董 敏 馬 力 朱政宇 蔣 力

(鄭州大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院,鄭州 450001)

數(shù)字信號處理是建立在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上,隨著計算機和電子技術(shù)的迅速發(fā)展與多學(xué)科交叉發(fā)展起來的新學(xué)科,“數(shù)字信號處理”課程是通信電子信息工程類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課和核心課程[1]。該課程理論性強、數(shù)學(xué)公式較多,大部分學(xué)生都會產(chǎn)生畏難心理,特別是對于前序課程沒學(xué)好的學(xué)生,甚至?xí)Α皵?shù)字信號處理”產(chǎn)生排斥和厭學(xué)心理。加之線上教學(xué)實施以來,離開教師的視線和有氛圍的教室,學(xué)生的課堂參與度降低,學(xué)習(xí)效果大打折扣。

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是時空固定的一對多信息流單向傳遞,它以教師教學(xué)為中心,學(xué)生被動接受知識為主線,顯然已經(jīng)不適應(yīng)科技高速發(fā)展的信息化時代[2]。線上教學(xué)平臺應(yīng)運而生,并層出不窮。線上教學(xué)是一種新型教學(xué)模式,通過融合互聯(lián)網(wǎng)思維,打破了傳統(tǒng)教學(xué)的時空限制,具有實時、異地、共享、互動等特點[3]。學(xué)生在面對突如其來的傳統(tǒng)教學(xué)到線上教學(xué)模式轉(zhuǎn)變時,難以有效適應(yīng)。而學(xué)生恰恰是教育過程中的主體[4],如何充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主觀能動性,成為當(dāng)前教學(xué)模式探索中的重中之重[5]。

針對上述問題,課程組探索了有效的線上線下教學(xué)有機融合的教學(xué)模式,依托雨課堂、騰訊會議等線上教學(xué)平臺,錄制課程重難點學(xué)習(xí)微視頻,設(shè)置課堂闖關(guān)題庫,同時結(jié)合線下翻轉(zhuǎn)課堂的混合式教學(xué)模式。實施效果表明,相比于傳統(tǒng)單一授課模式,課程組探索的混合式教學(xué)方法可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升學(xué)生課堂滿意度,進(jìn)而提升教學(xué)質(zhì)量。

1 當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀分析

“數(shù)字信號處理”課程的授課對象是電子信息工程和通信工程專業(yè)大三的學(xué)生,由于對基礎(chǔ)知識的掌握水平不統(tǒng)一,這些學(xué)生接受知識的能力差距大。學(xué)生普遍認(rèn)為“數(shù)字信號處理”課程理論性強,概念難以理解,原理過于抽象[6],具體體現(xiàn)為:

(1)課程內(nèi)容多、專業(yè)性強。教學(xué)內(nèi)容涉及數(shù)字信號的時頻域分析、數(shù)字系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及設(shè)計方法,內(nèi)容廣泛。并且,與前序課程關(guān)系密切、沒有學(xué)好“信號與系統(tǒng)”這門課程的學(xué)生,存在很大程度的畏難心理,學(xué)習(xí)動力不足。

(2)學(xué)生自控力弱。對于線上教學(xué)而言,學(xué)習(xí)環(huán)境復(fù)雜,學(xué)習(xí)氛圍寬松,對于自控力弱的學(xué)生,很容易出現(xiàn)“手機認(rèn)真在聽課,學(xué)生游走在網(wǎng)絡(luò)”的情況,最終導(dǎo)致跟不上教學(xué)節(jié)奏,對課程失去興趣。

(3)傳統(tǒng)教學(xué)模式固定。對于大班授課的線下教學(xué)模式,在有限的課堂教學(xué)時間里,教學(xué)信息一般是一對多的單向傳遞,無法做到實時交流互動,學(xué)生只能被動接受知識。

2 以學(xué)生為中心的教學(xué)模式設(shè)計

基于以上教學(xué)現(xiàn)狀的分析,課程組將思政元素?zé)o聲地融入理論教學(xué),從根本上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。強化學(xué)生努力學(xué)習(xí)、科技強國的意識[7],同時依托雨課堂、騰訊會議、大學(xué)慕課和自錄微視頻等線上教學(xué)資源,形成以“學(xué)生為中心”的混合式教學(xué)模式,應(yīng)用于“數(shù)字信號處理”課程教學(xué)中。

2.1 教學(xué)方法改革

線上教學(xué)模式一般有三種,一是大學(xué)慕課等教學(xué)平臺,教學(xué)資源豐富,學(xué)生可以反復(fù)觀看,但不能夠?qū)崟r互動;二是騰訊會議等工具,可以在線直播,實現(xiàn)教師與學(xué)生的零距離互動,但無法提供學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)報告和數(shù)據(jù);三是雨課堂等智慧教學(xué)工具,可以覆蓋課前、課中以及課后的全部教學(xué)環(huán)節(jié),但在課堂師生無法實時連線。課程組充分調(diào)研了當(dāng)前教學(xué)中存在問題,并結(jié)合現(xiàn)有的教學(xué)資源精心設(shè)計了如下教學(xué)方法(如圖1所示),將雨課堂、騰訊會議和大學(xué)慕課等線上教學(xué)資源有機結(jié)合,并組織學(xué)生線下以翻轉(zhuǎn)課堂的方式,繼續(xù)鞏固課堂知識。具體方法為:

圖1 教學(xué)方法

(1)通過雨課堂隨機點名,提高學(xué)生注意力,通過騰訊會議語音視頻實時通話,加強與學(xué)生的實時互動,實現(xiàn)零距離溝通。

(2)根據(jù)課程內(nèi)容精心設(shè)置闖關(guān)題,并將作答結(jié)果通過雨課堂實時發(fā)送到全班,讓學(xué)生“知己知彼”的同時,體會到自己和優(yōu)秀同學(xué)的差距,從而激發(fā)學(xué)生的內(nèi)驅(qū)力。

(3)每位學(xué)生都可以通過彈幕隨時提出課堂疑問,并得到及時解答,教師對提出問題的學(xué)生進(jìn)行表揚鼓勵,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。同時教師將彈幕內(nèi)容生成詞云,以圖片的形式發(fā)送全班,達(dá)到良性互動的效果。

(4)課后通過錄制微視頻的方式,對重難點進(jìn)行講解,并發(fā)布到雨課堂教學(xué)平臺,達(dá)到隨時隨地為學(xué)生答疑解惑的目的。

(5)充分利用雨課堂提供的課堂報告,及時鼓勵優(yōu)秀學(xué)生,定點追蹤預(yù)警學(xué)生,達(dá)到不落下任何一位學(xué)生、提高全員參與度的目的。

(6)習(xí)題課以翻轉(zhuǎn)課堂的方式,通過學(xué)生自己講授,排除畏難心理,重構(gòu)知識圖譜,從而提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

2.2 教學(xué)設(shè)計優(yōu)化

在具體的教學(xué)過程中:

(1)課前利用線上教學(xué)平臺,向?qū)W生發(fā)布課堂教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的討論主題和慕課等在線學(xué)習(xí)資源,通過預(yù)習(xí)任務(wù)的發(fā)布,給學(xué)生預(yù)留探索性問題;

(2)課中通過案例式教學(xué)、問題驅(qū)動式教學(xué)以及翻轉(zhuǎn)課堂等形式,無聲地融入思政元素,讓學(xué)生感嘆數(shù)字信號處理知識在科技強國中的重要作用;

(3)課間播放小林漫畫和“豫教思語”平臺的短視頻,通過耳濡目染,給學(xué)生傳遞正能量,潛移默化地建立學(xué)生積極的人生觀;

(4)課后通過作業(yè)習(xí)題的布置,讓學(xué)生鞏固課堂知識,通過重難點微課視頻的推送,讓學(xué)生隨時“零疑惑”,通過擴展資料和參考文獻(xiàn)的發(fā)布,讓學(xué)生的理論知識得以升華,最終達(dá)到總結(jié)反思和改進(jìn)提升的目的。

2.3 考核方式優(yōu)化

注重過程性評價,充分利用雨課堂平臺的課堂報告,將學(xué)生出勤數(shù)、答題數(shù)、活躍指數(shù)、觀看回放時長作為過程評價性指標(biāo),用數(shù)據(jù)說話,用事實說話,增強學(xué)生學(xué)習(xí)的趣味性,充分發(fā)揮學(xué)生主體作用。

3 教學(xué)效果反饋

通過以上教學(xué)模式的改革,學(xué)生取得了較好的學(xué)習(xí)效果,具體為:

(1)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。由于雨課堂會將學(xué)生的所有自主學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)記錄下來,即便是基礎(chǔ)相對差的學(xué)生也可以通過增加線上學(xué)習(xí)時長來提升成績,學(xué)習(xí)時長越多,對知識的掌握就越容易,變相解決了部分學(xué)生的畏難心理,有效提升了學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。

(2)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過思政元素的引入,讓學(xué)生意識到從日常生活到科技強國,處處都與“數(shù)字信號處理”課程相關(guān),讓學(xué)生從心底認(rèn)識到課程的重要性;通過雨課堂不定時地發(fā)送闖關(guān)題,讓學(xué)生把手機有效用起來,提升了課堂的參與度。

(3)提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。通過多種教學(xué)方法的有機融合,學(xué)生課堂參與度顯著提高,課堂活躍度居高不下,在學(xué)校教務(wù)處提供的教師課堂教學(xué)質(zhì)量評價報告中,該課程與院系以及全校同類課程相比,學(xué)生滿意度最高。較課程改革前,學(xué)生期末成績平均分穩(wěn)步提升。

部分學(xué)生評價:

(1)老師上課時備課充分,語言流暢,思路清晰,課堂上有許多生動的例題分析,課堂互動時間也很多。每節(jié)課后的小練手,讓我能對自己課堂知識的掌握情況有一定的了解。老師每次都特別積極地聽取我們的建議,一切以我們能學(xué)會為中心,拉近了我們之間的距離。

(2)老師講得非常好非常詳細(xì),這門課是我學(xué)得最懂的專業(yè)課,老師的教學(xué)方法很適合我們,老師對每位學(xué)生都很耐心,即使被提問到的學(xué)生一問三不知,還是會細(xì)心地循循善誘。師者,所以傳道授業(yè)解惑也,很符合我們的這位老師,孜孜不倦,樂此不疲,讓每一位學(xué)生都感受到了老師的莫大關(guān)懷。

教學(xué)督導(dǎo)評價:

(1)思維清晰,有效運用板書,多形式與學(xué)生互動,效果好。

(2)講解細(xì)致,要求明確,重點突出,使用啟發(fā)式教學(xué),不斷引導(dǎo)學(xué)生思考,課堂互動充分,并通過課堂練習(xí)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況。

在前期不斷積累的基礎(chǔ)上,“數(shù)字信號處理”課程榮獲鄭州大學(xué)課程思政改革示范課程,授課教師的能力也得到了鍛煉,多次榮獲省級校級教學(xué)比賽獎勵。

4 結(jié)語

“數(shù)字信號處理”課程充分利用雨課堂、騰訊會議等線上教學(xué)資源與線下教學(xué)模式相結(jié)合,改革“教師單一講授、學(xué)生被動接受”的傳統(tǒng)教學(xué)模式,融入課程思政元素,更多關(guān)注學(xué)生對課堂的參與度以及對學(xué)生對知識的吸收程度,實時調(diào)整教學(xué)計劃以及教學(xué)方式,讓學(xué)生體會到課堂學(xué)習(xí)的樂趣,變被動為主動,成為課堂教學(xué)的主體,達(dá)到了教學(xué)改革的目的。該教學(xué)模式也可以為同類相關(guān)課程教學(xué)提供有益借鑒。