“信号与线性系统”课程教学模式探讨.pdf
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1、在 国家中长期教育改革和发展规划纲要(20102020 年)中,把全面而有效地提高教学质量作为教育改革的核心任务,而提高应用型人才的培养质量,服务区域经济发展,实现教育模式由“知识获取”到“能力提升”的转变则成为高等教育面临的首要任务1-2。近几年,国内一些高校借鉴“成果导向教育”(Out-come-Based Education,OBE)、“问题导向教育”(Prob-lem-Based Learning,PBL)和“创客教育”(Maker Educa-tion,ME)等先进工程教育理念,积累了有利于应用型人才培养的经验,取得了令人满意的成效3-5。将 OBE 教学理念引入高校的课程教学。首先
2、,基于反向设计的原则,根据社会发展的需要确定培养目标。其次,以培养目标为导向,定义明确的毕业要求(即能力培养指标)。最后,为了达成毕业要求,设计每门课的课程目标,将人才能力培养指标分配到具体的课程当中。通过在教学实施过程中引入 PBL 教学法,将课程学习与实际的工程问题相关联。在基于目标培养的基础上,教师根据课程目标进行问题设置,引导学生通过分组、查阅资料、讨论、总结和反思这一系列的过程,最终形成问题的解决方案。这一过程不仅能够提高学生分析和解决问题的能力,更有利于学生自主学习、自我创新以及团结协作等能力的培养。“信号与线性系统”是通信与电子类专业本科生的核心基础课程,同时也是该专业的考研课程
3、。现以该课程为例,结合笔者的教学经验,从课程体系的设计和教学策略的实施两方面介绍 OBE+PBL 教学法在“信号与线性系统”课程中的应用。一、基于 OBE 课程体系的设计所谓“OBE”就是把教育系统中的一切都围绕着学生在毕业时应取得的成果去组织、实施和评价的一种教育模式。因此,在执行教学任务前应明确该专业领域中学生应具备哪些技能,学生毕业后应具有哪些专业知识,围绕本专业的需求设计教学目标,即以成果为导向进行教学设计6。遵循反向设计原则的 OBE 教育系统的构成如图 1 所示。2023 年第 9 期(总第 1435 期)No.9,2023Serial No.1435黑龙江教育(高教研究与评估)H
4、EILONGJIANG EDUCATION(Research and Evaluation of Higher Education)收稿日期:2022-10-15作者简介:季策(1969),女,辽宁沈阳人,东北大学计算机学院副教授,博士,主要从事信号处理、OFDM 系统关键技术研究。基金项目:辽宁省本科教学改革研究项目“OBE+PBL 教学模式在 信号与系统 课程中的探索与应用”(2022 年);东北大学研究生教育科研计划立项“基于问题驱动模式的研究生课程教学方法研究”(2021 年)摘要:在“新工科”背景下,为实现教育模式由“知识获取”到“能力提升”的转变,根据通信专业的培养目标及“信号与线
5、性系统”课程的特点,提出以“成果为本”的教学理念和“问题导向”式教学方法相结合,从课程体系的设计和教学策略的实施两方面给出了 OBE+PBL 教学法在该课程中的应用。在充分发挥学生积极性和创造性的同时,切实提高其独立思考、创新思维和团队合作的能力。关键词:问题导向;成果导向;课程体系;培养目标中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1002-4107(2023)09-0038-04“信号与线性系统”课程教学模式探讨季策,耿蓉,曹春红(东北大学,辽宁 沈阳 110169)专业建设与教学改革黑龙江教育 高教研究与评估2023.938图 2 基于 OBE 模式的课程建设实施方案确定学习成果构建课
6、程体系确定教学策略构建评价体系逐级达到顶峰信息反馈、完善形成对照、验证成果图 1 基于 OBE 模式的教育系统基于上述反向设计原则的“信号与线性系统”课程建设实施方案如图 2 所示。在“确定学习成果”这一环节,应明确“信号与线性系统”课程的培养目标是什么,通过学习“信号与线性系统”课程后,学生应满足哪些毕业要求以及如何建立培养目标与毕业要求之间的联系。在文献中详细给出了“信号与线性系统”课程的课程目标、相关毕业要求指标点及教学内容的对应关系7。“构建课程体系”这一环节对达成学习目标尤为重要。通过对“信号与线性系统”课程教学内容的改革,去除某些陈旧知识,如冲激函数匹配系数的代数求解及状态方程时域
7、求解等内容,转而从实际应用出发,制定切实有效地培养学生创新思维的课程体系结构。笔者所在的东北大学通信专业的几位教师在编写教材“信号与线性系统分析”(2018,科学出版社)过程中,在每一章的最后添加了利用 MATLAB 实现信号与系统分析的内容。一些与工程应用密切相关的知识点,如信号分解、卷积计算、吉布斯现象、采样定理、调制与解调等,在讲解的同时给出了基于 MATLAB 的形象、直观的计算机模拟与仿真实现,从而加深了学生对“信号与线性系统”课程的基本原理、基本分析方法及应用的理解,以使学生更好地从基本理论知识过渡到实际应用。二、基于 PBL 的教学策略的实施应用型人才的培养重在实际应用,因此实现
8、由传统“知识获取”的教学模式到“能力提升”模式的转变是提高人才培养质量的关键。应用型人才培养的思路框架如图 3 所示。OBE+PBL 教学模式是一种以学生为中心,以切实培养学生的自主学习能力为目标的教学方式,把学习的过程融入到解决实际工程问题的情景中。通过教师的有效引导、学生的自主探究和协作来获得问题的解决方案。可以说,PBL教学法是 OBE 教学模式的一种具体实施策略,充分体现了 OBE 的教育理念8。为此,在“信号与线性系统”课程中引入 PBL 教学方法,尝试改变原有的教学模式,激发学生主动学习的热情,让学生在学习知识的同时强调各种能力,如自学能力、逻辑思维能力以及交流合作能力的培养和运用
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