“大班教学、小班研讨”的课程教改研究

王 雪， 李妍君， 张小云

(重庆科技学院，重庆401331)

0 引言

高等学校的小班化教育经历了酝酿期、实验研究和推广阶段以及深入发展和理性反思阶段。目前，很多学者认为小班化教学应该从实际出发，量力而行，小班化教学应该遵循关系性原则、批判性原则和整体性原则[1]，小班教学应该针对不同的环境，有多种的实现途径。

由于师资力量和教学硬件等实际情况，完全的小班化教学对地方高等院校来说难以实施。因此，很多院校在很多课程上进行“大班教学，小班化研讨”的探索研究，并取得不错的教学效果[2～5]。本文展开对“信号与系统”课程进行“大班集中理论教学，小班研究生助教引导研讨”(以下简称“大班教学，小班研讨”)的教学改革。将课程分成2个部分，大班教学完成理论教学，小班研讨在研究生助教的指导下，以学生为中心进行互动，通过专题讨论，解决学生的疑问和困惑；同时利用线上雨课堂和超星的学习通和QQ群等线上方式，实现小班讨论的延伸；并构建多元化的评价体系。

1 课程教学改革的背景

“信号与系统”是我校电气、自动化和测控等电类专业重要的专业基础课，其特点内容多，对学生数学基础要求较高。同时，该门课具有较强的工程应用背景，还是很多高校考研的课程之一。因此，“信号与系统”课程教学改革得到了重视[6～7]。

我校目前选修“信号与系统”的学生类型构成较为复杂，有卓越工程师班、有普通本科班、有3+2类型的专升本班和英文教学留学生班。这些学生的类型和数学基础相差很大。从以往单纯的大班教学的效果来看，教学效果不理想。调查问卷表明，大部分中等生期望改善教学方式，能进行讨论和习题辅导，甚至一对一的辅导。优等生也希望有更深入的讨论，了解学科的前沿。

研究生助教在本科教学中日益得到了重视[8～9]。利用硕士研究生助教主持小班化研讨的优势明显：硕士研究生理论功底扎实，课程内容熟悉，重点难点容易掌握，知识结构较为合理；助教在研讨中式引导和主持角色，主要是本科同学进行互动，进行专题研讨、习题解答，这个角色研究生助教非常适合；研究生助教年龄和本科生相仿，又有切实的本科经历，因此和本科同学交流无障碍。

我校电类相关专业的研究生目前已经达到一定的规模，“信号与系统”上课的教师有80%招收了硕士研究生。这为开展研究生助教引导小班教学提供了良好的契机。

2 课程教学改革的指导思路

当前我国教育的发展思想是要“以学生为中心”[10]，该思想最根本的是要实现从以“教”为中心向以“学”为中心的转变，即“从教师将知识传授给学生”向“让学生自己去发现和创造知识”转变。

“大班教学、小班研讨”的教学改革是秉承这个核心思想的一种实现尝试。把握“教”与“学”的相对逻辑关系，将教师传授知识和学生自主发现进行有机的结合。根据高校的实际情况，既利用有限的师资进行大班理论教学，让学生掌握理论框架；同时又开展小班化研讨，激励学习动机，培养学习兴趣，全面提高课程的教学效果。

“大班教学、小班研讨”的教学改革的指导思路如下：

(1)激发学生内在动机，形成一定的学术兴趣。动机是引发、维持并使个体的行为指向特定目标的力量。学习动机对学生学习行为的发生、维持以及学业目标的实现具有重要影响。课题组认为内在学习动机激发的是课程实现教学目标的重要保证，同时也具有普遍应用性。内在学习动机的激发来自于学生对未来工作的定位、课程能解决的实际工程问题以及感受科学的魅力。

在理论授课和小班研讨的设计过程中，应该考虑到通过实验感知科学世界的精妙，通过创设真实的工程问题让学生自我探索和感知，通过小论文方式让学生的形成一定的学术兴趣。

(2)小班研讨的合理分组。小班教学的目的就是为了更好地因材施教。因此课题组教师能够有条件去了解学生个体，注意到个体差异，施以不同的研讨内容和层次。每个学生的潜能不一样，学习需求也不一样，应该将需求相同或近似的同学进行编组，以适应因材施教。在个性化小班教学中，助教注重教学过程的管理、关注学生学习体验。观察学生的课堂反应，根据学生的反应调整方向和节奏。

(3)合理的评分机制。小班化教学很重要的指导思路是打破大班教学单一化评价方式。评价方式应该充分体现过程考核和最终考核，其中过程考核中应该特别重视对小班研讨的过程考核，如何评价评价学生的材料准情况、参与度、活跃度和表达沟通能力，应该是重点研究的问题。

3 课程教学改革的实施

3.1 前期综合调查

调查的对象分成已经修习完毕课程的同学、已经毕业的同学、即将上课的同学。调查的内容分别是客观部分和主观部分。客观部分可以通过教学系统的底层数据库获得，主要包括了数学水平、课程得分(课程达成度)、出勤状况；主观部分包括学习课程后的感受、与竞赛、项目或毕业课题的关系、对此课程的评价等几个方面。调查的方法主要采用微信、QQ和问卷网等方式进行搜集数据。

调查的结果作为本次“大班教学、小班研讨”的重要参考依据。

3.2 “大班教学”框架的设计与方法

根据调查研究结果和课程教学大纲的要求，设计出“大班教学”的内容和范围，小班分组类型与研讨的课时和内容。

大班教学应该涵盖以教学大纲为核心的主要理论框架，同时应该考虑到小班研讨的内容，以48课时的“信号与系统”为例(40理论+8课时实验)。

(1) “大班教学”的内容设计。“大班教学”根据大纲和学生情况进行内容上的优化处理。“大班教学”的课时确定为32，留下8个课时为小班研讨，再确定4个课时为课外研讨。确定讲授的内容为陈后金的“信号与系统”第三版。讲授内容主要是第一章到第7章。但根据同学们的反馈，对频域分析和复频域分析涉及数字信号(离散信号)部分不讲或适当少讲。如果专业后续课程有“数字信号处理”的，就完全不讲。第8章以后完全不涉及。此外，Matlab部分作为同学们自学部分，也完全不讲。在讲授过程中，区分一般理论、重点/难点理论、一般例题/难点例题，分别采用PPT、动画、或板书形式。

(2) “大班教学”的基础和前提是充分预习与思考。预习的方法通过“雨课堂”的预习功能模块来完成，主要是教师讲授同学们需要注意的数学前导知识，如欧拉公式、多重积分、留数等关键内容。此外，预习明确同学们应该关注的难点和重点。

(3) “大班教学”的授课节奏。授课节奏应该意图明确，不可琐碎与重复，以完成理论框架教学为最终目的。理论教学应该严格按照实现制定的教学计划完成。学生感到困难的应该通过小班研讨去弥补。

某些专业的课程为32学时，则根据上述分析进行适当的修正。但内容设计过程相同。

3.3 “小班研讨”的内容设计

“小班研讨”的内容设计是本项目的重点内容，主要有分组设计和研讨内容两个部分。

(1)小班分组设计。按照同学们的实际情况可分为4类型小组。A组：对本课程要求较高，渴望获得高分，可以利用该课程提高竞赛或工程水平，约占总体学生的10%;B组：想学好课程，获得较好的绩点，数学基础一般，约占总体学生的60%；C组：这部分同学只想及格通过考试，无更多的学习动机，约占总体的15%；D组：学习动机和学习方法都较差的同学，大约5%。分组的依据是同学们自愿报名的基础上，专业教师根据其学习的情况进行适当的调整完成的，同时强调是因材施教而非标签化同学。以测控专业2016的分组情况(表1所示)为例：

表1 测控专业2016课程分组情况

对A组，主要是引导和挑战；对B组，以提高能力夯实基础为主；对C组，以鼓励和激发为主；对D组，以帮扶为主。此外，分组并非固定不变，而可以根据同学们的学习情况进行调整。

(2)研讨主题内容设计。研讨主题内容可根据课程的重要知识点进行。如设计“信号的时域采样与频域分析”研讨内容，对A组同学，讨论时域采样时不同的加窗函数形成的不同频域特征；对B组同学，重点讨论理想采样的形成机制，并由此得到的奈奎斯特采样定理；对C组同学，重点是图形方法搞懂理想采样过程；对D组同学，主要进行引导和帮扶，从概念上掌握信号采集。小班研讨的内容应该是课程的重要组成部分，研讨过程中，助教引导学生进行发言讨论，解答学生的疑问和困惑。对于设计的研讨主题内容，可根据课程进程修改。

小班讨论还以QQ群的方式进行补充和延伸。充分利用线上交流这种新生代本科生喜欢的方式，QQ群可以完成学生作业上问题解决、课程上的问题等内容。

3.4 研究生助教的培训

小班研讨的主持人是硕士研究生助教，根据课程的特点，研究生助教需要进行系统的培训，采用适当的方法，提高硕士研究生的助教兴趣和投入。

完善研究生对助教工作的需要适当的激励机制。尽管“三助”工作是研究生必须要完成的工作，但本课程的“小班研讨”工作量大，线上/线下都有，因此应该有适当的激励机制。

对研究生助教进行“信号与系统”课程培训。尽管研究生有较好的基础，还需要对助教进行培训。培训的方法可以是跟班学习、教师单独辅导、专题培训等。除了小班理论研讨，助教还参与本科生实验环节，主要进行实验指导、操作考评、问题解答和实验报告评改等。

除了专业知识的培训，课题组还进行了主持人的培训。培训的内容是主持的方式与技巧，并让助教进行试讲，提高了助教的主持水平。

经过综合培训，研究生助教水平得到明显提高。

3.5 多元化的评价方法

根据前面确定的教改指导思想，“大班教学、小班研讨”构建多元化考核评价体系，考核体现过程考核。

考核体系中，小班研讨占有重要的比重。同时，将在线视频预习、在线开放课程都纳入考核内容，具体考核体系如表2所示：

表2 课程考核体系表

课程考核体系充分体现了小班研讨的占分比例，其目的是鼓励学生进行交流和讨论，以激励以学生为主体的学习方式。同时，对网络在线教学课程也计入总分，激励同学们的预习情况。

4 课程教学改革效果及思考

经过对我校测控专业的“信号与系统”进行“大班教学、小班研讨”的教学改革探索，课程组利达成度数据、问卷调查等多种手段进行了分析。测控专业的达成度指标如表3所示：

表3 测控专业未达成度内容

表4是教改之后的达成度目标变化，其中2016级时教改后的。

表4 测控专业未进行教学改革之前的达成度

从达成度数据的变化可以看出，教改之前的2个年级，达成度变化不大；教改之后，指标3和4有明显提高，指标1和2也有所提高；主要原因如下：

(1)由于小班教学的引入，对建模和专业软件的使用得到了更多帮助，交互使得教学效果明显。

(2)在理论学习上，B组同学的知识得到了夯实；同时C或D组同学也有所改善。

(3)同学们更加善于讨论，发现科学问题。

除了达成度数据，同时进行了问卷调查。在问卷调查中，受访授课本科生人数146人，分布在测控专业、自动化专业和功能材料专业。这是一个多选的问卷调查,如表5所示。

表5 课改问卷调查

问卷调查表明，本次课改本科同学的认可度还是比较高的，提高了学习效果，激发了学习兴趣。对同学们的竞赛也有一定的帮助。

尽管教改取得了效果，但通过分析，发现存在一定问题。主要表现在：

(1)课前预习实施到位较困难，造成理论授课效果不十分理想。

(2)小班研讨中，由于助教在业务水平、责任心和投入程度方面差异，使得研讨效果参差不齐；研究生助教投入的积极性仍旧需要解决；研讨中，仍旧无法保证每个同学有效积极的参与。

(3)对于差等生，这种研讨效果并不明显，中等生若以解题为主的研讨，则效果明显，否则效果并不佳。中等同学得过且过的思想没有得到根本的改善。

5 结语

在我国正在大力推动以学生为中心的教学改革，构建从“教”向“学”转变的高等教育教学改革的背景下，根据地方高校教师和学生的实际情况，针对“信号与系统”课程，提出的“大班教学，小班研讨”的教学模式。该模式采用大班集中理论教学，研究生助教引导小班化进行研讨。通过适当分组，灵活设计研讨内容。通过线上/线下组合式的教学方式，激发学生的学习兴趣，提高学生自主学习能力。课程教学效果表明，这种方式对“信号与系统”课程是有效的，可作为其他课程小班化教学的参考。