在线开放课程在信号与系统教学中的应用与探索

张薇 张虹

摘  要：计算机网络和通信网络等信息技术的发展不断推进教育教学的改革。以在线开放课程为主导的网络教育平台充分体现了“以学生为主体”的教学理念，学习者可以利用碎片化的时间自主地选择教育资源，提高学习的自由性和主动性。该文以在线开放课程和信号与系统专业课的深度融合为例，总结其具体实践的措施及经验，以期推动专业课的课堂教学方式的改革，提高课堂教学质量。

关键词：在线开放课程  信号与系统  课堂教学

在“互联网+”时代，信息化技术与传统教学相融合已成为教学信息化的核心理念。通过信息技术手段，教育教学可通过多途径传播，突破时空局限性[1]。教育信息化的关键在于将以传授知识为主的教学方式向以培养能力为主的教学方式转变。大规模在线开放课程在国内又被称为“慕课”，是由具有分享和协作精神的教育工作者发布于互联网，具有开放性和透明性[2，3]。相比于只讲授一两个知识点的“微课”[4]，它具有系统的课程体系，明确的教学对象和教学目标。在教育信息化的形势下，如何根据学科特色（如信号与系统）将在线开放课程与教育教学更高效地融合是教育改革亟需解决的问题。

1 在线开放课程是“互联网+教学”理念下的一种教学方式

在“慕课”平台上，学生可以根据自己的学习目标以及时间，选择需要的课程进行学习。在线开放课程的内涵可以从课程形式和教育模式两个方面进行诠释。从课程形式角度，以往的课程形式以教师面对面授课为主，授课时间、地点相对固定。而“慕课”以虚拟网络课堂的形式呈现在全球学生面前，打破了时空限制，学生根据自己的学习兴趣选择合适的课程材料（包括视频、教材和习题集等）[5]。学生可以选择聆听世界一流大师的课程或是国家级精品课等，这对于资质一般的高校学生来说，等同于足不出户便能跟一流学府的学子享受同样的授课质量。

2  在线开放课程在“信号与系统”教学中的建设理念和思路

2.1 优质网络资源与课堂相结合

网络在线课程以其灵活性和开放性而著称，学生可以根据学习准备情况进行学习，碎片化的时间得到有效利用。考虑到我国现有的教育体制和就业市场，在线网络课程还不能替代课堂教学。因此，如何将两者相结合，取长补短，尽可能地提高学习者的学习能力是需要思考和解决的问题。

以信号与系统学科为例，美国国家工程院奥本海姆（Alan V. Oppenheim）是该领域泰斗级学者。课程组将其在麻省理工大学录制的网络课程添加至该校在线网络平台。网络课程采用幻灯片和动态仿真的形式，讲解信号与系统课程中较难理解的知识点（卷积和傅里叶变换等），这是优于教学课堂的部分。

在课堂教学前，学生可先在学校在線网络平台上选择在线课程，包括奥本海姆版网络课程、国家级精品课和校内版网络课程。在课堂教学中，教师应将在线课程与课堂教学融入在一起。教师应根据学生专业情况，列写出该专业课程的教学大纲。在讲授基础知识点后，根据学生课前网络课程预习中遇到的共性问题，结合该专业的工程实际问题侧重讲解。在学科学期末会要求学生针对信号与系统在电力系统中的实际应用撰写专题报告，提高学生独立思考和工程实践能力。

2.2 翻转课堂

翻转课堂的核心理念是将教学方式从教师传授知识点转变为学习者对知识的主动探索[7，8]。翻转课堂的开展分为课前与课中两个部分。学生在课前通过网络在线视频完成学习任务，在学习过程中遇到的问题可以在课中与老师或其他同学交流讨论。课中，教师根据课前准备讨论课题组织学生分组讨论。此时，学生为课堂主体，组内讨论提出解决方案，组间相互提问。教师组织讨论并观察各组讨论情况，对组内个别问题针对性讲解，对组间共性问题集中讲解，实现了分层教学。

翻转课堂和在线网络课程的结合有几点优势。第一，提升教学互动性。以往教学中教师与学生之间的关系为“教与受”。学生机械地听和记，被动地“受”。通过翻转课堂，能够让学生变成课堂主体，从而激发学生的兴趣，并提高其协作互动的能力。第二，注意力集中。研究表明学生注意力集中的时间是有限的。而学生从被动地听讲到积极主动地进行讨论，学生注意力的集中会提升教学效果。

3  在线开放课程的实践与探索

将国内外优秀的信号与系统的网络课程发布在学校网络教学平台，学生通过账户登录可以随时随地进行自主学习。对于平时受学时限制难以扩展描述的性质，课程组教师可通过网络视频进行讲解和展示，学生也可以自行参考国外奥本海姆版的网络课程，此课程较注重实例展示和图形化描述。学生可以利用课余碎片化时间观看视频，加深理解。由此可以看出，开放在线网络课程能够起到扩展教学的作用。

课程组教师可以通过网络后台了解学生网络课程访问的情况。一方面，通过对不同知识点点击量的纵向对比，可以观察出学生学习中遇到的难点，在后期复习时重点讲解，同时思考教学中可能存在的问题及改进方法。另一方面，通过同一知识点不同版本网络课程的点击量的横向对比，可以看出学生更倾向自己喜欢的授课方式。对于某知识点点击量较高的网络课程版本，教师应认真分析其知识点引入方式和逻辑架构，学习网络课程中好的教学方式，改进教学中存在的不足。由此，实现了通过在线网络课程反推教学质量改进的目标。

4  在线开放课程与专业课程深度融合

在线开放课程的存在推动了专业课（如信号与系统）教学的改革，提高了课堂教学质量。在线开放课程与专业课程的融合，不仅仅是普通技术的融合，而是一种相互促进相互补充的深度融合。在线开放课程使学习者能够利用碎片化时间自主学习，不受专业课学时限制，同时也打破了教学课堂的时空局限性。另外，将翻转课堂融入其中，更能激发学生学习的主观能动性。

高等院校教育质量不均是制约学生学习能力素质提升的一个关键因素。在线开放课程与信号与系统的深度融合，一方面打破了受教育平台的壁垒，使学生能够通过互联网享受世界一流、国内一流大学的课堂。另一方面，教师也可以通过开放平台观看网络课程，提高教学质量，促进教师教学水平的提升。

参考文献

[1] 王颖，张金磊，张宝辉.大规模网络开放课程（MOOC）典型项目特征分析及启示[J].远程教育杂志，2013（4）：67-75.

[2] 文培.挑战与变革：慕课时代的高等教育[J].理论研究，2013（9）：12-13.

[3] 邓宏钟，李孟军，迟妍，等“.慕课”时代的课程知识体系构建[J].课程教育研究，2013（21）：5-7.

[4] 张生，王丽丽，苏梅，等.微课程设计要素探讨[J].中国电化教育，2014（9）：72-76.

[5] 胡艺龄，陈婧雅，顾小清，等.MOOCs在教育均衡中的挑战及应对策略[J].中国电化教育，2014（7）：40-45.

[6] 张婧婧，郑勤华，陈丽，等.开放教育资源共享行为及其影响因素的实证研究——以“学习元”为例[J].中国电化教育，2014（8）：73-81.

[7] 张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究[J].远程教育杂志，2012（4）：46-51.

[8] 钟晓流，宋述強，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2013，19（1）：58-64.