工程教育認(rèn)證背景下的專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)與教學(xué)改革

高志奇 李春明

摘 要 工程教育認(rèn)證要求專(zhuān)業(yè)課教學(xué)關(guān)注學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)成效。信號(hào)與系統(tǒng)是電子信息工程專(zhuān)業(yè)的核心課程之一，根據(jù)工程教育認(rèn)證的要求進(jìn)行課程建設(shè)和教學(xué)改革，通過(guò)優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容、建設(shè)在線開(kāi)放課程、開(kāi)展混合式教學(xué)實(shí)踐、對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面評(píng)價(jià)和考核等具體措施，加強(qiáng)學(xué)生的參與度，提高課程的教學(xué)質(zhì)量。信號(hào)與系統(tǒng)課程的相關(guān)建設(shè)措施對(duì)于工程教育認(rèn)證背景下的其他專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞 工程教育認(rèn)證；信號(hào)與系統(tǒng)；混合式教學(xué)；課程建設(shè)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2021）22-0050-03

Professional Courses Construction and Teaching Reform Based on Engineering Education Certification： Taking Signals and Systems Course as Example//GAO Zhiqi， LI Chunming

Abstract As the require of engineering education certification， the participation and learning effectiveness of students in professional courses have to be concerned. Signals and systems course is a core curriculum of electronic information engineering. This course is constructed and reformed according to the require of engineering education certification. The teaching objectives and contents are optimized.?The online open course is built. The blended teaching and compre-hensive evaluation are used in this course. Hence， the participation?and learning effectiveness of students are improved. All of these measures are useful for other courses.

Key words engineering education certification; signals and systems; blended teaching; courses construction

0 引言

隨著我國(guó)工程教育認(rèn)證工作的深入開(kāi)展，越來(lái)越多的高校和專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)到了其重要性，已經(jīng)開(kāi)始按照相關(guān)要求對(duì)專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)行深化改革和建設(shè)。工程教育認(rèn)證的核心理念是“以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”，其根本目標(biāo)是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。在工程教育認(rèn)證體系下，專(zhuān)業(yè)需要先設(shè)定人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，然后設(shè)置課程支撐畢業(yè)要求的達(dá)成。因此，課程作為專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的基本單元，其建設(shè)質(zhì)量的高低是人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求能否達(dá)成的決定性因素。

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)作為典型的地方工科院校，已經(jīng)在全校范圍內(nèi)開(kāi)展工程教育認(rèn)證工作。電子信息工程作為學(xué)校優(yōu)先建設(shè)專(zhuān)業(yè)之一，于2019年提交工程教育認(rèn)證申請(qǐng)并獲批，目前正在按照相關(guān)要求進(jìn)行培養(yǎng)方案、課程教學(xué)、實(shí)踐條件等方面的優(yōu)化和提升。其中，課程建設(shè)是工程教育認(rèn)證準(zhǔn)備工作的核心和重點(diǎn)。信號(hào)與系統(tǒng)是電子信息工程專(zhuān)業(yè)的核心課程之一，對(duì)于專(zhuān)業(yè)人才綜合能力的培養(yǎng)有基礎(chǔ)性作用[1]。該課程與高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、線性代數(shù)等數(shù)學(xué)課程聯(lián)系緊密，內(nèi)容較為抽象，知識(shí)點(diǎn)繁多且難以理解，學(xué)生學(xué)習(xí)難度很大，是教學(xué)實(shí)際與工程教育成果導(dǎo)向理念嚴(yán)重脫節(jié)的代表性課程[2]。為了提高教學(xué)質(zhì)量、支撐相關(guān)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的達(dá)成，信號(hào)與系統(tǒng)課程按照工程教育認(rèn)證的理念和要求進(jìn)行教學(xué)改革，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度。實(shí)踐表明：課程建設(shè)和教學(xué)改革措施對(duì)改善教學(xué)效果并提高畢業(yè)要求達(dá)成度的作用明顯，有利于工程教育認(rèn)證目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

1 工程教育認(rèn)證背景下專(zhuān)業(yè)課存在的問(wèn)題

本校工科專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)長(zhǎng)期以來(lái)沿用傳統(tǒng)講授式教學(xué)模式，教學(xué)活動(dòng)主要發(fā)生在課堂，以教師單方面知識(shí)講授為主要教學(xué)形式，灌輸性內(nèi)容較多而探究性學(xué)習(xí)內(nèi)容少，學(xué)生參與度很低[3]，因此，專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)效果普遍較差。專(zhuān)業(yè)課教學(xué)主要存在下面幾個(gè)問(wèn)題。

1.1 學(xué)時(shí)短缺矛盾突出

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)2016版人才培養(yǎng)方案削減了專(zhuān)業(yè)總學(xué)分，同時(shí)課程總門(mén)數(shù)有一定的上升，因此，專(zhuān)業(yè)課的學(xué)時(shí)均有所減少。另一方面，隨著科技的進(jìn)步，大部分專(zhuān)業(yè)課程需要結(jié)合前沿技術(shù)的發(fā)展而增加新的教學(xué)內(nèi)容，因此，在有限的教學(xué)時(shí)間內(nèi)如何消化越來(lái)越多的教學(xué)內(nèi)容成為專(zhuān)業(yè)課需要解決的首要問(wèn)題。以信號(hào)與系統(tǒng)課程為例，64個(gè)學(xué)時(shí)需要完成以往80個(gè)學(xué)時(shí)的教學(xué)內(nèi)容，還需要增加一些新的前沿內(nèi)容和工程案例，教學(xué)時(shí)間非常緊張，很多內(nèi)容難以講全講透。

1.2 學(xué)生參與度低

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師是教學(xué)的主角，學(xué)生屬于知識(shí)傳授的被動(dòng)接受者。大部分學(xué)生在進(jìn)入大學(xué)之前已經(jīng)養(yǎng)成被動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，因此在大學(xué)里也無(wú)法有效地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)[4]。學(xué)生在教學(xué)中的參與度低，首先會(huì)影響其對(duì)于專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，其次也不利于學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和終身學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成，造成工程能力的缺項(xiàng)。

1.3 考核方式不科學(xué)

受課程學(xué)時(shí)少、生師比高等因素的影響，專(zhuān)業(yè)課教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核一般采用“平時(shí)成績(jī)+期末成績(jī)”的評(píng)價(jià)方式。其中，平時(shí)成績(jī)主要是課后作業(yè)的成績(jī)，由于長(zhǎng)久以來(lái)存在作業(yè)抄襲現(xiàn)象，平時(shí)成績(jī)并不能反映學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)效果；而期末成績(jī)通常是卷面成績(jī)，大部分學(xué)生依靠突擊復(fù)習(xí)應(yīng)對(duì)考試，對(duì)知識(shí)的掌握并不扎實(shí)。因此，以傳統(tǒng)形成性評(píng)價(jià)為主的考核方式不能真實(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，成果導(dǎo)向的理念缺少實(shí)施的依據(jù)[5]。

2 工程教育認(rèn)證背景下的專(zhuān)業(yè)課程建設(shè)與教學(xué)改革

針對(duì)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)普遍存在的問(wèn)題，信號(hào)與系統(tǒng)課程組探索在工程教育認(rèn)證背景下進(jìn)行課程建設(shè)和教學(xué)改革的方法。

2.1 教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容設(shè)定

工程教育認(rèn)證對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)成效的評(píng)價(jià)主要是基于定量標(biāo)準(zhǔn)，因此，課程教學(xué)設(shè)計(jì)首先要確定課程的教學(xué)目標(biāo)，作為學(xué)習(xí)達(dá)成度評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，課程的教學(xué)目標(biāo)與課程支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)需要建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。所以，課程教學(xué)目標(biāo)的設(shè)定不能只以課程內(nèi)容為出發(fā)點(diǎn)，而要綜合考慮畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)與課程內(nèi)容之間的關(guān)系、教學(xué)目標(biāo)達(dá)成是否可考核等，科學(xué)處理教學(xué)目標(biāo)、畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容三者之間的關(guān)系。信號(hào)與系統(tǒng)課程的教學(xué)目標(biāo)、畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)、教學(xué)內(nèi)容的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表1所示。

2.2 在線課程建設(shè)

根據(jù)前述分析，信號(hào)與系統(tǒng)課程內(nèi)容多而學(xué)時(shí)有限，若按傳統(tǒng)方式進(jìn)行課堂講授，時(shí)間明顯不足，教學(xué)效果不好。為了解決上述矛盾，課程組從2018年開(kāi)始進(jìn)行在線課程建設(shè)，并于2019年正式在智慧樹(shù)網(wǎng)站上線運(yùn)行。在線課程包含50段教學(xué)微視頻，并提供教學(xué)課件、單元導(dǎo)學(xué)、章節(jié)測(cè)試、拓展閱讀、在線答疑與討論、期末測(cè)試題等全套教學(xué)資料。課程網(wǎng)頁(yè)的截圖見(jiàn)圖1。在線課程既可以為社會(huì)學(xué)習(xí)者提供免費(fèi)教學(xué)服務(wù)，又可以作為本校學(xué)生混合式學(xué)習(xí)的資源。在線課程的建立拓展了學(xué)生學(xué)習(xí)的空間和時(shí)間，有效解決了課程學(xué)時(shí)不足的問(wèn)題。

2.3 開(kāi)展混合式教學(xué)

傳統(tǒng)教學(xué)模式下，有效教學(xué)行為主要發(fā)生在課堂內(nèi)，具有空間和時(shí)間的有限性以及知識(shí)傳遞單向性，即在固定的地點(diǎn)（教室）和固定的時(shí)間（每次2個(gè)學(xué)時(shí)），由教師向?qū)W生講授知識(shí)。由于專(zhuān)業(yè)課每周只安排1～2次授課，如果學(xué)生在課后不能主動(dòng)進(jìn)行復(fù)習(xí)，則課程的學(xué)習(xí)活動(dòng)是不連貫的?？v觀整個(gè)教學(xué)過(guò)程，學(xué)生只是聽(tīng)講、做練習(xí)、回答問(wèn)題、完成作業(yè)，參與度低、學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足、有效學(xué)習(xí)活動(dòng)少，因此，學(xué)習(xí)效果不理想。為了解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問(wèn)題，信號(hào)與系統(tǒng)課程組從2018年開(kāi)始進(jìn)行混合式教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)過(guò)程分為課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)。

2.3.1 課前自學(xué)與反饋 該環(huán)節(jié)借助信號(hào)與系統(tǒng)在線開(kāi)放課程，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課前自學(xué)。在每次授課前兩天，教師會(huì)發(fā)布自學(xué)任務(wù)，要求學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)觀看相應(yīng)的教學(xué)視頻，并利用單元導(dǎo)學(xué)、課件等自學(xué)知識(shí)點(diǎn)，然后完成自學(xué)作業(yè)。自學(xué)作業(yè)主要是對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的歸納總結(jié)，以及提出自學(xué)后不理解或有疑問(wèn)的內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)觀看視頻和完成自學(xué)作業(yè)，可以初步掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，且有助于帶著疑問(wèn)進(jìn)入課堂，提高課堂學(xué)習(xí)效率。教師通過(guò)學(xué)生自學(xué)作業(yè)的反饋，可以掌握學(xué)生的自學(xué)情況，明確學(xué)生的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，之后針對(duì)性地進(jìn)行備課。

2.3.2 課中討論與練習(xí) 因?yàn)閷W(xué)生在課前已經(jīng)進(jìn)行自學(xué)，所以課中環(huán)節(jié)以知識(shí)點(diǎn)討論、練習(xí)或測(cè)試為主。授課開(kāi)始時(shí)，教師會(huì)使用雨課堂等教學(xué)工具對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，以檢測(cè)自學(xué)之后知識(shí)點(diǎn)的掌握程度，然后對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)展開(kāi)討論。學(xué)生進(jìn)行分組討論后，每組推出代表進(jìn)行回答，同組學(xué)生可以進(jìn)行補(bǔ)充。允許各組之間就某個(gè)問(wèn)題進(jìn)行辯論，教師作為引導(dǎo)者、仲裁者、總結(jié)者把握討論的進(jìn)展。討論結(jié)束后，教師對(duì)本節(jié)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，之后以練習(xí)或測(cè)試的形式考查學(xué)生對(duì)于本節(jié)內(nèi)容的掌握程度，并對(duì)反映出的問(wèn)題進(jìn)行分析，以幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)點(diǎn)。

2.3.3 課后復(fù)習(xí)與總結(jié) 通過(guò)前兩個(gè)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)于相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的理解已經(jīng)比較深刻，因此，課后環(huán)節(jié)以復(fù)習(xí)、總結(jié)、提高為主。學(xué)生首先需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成并提交筆頭作業(yè)；其次需要在課程主頁(yè)上參與話題討論，每生至少需要發(fā)言一次；最后需要對(duì)本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)和反思，歸納所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，反思自己的收獲和不足，每章結(jié)束后還要以思維導(dǎo)圖的形式總結(jié)本章知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系。通過(guò)課后的復(fù)習(xí)和總結(jié)，學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)點(diǎn)有了更加深刻的理解，同時(shí)填補(bǔ)了兩次課之間的時(shí)間間隔，使學(xué)習(xí)有連續(xù)性。

通過(guò)混合式教學(xué)課前、課中、課后三個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)從以往的課堂擴(kuò)展到任意的時(shí)間和空間?；旌鲜浇虒W(xué)中，教師起到組織者、引導(dǎo)者、評(píng)價(jià)者的作用，學(xué)生用自己的學(xué)習(xí)活動(dòng)完成從知識(shí)點(diǎn)到知識(shí)體系的構(gòu)建，對(duì)課程內(nèi)容的理解更加深刻?；旌鲜浇虒W(xué)方法的使用，有效緩解了學(xué)時(shí)矛盾，增強(qiáng)了教學(xué)效果。

2.4 對(duì)學(xué)生全面評(píng)價(jià)和考核

課程考核是教學(xué)中非常重要的一環(huán)，主要用于衡量課程的教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成、學(xué)生的學(xué)習(xí)是否達(dá)到預(yù)期效果，也是進(jìn)行教學(xué)持續(xù)改進(jìn)的依據(jù)。為了更加科學(xué)準(zhǔn)確地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，信號(hào)與系統(tǒng)課程組結(jié)合混合式教學(xué)，將過(guò)程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)建課程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。信號(hào)與系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)各占50%的分值。過(guò)程性評(píng)價(jià)涵蓋混合式教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，全面考查學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中的參與度和學(xué)習(xí)效果。

3 結(jié)束語(yǔ)

工程教育認(rèn)證突出對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)參與度和成效的要求，因此，專(zhuān)業(yè)課必須以“學(xué)生中心、成果導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”的理念為指導(dǎo)進(jìn)行建設(shè)和教學(xué)改革。信號(hào)與系統(tǒng)課程作為電子信息工程專(zhuān)業(yè)的核心課程之一，通過(guò)優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容、建設(shè)在線開(kāi)放課程、開(kāi)展混合式教學(xué)、對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面評(píng)價(jià)和考核等措施，確保全部學(xué)生有效參與課程教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，達(dá)到對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的有效支撐。

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