新冠疫情下信号与系统课程网络教学探索与实践

吕斌

摘  要 2020年初新冠疫情在国内爆发。按照“停课不停教、停课不停学”的原则，南京邮电大学在疫情防控期间积极开展网络教学，有序推进教学计划。以信号与系统课程为例，介绍网络授课过程中的初步探索和实践过程，首先分析对比现有网络教学平台与工具，然后对网络教学方式进行探索与实践。

关键词 网络教学;信号与系统;教学改革;新冠疫情;慕课;QQ群;雨课堂

中图分类号：G434    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）18-0055-03

Exploration and Practice of Online Teaching of Signals and Sys-tems During Novel Coronavirus Epidemic//LYU Bin

Abstract The novel coronavirus epidemic broke out in China at the

beginning of 2020. According to the principle of “non-stop teaching

and non-stop learning”， Nanjing University of Posts and Telecommu-

nications actively carried out online teaching and promoted the tea-

ching plan in an orderly manner. Taking Signal and System as an example， this paper introduces the preliminary exploration and prac-

tice of online teaching. First， we analyzed and compared the exis-ting network teaching platforms and tools. Then， we explore and prac-

tice the online teaching methods.

Key words online teaching; signals and systems; teaching reform; novel coronavirus epidemic; MOOC; QQ group; rain classroom

1 前言

2020年初，新型冠状病毒感染的肺炎疫情在国内爆发。研究发现，新冠肺炎存在传播途径多样化的特点，会人传人，并且人群普遍易感。为加强疫情防控工作，切实保证广大师生的生命安全和身体健康，根据教育部和江苏省的工作部署，南京邮电大学推迟春季学期开学时间。根据教育部“利用网络平台，停课不停学”的要求[1]，南京邮电大学利用网络平台和线上教学工具，按照正常教学计划，积极地开展网络教学活动，保证疫情防控期间的教学进度和教学质量。

网络教学是指在一定教学理论和思想指导下，应用网络和多媒体技术，通过师生的多方位互动来实现教学目标的一种教学模式。诚然，由于网络和多媒体技术的发展，近年来网络教学得到一定程度的发展和普及，但是对于大部分师生来说，教学活动仍以线下的课堂教学为主。因此，广泛地开展网络教学活动仍存在诸多困难与挑战。信号与系统是面向电子信息类专业本科生必修的学科基础类课程，在专业培养过程中起着承上启下的作用[3]。由此可以看出，该课程的顺利开展对于学生的后续学习非常重要。如何在疫情期间顺利开展信号与系统课程的网络教学，非常值得探索与实践。

1）网络教学活动开展的优势条件。为了深化教学改革，很多高校在探索网络教学活动的开展。当前，网络教学的主要实现方式是慕课（MOOC，大规模开放在线课程）建设。国内主流的慕课平台包括中国大学MOOC、学堂在线、好大学在线、智慧树和超星慕课等。随着慕课的发展，部分高校已开始尝试引入网络教学活动。例如，南京邮电大学积极开展慕课建设，鼓励学生合理利用网络资源进行课外学习;部分教师在日常教学活动中引入网络教学工具，如雨课堂和超星学习通等。这些前期活动的开展，为疫情期间开展网络教学活动奠定良好基础。

2）网络教学活动开展的劣势条件。大部分教师和学生对于网络教学仍较为陌生，师生需要投入一定的时间和精力去熟悉网络教学平台与工具。特别对于学生来说，不同课程采用的平台和工具不尽相同，一定程度上增加了学生的学习负担。网络教学的开展对于学生的学习工具也提出一定的要求，如学生需要具备稳定的网络连接和必要的学习工具（电脑、手机等电子设备）。同时，对学生的学习自觉性和主动性提出更高的要求。

通过对上述优势条件和劣势条件的分析，信号与系统教研组决定以慕课视频和在线直播教学相结合为主要教学手段，综合应用多种网络教学工具，动态调整教学方法，以期取得良好的教学效果。

2 教学平台和工具

慕课选择  由于教研组采用以慕课和在线直播教学相结合的教学手段，选择合适的慕课视频对于本课程网络教学的顺利开展至关重要。南京邮电大学信号与系统[2]教研组在解培中老师的带领下，自建有本课程的配套慕课，该慕课适配课程的既定教學计划，因而决定采用该慕课作为主要的网络教学资源。该慕课于2019年在中国大学MOOC平台上线，在本次网络教学开始前已经成功地开课一次。为了更好地配合本次网络教学，解培中等老师根据不同教学层次的要求，及时对慕课的章节安排进行调整。

然而，慕课的特点是以知识输出为主，缺乏师生互动过程。大部分学生缺乏基于慕课学习的经验，初学者会觉得慕课视频的知识输出密度过大，较难跟上教学节奏。更重要的是，基于慕课的自主学习，对于学生的学习自觉性和自主性提出较高的要求，而疫情期间的居家学习往往缺乏较好的学习氛围，容易导致学生自主学习的效果不佳。

网络教学平台对比分析  当前，可供选择的网络教学平台很多，如雨课堂、腾讯课堂和QQ群课堂[3]。为了最大限度保证网络直播教学的顺利进行，降低学生的学习成本，充分调研各个直播教学平台的特点尤为重要。

1）雨课堂。雨课堂是清华大学在线教育办公室和学堂在线推出的新型教学工具[4]，基于微信和PowerPoint

（PPT）实现全部的教学功能。具体而言，雨课堂是内置在PPT中的一个插件，师生打开PPT后使用微信扫码登录，就可以使用雨课堂，其具有操作便捷和轻量使用的特点。

雨课堂将课前预习、课上教学和课后复习等各个环节有机融合，实现了师生间的多元互动。教师可以通过雨课堂布置课前预习任务。为了解学生的预习情况，教师可以在预习课件中添加部分习题。课上教学过程中，雨课堂可以同步PPT，实现实时语音直播教学。为了增加师生互动、模拟真实的课堂环境，雨课堂还可提供课上限时答题功能，教师可以通过学生的答题情况，动态调整课堂教学的进度。此外，教师还可以通过雨课堂制作试卷的形式布置课后作业。值得称赞的是，雨课堂可以提供学生课前、课上和课后学习的数据分析。

但雨课堂也存在一些缺点，例如：由于直播教学需要进行实名制认证，雨课堂的审核周期过于缓慢，影响了部分教师的正常使用;网络过于拥挤，时常出现课件无法按时发布、师生无法正常登录的情况。

2）腾讯课堂。腾讯课程是腾讯推出的专业在线教育平台，旨在打造教师线上教学、学生及时互动的网络课堂。腾讯课堂提供了音频和视频直播教学功能，师生可以在直播教学过程中在讨论区进行线上互动，使得教师可以了解学生的知识点掌握情况。腾讯课堂还提供签到功能，帮助教师了解学生的出勤情况[5]。此外，腾讯课堂还具备课程回放功能，学生可以根据需要反复查看课堂教学视频，从而更好地掌握知识点;教师也可以通过回看自己的教学视频进行教学反思，提升教学水平。然而，腾讯课堂无法提供有效的教学数据分析，也不提供作业功能。

3）QQ群课堂。QQ是腾讯推出的即时通信工具，在师生中有着极大的普及度。QQ群课堂功能的上线为利用QQ进行直播教学提供了有力保障。相较于雨课堂和腾讯课堂等工具，QQ群课堂依托于QQ群，不需要重新安装软件，各类教学材料、课后作业等均可通过QQ群上传分享，形成一个面向课程的共享社区。师生也可以在QQ群中互动，如教师可以通过群公告等形式发布相关课程信息，可以在群中为学生提供实时的在线答疑，学生之间也可以在QQ群中讨论问题。更重要的是，QQ群课堂更加稳定，不容易出现卡顿情况。然而QQ群课堂同样存在一些缺点，如QQ群课堂不提供“一键静音”功能，需要学生配合保持静音。

3 网络教学初步探索与实践

在慕课和在线直播教学相结合为主要教学手段的前提下，针对不同的网络教学平台，对多种教学手段进行探索与尝试，以最大限度提高网络教学的质量，从而为学生提供优质的教学体验。通过充分调研和讨论，最终决定采用慕课、雨课堂和QQ群课堂的组合方式。基于该组合，将整个网络教学过程分为三个部分进行介绍。

课前预习  在课前预习阶段，主要借助于雨课堂。具体而言，利用雨课堂制作预习课件，并提前三天向学生手机端推送预习任务，提醒学生做好预习工作。预习课件由三个部分内容组成：

第一部分为授课内容简介，主要用来介绍本节课的主要内容;

第二部分为慕课视频学习，将对应的慕课视频内置在课件中，学生可以在课件中直接点击观看视频，避免切换平台带来的不便;

第三部分为预习效果测验，通常包含5～8道选择题，学生通过答题可以检测自己的预习工作是否到位，而教师则可以由此了解学生预习过程中存在的问题。

课堂教学  在课堂教学过程中，采用基于QQ群课堂的直播教学方式。为了降低直播教学过程中对于网络流量的需求，保证网络的稳定性，采用QQ群中“分享屏幕”功能，将教师电脑端的PPT同步给学生，同时配以语音讲解，以模拟真实的课堂环境。

信号与系统课程存在大量的性质需要推导讲解，在以往的教学过程中通常以板书的方式实现。为了保证直播教学的质量，一方面将所有的公式推导过程补充在PPT中，便于向学生展示和讲解;另一方面利用数位板等工具进行线上实时板书，从而更加生动形象地向学生讲授知识点，提高网络直播教学质量。此外，还通过提问和限时答题等方式提高学生的参与度，调动学生的学习注意力。

课后复习  课后复习主要包括课后答疑和课后作业两部分。利用QQ群为学生提供及时的答疑服务，学生可以随时在QQ群中留言，教师定期收集整理学生的问题并及时回复。

课后作业主要通过雨课堂和QQ群的“作业”功能布置，其中选择题通过雨课堂布置，而计算题则通过QQ群布置。雨课堂提供作业（试题）的批改功能，教师在制作习题时预置正确答案，学生线上答题提交后就可以完成作业的批改。而对于计算题等，则需要学生线下完成，学生将完成的作业通过拍照、扫描等方式整理为电子档，并在QQ群中提交，教师线上手动批改，并将批改结果及时向学生反馈。

对于学生提问较多的共性问题和出错较多的课后习题，利用PPT将习题的讲解过程进行录制，并将录制的视频及时上传到QQ群中，供学生观看学习。

4 结束语

疫情期间，按照“停课不停教、停课不停学”的原则，针对信号与系统课程开展网络教学，保证了正常的教学进度。为了提高网络教学的质量，基于中国大学生MOOC、雨课堂和QQ群等网络平台和工具，开展网络教学探索与实践，最终顺利地完成了该课程的教学任务，保证了教学质量，取得很好的教学效果。

参考文献

[1]教育部办公厅、工业和信息化部办公厅印发通知部署中小学延期开学期间“停课不停学”有关工作[EB/OL].[2020-02-12].http：//www.gov.cn/xinwen/2020-02/12/content_5477795.htm.

[2]解培中，周波.信號与系统分析[M].北京：人民邮电出版社，2011.

[3]董炜疆，宫惠琳，刘文彬，等.新冠疫情下留学生医学基础课网上教学探索与实践[J].中国医学教育技术，2020（2）：125-128.

[4]雨课堂使用手册（2020）[EB/OL].https：//www.yuketang.cn.

[5]张瑞，赵洁，郭宏，等.基于腾讯课堂的在线教学设计与实践[J].科技创业月刊，2020（5）：140-143.