通信专业实验“金课体系”构建初探

黄英　雷菁

［摘 要］文章主要围绕专业实验如何构建“金课体系”展开研究。文章在分析“金课”的基本标准及特征内涵，探索“金课体系”的架构及教学设计的基础上，以国防科技大学电子科学学院通信专业为例，提出以“实验课程—创新设计—综合实践”为横轴、“基础—进阶—挑战”为纵轴的二维实验“金课体系”，并进行融问题式、引导式及任务驱动式教学于一体的“金课”教学设计初探。这为通信专业实验的“金课”建设进行了合理规划，给出了可行的教学设计思路，推动了实验教学的发展与完善。

［关键词］金课体系；两性一度；教学设计

［中图分类号］ G420 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2022）09-0144-04

当前，“金课”逐渐成为各高校课程建设的目标，高阶性、创新性、挑战度也成为课程改革的标准[1]。“金课”热度不减，到底如何进行课程改革？学术界仍没有达成共识，也未形成可行性较强的参考范本。从课程整体框架着手，构建“金课体系”，成为实现逐步淘汰“水课”、不断涌现“金课”这一总体目标的可行思路[2]。本文围绕如何构建专业实验“金课体系”这一问题展开研究，形成通信专业实验课程体系，并开展实验“金课”建设探究。

一、“金课”的标准与内涵研究

（一）基本标准

“金课”的基本标准为“两性一度”，即高阶性、创新性、挑战度[1]。高阶性涵盖知识、能力、素质三个方面，课程内容涉及的知识应当在包含基础的同时提高先进程度，培养的能力也不仅限于运用知识，还需要结合专业素质训练培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维。创新性则包含课程内容的“新”、教学模式的“新”及考核形式的“新”。课程内容必须紧跟时代步伐，具备前沿技术；教学模式必须融合先进教学理念，引入信息化手段，加强线上线下互动，“满堂灌”的形式应摈弃；考核应囊括学习过程的各个阶段，突出个性化与探究性。挑战度则是指课程需引入一定难度的内容，提高要求。这就需要师生共同努力，“跳一跳”才可完成。教师要花精力设计课程内容，学生课前、课中、课后均要花时间学习、理解和思考。这样，师生一起进步，从而促进课程质量的提升，达到一种良性循环状态。

（二）特征分析及建设思路

基于上述“金课”基本标准的分析，文献[3]总结了其基本特征，即师生互动、关注过程、严格要求。课堂改革最好的手段就是师生互动，这是消除知识本位、教师主体、教室局限等各种弊端的良策。互动可分为五个层次，其中“质疑”“辩论”为最高级的两个层次，充分体现了学生对权威的挑战及自我价值的展现。传统课程的期末考试方式往往是“一考定终生”，缺乏过程性评价，“金课”应改革考核评价模式以促进学生对教学过程的认同和参与。目前形成性考核模式得到了大力推崇。师生关系应是相互促进的“教学共同体”。而在师生互评的现代教学评价中，师生相互吹捧现象屡见不鲜，这不但使教学评价失去了实质作用，而且会影响课程教学效果。“金课”必须对教学评价的真实性严格要求，认真把关，才能使师生相互学习，共同提升。

那么，如何建设“金课”呢？应遵循三大转变：由“教师为中心”变为“学生为中心”、由“考试为中心”变为“学习为中心”、由“学科为中心”变为“专业为中心”。课程的受用对象为学生，我们应该关注其是否真正学到知识、提升能力、增强素质，而不是仅仅将课程内容一股脑地灌输给学生，不在乎学生的实际状况。考试不是目的，学习本身才是关键。所以我们应在课程的建设中始终以学生学习效果为目标，不断优化课程内容及教学模式。对于科研与教学二者谁为重这一问题，学界一直争论不休。其实，二者是相辅相成的。特色的科研成果可以转化为优秀的教学案例，严谨的教学内容又可为科研提供支撑。在高校本科人才培养中，学科是要支撑专业的，我们的科研优势应当转化為人才培养的优势。

（三）问题剖析

这几年，“金课”建设正在紧锣密鼓地进行着，五大类型“金课”（线下“金课”、线上“金课”、线上线下混合式“金课”、虚拟仿真 “金课”和社会实践“金课”）广受好评。然而，在“金课”建设过程中，我们常常会遇到一些问题，如课程目标不够明确、教学资源缺乏交叉整合、课程内容与学生实际需求脱节等[4]。“金课”体现的是“教与学并重”，建设首先要明确目标，使得“知识的传授、能力的培养、价值观的引领”有机渗透融合。“金课”教学资源要既基础又有深度、既经典又融合前沿、既涵盖专业知识又涉及学科交叉。同时需整合各种类型的资源以满足学生学习的个性化需求。以学生为中心，“金课”在教学形式上应体现先进性、互动性，需及时引入学生关注的现实问题和感兴趣内容，以提升学生的学习兴趣和课堂参与度。教学案例的设计和选择至关重要，一定要根据不同学生群体的知识背景和实际接受能力，考虑其现实需求，并解决其相关问题。重点突出“金课”的时代性、个性化。

二、“金课体系”架构及教学设计探索

当前，许多高校“水课”明显多于“金课”，为了避免少数“金课”被大量“水课”孤立，同时提升“金课”的示范作用和良好影响，高校亟须建设“金课体系”来保护“金课”效用，治理“水课”。

（一）体系架构设计

文献[2]提出了“金课体系”的框架设计，其将课程类型、课程难度作为两个基本维度，形成了如图1所示的二维“九宫格”。在X轴上，有通识、基础、专业三类课程，在Y轴上则以初阶、中阶、高阶依次提升课程难度。

在每一个课程类型（通识、基础、专业）中，均设置了初阶、中阶、高阶三个等级。难度系数较低的入门级课程，可以放入通识与初阶的交汇区域（I区）。专业与高阶交汇的IX区，包含了本专业课程领域难度系数最大的一些课程，这些课程既具有极强的专业性，又具有“金课”的高阶特性，对培养学生在专业领域的实践能力及创新思维有重要价值；同时，其对开课教师也是一个极大的挑战。上述“金课体系”框架设计着眼于“师生共同发展”，其核心在于“提升课程质量”，有赖于“制度创新”的支撑。

在上述框架中，“基础—通识—专业”的课程分类可以根据各校或专业特点进行修正，“初阶—中阶—高阶”的难度系数划分也可进一步贴近“金课”的标准和要求，这些我们在研究实践中会进一步提炼和完善。

在上述“金课体系”中，采用“三分法”将课程分为基础、通识、专业三类。其中基础课程包括思想政治课、数学类课程、英语类课程、计算机类课程及体育类课程等；专业课程则指各领域的基础课程与专业课程。另外，通识课程在大学课程体系中占有重要地位，在“金课体系”中赋予通识课程以独立地位，以便遏制当前通识课程泛滥现象，提升具有校本特色的通识课程的地位。

（二）教学设计原则

文献[5]探讨了“金课”教学设计的三大原则：主体性原则、基础性原则、科学性原则。

1.“金课”建设的主体性原则——学习者有效参与

学习者是否能够积极主动地参与课堂，与教师一同建设和谐民主的课堂氛围，这是“金课”设计时首先要思考的问题。参与度关系到学习效果，而这种有效参与应是全员高层次参与。在教学设计过程中，应当考虑不同层次学习者需求，形成多层次的参与活动。同时，“金课”的学习内容要同时激发学习者的内、外在学习动机，促使学习者持续从事有利于学习的活动。

2.“金课”建设的基础性原则——学习内容聚焦

着眼掌握学习内容，达成学习目标，“金课”设计时应将教与学的内容聚焦，围绕明确的、合适的教学目标展开。其主要挑战在于如何在保证学生围绕合适的目标进行认知加工的同时不会产生认知负荷超载现象。这时，可将教学目标按照由易到难分为知识提取、理解、分析、运用等四个层次。不同的教学目标对应不同的学习内容及教学活动，以保证不同的学习者均可得到适当的挑战，實现因材施教。

3.“金课”建设的科学性原则——全脑教学

研究表明，人的大脑中所使用的部位越多，神经元接受来自其他神经元的讯号越多，学习速度越快，记忆时间越长。“金课”教学设计应以全脑教学为导向，开展轻松、愉悦的教学。首先，需要开展多种形式的教学设计，多感官（躯体、听觉、视觉、智力、情感）的参与运用，让大脑协同运作，促进学习者思维、情感和人际关系的和谐发展，从而提升学习效果。因此，应遵循情感为先、认知为后的大脑规律。高压学习会令学习者产生厌学情绪，并不可取。应对学习者施加较低或中等水平的学习压力，并根据其注意力及大脑的记忆规律进行课程设计，缩短课程时间。

“金课”需要设计，需要有教学设计意识的教师，这样才能不断优化教学策略、解决教学问题、提升教学质量，教师才能关注学习认知全过程，探究与实践多种多样的教学方法。“金课”设计过程不仅提高了教师水平，而且有利于学生学习，真正实现了师生互利。

三、通信专业实验“金课体系”构建

我校通信工程专业已有较为完善的实验课程体系[6]，本节我们将探讨新形势下如何开展实验“金课体系”的构建，并初步探索“金课”的教学设计，以优化实验课程。

（一）实验“金课体系”

根据上述“金课”体系的构建原则，我们构建了如图2所示的通信专业的实验教学“金课体系”。我们将实验教学环节按照内涵差异分成了实验课程、创新设计、综合实践三类（即横坐标）。在每一类中，又按照对学生能力要求的不同分成基础、进阶、挑战三个档次（即纵坐标）。

在实验课程中，经典专业课程通信原理、信息论与编码基础、通信系统、无线通信基础、信息网络技术的实验课程，是实验教学中最基础的一类，也是将学生从理论知识引导到实践环节的第一步。而毕业设计是学生在整个本科阶段最具挑战性的综合实践环节，是整个四年学习成果的体现，对师生均是挑战，有望形成有实际应用价值的研究成果。创新设计则是以学生参与的竞赛为主线，基础性竞赛为院办的体验赛/启航赛、电子科技苑等，参与度最高，旨在对学生的实践创新能力进行基础培养。全国性比赛（全国大学生创新能力大赛、电子设计竞赛等）为引导性竞赛，参与的学生兴趣较浓、能力较强，旨在对学生的实践创新能力进行强化训练。以科研项目为背景的科研创新设计，则是从实际项目中提炼难点问题，进一步加强学生实践中解决问题的能力。在综合实践环节，基础训练是专业实习及通信对抗演练，完成基本专业能力的培训。进阶活动则是将学生置于行业和实际项目中，体会行业特点及科研过程。

（二）教学设计初探

实验教学环节始终以学生为主体，相较于理论课程，其要求学生更高的参与度。如果在课程设置中直奔“高阶、挑战”，会给学生较大的负担，可能适得其反。循序渐进始终是一种好的教学思路，如文献[6]提出的“逐层递进型”的系列实践教学模式。文献[7]也谈到了大学实验教学的四重境界：初学级——“懵懂无知，学艺于师”、熟练级——“熟能生巧，无师自通”、竞赛级——“融会贯通，巧为人师”、专业级——“推陈出新，设计大师”。因此，基于上述讨论的“金课”教学设计原则，我们给出了实验“金课体系”中各类实验的教学设计（见图3）。

在实验课程中，基础类课程会纳入理论课中，实现基于课内知识的实践锻炼，保证学生在理论知识基础上，思考与动手实践，强化理解，打开实践创新之路的大门。在有了一定的专业知识后，学生会进行两门设计课程，引入专业新技术，突出专业知识的综合性。学生在这个“进阶”环节中，需要事先夯实基础，开展团队形式的合作探索和实践创新，难度升级。有了前面的锻炼，学生能力逐渐增强，我们会开展具有挑战度的专业设计。考虑到内容聚焦及全脑学习等“金课”教学设计原则，我们倾向于在这一类实验教学环节中采用问题式的教学。我们根据专业要求设计“基础问题”“进阶问题”“挑战问题”，课程实施过程便是聚焦问题开展问题分析、研究探索、问题解决及反馈的过程。

在创新设计这一实验教学环节中，我们主张引导式教学。我院从2019年开始举办全员覆盖型的体验赛/启航赛，大一至大三的学生100%参赛。竞赛题目源于教师的科研内容，参赛学生基本为教师全程所带的学生。如何让学生有效参与其中，杜绝“打酱油”现象，有赖于教师的引导。定期检查验收、线上线下无延时讨论，这些做法虽然使师生工作量增加，却能快速提升学生的能力。经过这些锻炼后，学生有了底气和一定的实力，就可以参加全国大学生创新能力大赛或电子设计竞赛等全国类竞赛了。学生的主动参与意识增强，实践创新能力得到提升，还可以进一步参与到实际科研的创新设计中。

在综合实践这一环节中，我们主张采用任务驱动式教学。在大三下学期进行的专业实习及通信对抗演练中，学生会到具有实际设备的单位开展以具体任务为目标的操练，从而培养专业实践能力。在校企联合基地或创新实践基地，我们开展行业工程实训及专业性较强的科研项目实践。专业素养的不断增强，实践创新能力的不断提升，使学生在大四的最后一个学期能顺利开展具有挑战的毕业设计环节，以具体任务为驱动，基于前面的知识积累及实践创新能力的提升，在逐渐完成任务的过程进一步锻炼综合素质和能力，并以此作为大学四年的一个总结。

四、总结与展望

论文围绕如何构建通信专业实验“金课体系”這一问题开展讨论。深入开展了“金课”标准与内涵的探索，指出了现存的问题并给出了“金课”的建设思路；探究了“九宫格”式的“金课体系”架构，剖析了“金课”设计的主体性、基础性、科学性三大原则，突出学习者的有效参与、学习内容的聚焦以及全脑教学。以上述研究为基础，为我校通信专业构建了实验“金课体系”，形成了一个以“实验课程—创新设计—综合实践”为横轴，“基础—进阶—挑战”为纵轴的二维结构。同时，我们进行了融合问题式教学、引导式教学及任务驱动式教学的“金课”教学的初步设计。这为我们专业实验室打造“金课”、摒弃“水课”提出了构想，开拓了思路。

［ 参 考 文 献 ］

[1］ 吴岩. 建设中国“金课”[J]. 中国大学教学，2018（12）：4-9.

[2］ 解德渤. 如何打造“金课体系”：大学课程改革的框架设计与知度创新[J]. 四川师范大学学报（社会科学版），2020（1）：96-101.

[3］ 陆国栋. 治理“水课”，打造“金课”[J]. 中国大学教学，2018（9）：23-25.

[4］ 李萍萍，王晓川，王乐攀，等.“金课”建设过程中现存问题及对策研究[J].高教学刊，2020（20）：87-89.

[5］ 崔佳，宋耀武. “金课”的教学设计原则探究[J].中国高等教育，2019（5）：46-48.

[6］ 黄英，雷菁. 着眼人才质量 紧扣核心能力 探索实践教学改革[J].实验室科学，2017（5）：123-125，128.

[7］ 居沈贵，薛峰，石丽芸，等.大学实验教学的四重境界[J].大学教育，2020（12）：37-39.

［责任编辑：刘凤华］