劉文晶，李嬋飛

（1.重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院，重慶 401520；2.漢口學(xué)院，湖北 武漢 430212）

0 引言

《信號(hào)與系統(tǒng)》課程是重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院面對(duì)通信、電子以及電氣信息類等本科專業(yè)開(kāi)設(shè)的主干基礎(chǔ)課程，也是這些學(xué)科碩士研究生入學(xué)考試的重要考察課程之一，美國(guó)MIT A.V.Oppenheim教授稱“《信號(hào)與系統(tǒng)》是工程類最有價(jià)值的一門課程”，可見(jiàn)該課程的重要性。該課程以高等數(shù)學(xué)、電路分析等課程為基礎(chǔ)，主要研究信號(hào)與系統(tǒng)分析的基本理論與基本方法，其中的概念和分析方法已廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)處理的各大領(lǐng)域，特別是在信號(hào)提取、信號(hào)恢復(fù)、信號(hào)增強(qiáng)、語(yǔ)音識(shí)別等數(shù)字信號(hào)處理以及大規(guī)模集成電路的設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。本門課在教學(xué)過(guò)程中注重強(qiáng)調(diào)工程理念，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，使學(xué)生能綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決工程問(wèn)題、自主性學(xué)習(xí)和創(chuàng)造性工作。但是由于這門課程理論性較強(qiáng)，用到的數(shù)學(xué)知識(shí)比較多，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易混淆概念和公式，重識(shí)記、輕應(yīng)用，加之傳統(tǒng)教學(xué)方法和手段又比較單一［1］，使得該課程一直處于教難、學(xué)更難的情況之中。

當(dāng)前，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)通訊技術(shù)和知識(shí)數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展，MOOC （Massive Open Online Course）、SPOC （Small Private Online Course）、翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Classroom）以及微課程（Microlecture）等基于互聯(lián)網(wǎng)的新型教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生。這些模式突破了學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)時(shí)間和空間上的局限性，有利于優(yōu)化和共享課程資源，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，也有利于將線上和線下教學(xué)資源有機(jī)銜接、高效結(jié)合，從而促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段的改革。通過(guò)在《信號(hào)與系統(tǒng)》課程中的教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)并能提升學(xué)生對(duì)課程教學(xué)的認(rèn)同度。

1 翻轉(zhuǎn)課堂的特點(diǎn)

所謂翻轉(zhuǎn)課堂［2］就是把教師在課堂上講解知識(shí)，學(xué)生課后回家完成作業(yè)的傳統(tǒng)教學(xué)模式做了一個(gè)翻轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換為學(xué)生課前在家學(xué)習(xí)教師制作的視頻資源，教師在課堂上指導(dǎo)學(xué)生完成作業(yè)。翻轉(zhuǎn)課堂把直接講解從團(tuán)體學(xué)習(xí)空間移到個(gè)體學(xué)習(xí)空間，將傳統(tǒng)的教師講授為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變成動(dòng)態(tài)的、交互的學(xué)習(xí)環(huán)境。引入翻轉(zhuǎn)課堂后，在課堂教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生可靈活、自主地參與到課程學(xué)習(xí)中，教師則以提供指導(dǎo)為主。

翻轉(zhuǎn)課堂的核心在于把教學(xué)內(nèi)容的直接講解移到課前自主學(xué)習(xí)，從而可以節(jié)約大量寶貴的時(shí)間，用于師生面對(duì)面的交流探討，進(jìn)行更有意義的課堂教學(xué)活動(dòng)，豐富課堂內(nèi)容，活躍課堂氛圍，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。最大化學(xué)生在課上進(jìn)行深層參與的時(shí)間，真正實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的課堂。翻轉(zhuǎn)課堂以共享、多樣、開(kāi)放、互動(dòng)、實(shí)時(shí)和創(chuàng)新等特點(diǎn)，贏得廣大高校教師的青睞，這種教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)可集中歸納為3個(gè)方面。

1.1 師生角色發(fā)生明顯變化

過(guò)去的教學(xué)強(qiáng)調(diào)了教師的主體地位，忽略了學(xué)生的個(gè)性化的學(xué)習(xí)行為和學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)生在課堂上被動(dòng)地接受知識(shí)，教師課堂教學(xué)多以課程講述為主，教學(xué)模式單一、內(nèi)容枯燥乏味，學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性不高。培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立學(xué)習(xí)能力應(yīng)貫穿于教育教學(xué)的全過(guò)程，要在課前、課內(nèi)、課外的各個(gè)環(huán)節(jié)中加以啟發(fā)、誘導(dǎo)、訓(xùn)練和培養(yǎng)。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式將教師和學(xué)生之間原有的角色進(jìn)行了調(diào)整，翻轉(zhuǎn)課堂需要老師提前將要講授的主要內(nèi)容做成視頻資源放到網(wǎng)上，學(xué)生對(duì)于視頻內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以自主安排，其主體地位得到了較好的體現(xiàn)。

1.2 有利于個(gè)性化教學(xué)

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，所有相關(guān)教學(xué)資源都上傳到網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，課前可以自主學(xué)習(xí)教學(xué)視頻根據(jù)自學(xué)情況可以靈活掌控學(xué)習(xí)進(jìn)度，對(duì)于自學(xué)過(guò)程中遇到的重難點(diǎn)以及沒(méi)有完全理解的內(nèi)容都可以反復(fù)觀看學(xué)習(xí)。在課堂活動(dòng)中，學(xué)生帶著問(wèn)題去聽(tīng)課，學(xué)習(xí)目的更有針對(duì)性，根據(jù)學(xué)生自學(xué)的差異性情況，教師可以有目的的對(duì)不同層次的學(xué)生進(jìn)行針對(duì)性的指導(dǎo)，因材施教。課堂外，學(xué)生可以自主選擇學(xué)習(xí)時(shí)間及學(xué)習(xí)內(nèi)容，這種模式幾乎不受時(shí)間和空間的限制，較好地體現(xiàn)學(xué)習(xí)的靈活性和機(jī)動(dòng)性。重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院《信號(hào)與系統(tǒng)》課程采用30人的小班授課模式，所以個(gè)性化教育可以更好的得以體現(xiàn)。

1.3 教學(xué)交互性增強(qiáng)

傳統(tǒng)課堂只有極少的時(shí)間可以由教師用來(lái)自由支配，用于師生間課堂討論和交流的環(huán)節(jié)也就少之甚少。翻轉(zhuǎn)課堂模式下，教師在課前需要花較多的時(shí)間和心思去設(shè)計(jì)堂課內(nèi)容，包括設(shè)計(jì)師生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的交流互動(dòng)、規(guī)劃課程進(jìn)度，使得課堂交流互動(dòng)的效果得以完美體現(xiàn)。

2 翻轉(zhuǎn)課堂在信號(hào)與系統(tǒng)教學(xué)中的實(shí)踐

基于國(guó)內(nèi)現(xiàn)有翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)案例［3-5］，結(jié)合應(yīng)用型本科院校信號(hào)與系統(tǒng)課程的特點(diǎn)，以重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院為例，構(gòu)建翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式下的信號(hào)與系統(tǒng)課程的4個(gè)階段，主要包括課程開(kāi)發(fā)、課前學(xué)習(xí)、課堂活動(dòng)、分析總結(jié)。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式的主要階段和內(nèi)容如表1所示。

表1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式的主要階段和內(nèi)容

2.1 課程開(kāi)發(fā)

教師根據(jù)信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，依據(jù)學(xué)生思維發(fā)展水平設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，制作PPT課件并設(shè)置相應(yīng)的思考問(wèn)題，錄制教學(xué)視頻資源，為學(xué)生搭建學(xué)習(xí)支架，引導(dǎo)其有效地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。由于信號(hào)與系統(tǒng)課程理論性較強(qiáng)，難度較大，課程開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要授課教師能夠?qū)?fù)雜抽象的問(wèn)題簡(jiǎn)單化、形象化、一般化。在授課教師講解過(guò)程中，語(yǔ)言盡量通俗易懂，每講解一個(gè)知識(shí)點(diǎn)前都要明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，必要時(shí)可結(jié)合工程實(shí)例進(jìn)行分析。下面以“取樣定理”這一節(jié)課為例，進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。教師給出本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，列出知識(shí)點(diǎn)清單，錄制微課視頻，制作PPT，具體設(shè)計(jì)內(nèi)容見(jiàn)表2。

表2 課程開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)

2.2 課前學(xué)習(xí)

課前將教學(xué)資料下發(fā)給學(xué)生，由教師布置學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生在課前根據(jù)教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，同時(shí)完成相應(yīng)課后測(cè)評(píng)題。整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中包括自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)兩部分。學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的重難點(diǎn)問(wèn)題，通過(guò)反復(fù)觀看視頻資源仍未弄懂的，可與小組成員進(jìn)行討論（小班授課，每班30人，5人一組，共6組），如果小成員討論后仍未解決，做好問(wèn)題討論記錄，課上與主講教師交流。

2.3 課堂活動(dòng)

課上，教師首先要求學(xué)生將課前對(duì)知識(shí)點(diǎn)的困惑提出來(lái)，師生進(jìn)行互動(dòng)討論、教師解答問(wèn)題。小組成員需有明確分工：組長(zhǎng)1名、記錄員1名、答辯員3名，每人都要參與討論，發(fā)表見(jiàn)解。隨后對(duì)本次課重難點(diǎn)進(jìn)行精講提煉，最后進(jìn)行課堂測(cè)試。學(xué)習(xí)活動(dòng)結(jié)束后，組織學(xué)生對(duì)教學(xué)視頻及PPT的設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.4 分析總結(jié)

課后，教師通過(guò)深入分析學(xué)生課堂測(cè)試結(jié)果，及課上學(xué)生反饋的授課意見(jiàn)，進(jìn)一步調(diào)整授課方案，優(yōu)化PPT、教學(xué)視頻及思考題的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)課后鞏固練習(xí)，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握，完善知識(shí)體系的構(gòu)建。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院的辦學(xué)理念，將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用到信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)當(dāng)中，設(shè)計(jì)了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的4個(gè)階段，并對(duì)教學(xué)實(shí)踐的效果進(jìn)行分析總結(jié)。從課堂教學(xué)效果來(lái)看，達(dá)到了教學(xué)的預(yù)期目標(biāo)，在這種新型教學(xué)模式下，學(xué)生變身為知識(shí)的主人，學(xué)習(xí)積極性以及自主學(xué)習(xí)能力均有明顯的提升，并在一定程度上提高了學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力，這為后續(xù)學(xué)生專業(yè)能力的發(fā)展將起到積極的作用。