续时间信号与系统时域分析”、“连续时间系统复频域分析及离散时间系统分析”等验证性实验项目布置给学生，一方面，学生可以根据实验项目预习知识点内容，提高学生的自主学习能力；另一方面，学生可以不拘泥于固定的时间去实验室完成实验，促进了实验室的开放；再一方面，给学生提供了一个相对独立的思考的空间，有利于学生设计和完成实验内容，有利于培养学生的创新意识。在课程的中后期，当学生对本课程有了较为深刻的理解之后，以分组的形式，布置了一些类似“滤波器的设计”、“语音信号的采集与频谱分析”等创新性和综合性的实验，培养了学生自主解决问题和团队协作的能力[2-4]。

五、考核方式的改革

考核方式改革是整个课程改革的创新。本团队在深入分析学生学习基础参差不齐和探讨高等教育意义的基础上，对考核方式进行坚持公平公正公开，兼顾让绝大多数学生受益、让学习能力较差但积极配合的学生受益的原则；坚持专业技术技能（理论+实践）考核与其它技能（团队合作、口才、配合程度等）考核相结合的原则的改革。

《信号与系统》课程传统教学方法的考核方式主要培养学生的知识掌握能力，而混合式教学的考核方式可以对学生进行全面、综合的考核，主要体现在以下四个方面：1.在线资源学习后的测验的完成情况，占20%，这个方面主要考核学生对知识点的掌握；2.电路作品的完成情况，占30%，这个方面主要考核学生对知识点的应用以及动手实践能力；3.实验的完成情况，占20%，这个方面主要考核学生利用MATLAB进行仿真的能力；4.全过程配合情况，占30%，这个方面主要考核学生对课程改革的配合程度及团队意识和口才能力。

六、结束语

本团队在通信1401班《信号与系统》课程教学中实践的结果显示，寓学于乐，提升了学生课堂学习的积极性，增强了学生实践动手能力，坚定了学生创新的信心，提高了学生的学习成绩。当然，在探索过程中，还存在一些诸如学生口头表达能力还需提升、教师工作量如何计算等问题，需要在今后的实践过程中，逐步解决。

参考文献

[1]陈从颜，费树岷，柴琳.“信号与系统”课程教学改革趋势探究[J].电气电子教学学报，2014，1.

[2]张晨光，安树，刘正春.信号与系统课程教学改革的实践探索[J].中国现代教育装备，2015，9.

[3]宋其江，吴鹏，尹力.电工学基于“混合式”教学模式的研究与探索[J].高教论坛，2016，3.

[4]沈莉丽.信号与系统实验课程的教学思考与探讨[J].实验室科学，2016，4.