智能时代教育下“信号与系统”课程网络教学改革研究

王宝珠，赵瑞玉

（重庆移通学院通信与信息工程学院，重庆 401520）

0 引言

近年来，我国大力推进教学信息化建设，大量“互联网+”教育课题落地，教育教学面临着新的可能性和重大潜力，加之近几年特殊时期，传统的线下教学已经不能满足学生学习的需要，网络教学日益发挥着巨大的作用。“信号与系统”课程是电子、信息及通信类专业必修的重要专业基础课，对于我院通信类专业大部分学生而言更是研究生入学考试的必考课程，所以学好该课程显得尤为重要。本课题基于“互联网+”的智能时代背景，依托智慧教育平台，结合教学实践活动，对“信号与系统”课程网络教学体系的构建和学生学习方式的变革展开深入研究，立足于切实提升学生的学习效果，具有重要的现实意义和应用价值[1]。

1 当前网络教学存在的问题

在近几年特殊情况下，网络（线上）教学日益发挥着巨大的作用，成为教学改革的焦点，但也存在着一定的不足和挑战，就信号与系统课程网络教学而言，主要存在以下几方面的不足：

1.1 教学内容缺乏设计

信号与系统课程的网络教学内容大多与课堂教学一致，并没有过多的设计，仍然以知识点讲解、公式推导为主，课件大多也仍然是课堂教学使用的PPT，老师分享屏幕讲解，课堂上的板书书写也变成了用鼠标在屏幕上点写，学生学起来枯燥乏味，再加之缺乏教师在身旁监督，导致学生学一会儿就会出现注意力不集中，打瞌睡，玩手机，甚至出现“挂机”去干别的事儿的情况。

1.2 教学形式单一

大多数网络教学只是单纯的改变了教学地点，从在教室面向学生教学变成了居家或在办公室面向电脑教学，教学方式也没有过多的改变，仍然是面对着PPT对各种知识点进行讲解，对难以理解的公式进行推导，在讲解的过程中对重点、难点进行强调并加以提问，这样学生面对充满各种公式的屏幕学习兴趣非常低，学习效果也不好。

1.3 教学过程难以管理

学生在网络的另一端，没有老师的监管，学生看似在线听课，实则可能只是挂机，人很有可能在干别的事情，没有老师在身旁，学生可以肆无忌惮地在本应该学习的课上时间做别的事情，即便老师可以通过点名、提问甚至让学生开启摄像头查看学生在线状态的方式来了解学生的学习情况，但是也很难做到实时监管，因为该课程教学任务较重，再加上学时的限制，老师要在规定的时间内讲授完相应的知识点，所以很难做到实时管理学生的学习过程[2]。

1.4 学生学习兴趣低

学生本来就对理论性强、知识点多、公式多、计算也多的信号与系统课程学习兴趣不高，加之网络教学时，学生看不到老师的板书推导以及面对面的讨论学习，面对的只有冰冷的屏幕和单纯的讲解，老师也无法实时看到学生的学习状态，从而无法通过与学生眼神的交流与神态的表达来调整自己的讲课速度以及调整自己的讲课状态，这样就导致学生的学习兴趣更低了。

2 网络教学体系构建

针对以上网络教学存在的问题和不足，建立一套能够激发学生学习兴趣并提高学生学习效果的“信号与系统”课程网络教学体系显得尤为重要。通过对“信号与系统”课程网络教学的研究，本课题认为：在“互联网+”时代的教育教学中，网络教学体系的构建和学生学习方式二者之间是环环相扣的。因此，应当坚持学习者为本位，将网络教学体系的构建落脚到学生学习方式的转变上，教学体系建设如图 1（P143）所示。

图1 教学体系建设

2.1 建构主义教学理论

建构主义教学理论强调“既要充分发挥教师的主导作用，又要突现学生在学习过程中的主体地位”，即要“主导—主体相结合”。

2.2 教学内容设计

信号与系统课程有其自身的特点：首先各章节知识点多，各类公式多,涉及的计算也多；其次是学习内容理论性较强、枯燥乏味，很多知识学习起来并不像其他课程一样直观。同时网络将教学师生之间的物理距离拉开了，如果仍然采用传统的教授教学内容的模式，不但学生的学习效果不好，学生的学习兴趣也会大打折扣，所以教学内容设计显得尤为重要。本课题主要在以下三方面对教学内容进行重新设计[3]。

2.2.1 设计基于“互联网+”网络教学大纲

教学大纲是教学的依据，其设计要根据课程特点和人才培养的需要，要能够清晰地表述学生在课程中获得的知识、能力和技能，同时教学大纲要符合“互联网+”网络教学的需要。真正让教学大纲成为信号与系统网络教学的指导性文件。

2.2.2 内容讨论点设置

为了吸引学生，不让学生分心就要让学生参与到课堂上来，所以授课内容不能是一味地知识点讲解，要将教学内容分解成一个个模块，设计成具有讨论点的知识点，让学生参与进来，边学习边讨论，而不是一味地听讲，这样既能提高学生的参与度和学习兴趣，又达到了共同学习的效果。

2.2.3 教学PPT设计

不能再使用课堂（线下）教学时的PPT，满PPT的公式，理论性极强的文字，让学生看了就觉得枯燥乏味，根本无法吸引屏幕前的学生，要在设计PPT时，弱化公式推导，多使用动画，让动画演示过程，加强计算机程序设计并用MATLAB仿真演示，重实践，尽量在讲解时穿插着工程案例，加入工程实践，让实践能力代替枯燥的知识。

2.3 教学方式创新

信号与系统课程本身就理论性强、枯燥乏味、公式知识点多，如果在网络教学时仍然采用“填鸭式”以灌输为主的教学方式，那么学生的学习积极性势必会大大降低，为了更好地调动学生的课堂积极性和教学参与度，采用引入网络教育平台、项目驱动、翻转课堂三种教学方式[4]。

2.3.1 引入网络教育平台

借助智慧教育平台等优秀网络教育平台，在网络（线上）教学前让学生在网络平台上提前进行预学习，使学生在开展网络学习前先具备原有的基础知识，明确课程教学目标与教学任务，同时把问题和疑惑记录下来，这样在网络教学时，学生可以高效的开展学习。

2.3.2 项目驱动

在教学时采用工程项目案例教学法，即用项目来驱动教与学。项目驱动方式能够有效调动学生学习的积极性，使学生在项目实践过程中自主发现问题、分析问题、进而本能的使用专业知识解决问题。整个教学过程以项目的形式展开，项目的选取要与课程内容密切相关，充分利用所学知识与理论，通过实践来掌握所学知识。

2.3.3 翻转课堂

在网络教学时尤其是在项目驱动教学时可以改变学生与老师的身份以及主体地位，以学生为主体开展，分小组讨论或者分小组完成项目时，学生的身份为项目经理和项目成员，项目经理带领小组成员分析问题、开发设计、最终完成项目，老师参与其中即可，给予简单的指导和参与讨论[5-6]。

另外，在教育平台上设置专门的课程课下讨论专区，而且是公开开放，有些学生性格比较内向，平时比较腼腆，无论怎么鼓励就是不愿意在课堂上表达和讨论，尤其是提出质疑或者发问，作为老师一定不能忽略这一部分学生，这些学生不愿意在课上表达、提问、讨论并不代表不愿意在课下表达、提问、讨论，不愿意用语言表达并不代表不愿意用文字表达，甚至有的学生喜欢在课下以匿名的方式讨论，通过讨论专区老师更能了解学生的学习情况，以及学生讨论激烈的问题，也能看到学生对教学方法和对教学过程的评价。

2.4 改变管理测评方法

为了激励学生，网络教学的测评方法要与课堂教学的测评方法不同，不能仅仅是平时成绩（出勤、作业、课堂）+期末考试成绩而定，而是要有针对性，针对网络教学除了期末考试外增加以下三方面的测评。

2.4.1 线上网络教育平台学习数据

在线教育平台的学习数据都很全面，现在很多网络教育平台对在线学习的学生都有一个综合的数据评价，课前学生是否到平台学习，学习参与度、完成度，学习效果怎么样导出数据即可查看，这样可以督促学生在课前学习，从而提高学生在网络课堂学习的有效性。

2.4.2 课堂讨论

课堂讨论也是非常重要的一环，要想学习好，就要积极参与进来，没有积极的学习态度是无法学好知识的，所以课堂讨论的参与度以及在讨论时的表现（讨论中提问、发言、撰写案例分析报告等）都作为学习测评的标准。

2.4.3 学习总结报告

为了验证学生在网络课堂的学习效果，将学生的课后总结报告、项目教学中项目的完成情况、参与情况、工作量等都纳入考核测评中，能有效督促学生课后就所学知识进行总结、吸纳。

除此之外，任课老师还可以参考课下讨论区学生的活跃程度、讨论学习的程度综合来对学生的学习进行测评。

3 学生学习方式变革

学生的学习方式对学习效果有直接的影响，改变学生单纯课堂听讲的学习方式，将学生的学习分为教学前、教学中和教学后三个阶段[7]。

3.1 课前

只有当学习者介入解决实际问题，将已有知识激活并将它作为新知识的基础，使新知识与学习者的生活世界融于一体时，才能够促进学习。所以学生在课前先在智慧网络平台上学习在线课程，明确学习任务和目标，并将线上课程学习中的收获、疑惑以及难解的问题都记录下来，以备在课上分享和讨论。

3.2 课中

将线上课程学习与网络教学融为一体，教师在讲解完该堂课知识点后，根据学生在课上以及课前线上课程学习中遇到的共性问题展开讨论，如果问题简单，则由学生发言讨论，如果问题复杂，则分小组讨论，每个小组得到结论后，组间进行讨论，教师全程参与其中，但以学生为主导。

3.3 课后

课后每位同学都要写一个简短的报告，内容为：总结学习的收获、对所讨论问题的进行分析以及归纳解决问题的方法，如果该堂课有项目案例分析，还要写出项目分析报告。实现学生学习后对知识的提取和总结。从而真正提高学生的学习效果，发现问题、分析问题、解决问题的能力。

另外学生课后还可以到教育平台的课程课下讨论专区，对学习的内容、学习中的疑惑、问题以及想讨论的课题进行发帖讨论，也可以对课程的教学方式、方法提出宝贵的意见和建议，同时还可以将学习心得发表出来和老师、同学一起分享。真正实现从被动学习转变为主动学习。

4 预期效果

（1）推动高等院校信号与系统课程网络教学改革，促进在线课程教学对大学生人才的培养。

（2）在智能时代教育下，适应学生特点和网络教学的需求，对信号与系统课程教学体系进行优化构建，真正实现网络教学效果达到线下教学效果，甚至更优。

（3）针对我校我学院学生考研主选信号与系统课程的特点，网络教学的回看功能更优于线下教学，有助于学生对考研专业课的学习，从而提升我院学生考研的上线率。

（4）信号与系统课程网络教学学生学习方式的变革，有助于全面调动学生的能动性和积极性，激发学生学习兴趣和获取知识的欲望，由被动学习变主动学习。

（5）形成一套全新和完善的管理测评制度，有利于提升教师和学生的积极性和主动性，有利于提升信号与系统课程的教学效果，有利于学生对信号与系统课程内容的掌握与应用。

（6）在本校进行网络教学改革，形成可操作的教学实践案例，推动学生学习方式的转变，发挥社会效益。

5 总结

本课题从建构主义教学理论、教学内容设计、教学方式创新、管理测评等环节出发，构建网络教学体系；结合网络教学的实践效果和“互联网+”教育理念，对学生学习方式变革展开研究，让高校网络教学更好地焕发活力和吸引力，实现学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，真正提高网络教学的教学质量及学生的学习效果。