培養(yǎng)“工匠”應(yīng)用型人才，推進(jìn)獨立學(xué)院教學(xué)改革

曹陽波　李照泉

摘 要 為適應(yīng)國家“工匠”應(yīng)用型人才需求，針對獨立學(xué)院學(xué)生不同的基礎(chǔ)知識和發(fā)展方向，在我校開展分類教學(xué)改革，以我校電類專業(yè)基礎(chǔ)課“信號與系統(tǒng)”的分類教學(xué)改革為例，完成了分類教學(xué)的教學(xué)形式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核方式設(shè)計。利用現(xiàn)代新興的信息技術(shù)以及近幾年發(fā)展迅速的慕課平臺，構(gòu)建線上+線下立體式學(xué)習(xí)環(huán)境。最后，探討了突出動手能力的考核方式設(shè)計，為獨立學(xué)院工科課程的教學(xué)改革提供了參考。

關(guān)鍵詞 “工匠”型人才 信號與系統(tǒng) 分類教學(xué)

0引言

在今年召開的十二屆全國人大四次會議上，李克強總理在作政府工作報告中談到2016年的工作重點時說：要鼓勵企業(yè)開展個性化定制、柔性化生產(chǎn)，培育精益求精的工匠精神?！肮そ尘瘛痹谡ぷ鲌蟾胬锍霈F(xiàn)體現(xiàn)了國家對高端應(yīng)用型人才的重視和需求。我校作為獨立學(xué)院，本身的辦學(xué)定位就是應(yīng)用型大學(xué)，必須在為國家培養(yǎng)“工匠型”高端人才方面多做貢獻(xiàn)。目前，我校有相當(dāng)一部分教師是由同濟大學(xué)派遣過來支持我校教學(xué)工作的，一方面這些派遣教師的到來大大提升了我校的師資水平；另一方面，這些派遣教師會習(xí)慣性地以同濟大學(xué)的教學(xué)方式、教學(xué)要求來教學(xué)。而由于我校的辦學(xué)定位、招生層次決定了我校的學(xué)生在基礎(chǔ)知識、未來發(fā)展方面都與同濟大學(xué)學(xué)生是不一樣的。教學(xué)對象改變了，“教法”理所應(yīng)當(dāng)也要改革。我校“電”類專業(yè)學(xué)生占到我校學(xué)生總數(shù)的近20%。為適應(yīng)培養(yǎng)“工匠”應(yīng)用型人才的時代要求，本文以“電”類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課“信號與系統(tǒng)”的教學(xué)改革設(shè)計為例，來探索獨立學(xué)院教學(xué)改革的道路。

1按需設(shè)計的分類教學(xué)形式

根據(jù)我校學(xué)生實際情況，將學(xué)生分為理論型和實踐性兩類人才，采取分類教學(xué)形式。即在現(xiàn)有的400名學(xué)生中，選撥60人左右開設(shè)一個“理論型”班級，將那些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)扎實、學(xué)有余力“吃不飽”、將來計劃考研深造的學(xué)生，通過選撥考試編入“理論型”班級。從教材內(nèi)容、教學(xué)深度、課題研討等方面為他們量身定做教學(xué)大綱。而對于余下的學(xué)生，編入“實踐型”班級，突出應(yīng)用能力的培養(yǎng)，增加實驗動手的機會，減少理論分析的比重。通過這種有所側(cè)重的分類教學(xué)模式，讓每個學(xué)生都能根據(jù)自身情況和自我發(fā)展方向“按需”地學(xué)到課程知識。

2教學(xué)內(nèi)容改革設(shè)計

信號與系統(tǒng)作為一門工科專業(yè)的基礎(chǔ)課程。其學(xué)習(xí)內(nèi)容可主要概括為兩大任務(wù)（信號分析與系統(tǒng)分析）、兩類系統(tǒng)（連續(xù)時間系統(tǒng)和離散時間系統(tǒng)）、兩種分析方法（時域分析和變換域分析）、三大變換（傅里葉變換、拉普拉斯變換和Z變換）。為了適應(yīng)國家“工匠”型人才的大力需求，針對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了多維度的改革。目標(biāo)是重點培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力、自學(xué)能力和團隊合作能力。

2.1“理論型”班級教學(xué)內(nèi)容設(shè)計高大上

目前，我校這門課程總學(xué)時是51學(xué)時，其中理論學(xué)習(xí)39學(xué)時，以講授燕慶明教授主編的《信號與系統(tǒng)教程》（第三版）內(nèi)容為主。目前由于為了配合基礎(chǔ)不太好的同學(xué)而在教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)要求上都削減了很大內(nèi)容。對“理論型”班級教學(xué)內(nèi)容采取如下改革：（1）教材是學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，選取經(jīng)典的教材作為“理論型”班級的教材，并且試行兩套教材。即在現(xiàn)有教材基礎(chǔ)上再增加一本奧本·海姆的《信號與系統(tǒng)》，該教材也是很多985/211高校考研專業(yè)課的制定參考教材。（2）強化公式推導(dǎo)和提高教學(xué)要求，要突出重要定理、重要公式的發(fā)現(xiàn)和推導(dǎo)過程，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新能力。（3）增加信號與系統(tǒng)的物理意義、工程應(yīng)用、實際應(yīng)用案例分析，如在講奈奎斯特抽樣定律時，可以引入電影制片和播放電影過程中，對信號的抽樣和還原原理分析。這些內(nèi)容的加入，既能吸引學(xué)生的興趣，讓他們感受到理論不枯燥，理論是有用的，又能增加學(xué)生分析和解決問題的能力。只有深入理解了理論，才能在實際應(yīng)用中進(jìn)行創(chuàng)新。（4）加強研討型學(xué)習(xí)。在理論型班級內(nèi)組建興趣小組，針對信號與系統(tǒng)的各個定理開展探究性學(xué)習(xí)。如沖激信號和階躍信號、拉普拉斯變換之我見等內(nèi)容。使學(xué)生通過查閱資料，全方位深入了解學(xué)習(xí)重要定理和重要公式。他們在上網(wǎng)查資料進(jìn)行總結(jié)研討的過程中，既加深了合作友誼，又激發(fā)了學(xué)習(xí)的興趣。比如有一組同學(xué)通過查詢拉普拉斯變換的發(fā)現(xiàn)過程了解了拉普拉斯的偉大成就，體現(xiàn)了在工科課程中也能融入人文知識。

2.2“實踐型”班級教學(xué)內(nèi)容設(shè)計“接地氣”

改革前，我校的“信號與系統(tǒng)”課程安排了12學(xué)時的實驗課，占總學(xué)時的23.5%。實行分類教學(xué)改革后，“理論型”班級的實驗課時不變，“實踐型”班級實驗課增加到18課時，相應(yīng)理論課減少6課時。這樣做的目的是通過加大實驗課的課時量，鍛煉學(xué)生的動手能力和解決實際問題的能力，同時通過增加的實驗課程，在實踐中發(fā)現(xiàn)理論的作用，從而促進(jìn)學(xué)生對理論學(xué)習(xí)的重視，達(dá)到以實驗促理論的效果。增加的實驗課主要引入工程應(yīng)用案例仿真分析，著重培養(yǎng)學(xué)生利用MATLAB進(jìn)行仿真分析的能力。“工匠”型人才最重要的能力是應(yīng)用能力，例如分析心電圖信號處理原理、觀察男女聲音頻譜的實驗。豐富的工程和實際案例使得抽象的傅里葉變換等信號與系統(tǒng)的重要原理變得不再那么“高大上”，而是非?！敖拥貧狻?，就是生活中每天都能接觸和應(yīng)用的事物。學(xué)生有興趣、易理解，在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步要求學(xué)生提取出男女聲音，給有興趣的學(xué)生挑戰(zhàn)和創(chuàng)造的機會或者可以留待“數(shù)字信號處理”課程時進(jìn)行解決。通過讓學(xué)生熟練使用MATLAB這一重要仿真分析軟件，既學(xué)到了信號與系統(tǒng)的知識，同時學(xué)會了重要仿真軟件的使用，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)和將來的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。因此提高實驗課程比重，多引入工程實際案例，能使學(xué)生將所學(xué)知識“接地氣”。

3采用豐富多樣的教學(xué)手段，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

改革前的教學(xué)方式還是傳統(tǒng)的單一講授型授課方式，使得學(xué)生對課程中大量信號分析的結(jié)果缺乏可視化的直觀感受，并沒有真正理解所得結(jié)果在信號處理中的實際應(yīng)用。利用互聯(lián)網(wǎng)資源和慕課課程等在線教育資源，以及現(xiàn)代通信手段，如微信群等，搭建線上+線下，課內(nèi)+課外的立體式學(xué)習(xí)環(huán)境。既營造了良好的學(xué)習(xí)氛圍，又能及時有效答疑解惑，并能開闊學(xué)生的視野。通過讓學(xué)生參與到老師的教學(xué)活動中，充當(dāng)“小教師”，變學(xué)生的被動接受為主動學(xué)習(xí)，達(dá)到促進(jìn)教學(xué)和提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力和思維表達(dá)能力的效果。

3.1使用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)手段，搭建線上+線下教學(xué)環(huán)境

使用現(xiàn)代混合教學(xué)技術(shù)手段，搭建課內(nèi)與課外學(xué)習(xí)，線上與線下答疑相結(jié)合的立體式學(xué)習(xí)環(huán)境。隨著電腦、智能手機等硬件設(shè)備在大學(xué)生中的廣泛擁有，MOOC、知乎、豆瓣、百度、google等互聯(lián)網(wǎng)資源的百花齊放，利用這些豐富的資源促進(jìn)教學(xué)顯得可行且非常必要。俗話說：讓土地不長雜草的最好辦法就是種上莊稼。同樣地，面對今天學(xué)生日益熟悉和喜歡的的互聯(lián)網(wǎng)、智能手機等平臺，大學(xué)教師通過加強引導(dǎo)，推進(jìn)學(xué)生充分利用互聯(lián)網(wǎng)豐富的學(xué)習(xí)資源，實現(xiàn)在線學(xué)習(xí)和移動學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生受用一生。通過創(chuàng)建師生互動的qq群、微信群實現(xiàn)線上討論交流和分享。既方便了師生交流，又增加了學(xué)生的興趣，還能及時發(fā)現(xiàn)和解答學(xué)生學(xué)習(xí)中的困惑。

3.2 Mooc等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)手段開闊學(xué)生的視野

通過在中國大學(xué)MOOC網(wǎng)上搜索“信號與系統(tǒng)”關(guān)鍵字，發(fā)現(xiàn)了西安電子科技大學(xué)、北京交通大學(xué)、東南大學(xué)共三所學(xué)校開設(shè)的四門信號與系統(tǒng)相關(guān)課程。這些課程都是經(jīng)驗豐富的專家教師上課，既能開闊學(xué)生的視野，又能使學(xué)生和其他學(xué)校學(xué)生一起交流學(xué)習(xí)。利用好這一平臺，既能學(xué)到知識，又能建立友誼。

3.3推出課堂“小教師”教學(xué)方法，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)

傳統(tǒng)的工科課堂都是以教師講解為主，學(xué)生作為知識的接受方一直處于被動灌輸?shù)牡匚?。特別是對于數(shù)學(xué)公式和理論推導(dǎo)多、內(nèi)容抽象的課程，往往學(xué)生容易注意力不集中，教師與學(xué)生之間的年齡“代溝”等因素，使得講課效果不理想，學(xué)生僅僅記住了結(jié)論，而對推導(dǎo)的過程并沒有掌握。針對這一現(xiàn)狀，我們推出了課堂“小教師”的教學(xué)方法，既讓一些基礎(chǔ)扎實、學(xué)得好的同學(xué)組建一個“小教師團”。在上課前從“小教師團”里安排一位學(xué)生做小老師，到講臺上來講解本節(jié)課中與前面知識相關(guān)的課程內(nèi)容，這樣既迫使講課的學(xué)生認(rèn)真復(fù)習(xí)所學(xué)知識，和提前預(yù)習(xí)新課內(nèi)容，變被動接受為主動學(xué)習(xí)，還能鍛煉學(xué)生的自學(xué)和表達(dá)能力。同時，這種教學(xué)方法能發(fā)揮同齡人之間易于溝通理解、相互影響的效果。

4考核模式設(shè)計

對于“理論型”班級和“實踐型”班級，所開設(shè)的都是“信號與系統(tǒng)”同一門課程。兩類班級的考核成績最后要通過最終的成績在一個平臺上反映出學(xué)生的水平。改革后，仍然采用同一張考卷，只是80%的內(nèi)容是“實踐型”班級的理論內(nèi)容，20%的內(nèi)容是超出“實踐型”班級但在“理論型”班級學(xué)習(xí)內(nèi)容之列的部分。同時對于兩類班級分別以不同的比例計算理論考試成績和實驗成績。如“實踐型”班級的總成績中理論考試成績占比60%，實驗成績占比40%。“理論型”班級總成績是理論考試成績占比80%，實驗成績占比20%。

5結(jié)語

《信號與系統(tǒng)》課程的教改完成了教學(xué)形式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段的設(shè)計。從各方面反饋的情況表明，加強實踐教學(xué)，培養(yǎng)精益求精的工匠精神，區(qū)分“理論型”和“實踐型”的分類教學(xué)的改革是非常有必要的和有效的。面對未來，改革的任務(wù)依然任重道遠(yuǎn)，但相信在同濟大學(xué)的強大師資支撐下，教研室有信心把教改做的更好。

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