对分课堂模式下信号与系统课程改革探讨

张 刚

(重庆邮电大学 通信与信息工程学院，重庆 400065)

信号与系统课程是面向电子类与通信类等专业学生开设的基础必修课，但由于课程理论概念偏多，内容比较抽象，因此学生理解和掌握起来有一定的难度[1]。目前，在授课形式上，仍采用以教师讲授为主的传统教学模式，学生被动接受知识，学生的学习兴趣和动力不足，教学效果不够理想。因此，优化课堂教学模式，提升教学质量，成为课堂教学改革的重点。对分课堂是将传统课堂分成两部分，在压缩教师授课时间的基础上，保证学生有足够的时间进行讨论，充分消化和吸收教师所授课程内容。

1 传统授课方式的弊端

课堂教学是教学活动的主要形式，课堂质量直接影响着教学质量。传统的教学模式处于教师满堂灌的状态，学生没有发挥的空间，趋向被动接受[2]。以信号与系统课程为例，课程的重点在于让学生理解时域和频域的概念以及三大变换的使用。重点内容中包含大量理论概念和公式推导，具有很强的理论性和实践性。教师若全程单向地灌输知识点，会使学生缺乏思考时间，无法达到充分理解的目的。传统教学模式的弊端表现在以下方面：第一，教师单向灌输式授课，学生缺乏主动探索知识的动力，降低了学习的主动性。第二，教师的授课方式比较固定、单一，授课内容主要照搬教材中的重点内容[3]，缺少行业前沿信息和动态。第三，理论教学时长所占比重过大，缺乏实践教学的辅助，导致学生所学知识仅停留在理论阶段，实践操作能力不足[4]。

在新型教学模式中，教师可根据自己的科研方向，为学生提供更多实践教学的机会，使学生有机会参与到更多研究中来，指导并帮助学生查阅相关文献，参与到科研项目中，提升科研素质，实现学生个性化发展的目的，促进创新型人才的培养。

2 对分课堂在信号与系统课程中的应用

2.1 对分课堂概述

对分课堂的核心理念是将传统课堂分为两个部分，一半课堂时间分配给教师，另一半课堂时间通过不同的形式分配给学生，开展有效的课堂讨论[5]。对分课堂的关键性创新在于将内容讲授与学生讨论分开，使学生在课堂上有足够的时间自主安排学习，进行个性化的内化吸收。对分课堂在时间上将教学分为3个部分，分别为讲授(Presentation)、内化吸收(Assimilation)和讨论(Discussion)，也称为PAD课堂[6]。对分课堂相对于传统课堂教学的优势在于，其兼顾了教师授课与学生思考。在传统的授课模式中，教师无法掌握每个学生的知识接受程度，无法做到因材施教，导致部分学生因内容难度较大而丧失学习信心。在对分课堂教学模式下，学生拥有独立的思考空间，可结合教师所授知识，在讨论环节发表和分享自己的看法和思考。

2.2 课前阶段

在每次新课程开始前，教师可根据需要设置班级、课程等信息，学生只需要输入课堂码就可以加入对应班级。教师根据即将要讲授的教学内容上传相关资料，以供学生提前预习，并设置一些简单问答，督促学生在课前完成，以此实现对课程的大体认知。以傅里叶变换为例，在这一阶段，教师可以上传一些有关傅里叶变换的动画演示，将抽象的理论形象化，加深学生对时域和频域概念的理解，同时了解为什么要引入频域变换，引导学生积极进行课前思考。

2.3 课堂教学阶段

课堂教学正式开始前，教师可根据学生在预习阶段提交的作业，总结学生存在的共性问题，引导学生发表自身观点，教师可以针对学生的预习情况调整教学策略。对分课堂能够提供全方位的教学辅助，具有以下功能：第一，课前考勤。教师自主设置考勤方式，学生快速签到，后台对数据进行统计，提升了考勤效率。第二，课堂提问。教师可根据实际情况设置随机提问、抢答、轮答等提问方式，有效提升了学生的积极性。第三，课堂在线练习。教师每讲授一个重要知识点，可通过课堂在线练习了解学生对知识的掌握程度。例如，讲完傅里叶变换的求解问题时，可将事先准备好的习题上传至系统，引导学生完成练习，进而随时了解学生对课上所讲知识的掌握程度。第四，课堂作业。作业形式多种多样，如一段录音、一个阅读材料，设置好作业提交时间后即可发布至系统中。此外，对分课堂还提供了学生互评的功能，加强了学生之间的沟通和了解，促进共同进步。

2.4 课后阶段

课堂教学结束后，教师布置相关内容的课后习题，帮助学生巩固课上所学知识，总结学生作业中存在的问题，将问题及时反馈给学生，针对学生的共性和个性问题进行答疑。

2.5 理论与实践相结合

MATLAB作为一款常用的仿真计算工具，以其强大的功能得到众多理工类高校的青睐。通过MATLAB的形象展示，可以使学生更加直观地了解抽象、枯燥的学科知识，在很大程度上提高学生的学习积极性，使学科知识更加生动具体，帮助学生轻松掌握所学知识，大大提高课程教学质量。因此，开展信号与系统课程的验证性仿真实验十分必要。应先分析幅频特性曲线、相频特性曲线和零极点分布图等学习过的系统，然后进行仿真实验验证学生所学理论知识，加强其对知识的深层次了解，提升学生的实践操作能力。教师也可根据自己的科研方向，为学生提供更多实践教学的机会，鼓励学生参与到科研项目中来，提升科研素质。

2.6 考核方式

为了提升对分课堂模式的应用效果，开展传统的课程考核方式改革势在必行。针对信号与系统课程特点，优化和制订了一套全新的考核标准：

总成绩=平时成绩×10%+期中成绩×10%+期末成绩×30%+汇报成绩×30%+实验成绩×20%

其中，平时成绩包括课堂综合表现和作业，期中考试和期末考试根据不同阶段的学习内容灵活设计题目，减少死记硬背，重点考查学生对重要知识点的分析与应用，真正做到融会贯通，汇报成绩由学生评价和教师评价共同得出，实验成绩根据仿真效果打分。这种分布式考核方式将总成绩分散在整个学习过程中，既保证了知识的讲授，又锻炼了学生的综合学习能力，促进了学生的全面发展，符合当代教育目标，有利于促进高素质复合型人才的培养。

3 对分课堂在信号与系统课程中的应用优势

3.1 加强了师生间的互动

在传统的课堂教学中，教师更加重视内容的讲授，这种满堂灌的教学方式使得学生与教师在课堂上的交流较少，导致教师对学生的知识掌握程度了解不够，教学质量得不到保证。对分课堂中的讨论环节，使学生有机会将课上不理解的内容与教师和同学进行探讨，从而加强了师生间的互动和交流，提升了课堂教学质量。

3.2 促使教学更具针对性

预习阶段可以帮助学生了解学习的重点，教师可以针对学生对知识的掌握情况，调整教学策略，节省课堂时间，提升教学效率。比如，学生在课前已经了解了傅里叶变换的基础概念，教师在课堂上就可以着重讲解傅里叶变换的求解问题。此外，教师可以根据学生每次提交的作业情况了解学生的知识掌握程度和存在的问题，并进行有针对性的讲解，从而提升教学质量。

3.3 有助于建立完整的知识体系

课前预习、课堂教学、课后作业等模块，共同构成了对分易学习平台。正式上课前，教师可以在网上搜索视频、图片等相关教学资料，丰富课堂教学形式，使枯燥的教学内容更加生动形象。例如，在讲解三大变换的概念之前，以视频片段开场，吸引学生的注意力，使其对授课内容产生浓厚的兴趣。课堂上，为了加深学生对知识的记忆，还可以结合自身教学经验引入相关案例，丰富教学内容。当然，课堂学习只是掌握知识的第一步，课堂结束后，教师还应根据学生的实际情况布置一些与课堂知识紧密相关的练习题，为学生从对教学内容的初步了解到基本掌握提供保障，进而帮助学生建立完整的知识体系。

4 结语

在对分课堂模式中，虽然教师的授课时间变短了，但知识传递的有效性提升了。现阶段，对分课堂模式中的一些功能仍需进一步优化和完善，促使教师更加高效地完成教学任务，提升教学质量和效果。