“信號與系統”混合式雙語課程教學改革

孫媛媛 趙書慷 賈春娟 朱 珂 白樹忠

(山東大學 電氣工程學院, 濟南 250061)

2017年,山東大學入選世界一流大學與一流學科建設工程,培養高素質、全面發展的本科生既是大學根本價值所在,也是建設世界一流大學的重要目標。與此同時,隨著現代電力行業的不斷發展,新型電網藍圖與構架不斷被提出,全球能源互聯網、泛在電力物聯網的建設加大了電力行業對人才的需求,培養面向國際與未來的電氣工程學科綜合人才成為山東大學電氣工程學院本科生教育的重要目標之一。因此通過有效的教學改革培養新時代新工科特色學生,提高其創新意識與專業素養,與國際全球能源互聯、泛在物聯的藍圖建設相接軌勢在必行。

“信號與系統”是電子信息與電氣類專業的專業必修基礎課程[1],也是電氣工程學院針對全體本科生開設的第一門雙語教學的專業基礎課。通過開展雙語教學提高學生的英語閱讀和聽說能力[2],有助于培養具有國際合作和國際競爭力的人才。因此,在我國電力與能源逐漸走向國際化的新形勢下,全面提高“信號與系統”雙語課程的教學效果,不僅可提升學院本科生的電力系統專業素養,也可有效幫助學生與國際接軌,全面培養具有國際視野的復合型人才。本文結合“互聯網+云端學習”混合課程建設與教學實踐,從教學資源建設、教學手段更新、評價機制改革和混合式教學實施等方面,介紹“信號與系統”雙語課程的改革舉措。

1 雙語課程教學現狀分析

在雙語課程教學中,一般采用英文教材、中英文講授、英文課后習題的方式。然而,在實際教學過程中發現,由于雙語課程兼顧外語基礎與專業知識,對初次接觸的學生來說,課程內容較為難懂。外語基礎薄弱的學生易出現顧此失彼的現象,無法達到課程的預期效果,學生知識體系也不夠全面,長此以往可能對雙語課程喪失興趣,導致了一部分學生出現專業知識和英語水平雙雙下降的局面。該問題在山東大學本科生雙語教學中有一定的普遍性。因此,在實際的雙語課堂教學中,提高雙語課程的教學效果,著力解決此矛盾成為該類課程課堂教學改革的關鍵。

2 互聯網+云端學習的課程建設

在“互聯網+ ”教育模式下,泛在學習打破了傳統課堂教學的時空界限,教室不再是學習知識的唯一場所,紙質教材也不再是課程知識的單一載體[3]。尤其是對于成長于網絡時代的“00 后”學生,他們的知識獲取方式更加多元化、交流方式更加網絡化、學習需求更加多樣化和個性化[4]。

2.1 慕課視頻資源

課程組為滿足學生泛在學習的內在需求,建成了“信號與系統”雙語精品MOOC課程。隨著互聯網媒體的不斷進步,數字化課程成為當代大學生們學習專業課程、掌握專業知識的一大利器。對教師而言,視頻課程也理所應當成為輔助教學的一大法寶。課程組將“信號與系統”的教學內容切分重塑,環環相扣,錄制成多個完整視頻,上線了“信號與系統”MOOC 課程,并配備了大量自測習題。讓“信號與系統”這門課具有主題明確、簡明扼要、重點突出、反復學習、事半功倍的特點。

2.2 線上線下相結合

充分利用線上教學與線下教學的優點,通過課前階段在慕課的云端平臺上傳課程的重點、難點和課后習題,讓學生自主完成線上學習任務,通過建立QQ或微信群對課程中的重難點進行討論,線下課程將進一步針對性地詳細解答、開展小組作業和師生互動,實現線上線下相輔相成共同提升教學效果的目的。另外,對于因特殊原因耽誤課堂教學的學生,還可以進行線上輔導,節省時間,方便補課。開展“線上+線下”教學的方式給雙語教學工作的展開帶來了巨大便利,可有效提高學生學習效果。

“信號與系統”課程云端與線下混合教學建設的思路是,以慕課作為數字化教學手段,利用社交媒體整合豐富的互聯網教學資源,開展“課前引導學生預習、課上啟發學生學習、課后引導學生練習”的教學活動,施教流程如圖1所示。

圖1 施教流程

2.3 講練相結合

提出適用于雙語教學的理論與實踐(Matlab上機實驗)相結合的線下分組啟發式任務教學模式。通過對學習小組布置差異化的理論學習及實踐任務,開展Matlab上機實驗,利用社交軟件給學生推送課堂重難點的語音視頻指導,為學生們課后的上機實驗提供參考,學生可下載后反復觀看,方便深度理解學習。既能幫助學生加深對于專業知識的理解,又能提升學生的協作能力和綜合素質。

混合式雙語教學改革的特點之一是教師通過組建微信、QQ群,并在群里不定時回答學生們關于理論知識學習中以及上機實驗所遇到的問題,在每周的固定時間安排專門地點進行線下答疑、互動和交流,從而將線上和線下教學相結合,更好地推進教學進程,滿足學生需要。

3 分組啟發式教學

分組任務啟發式教學模式可分為三部分:

3.1 課前準備

教學前準備包括外語成績與專業成績的摸底調研,確定每位學生專業基礎以及外語基礎,將學生合理分組,方便教師布置相應的開放式小組任務。由教師提前規劃,課題內容根據教學重難點設置,教材知識符合當前研究熱點,以教學方式為抓手,以教育效果為導向,設置相應的小組任務,鼓勵學生合作完成。

在“信號與系統”開課前我們重點針對某級電氣工程學院324名本科生的外語成績進行了摸排。英語成績主要參考大一學年大學英語期末考試的平均成績。調查結果如表1所示。

表1 大學英語考試平均成績

根據表1的調查結果由教師進行“之”字形分組,將英語成績較為突出的學生分散在不同小組中,讓他們成為“之”字頭上的點,從而帶動整組的學習。

3.2 課上教學

教學中課堂環節包括教師講解、學生課堂展示與教師點評三部分。教師主要針對重點知識以及學生疑點開展講解;學生課堂展示根據教師布置的課題任務,做英文展示;教師點評則是教師針對學生對于課題任務的研究思路合理性、分析方法可操作性以及完成情況做出點評,并給學生的知識盲區提供補充和指導,介紹該領域的前沿進展,最后針對本節課內容進行小結。

3.3 課后訓練

教學后開展形式多樣的課后訓練。在傳統的作業訓練、課堂小測等教學環節的基礎上,鼓勵學生動手實踐。根據“信號與系統”課程特點,學生分組完成濾波器、傅里葉分析、線性系統傳輸函數等算法設計,完成Matlab編程和調試,最后在計算機上觀察仿真和分析結果,在實踐中將理論與實際相結合,達到學以致用的目的。同時,課下布置相關的影像資料類學習,通過“信號與系統”課程相關公開課加深學生的理解,拓寬學生的全球化視野。

4 突出過程評價的測評機制

期末考試前突擊復習已成為當代許多大學生備考的常態,然而這樣的應試方法往往造成學生對日常課堂學習的松懈、考前“開夜車”的情況。對知識的死記硬背雖然可以在考試中得到不錯的成績,但這種功利主義的學習方式很難學有所悟,顯然不符合認知規律和教學初衷。

當實施基于線下任務啟發式教學與互聯網云端互動式學習的教學體系后,現有的測評機制將難以滿足課程建設的需要。因此需研究更為合理與科學的、不僅方便考核更注重激勵的測評機制。為保證學生達到更好的學習效果,研究了較為合理的多指標學習效果綜合激勵測評機制。這不僅是為綜合評測學生在各個教學環節參與程度而確立的獎懲制度,更是教師進行反思的風向標,要求教師切實把握學生需求。新的測評機制摒棄了期末成績為主導的傳統評價方法,充分重視學生參與每個教學環節的程度,綜合各方面能力進行評價,使培養人才大于培養成績。

將學生針對教師線上布置的學習任務的完成情況、線下課堂作業的完成情況以及傳統的出勤與學期末的成績等統一歸入考核指標體系,根據實際教學安排,對學生各個指標的完成情況按百分制打分,最后根據每部分對應的重要程度給予合適的權重,并加權評價,獲得學生學習的百分制成績,并根據該成績對學習效果好的學生展開加分激勵等舉措,形成“評價-激勵”的機制。各項指標占比如表2所示。

表2 激勵測評機制

5 結語

在“信號與系統”中實行雙語教學,有兩個好處:一是提升國內高校高等教育的國際競爭力,實現課程內容和教學體系與國際接軌;二是通過開展“信號與系統”雙語混合式教學提高學生專業英語閱讀和聽說能力,培養國際化工科人才。

通過開展“信號與系統”混合式雙語課程教學改革,摒棄了傳統課堂重教輕學的模式,改變了傳統課堂被動思考的特質,減少了傳統教學重理論輕實踐的現象,采取了全新的分組任務啟發式教學,開展了線上與線下相結合、理論與實踐相結合的教學改革。同時,進行該雙語課程的慕課建設,引導學生通過互聯網展開啟發式學習,由表及里、多元互動,充分調動學生在雙語課堂主動學習的動力。