“信号与系统”课程混合式教学研究

李欣 贾雅琼 俞斌

基金项目：湖南工学院校级教研教改项目《新建地方本科院校电子信息类专业课程体系改革与实践》（项目编号：A1473）;湖南省线上线下混合式一流课程（编号：湘教通〔2020〕9号）;湖南省线上一流课程（编号：湘教通〔2021〕28号）。

摘要：“信号与系统”课程作为一门专业必修基础课程在电子信息类专业课程体系中占有重要地位。该课程的特点是理论性强、概念多、内容抽象，要求学生具有扎实的数学基础，这些都是对传统教学手段的挑战。“互联网+教育”模型的兴起，打破了校园的界限，为传统教学注入了新的活力，大大的丰富了教学的方式和手段，网络上也涌现了大量优质的教学课程资源。为了构建适合于本校电子信息类专业的信号与系统，由湖南工学院贾雅琼博士课程团队倾情打造了湖南省混合式教学一流课程，并出版了配套的新形态教材。作为该课程混合式教学的实行者和线上视频录制的参与者，本人将从在线上课程视频录制、混合式线下“反转课堂”教学和学生反馈信息等方面进行深入的探讨，以提高信号与系统专业课程的教学质量，培养更适合社会需求的高素质人才。

关键字：信号与系统;混合式教学;线上;线下

1 引言

目前，全球正经历着新一轮的科技和产业革命，IT行业对人才的需求也在不断变换，为了适应新时代下的电子信息类人才培养要求，提高教学质量，我国各大院校对不同应用和教育背景下的电子信息类专业课程的教学展开了深入的探讨，如以工程应用和课程设计为牵引的“新工科”背景下的教育改革[1][2]。考虑到传统教学中只注重专业知识的教学，因此如在专业课程教学中引入思政元素，在进行专业课程教学的过程中引导学生形成主流的价值观和世界观，同时也可以增强学生学习的趣味性[3][4]。

“信号与系统”课程作为电子信息类、自动化等专业的专业基础课，与后续的“数字信号处理”、“通信原理”、“通信电子线路”等专科课程结合紧密。而该课程公式多且复杂、理论性强、概念多[5]，这直接导致传统的线下教学方法和手段无法达到较好的教学效果。为此，许多高校教师对“信号与系统”课程的教学方式、教学内容等展开了深入的探索。结合时代的发展特点，利用MOOC、SPOC平台等互联网优质教学资源开展线上教学[6]，打破校园壁垒。同时，针对本校的专业培养目标和学生的特点，采取线上、线下教学相结合的混合式教学方式。在线下教学中可以采用 “雨课堂”等智慧教学工具，开展以学生为中心的翻转课堂教学方式[7][8]。

考虑到我校的培养应用型人才的地方性本科院校的定位和生源特点，在“信号与系统”课程教学中，我们采用了“混合式教学+反转课堂”的教学方式以提高教学效果。为了构建完整的混合式教学体系，同时为了更好的适应本校的培养目标和学生的基础，我们团队多位教师通力合作，深入研究课程的教学内容，进行了精心的教学设计，并录制了一套完整的“信號与系统”教学视频以方便学生的线上学习。同时在线下教学中采用“翻转课堂”教学方式，并利用“雨课堂”这一智慧工具辅助线下教学。本文主要从线上教学视频录制、“翻转课堂”线下教学中老师的教学、线下教学中学生在学习中的问题展开深入讨论。

2 线上教学视频录制

为了更好的适应本校的培养目标，对于线上教学我们并没有直接在网上选择其它学校的“信号与系统”教学视频，而是由我们校验团队多位老师参与录制的。教学视频的录制和准备工作过程如图1所示。

首先我们参考了网上大量相关教学视频，根据本校的人才培养目标和自身特点，考虑到本校学生的基本情况，本团队以在保持知识体系完整连贯的前提下，尽量减少理论推导，多增加实例，以问题的提出和解决为线索引出知识点的学习的总原则下，确定课程的基本内容，并将这些内容制作成教学视频录制所需要的PPT，PPT的制作页面尽量简洁生动。视频录制以PPT动态展示为主，教师教授画面为辅的方式进行，因此在着装、仪表和教态上进行了特别的注意。视频录制完成后的修改和校对工作也要特别注意，一个是对视频中教学内容的核对，一个是对视频中教学内容的展示效果和自己在视频中教学状态的检查，同时还要准备每个章节的测试题。虽然进行了详细的检查，当视频最终运行时，还是出现了很多令人不够满意和需要修改的地方，这个时候对视频进行修改相对比较麻烦，因此视频的准备工作一定要充分准备。

3 线下“翻转课堂”教学

通过采用线上和线下教学结合的“混合式”教学方式，从教师角度来看，虽然在线上教学视频的助力下，省去了传统教学方式中对教学内容准备的环节，但对教师的业务能力要求更高了，工作量反而更大了。线下教学往往是以学生为中心的“翻转课堂”的形式进行，教师要具备更雄厚的知识储备才能处理学生们提出的五花八门、天马行空的问题。同时教师还要有像主持人般较强的控场能力，把握整个线下课堂的节奏和氛围，正确的引导学生的思维。为了提高线下教学，教师往往也需要不断更新自己的知识体系，通过查阅大量的资料来制定合理的线下课程的教学任务，同时还要及时处理学生线上问题的回复。对学生成绩的评价体系和指标更加细化和复杂，这些数据统计工作也要花费更多的时间和精力。另外，“翻转课堂”中主要采用了分组讨论的形式，这样的方式总是无法给予全部同学均等的表现和锻炼的机会，尤其是对于那些学习后进的同学，因此如何提升教学的普适性也是一个难点。

4 混合式教学中学生的反馈

在使用线上教学与线下教学相结合的混合式教学时，对于线上教学方式，部分学生反映感觉看视频学习不如在课堂上听现实世界中教师的讲解生动，无法集中精力，容易走神，且互动性差，信息无法及时反馈。对于认真负责的同学，一个知识点的视频有时也需要反复观看多次才可以掌握。

在线下的“翻转课堂”教学中，学生们往往会提前收到任课教师课前布置的任务，为了完成任务需要查阅大量的资料，这对于学生的自学能力和查阅文献的能力会是一个极大的促进。同时，在 “翻转课堂”的线下的学习模式，他们体验到了“雨课堂”等智慧工具下新的教学方式，在开始阶段总是有较高的热情，但随着新鲜度的降低，到后面热度有明显下滑，如何保持学生持久的学习热情确实是个难题。

同学们经常反映觉得“信号与系统”课程的负担是最重的，占据了较大比例的学习时间。相比于传统教学方式，混合式教学的教学效果得到了显著的提高，但是在混合式教学过程中学生所花费的时间和精力是更多的。虽然收获和付出是成正比的，但如何提高教学效率，在不过多增大学生学习负担的情况下，提高教学效果也是一个值得深入探讨的问题。

5 结束语

本文主要针对电子信息类专业的“信号与系统”这门专业基础课程的混合式教学展开相关研究，主要从线上教学视频录制、基于“雨课堂”工具的线下“反转课堂”的教学、学生对混合式教学方式的反馈三个方面进行了教学思考和实践。通过构建适合于我校培养目标和学生的完整的混合式教学体系，“信号与系统”课程的教学过程中得到了绝大多数同学的认可，教学水平得到了显著的提升。

6 参考文献

[1]刘喆. "新工科"教育改革探索——以"信号与系统"课程为例[J]. 工业和信息化教育（1）：4.

[2]毕杨. 新工科背景下应用型本科院校电子信息工程专业课程体系改革探索与实践[J]. 高教学刊， 2019， （11）：143-144，147.

[3]张希靓， 秦琴， 王素娟，等. 《信号与系统》课程思政改革[J]. 科技资讯， 2019， 017（033）：126-127.

[4]姜明新， 曹苏群， 卞海溢. "信号与系统"课程思政教学改革与实践[J]. 科技风， 2019， No.399（31）：59-59.

[5]姬伟， 许波， 毛彦欣. "信号与系统"课程教学思考与体会[J]. 教育现代化， 2019， 6（88）：192-193+213.

[6]李艳丽， 吴莉， 杜锋. MOOC下如何实现在线学习与线下课堂教学质量等效探讨[J]. 机电教育创新， 2021， （2）： 17-128.

[7]王炼红， 周莉， 陈洁平，等. 采用"慕课+雨课堂"方式的信号与系统混合式教学改革与实践[J]. 教育教学论坛， 2020， No.462（16）：187-188.

[8]贾琼琼.基于“雨课堂”的“信号与系统”翻转课堂教学改革[J].教育教学论坛，2021（08）：43-46.