張 剛

(重慶郵電大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院，重慶 400065)

信號與系統(tǒng)課程是面向電子類與通信類等專業(yè)學(xué)生開設(shè)的基礎(chǔ)必修課，但由于課程理論概念偏多，內(nèi)容比較抽象，因此學(xué)生理解和掌握起來有一定的難度[1]。目前，在授課形式上，仍采用以教師講授為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生被動接受知識，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力不足，教學(xué)效果不夠理想。因此，優(yōu)化課堂教學(xué)模式，提升教學(xué)質(zhì)量，成為課堂教學(xué)改革的重點。對分課堂是將傳統(tǒng)課堂分成兩部分，在壓縮教師授課時間的基礎(chǔ)上，保證學(xué)生有足夠的時間進行討論，充分消化和吸收教師所授課程內(nèi)容。

1 傳統(tǒng)授課方式的弊端

課堂教學(xué)是教學(xué)活動的主要形式，課堂質(zhì)量直接影響著教學(xué)質(zhì)量。傳統(tǒng)的教學(xué)模式處于教師滿堂灌的狀態(tài)，學(xué)生沒有發(fā)揮的空間，趨向被動接受[2]。以信號與系統(tǒng)課程為例，課程的重點在于讓學(xué)生理解時域和頻域的概念以及三大變換的使用。重點內(nèi)容中包含大量理論概念和公式推導(dǎo)，具有很強的理論性和實踐性。教師若全程單向地灌輸知識點，會使學(xué)生缺乏思考時間，無法達到充分理解的目的。傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端表現(xiàn)在以下方面：第一，教師單向灌輸式授課，學(xué)生缺乏主動探索知識的動力，降低了學(xué)習(xí)的主動性。第二，教師的授課方式比較固定、單一，授課內(nèi)容主要照搬教材中的重點內(nèi)容[3]，缺少行業(yè)前沿信息和動態(tài)。第三，理論教學(xué)時長所占比重過大，缺乏實踐教學(xué)的輔助，導(dǎo)致學(xué)生所學(xué)知識僅停留在理論階段，實踐操作能力不足[4]。

在新型教學(xué)模式中，教師可根據(jù)自己的科研方向，為學(xué)生提供更多實踐教學(xué)的機會，使學(xué)生有機會參與到更多研究中來，指導(dǎo)并幫助學(xué)生查閱相關(guān)文獻，參與到科研項目中，提升科研素質(zhì)，實現(xiàn)學(xué)生個性化發(fā)展的目的，促進創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。

2 對分課堂在信號與系統(tǒng)課程中的應(yīng)用

2.1 對分課堂概述

對分課堂的核心理念是將傳統(tǒng)課堂分為兩個部分，一半課堂時間分配給教師，另一半課堂時間通過不同的形式分配給學(xué)生，開展有效的課堂討論[5]。對分課堂的關(guān)鍵性創(chuàng)新在于將內(nèi)容講授與學(xué)生討論分開，使學(xué)生在課堂上有足夠的時間自主安排學(xué)習(xí)，進行個性化的內(nèi)化吸收。對分課堂在時間上將教學(xué)分為3個部分，分別為講授(Presentation)、內(nèi)化吸收(Assimilation)和討論(Discussion)，也稱為PAD課堂[6]。對分課堂相對于傳統(tǒng)課堂教學(xué)的優(yōu)勢在于，其兼顧了教師授課與學(xué)生思考。在傳統(tǒng)的授課模式中，教師無法掌握每個學(xué)生的知識接受程度，無法做到因材施教，導(dǎo)致部分學(xué)生因內(nèi)容難度較大而喪失學(xué)習(xí)信心。在對分課堂教學(xué)模式下，學(xué)生擁有獨立的思考空間，可結(jié)合教師所授知識，在討論環(huán)節(jié)發(fā)表和分享自己的看法和思考。

2.2 課前階段

在每次新課程開始前，教師可根據(jù)需要設(shè)置班級、課程等信息，學(xué)生只需要輸入課堂碼就可以加入對應(yīng)班級。教師根據(jù)即將要講授的教學(xué)內(nèi)容上傳相關(guān)資料，以供學(xué)生提前預(yù)習(xí)，并設(shè)置一些簡單問答，督促學(xué)生在課前完成，以此實現(xiàn)對課程的大體認(rèn)知。以傅里葉變換為例，在這一階段，教師可以上傳一些有關(guān)傅里葉變換的動畫演示，將抽象的理論形象化，加深學(xué)生對時域和頻域概念的理解，同時了解為什么要引入頻域變換，引導(dǎo)學(xué)生積極進行課前思考。

2.3 課堂教學(xué)階段

課堂教學(xué)正式開始前，教師可根據(jù)學(xué)生在預(yù)習(xí)階段提交的作業(yè)，總結(jié)學(xué)生存在的共性問題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)表自身觀點，教師可以針對學(xué)生的預(yù)習(xí)情況調(diào)整教學(xué)策略。對分課堂能夠提供全方位的教學(xué)輔助，具有以下功能：第一，課前考勤。教師自主設(shè)置考勤方式，學(xué)生快速簽到，后臺對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，提升了考勤效率。第二，課堂提問。教師可根據(jù)實際情況設(shè)置隨機提問、搶答、輪答等提問方式，有效提升了學(xué)生的積極性。第三，課堂在線練習(xí)。教師每講授一個重要知識點，可通過課堂在線練習(xí)了解學(xué)生對知識的掌握程度。例如，講完傅里葉變換的求解問題時，可將事先準(zhǔn)備好的習(xí)題上傳至系統(tǒng)，引導(dǎo)學(xué)生完成練習(xí)，進而隨時了解學(xué)生對課上所講知識的掌握程度。第四，課堂作業(yè)。作業(yè)形式多種多樣，如一段錄音、一個閱讀材料，設(shè)置好作業(yè)提交時間后即可發(fā)布至系統(tǒng)中。此外，對分課堂還提供了學(xué)生互評的功能，加強了學(xué)生之間的溝通和了解，促進共同進步。

2.4 課后階段

課堂教學(xué)結(jié)束后，教師布置相關(guān)內(nèi)容的課后習(xí)題，幫助學(xué)生鞏固課上所學(xué)知識，總結(jié)學(xué)生作業(yè)中存在的問題，將問題及時反饋給學(xué)生，針對學(xué)生的共性和個性問題進行答疑。

2.5 理論與實踐相結(jié)合

MATLAB作為一款常用的仿真計算工具，以其強大的功能得到眾多理工類高校的青睞。通過MATLAB的形象展示，可以使學(xué)生更加直觀地了解抽象、枯燥的學(xué)科知識，在很大程度上提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)科知識更加生動具體，幫助學(xué)生輕松掌握所學(xué)知識，大大提高課程教學(xué)質(zhì)量。因此，開展信號與系統(tǒng)課程的驗證性仿真實驗十分必要。應(yīng)先分析幅頻特性曲線、相頻特性曲線和零極點分布圖等學(xué)習(xí)過的系統(tǒng)，然后進行仿真實驗驗證學(xué)生所學(xué)理論知識，加強其對知識的深層次了解，提升學(xué)生的實踐操作能力。教師也可根據(jù)自己的科研方向，為學(xué)生提供更多實踐教學(xué)的機會，鼓勵學(xué)生參與到科研項目中來，提升科研素質(zhì)。

2.6 考核方式

為了提升對分課堂模式的應(yīng)用效果，開展傳統(tǒng)的課程考核方式改革勢在必行。針對信號與系統(tǒng)課程特點，優(yōu)化和制訂了一套全新的考核標(biāo)準(zhǔn)：

總成績=平時成績×10%+期中成績×10%+期末成績×30%+匯報成績×30%+實驗成績×20%

其中，平時成績包括課堂綜合表現(xiàn)和作業(yè)，期中考試和期末考試根據(jù)不同階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容靈活設(shè)計題目，減少死記硬背，重點考查學(xué)生對重要知識點的分析與應(yīng)用，真正做到融會貫通，匯報成績由學(xué)生評價和教師評價共同得出，實驗成績根據(jù)仿真效果打分。這種分布式考核方式將總成績分散在整個學(xué)習(xí)過程中，既保證了知識的講授，又鍛煉了學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力，促進了學(xué)生的全面發(fā)展，符合當(dāng)代教育目標(biāo)，有利于促進高素質(zhì)復(fù)合型人才的培養(yǎng)。

3 對分課堂在信號與系統(tǒng)課程中的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 加強了師生間的互動

在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教師更加重視內(nèi)容的講授，這種滿堂灌的教學(xué)方式使得學(xué)生與教師在課堂上的交流較少，導(dǎo)致教師對學(xué)生的知識掌握程度了解不夠，教學(xué)質(zhì)量得不到保證。對分課堂中的討論環(huán)節(jié)，使學(xué)生有機會將課上不理解的內(nèi)容與教師和同學(xué)進行探討，從而加強了師生間的互動和交流，提升了課堂教學(xué)質(zhì)量。

3.2 促使教學(xué)更具針對性

預(yù)習(xí)階段可以幫助學(xué)生了解學(xué)習(xí)的重點，教師可以針對學(xué)生對知識的掌握情況，調(diào)整教學(xué)策略，節(jié)省課堂時間，提升教學(xué)效率。比如，學(xué)生在課前已經(jīng)了解了傅里葉變換的基礎(chǔ)概念，教師在課堂上就可以著重講解傅里葉變換的求解問題。此外，教師可以根據(jù)學(xué)生每次提交的作業(yè)情況了解學(xué)生的知識掌握程度和存在的問題，并進行有針對性的講解，從而提升教學(xué)質(zhì)量。

3.3 有助于建立完整的知識體系

課前預(yù)習(xí)、課堂教學(xué)、課后作業(yè)等模塊，共同構(gòu)成了對分易學(xué)習(xí)平臺。正式上課前，教師可以在網(wǎng)上搜索視頻、圖片等相關(guān)教學(xué)資料，豐富課堂教學(xué)形式，使枯燥的教學(xué)內(nèi)容更加生動形象。例如，在講解三大變換的概念之前，以視頻片段開場，吸引學(xué)生的注意力，使其對授課內(nèi)容產(chǎn)生濃厚的興趣。課堂上，為了加深學(xué)生對知識的記憶，還可以結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗引入相關(guān)案例，豐富教學(xué)內(nèi)容。當(dāng)然，課堂學(xué)習(xí)只是掌握知識的第一步，課堂結(jié)束后，教師還應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實際情況布置一些與課堂知識緊密相關(guān)的練習(xí)題，為學(xué)生從對教學(xué)內(nèi)容的初步了解到基本掌握提供保障，進而幫助學(xué)生建立完整的知識體系。

4 結(jié)語

在對分課堂模式中，雖然教師的授課時間變短了，但知識傳遞的有效性提升了?，F(xiàn)階段，對分課堂模式中的一些功能仍需進一步優(yōu)化和完善，促使教師更加高效地完成教學(xué)任務(wù)，提升教學(xué)質(zhì)量和效果。