信号与系统课程的线上线下混合教学创新模式实践_程任翔.pdf

Application 创新应用124 电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月摘要：阐述信号与系统课程的特点，建立系统分析的理念，掌握信号处理、信号特征分析、线性系统分析的概念和基本方法，以及典型的电路系统分析应用，探讨互联网教学新模式的创新实践。关键词：信号与系统，电路系统分析，互联网教学。中图分类号：TN0-4文章编号：1000-0755(2023)06-0124-03文献引用格式：程任翔，顾泽杨.信号与系统课程的线上线下混合教学创新模式实践J.电子技术,2023,52(06):124-126.域引入信号处理与传输技术的关键性课程。通过理论教学使学生能建立起系统分析的总体概念，掌握信号处理、信号特征分析、线性系统分析等基本概念和基本方法以及典型的电路系统分析应用。在教学环节中起着承上启下的作用。能启发学生的科学思维和分析运算的能力、树立严谨的研究态度，增强理论联系实际和解决切实工程难题的能力，培养学生积极探究规律的钻研精神及迎难而上的科学勇气。3 基于“互联网+教育”的特点中国教育现代化2035中明确提出，到2035年，总体实现教育现代化，迈入教育强国行列，推动我国成为学习大国、人力资源强国和人才强国。并重点部署了面向教育现代化的十大战略任务，其中之一便是加快信息化时代教育变革。新冠疫情加速了我国网络教育平台的发展，如中国慕课MOOC和超星学习通。到2022年11月，中国慕课数量已达6.2万门，注册用户4.02亿。同年上线的国家高等教育智慧平台，首批就覆盖了14个学科门类，92个专业类，并0 引言信号与系统是电子信息类本科阶段的重要课程，是通信领域的基础课程，也是学生日后更好地掌握通信原理数字信号处理等课程的阶梯，为学生将来从事尖端电子通信领域的工作夯实基础。1 研究背景新冠疫情三年间，广大师生们同舟共济、力克时艰，采用线上与线下相结合的教学模式，利用互联网+教育的多种教学平台，取得了以往传统授课方式所不曾有过的显著成效，得到了老师学生们的一致好评。虽然疫情结束了，但是三年间师生同仁的共同努力，不断改进所取得的线上教学理念和方法依旧值得学习借鉴，为未来课堂教学提供新思路、开辟新道路。2 信号与系统课程的特点信号与系统主要学习连续和离散时间系统的时域、频域分析法，重点掌握傅立叶变换、拉普拉斯变换、Z变换这三大变换，通过信号流图分析和建立状态方程求解系统。该课程是从电路分析领信号与系统课程的线上线下混合教学创新模式实践程任翔，顾泽杨（金陵科技学院 电子信息工程学院，江苏 211169）Abstract This paper expounds the characteristics of the signal and system course,establishes the concept of system analysis,grasps the concepts and basic methods of signal processing,signal characteristic analysis,linear system analysis,as well as typical circuit system analysis applications,and discusses the innovative practice of the new mode of Internet teaching.Index Terms signal and system,circuit system analysis,Internet teaching.Practice of Online and Offline Blended Teaching Innovation Mode of Signal and System CourseCHENG Renxiang,GU Zeyang(School of Electronic Information Engineering,Jinling University of Science and Technology,Jiangsu 211169,China.)基金项目：2021年第一批教育部产学合作协同育人立项课题（202101037049），金陵科技学院高层次人才科研启动项目（jit-b-201831），2022年第二批江苏省产学研合作项目（BY20221003）。作者简介：程任翔，金陵科技学院电子信息工程学院，讲师；研究方向：凝聚态。收稿日期：2023-02-01；修回日期：2023-06-11。Application 创新应用电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 125陆续上线了300多个虚拟仿真实验和近10万种教材。互联网+教育与时俱进是未来所趋，可以克服在信号与系统传统线下教学中的问题。（1）在傅立叶变换章节中，学生难以从书面冗长的文字介绍和三角形式傅立叶级数中去理解连续周期信号分解为不同频率的正弦信号的加权叠加以及时域向频域的转变过程。通过视频作图讲解单一波形向多种叠加波形的分解和时间轴向频域轴的转变，则更具视觉直观性和便于理解，学生对视频彩色图像的记忆力也要明显高于黑白的文字描述。把基础性概念化抽象为形象，可为之后复杂公式的讲解铺平道路。（2）线下授课时间紧、任务重，知识点讲解大多只讲一遍，起初学生还能接受，越是临近期末，知识点综合性复杂性均大幅提高，学生在课堂上产生的诸多疑问仍留待课后解决。而线上教学可以保存老师授课长视频，学生对难懂的细节知识点能反复观看，加深理解记忆，对已经掌握的部分则能倍速播放，节约时间提高效率。并且线下上课，每周课程安排固定，上课时间长，学生无法长时间集中注意力，而网络视频课程则可以充分利用“碎片化”课余时间，学生自主安排，学习日程会更加灵活，且时间短、频次高，学习注意力也更加集中。（3）传统线下授课多是闭门造车，教师之间难以互鉴学习，缺少交流，而线上教学视频则更易于保存、传播和共享，教师之间可以对具体章节的讲解，更具针对性的交流指正，共同进步，最终帮助同学学得更轻松，知识掌握得更牢固。（4）在腾讯课堂的教学实践中发现，学生在互不见面的情况下，回答问题的积极性都大幅提高，克服了以往大课堂模式下的胆怯心理，同时也打破了学生座位间的位置距离隔阂，实现更加灵活多变的组队和跨小组交流。（5）在网上教学平台搭建学生签到、作业检测、课后回顾、自我测试等板块，夯实与巩固线下教学成果，用数据量化分析每个学生的知识点薄弱之处，对症分析，为每个学生定制个性化辅导方案，且板块的可移植性和共享性能大幅提高教师之间管理辅导学生的时间利用率。（6）随着短视频平台的爆发式增长，涌现了不少简短但知识点丰富有趣的优质科普视频，充分挖掘短视频平台作为教学穿插素材的潜力。在学习通的每个章节课程视频最后，额外加入课外长视频资料，如学生特别感兴趣的专题，如华为公司发展史，全球半导体产业布局等，拓展学生科技视界、树立全球竞争意识、培养民族企业爱国精神。按照信号与系统章节目录分段插入长视频，也能激励学生不断去阅读和解锁下一章节学习视频。4 线上+线下并轨的新教学模式探索虽然疫情时代宣告结束，但是网课教学却不会因此落幕。单纯的非面对面线上教学也存在缺点：如学生注意力不集中时老师无法及时发觉提醒，鼠标设备不利于板书书写，摄像范围限制不利于展示相关实验器材。因此线上线下教学各有优劣，取长补短方能相得益彰。（1）课前阶段：提前几天布置信号与系统课前视频学习任务，预习将学章节，宏观上把握整体知识体系结构，知识点之间彼此关联，明晰重点记录问题，课上直接提问，节省课堂时间推进教学进度。（2）课堂阶段：通过学习通扫描实时二维码或位置定点签到，可节约课前时间。在教室利用线上教学App如腾讯课堂、超星学习通等，组建打破位置隔阂的线上学习小组，通过题目抢答，选择题答案投票等多种互动形式活跃课堂氛围，提高课堂参与度。线上抢答采用小组赋分制，组员抢答得分累计成小组总分，进行学习小组排名，激发学生抢答热情，培养组内互助和组外竞争精神。老师提出的问题，学生直接课上完成并拍照上传答案，快速生成数据统计图，明确提交的课堂作业数量，投影展示学生的优秀作业笔记。（3）课后阶段：学生在线提交课堂上遗留的问题难点，和教学评价反馈，老师统一收集归纳，并逐一解答。在线发布作业通知，设置作业提交截止时间，实时向全班显示提交人数和未提交作业的同学，以此激励学生学习竞争意识，改善作业拖延症，培养良好的学习习惯。逐步形成课前“预习课中精讲课后”监督反馈的教学模式，打破传统教学中老师讲学生听的被动学习方法，促进课程教学向“以学生为中心”转变，实现“去教师中心化”，让学生成为课堂的主角。5 新模式下组织管理的适应性创新（1）教师新式教学能力培训。新式教学中，教师除了要掌握传统教学方式方法，更需适应时代发展，掌握线上教学资源平台的设计与组合能力，使用大数据分析学生情况的能力，做好信息化培训，提高自身数字化教学水平。无论是老师还是学生，对已经存在了几十年的课堂教学习以贯之，而线上线下混合教学对教师综合能力提出了全新的挑战及更高的要求，绝不是两者简单的拼接而是有机融合，同时引导学生去适应与改变。（2）统一规范化网络教学平台，院校参与个性化定制。过往线上教学时发现，不同老师不同课程使用的教学App都不尽相同，增加了学生的学习和适应性负担，跨平台调用资源也存在兼容性问题，无法对单个应用进行深入研究和统一个性化定Application 创新应用126 电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月制。因此学校和学院需充分讨论研究，结合自身办学特色，学科属性，以建设特色鲜明的高水平应用型大学为目标，以新工科建设推动卓越工程师培养为己任，与研发公司深度定制网络教学平台。（3）组织管理与技术创新并驾齐驱。当前学校的机构设置、制度安排，是基于疫情以前完全的线下的班级授课制，还没有兼顾线上教学管理制度和与其相配套的技术管理中心。因此推进线上线下教学融合，需要学校管理机构功能的变革、教育行政体制的转变，设置融合信息技术与线上教学研究的管理中心。（4）评价体系是指挥棒、导向标。为了让教育改革实践更具持续性，评价什么，师生就重视什么。显然不能仅以学生学业成绩作为唯一指标。传统“单一输出”的教学模式下，每个学生从老师那所获取的知识技能都是一样的，而混合教学模式下，更强调学生课后自我学习的能力，从中国慕课、网易云公开课、哔哩哔哩等长短视频平台汲取课外知识的能力。因而，在成绩评价时需综合考虑学生对本课程，高层次前沿科技的认知能力，深度学习情况以及是否了解背后产业动态与企业发展状况等等，“过程评价”将会进一步激发融合教学的优势。在教师评价层面，要对线上线下混合教学的课堂设计能力、信息化技术与互联网教学平台的使用能力进行综合考察。建立健全混合教学模式的老师与学生绩效评价体系，才能实现共同进步，推动教育信息化改革落实落细、走深走实、见行见效。6 结语三年疫情，无论是老师还是学生都是人生第一次经历，从起初上网课时的老师不适应，学生不习惯逐渐改进和完善，到最后却成功加快了中国信息化教育改革的步伐，打破了几十年不变的传统教学模式，取得了未曾有过的成效。这一切都离不开师生们共同的努力，与过去十年间中国互联网新基建的飞速发展。在疫情大背景下，我们进行了“全世界规模最大的线上教学实验”，原本作为应急之举的线上授课如何才能在疫情结束后，站稳脚跟、立足长远、与时俱新，是我们当下需要思考的问题。线上+线下混合教学改革不是简单的课程拼接，而是教学制度体系的改革和教育理念的重塑，从信息化技术手段、互联网教学资源、混合课堂课程设计等多维度推进互联网+教育的融合发展。逐步形成以教师为主导，学生为主体，精品慕课为依托，线上资源为拓展，网课研讨为支撑，过程评价为依据的信号与系统混合教学模式。学思践悟，疫情终会过去，但我们的教育再也不能简单地回到从前。参考文献1 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