工程教育认证背景下的专业课程建设与教学改革

高志奇 李春明

摘 要 工程教育认证要求专业课教学关注学生的参与度和学习成效。信号与系统是电子信息工程专业的核心课程之一，根据工程教育认证的要求进行课程建设和教学改革，通过优化教学目标和教学内容、建设在线开放课程、开展混合式教学实践、对学生进行全面评价和考核等具体措施，加强学生的参与度，提高课程的教学质量。信号与系统课程的相关建设措施对于工程教育认证背景下的其他专业课程建设具有借鉴意义。

关键词 工程教育认证；信号与系统；混合式教学；课程建设

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章編号：1671-489X（2021）22-0050-03

Professional Courses Construction and Teaching Reform Based on Engineering Education Certification： Taking Signals and Systems Course as Example//GAO Zhiqi， LI Chunming

Abstract As the require of engineering education certification， the participation and learning effectiveness of students in professional courses have to be concerned. Signals and systems course is a core curriculum of electronic information engineering. This course is constructed and reformed according to the require of engineering education certification. The teaching objectives and contents are optimized. The online open course is built. The blended teaching and compre-hensive evaluation are used in this course. Hence， the participation and learning effectiveness of students are improved. All of these measures are useful for other courses.

Key words engineering education certification; signals and systems; blended teaching; courses construction

0 引言

随着我国工程教育认证工作的深入开展，越来越多的高校和专业认识到了其重要性，已经开始按照相关要求对专业课程进行深化改革和建设。工程教育认证的核心理念是“以学生为中心、成果导向、持续改进”，其根本目标是提高人才培养质量。在工程教育认证体系下，专业需要先设定人才培养目标和毕业要求，然后设置课程支撑毕业要求的达成。因此，课程作为专业人才培养的基本单元，其建设质量的高低是人才培养目标和毕业要求能否达成的决定性因素。

内蒙古工业大学作为典型的地方工科院校，已经在全校范围内开展工程教育认证工作。电子信息工程作为学校优先建设专业之一，于2019年提交工程教育认证申请并获批，目前正在按照相关要求进行培养方案、课程教学、实践条件等方面的优化和提升。其中，课程建设是工程教育认证准备工作的核心和重点。信号与系统是电子信息工程专业的核心课程之一，对于专业人才综合能力的培养有基础性作用[1]。该课程与高等数学、复变函数与积分变换、线性代数等数学课程联系紧密，内容较为抽象，知识点繁多且难以理解，学生学习难度很大，是教学实际与工程教育成果导向理念严重脱节的代表性课程[2]。为了提高教学质量、支撑相关毕业要求指标点的达成，信号与系统课程按照工程教育认证的理念和要求进行教学改革，极大地提高学生的学习积极性和参与度。实践表明：课程建设和教学改革措施对改善教学效果并提高毕业要求达成度的作用明显，有利于工程教育认证目标的实现。

1 工程教育认证背景下专业课存在的问题

本校工科专业课程教学长期以来沿用传统讲授式教学模式，教学活动主要发生在课堂，以教师单方面知识讲授为主要教学形式，灌输性内容较多而探究性学习内容少，学生参与度很低[3]，因此，专业课程的教学效果普遍较差。专业课教学主要存在下面几个问题。

1.1 学时短缺矛盾突出

内蒙古工业大学2016版人才培养方案削减了专业总学分，同时课程总门数有一定的上升，因此，专业课的学时均有所减少。另一方面，随着科技的进步，大部分专业课程需要结合前沿技术的发展而增加新的教学内容，因此，在有限的教学时间内如何消化越来越多的教学内容成为专业课需要解决的首要问题。以信号与系统课程为例，64个学时需要完成以往80个学时的教学内容，还需要增加一些新的前沿内容和工程案例，教学时间非常紧张，很多内容难以讲全讲透。

1.2 学生参与度低

传统教学模式下，教师是教学的主角，学生属于知识传授的被动接受者。大部分学生在进入大学之前已经养成被动学习的习惯，因此在大学里也无法有效地进行自主学习[4]。学生在教学中的参与度低，首先会影响其对于专业知识的理解，其次也不利于学习能力的培养和终身学习习惯的养成，造成工程能力的缺项。

1.3 考核方式不科学

受课程学时少、生师比高等因素的影响，专业课教学过程中对学生学习效果的考核一般采用“平时成绩+期末成绩”的评价方式。其中，平时成绩主要是课后作业的成绩，由于长久以来存在作业抄袭现象，平时成绩并不能反映学生的真实学习效果；而期末成绩通常是卷面成绩，大部分学生依靠突击复习应对考试，对知识的掌握并不扎实。因此，以传统形成性评价为主的考核方式不能真实反映学生的学习成效，成果导向的理念缺少实施的依据[5]。

2 工程教育认证背景下的专业课程建设与教学改革

针对专业课程教学普遍存在的问题，信号与系统课程组探索在工程教育认证背景下进行课程建设和教学改革的方法。

2.1 教学目标和教学内容设定

工程教育认证对于学生学习成效的评价主要是基于定量标准，因此，课程教学设计首先要确定课程的教学目标，作为学习达成度评价的标准。同时，课程的教学目标与课程支撑的毕业要求指标点需要建立对应关系。所以，课程教学目标的设定不能只以课程内容为出发点，而要综合考虑毕业要求指标点与课程内容之间的关系、教学目标达成是否可考核等，科学处理教学目标、毕业要求指标点、教学内容三者之间的关系。信号与系统课程的教学目标、毕业要求指标点、教学内容的对应关系见表1所示。

2.2 在线课程建设

根据前述分析，信号与系统课程内容多而学时有限，若按传统方式进行课堂讲授，时间明显不足，教学效果不好。为了解决上述矛盾，课程组从2018年开始进行在线课程建设，并于2019年正式在智慧树网站上线运行。在线课程包含50段教学微视频，并提供教学课件、单元导学、章节测试、拓展阅读、在线答疑与讨论、期末测试题等全套教学资料。课程网页的截图见图1。在线课程既可以为社会学习者提供免费教学服务，又可以作为本校学生混合式学习的资源。在线课程的建立拓展了学生学习的空间和时间，有效解决了课程学时不足的问题。

2.3 开展混合式教学

传统教学模式下，有效教学行为主要发生在课堂内，具有空间和时间的有限性以及知识传递单向性，即在固定的地点（教室）和固定的时间（每次2个学时），由教师向学生讲授知识。由于专业课每周只安排1～2次授课，如果学生在课后不能主动进行复习，则课程的学习活动是不连贯的。纵观整个教学过程，学生只是听讲、做练习、回答问题、完成作业，参与度低、学习主动性不足、有效学习活动少，因此，学习效果不理想。为了解决传统教学中存在的问题，信号与系统课程组从2018年开始进行混合式教学实践，教学过程分为课前、课中、课后三个环节。

2.3.1 课前自学与反馈 该环节借助信号与系统在线开放课程，引导学生进行课前自学。在每次授课前两天，教师会发布自学任务，要求学生在规定时间内观看相应的教学视频，并利用单元导学、课件等自学知识点，然后完成自学作业。自学作业主要是对重要知识点的归纳总结，以及提出自学后不理解或有疑问的内容。学生通过观看视频和完成自学作业，可以初步掌握相关知识点，且有助于带着疑问进入课堂，提高课堂学习效率。教师通过学生自学作业的反馈，可以掌握学生的自学情况，明确学生的学习难点，之后针对性地进行备课。

2.3.2 课中讨论与练习 因为学生在课前已经进行自学，所以课中环节以知识点討论、练习或测试为主。授课开始时，教师会使用雨课堂等教学工具对学生进行测试，以检测自学之后知识点的掌握程度，然后对重点、难点展开讨论。学生进行分组讨论后，每组推出代表进行回答，同组学生可以进行补充。允许各组之间就某个问题进行辩论，教师作为引导者、仲裁者、总结者把握讨论的进展。讨论结束后，教师对本节知识点进行总结，之后以练习或测试的形式考查学生对于本节内容的掌握程度，并对反映出的问题进行分析，以帮助学生更好地理解知识点。

2.3.3 课后复习与总结 通过前两个环节的学习，学生对于相关知识点的理解已经比较深刻，因此，课后环节以复习、总结、提高为主。学生首先需要在规定时间内完成并提交笔头作业；其次需要在课程主页上参与话题讨论，每生至少需要发言一次；最后需要对本节学习内容进行总结和反思，归纳所学知识点，反思自己的收获和不足，每章结束后还要以思维导图的形式总结本章知识点之间的关系。通过课后的复习和总结，学生对所学知识点有了更加深刻的理解，同时填补了两次课之间的时间间隔，使学习有连续性。

通过混合式教学课前、课中、课后三个环节的教学，学生的学习活动从以往的课堂扩展到任意的时间和空间。混合式教学中，教师起到组织者、引导者、评价者的作用，学生用自己的学习活动完成从知识点到知识体系的构建，对课程内容的理解更加深刻。混合式教学方法的使用，有效缓解了学时矛盾，增强了教学效果。

2.4 对学生全面评价和考核

课程考核是教学中非常重要的一环，主要用于衡量课程的教学目标是否达成、学生的学习是否达到预期效果，也是进行教学持续改进的依据。为了更加科学准确地反映学生的学习效果，信号与系统课程组结合混合式教学，将过程性评价和结果性评价结合起来，构建课程学习评价标准，如表2所示。信号与系统课程的学习评价标准，过程性评价和结果性评价各占50%的分值。过程性评价涵盖混合式教学的每一个环节，全面考查学生在平时学习过程中的参与度和学习效果。

3 结束语

工程教育认证突出对学生学习参与度和成效的要求，因此，专业课必须以“学生中心、成果导向、持续改进”的理念为指导进行建设和教学改革。信号与系统课程作为电子信息工程专业的核心课程之一，通过优化教学目标和教学内容、建设在线开放课程、开展混合式教学、对学生进行全面评价和考核等措施，确保全部学生有效参与课程教学的每一个环节，以增强学生的学习效果，达到对毕业要求指标点的有效支撑。

参考文献

[1]王晴，张振国，李秀英.“信号与系统”课程教学改革探究[J].电气电子教学学报，2019，41（2）：24-27.

[2]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，2021（1）：28-31.

[3]张振，吴梦陵，查光成，等.基于工程教育专业认证的塑料成型工艺与模具设计课程持续改进研究[J].教育现代化，2019，6（7）：136-138.

[4]罗小巧.“信号与系统”课程教学改革与探索[J].工业和信息化教育，2021（1）：53-57.

[5]陶丹，胡健，黄琳琳，等.基于OBE理念的电子信息类课程改革与实践：以“信号与系统”课程为例[J].教育教学论坛，2018（30）：81-82.