《信号与系统》课程教学创新探讨

◇咸阳师范学院物理与电子工程学院 柳 钰 陈 昊 袁 月

针对当前教育教学中存在的问题，提出了基于“线上+线下”混合式教学模式、“项目驱动教学”的基本理念，就该创新展开讨论，详细介绍该创新方法的具体实施过程，促进《信号与课程》的教学改革，为提高教师教育教学水平贡献新的思路与想法。

电子信息制造业是国民经济的支柱性、基础性产业，国务院部署《中国制造2025》行动纲领，充分说明电子信息制造业的重要性，而《信号与系统》课程则是培养电子信息类专业人才的必修课。《信号与系统》课程是通识基础知识向电子信息专业类课程过渡的桥梁，学习《信号与系统》课程的目的，是培养学生在毕业后具有从事电子信息类行业产品开发与解决系统实际问题的能力。

《信号与系统》课程是我校电子信息类本科生大二第一学期开设的一门专业基础课，我校选用吴大正编写的《信号与线性系统》一书作为教材，该教材内容完全满足学生后续专业课的学习与考研的需要。在学习本课程之前，学生已经学习了《高等数学》、《大学物理》等课程，已经具备了分析信号与系统课程基本原理与方法的知识储备。学生网络学习途径多样化，学习时间碎片化，可通过课前查阅资料实现课堂内容的拓展与补充。电子信息行业发展速度快，知识更新频繁，教师应结合最新行业发展动态，选择最适合行业与学生发展的知识。电子信息类学生的特点是，逻辑思维能力强，因此适合问题驱动法来进行教学。

（1）教学创新的必要性分析。传统教学存在以下问题：第一，课堂以教师为中心，通常采用满堂灌的教学方式，学生不能很好地参与到课堂活动中，不能充分调动学生的学习兴趣。第二，在教学过程中，注重专业知识的传授，对学生综合能力及科研素养的培养训练不够；
课程思政开展不到位，影响了专业课程思政的育人能力。第三，课程评价方式不够完善，重视结果而忽视过程综合考核。因此，推动课程创新，打造一流课程显得尤为重要。

（2）教学创新的基本内涵。课程教学改革与创新是对教师现有思维方式与能力的双重挑战，打破原有教育教学模式，真正激发学生学习动力，在教师的引导下，让学生探究性学习行为能够真正的发生。基于以上分析，我们对教学过程进行如下创新，设计了任务驱动，线上线下混合式教学模式[1-2]，和项目化教学设计[3-4]，在教学过程中构建师生学习共同体，教学相长，协同创新，合作共赢。该教学模式可以更容易的把抽象问题形象化，在理论联系实际的过程中，让学生实际感受到课本知识的有用性，反过来激发学生的学习兴趣。

（3）教学创新实施过程。该教学模式由任务发布、线上学习、组织课堂、分析反馈、提升改进这五个部分组成。①课前，学生可以通过线上微课、课件进行自主学习，上网搜索本节内容相关的最新文献报道，理论联系最新科研前沿，完成课前测验与教师课前提问，总结在思考、解决提问问题的过程中存在的知识薄弱点，上课时就可以更加高效的解决难点；
同学之间进行讨论、就教师所给命题准备翻转报告。教师则在线导学，分析学习通平台学习数据，进而调整课堂教学策略。②课中，利用智慧教室开展研讨式教学，进行启发式讲授、让学生进行翻转汇报、分组讨论、随堂测验等活动，还可以利用互联网+的技术，课上完成在线实验的过程，加强学生对课堂抽象理论知识的理解；
在学生进行课堂活动的同时，教师密切观察学生在学习中存在的问题，及时指出，提高学生学习效率。③课后，学生通过完成作业、测验、研讨、分组探究来进行巩固提高达到学以致用的目的。而教师，则进行答疑解惑、指导拓展、互动交流、分析教学平台学习数据、对教学进行反思调整。

由于基于互联网+教学技术的实现，使得线上+线下的教学模式可以顺利开展，学生可以利用网络技术，更灵活的选择学习内容，学习方式，延展课程知识，拓展学生认知。可以随时反复进行在线课程实验，加深学生对知识直观化的理解；
网络上有非常多很好的课程慕课资源，学生可以比较不同学校，不同教师的授课特点，吸收更多的精华内容；
通过对知识点对应课题最新文献的搜索，学生可以及时了解科技前沿，发现实际工程制造中存在的具体问题，体会课本上具体知识点与工程实际之间的联系，提高学生学习积极性与兴趣。项目化教学设计方法，结合教师科研项目，尽可能的让学生参与进来，结合课程理论知识，分配给学生一些力所能及的工作，让学生真真实实的感受到知识的力量；
指导学生申请大学生创新创业项目，系统的运用所学习的专业知识解决专业领域内的特定问题，引导学生将理论知识与工程实践相结合，不仅满足工程教育认证的基本要求，还能在项目的申请、研究、结题过程中掌握基本的科学思想和研究方法，提升自身科研素养；
在面向所有学生的课程设计的完成过程中，让学生在项目中感知知识点之间的联系，实际体会课本知识点与实际工程之间的联系，培养学生团结协作的团队意识。

（1）注重创新成果的辐射。本课程教学团队由三名专任教师组成，课程教研组教师定期研讨，共同制定教学计划，互相传授经验，及时发现教学中存在的问题，不断提高自己的教育教学水平。

（2）技术应用于教学。提供完备的校内+校外、线上+线下实训基地满足专业实践教学要求。让学生及时方便的通过实验的直观操作，加深对课堂学习内容的理解，形成一系列的教学资源，录制该课程整套微课资源，并结合网络学习平台上的微课、慕课资源，可供学生随时学习使用。

（3）以学生为主体。教师应及时更新老旧的教育教学理念，在教学过程中，以学生为主体，根据学生特点与工程实践发展方向，把握好知识点，突出重点、难点，优化知识结构，设计出有利于激发学生学习积极性的教学方法与手段。

（1）落实课程质量保证。在学期开始前，由学科组教师共同完成教材选定、视频录制、课件制作、教案编写、授课计划制定、更新题库、知识点分解的工作任务，并按学习顺序将视频、电子教材、课件、习题等教学资源上传到学习通平台。上课过程中，继续实行分组讨论、翻转课堂等方法，让学生更多的融入课堂，参与课堂，提高课堂学习效率；
进一步调试好线上线下实验项目开设需要的软硬件环境，实现项目课上课下训练常态化。充分利用信息化教学手段，通过混合式教学手段大力提升教学效果。

（2）多元评价方法。继续加强多元化课程考核办法，改变原有考核体系中期末考试一考独大的评价模式，在考核中完善实践操作的考核与课堂、作业等平时表现的考核，而实践操作部分又分为对于课内必做实验的过程及实验报告的考核，与学生抽题现场完成实验部分的考核组成；
平时表现部分则由对学生学习痕迹的分析、学生上课表现的记录、学生对开放命题的解答以及对开放任务的完成情况给予综合评价，对学生进行全面考核。形成开放式的考核评价体系，在评价结果中将学习过程的评价更多的考虑进来，并加入师生互评、生生互评环节，多渠道的反应教学中存在的问题。

（3）教学反思。研究表明，只有在学习过程中不断通过反思，才能对知识进行巩固与拓展，在课程设计中采用以学生为中心的自主学习方式进行，这就要求教师以辅助者和引导者的角色帮助学生学习。我们在以往的教学中，以学生为中心的思维方式还不到位，教师要在今后的教学中逐步加强以学生为中心，因材施教，努力为学生提供最适合学生发展的教育教学环境。

随着电子信息产业的迅速发展，培养电子信息业专业技术人才显得尤为重要。对于《信号与系统》课程而言，采用“线上+线下”混合式教学和“项目驱动教学”的模式进行课程创新，对于打破原有教学方法的制约，激发学生学习的积极性与主动性，提升教育教学质量有显著的作用。