高志奇 李春明

摘 要 工程教育認(rèn)證要求專業(yè)課教學(xué)關(guān)注學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)成效。信號與系統(tǒng)是電子信息工程專業(yè)的核心課程之一，根據(jù)工程教育認(rèn)證的要求進(jìn)行課程建設(shè)和教學(xué)改革，通過優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容、建設(shè)在線開放課程、開展混合式教學(xué)實踐、對學(xué)生進(jìn)行全面評價和考核等具體措施，加強(qiáng)學(xué)生的參與度，提高課程的教學(xué)質(zhì)量。信號與系統(tǒng)課程的相關(guān)建設(shè)措施對于工程教育認(rèn)證背景下的其他專業(yè)課程建設(shè)具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞 工程教育認(rèn)證；信號與系統(tǒng)；混合式教學(xué)；課程建設(shè)

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：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

隨著我國工程教育認(rèn)證工作的深入開展，越來越多的高校和專業(yè)認(rèn)識到了其重要性，已經(jīng)開始按照相關(guān)要求對專業(yè)課程進(jìn)行深化改革和建設(shè)。工程教育認(rèn)證的核心理念是“以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”，其根本目標(biāo)是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。在工程教育認(rèn)證體系下，專業(yè)需要先設(shè)定人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，然后設(shè)置課程支撐畢業(yè)要求的達(dá)成。因此，課程作為專業(yè)人才培養(yǎng)的基本單元，其建設(shè)質(zhì)量的高低是人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求能否達(dá)成的決定性因素。

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)作為典型的地方工科院校，已經(jīng)在全校范圍內(nèi)開展工程教育認(rèn)證工作。電子信息工程作為學(xué)校優(yōu)先建設(shè)專業(yè)之一，于2019年提交工程教育認(rèn)證申請并獲批，目前正在按照相關(guān)要求進(jìn)行培養(yǎng)方案、課程教學(xué)、實踐條件等方面的優(yōu)化和提升。其中，課程建設(shè)是工程教育認(rèn)證準(zhǔn)備工作的核心和重點。信號與系統(tǒng)是電子信息工程專業(yè)的核心課程之一，對于專業(yè)人才綜合能力的培養(yǎng)有基礎(chǔ)性作用[1]。該課程與高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、線性代數(shù)等數(shù)學(xué)課程聯(lián)系緊密，內(nèi)容較為抽象，知識點繁多且難以理解，學(xué)生學(xué)習(xí)難度很大，是教學(xué)實際與工程教育成果導(dǎo)向理念嚴(yán)重脫節(jié)的代表性課程[2]。為了提高教學(xué)質(zhì)量、支撐相關(guān)畢業(yè)要求指標(biāo)點的達(dá)成，信號與系統(tǒng)課程按照工程教育認(rèn)證的理念和要求進(jìn)行教學(xué)改革，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度。實踐表明：課程建設(shè)和教學(xué)改革措施對改善教學(xué)效果并提高畢業(yè)要求達(dá)成度的作用明顯，有利于工程教育認(rèn)證目標(biāo)的實現(xiàn)。

1 工程教育認(rèn)證背景下專業(yè)課存在的問題

本校工科專業(yè)課程教學(xué)長期以來沿用傳統(tǒng)講授式教學(xué)模式，教學(xué)活動主要發(fā)生在課堂，以教師單方面知識講授為主要教學(xué)形式，灌輸性內(nèi)容較多而探究性學(xué)習(xí)內(nèi)容少，學(xué)生參與度很低[3]，因此，專業(yè)課程的教學(xué)效果普遍較差。專業(yè)課教學(xué)主要存在下面幾個問題。

1.1 學(xué)時短缺矛盾突出

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)2016版人才培養(yǎng)方案削減了專業(yè)總學(xué)分，同時課程總門數(shù)有一定的上升，因此，專業(yè)課的學(xué)時均有所減少。另一方面，隨著科技的進(jìn)步，大部分專業(yè)課程需要結(jié)合前沿技術(shù)的發(fā)展而增加新的教學(xué)內(nèi)容，因此，在有限的教學(xué)時間內(nèi)如何消化越來越多的教學(xué)內(nèi)容成為專業(yè)課需要解決的首要問題。以信號與系統(tǒng)課程為例，64個學(xué)時需要完成以往80個學(xué)時的教學(xué)內(nèi)容，還需要增加一些新的前沿內(nèi)容和工程案例，教學(xué)時間非常緊張，很多內(nèi)容難以講全講透。

1.2 學(xué)生參與度低

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師是教學(xué)的主角，學(xué)生屬于知識傳授的被動接受者。大部分學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)之前已經(jīng)養(yǎng)成被動學(xué)習(xí)的習(xí)慣，因此在大學(xué)里也無法有效地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)[4]。學(xué)生在教學(xué)中的參與度低，首先會影響其對于專業(yè)知識的理解，其次也不利于學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和終身學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成，造成工程能力的缺項。

1.3 考核方式不科學(xué)

受課程學(xué)時少、生師比高等因素的影響，專業(yè)課教學(xué)過程中對學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核一般采用“平時成績+期末成績”的評價方式。其中，平時成績主要是課后作業(yè)的成績，由于長久以來存在作業(yè)抄襲現(xiàn)象，平時成績并不能反映學(xué)生的真實學(xué)習(xí)效果；而期末成績通常是卷面成績，大部分學(xué)生依靠突擊復(fù)習(xí)應(yīng)對考試，對知識的掌握并不扎實。因此，以傳統(tǒng)形成性評價為主的考核方式不能真實反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，成果導(dǎo)向的理念缺少實施的依據(jù)[5]。

2 工程教育認(rèn)證背景下的專業(yè)課程建設(shè)與教學(xué)改革

針對專業(yè)課程教學(xué)普遍存在的問題，信號與系統(tǒng)課程組探索在工程教育認(rèn)證背景下進(jìn)行課程建設(shè)和教學(xué)改革的方法。

2.1 教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容設(shè)定

工程教育認(rèn)證對于學(xué)生學(xué)習(xí)成效的評價主要是基于定量標(biāo)準(zhǔn)，因此，課程教學(xué)設(shè)計首先要確定課程的教學(xué)目標(biāo)，作為學(xué)習(xí)達(dá)成度評價的標(biāo)準(zhǔn)。同時，課程的教學(xué)目標(biāo)與課程支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點需要建立對應(yīng)關(guān)系。所以，課程教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定不能只以課程內(nèi)容為出發(fā)點，而要綜合考慮畢業(yè)要求指標(biāo)點與課程內(nèi)容之間的關(guān)系、教學(xué)目標(biāo)達(dá)成是否可考核等，科學(xué)處理教學(xué)目標(biāo)、畢業(yè)要求指標(biāo)點、教學(xué)內(nèi)容三者之間的關(guān)系。信號與系統(tǒng)課程的教學(xué)目標(biāo)、畢業(yè)要求指標(biāo)點、教學(xué)內(nèi)容的對應(yīng)關(guān)系見表1所示。

2.2 在線課程建設(shè)

根據(jù)前述分析，信號與系統(tǒng)課程內(nèi)容多而學(xué)時有限，若按傳統(tǒng)方式進(jìn)行課堂講授，時間明顯不足，教學(xué)效果不好。為了解決上述矛盾，課程組從2018年開始進(jìn)行在線課程建設(shè)，并于2019年正式在智慧樹網(wǎng)站上線運(yùn)行。在線課程包含50段教學(xué)微視頻，并提供教學(xué)課件、單元導(dǎo)學(xué)、章節(jié)測試、拓展閱讀、在線答疑與討論、期末測試題等全套教學(xué)資料。課程網(wǎng)頁的截圖見圖1。在線課程既可以為社會學(xué)習(xí)者提供免費教學(xué)服務(wù)，又可以作為本校學(xué)生混合式學(xué)習(xí)的資源。在線課程的建立拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的空間和時間，有效解決了課程學(xué)時不足的問題。

2.3 開展混合式教學(xué)

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，有效教學(xué)行為主要發(fā)生在課堂內(nèi)，具有空間和時間的有限性以及知識傳遞單向性，即在固定的地點（教室）和固定的時間（每次2個學(xué)時），由教師向?qū)W生講授知識。由于專業(yè)課每周只安排1～2次授課，如果學(xué)生在課后不能主動進(jìn)行復(fù)習(xí)，則課程的學(xué)習(xí)活動是不連貫的?？v觀整個教學(xué)過程，學(xué)生只是聽講、做練習(xí)、回答問題、完成作業(yè)，參與度低、學(xué)習(xí)主動性不足、有效學(xué)習(xí)活動少，因此，學(xué)習(xí)效果不理想。為了解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，信號與系統(tǒng)課程組從2018年開始進(jìn)行混合式教學(xué)實踐，教學(xué)過程分為課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)。

2.3.1 課前自學(xué)與反饋 該環(huán)節(jié)借助信號與系統(tǒng)在線開放課程，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前自學(xué)。在每次授課前兩天，教師會發(fā)布自學(xué)任務(wù)，要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)觀看相應(yīng)的教學(xué)視頻，并利用單元導(dǎo)學(xué)、課件等自學(xué)知識點，然后完成自學(xué)作業(yè)。自學(xué)作業(yè)主要是對重要知識點的歸納總結(jié)，以及提出自學(xué)后不理解或有疑問的內(nèi)容。學(xué)生通過觀看視頻和完成自學(xué)作業(yè)，可以初步掌握相關(guān)知識點，且有助于帶著疑問進(jìn)入課堂，提高課堂學(xué)習(xí)效率。教師通過學(xué)生自學(xué)作業(yè)的反饋，可以掌握學(xué)生的自學(xué)情況，明確學(xué)生的學(xué)習(xí)難點，之后針對性地進(jìn)行備課。

2.3.2 課中討論與練習(xí) 因為學(xué)生在課前已經(jīng)進(jìn)行自學(xué)，所以課中環(huán)節(jié)以知識點討論、練習(xí)或測試為主。授課開始時，教師會使用雨課堂等教學(xué)工具對學(xué)生進(jìn)行測試，以檢測自學(xué)之后知識點的掌握程度，然后對重點、難點展開討論。學(xué)生進(jìn)行分組討論后，每組推出代表進(jìn)行回答，同組學(xué)生可以進(jìn)行補(bǔ)充。允許各組之間就某個問題進(jìn)行辯論，教師作為引導(dǎo)者、仲裁者、總結(jié)者把握討論的進(jìn)展。討論結(jié)束后，教師對本節(jié)知識點進(jìn)行總結(jié)，之后以練習(xí)或測試的形式考查學(xué)生對于本節(jié)內(nèi)容的掌握程度，并對反映出的問題進(jìn)行分析，以幫助學(xué)生更好地理解知識點。

2.3.3 課后復(fù)習(xí)與總結(jié) 通過前兩個環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對于相關(guān)知識點的理解已經(jīng)比較深刻，因此，課后環(huán)節(jié)以復(fù)習(xí)、總結(jié)、提高為主。學(xué)生首先需要在規(guī)定時間內(nèi)完成并提交筆頭作業(yè)；其次需要在課程主頁上參與話題討論，每生至少需要發(fā)言一次；最后需要對本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和反思，歸納所學(xué)知識點，反思自己的收獲和不足，每章結(jié)束后還要以思維導(dǎo)圖的形式總結(jié)本章知識點之間的關(guān)系。通過課后的復(fù)習(xí)和總結(jié)，學(xué)生對所學(xué)知識點有了更加深刻的理解，同時填補(bǔ)了兩次課之間的時間間隔，使學(xué)習(xí)有連續(xù)性。

通過混合式教學(xué)課前、課中、課后三個環(huán)節(jié)的教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動從以往的課堂擴(kuò)展到任意的時間和空間。混合式教學(xué)中，教師起到組織者、引導(dǎo)者、評價者的作用，學(xué)生用自己的學(xué)習(xí)活動完成從知識點到知識體系的構(gòu)建，對課程內(nèi)容的理解更加深刻。混合式教學(xué)方法的使用，有效緩解了學(xué)時矛盾，增強(qiáng)了教學(xué)效果。

2.4 對學(xué)生全面評價和考核

課程考核是教學(xué)中非常重要的一環(huán)，主要用于衡量課程的教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成、學(xué)生的學(xué)習(xí)是否達(dá)到預(yù)期效果，也是進(jìn)行教學(xué)持續(xù)改進(jìn)的依據(jù)。為了更加科學(xué)準(zhǔn)確地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，信號與系統(tǒng)課程組結(jié)合混合式教學(xué)，將過程性評價和結(jié)果性評價結(jié)合起來，構(gòu)建課程學(xué)習(xí)評價標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。信號與系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)評價標(biāo)準(zhǔn)，過程性評價和結(jié)果性評價各占50%的分值。過程性評價涵蓋混合式教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)，全面考查學(xué)生在平時學(xué)習(xí)過程中的參與度和學(xué)習(xí)效果。

3 結(jié)束語

工程教育認(rèn)證突出對學(xué)生學(xué)習(xí)參與度和成效的要求，因此，專業(yè)課必須以“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的理念為指導(dǎo)進(jìn)行建設(shè)和教學(xué)改革。信號與系統(tǒng)課程作為電子信息工程專業(yè)的核心課程之一，通過優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容、建設(shè)在線開放課程、開展混合式教學(xué)、對學(xué)生進(jìn)行全面評價和考核等措施，確保全部學(xué)生有效參與課程教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，達(dá)到對畢業(yè)要求指標(biāo)點的有效支撐。

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