“五位一體”融合式教學初探
——以“通信原理”課程為例

吳韶波，李學華，楊 瑋，陳 碩

（北京信息科技大學 信息與通信工程學院，北京 100101）

0 引 言

受突如其來的全球范圍的疫情影響，教學方式由傳統(tǒng)的線下教學大規(guī)模轉(zhuǎn)移到線上。高等教育正在經(jīng)歷巨大的變革，在線教學、混合式教學成為“新常態(tài)”。教學方式、教學關(guān)系不斷升級，發(fā)展為“人人（Who）”“時時（When）”“處處（Where）”皆可開展學習的新教育形態(tài)。課堂由傳統(tǒng)的教師、學生、課程構(gòu)成的三維結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌乃木S結(jié)構(gòu)，即學生、數(shù)字化學習環(huán)境、數(shù)字化學習資源和教學支持服務[1]。

“通信原理”課程作為信息類專業(yè)的核心課和考研課，是從基礎(chǔ)到專業(yè)、理論到應用的銜接橋梁[2-4]。針對應用型本科人才培養(yǎng)宗旨開展學情分析，確立課程目標要求，落實OBE 理念，在線上線下混合式教學中開展初步探索，打造科教融合、信息技術(shù)融合、多維評價融合、教學資源融合和虛實融合的“五位一體”融合教學模式，教學創(chuàng)新效果顯著。

1 教學設(shè)計整體思路

1.1 落實OBE 理念，分析學情明確目標

“通信原理”課程講授現(xiàn)代通信系統(tǒng)的基本理論、關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)分析方法，結(jié)合技術(shù)的發(fā)展研討其典型應用[5-7]，具有較強的系統(tǒng)性、理論性和實踐性，內(nèi)容知識點繁多，概念和公式抽象，數(shù)理基礎(chǔ)相對薄弱的學生感覺學習難度較大。應用型本科院校的學生具有學習能力參差不齊的特點?！巴ㄐ旁怼闭n程的授課對象是大三學生，已經(jīng)具有一定的專業(yè)知識儲備，由于面臨就業(yè)或進一步深造，開始關(guān)注相關(guān)行業(yè)發(fā)展，這對在課程教學中做到理論知識與實踐應用的結(jié)合提出了更高的要求，需要突出學以致用。

1.2 以“問題”為導向，授人以漁

秉持“通古今之變，識舊物而言新”的理念，結(jié)合高素質(zhì)應用型人才培養(yǎng)定位，將通信系統(tǒng)中調(diào)制、編碼、傳輸?shù)群诵膬?nèi)容，按照“發(fā)現(xiàn)-分析-解決”問題的思路進行組織，突出經(jīng)典的傳承，培養(yǎng)科學思維；以5G前沿創(chuàng)新內(nèi)容為拓展，培養(yǎng)創(chuàng)新思維；融入華為事件、毫米波通信國際標準、5G編碼標準之爭等熱點素材，力求激發(fā)學生敢于創(chuàng)造、努力探索的精神，幫助學生專業(yè)成才和精神成人。

1.3 初心不忘，建設(shè)全程化教學資源包

歷經(jīng)20 年，課程組建設(shè)了覆蓋課前預習、課中精學、課后鞏固及拓展等全過程的教學資源包，包括《通信原理簡明教程》新形態(tài)立體化教材以及“學習指導”“重難點教學視頻”“PPT 語音課件”“總結(jié)反饋課件”“研討拓展課”等。進一步完善實踐教學資源，開發(fā)虛實結(jié)合的新實驗項目，在硬件設(shè)備上訓練原理的工程化應用，在虛擬仿真平臺上培訓復雜環(huán)境下的應用能力。

1.4 全程化“五位一體”融合，打造優(yōu)質(zhì)教學生態(tài)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的突飛猛進，學生獲取知識的來源正打破時間和空間的約束。通過實施融合科教、信息技術(shù)、教學資源多層次立體化的虛實結(jié)合實踐教學體系以及多維度評價融合的“五位一體”融合式全程化教學設(shè)計，建設(shè)線上線下“立體化”教學資源，包括“新形態(tài)”教材、“全程化”多媒體課件，并將課程思政貫穿始終，構(gòu)建了“暢銷教材+特色在線課+線下教學+多維度過程評價”的優(yōu)質(zhì)混合式教學生態(tài)，有力推動了以學生為中心的“課堂革命”。

1.5 細化量規(guī)，注重多維度過程評價

緊密地圍繞課程目標，對各個維度的評價內(nèi)容精準組織，細致設(shè)計所評價的各個環(huán)節(jié)，并選用科學、合理的實施手段。智慧教學工具（雨課堂、學習通和課堂派等）的使用，為多維度過程評價提供了方便，包括課程反饋、在線答疑、調(diào)查問卷、隨堂練習、投票，以及章節(jié)學習時長、反芻率、成績分布等數(shù)據(jù)的統(tǒng)計。通過師與生、生與生之間的多維度評價，使教師能夠及時優(yōu)化教學設(shè)計，學生能夠積極配合教學實施，從而實現(xiàn)持續(xù)改進；通過教學反饋與總結(jié)環(huán)節(jié)還能調(diào)動學生參與過程評價的積極性，提高其再接再厲獲取知識的意愿。

2 線上教學設(shè)計

突如其來的新冠疫情給高等教育的教與學帶來了新的挑戰(zhàn)和機遇。在整個學期里均以在線方式完成教與學活動的高校師生數(shù)量史無前例之多，充分利用在線教學平臺和MOOC資源開展混合式教學，采取有效措施力爭達到“保證在線學習與線下課堂教學質(zhì)量實質(zhì)等效”的要求[8]。

2.1 教學平臺

鑒于學生分布在全國各地，課程組教師從開學前就開始著手建立課程管理微信群，包括主講教師、學生班長和教務老師；建立課程團隊微信群，包括主講老師和學生助教；在線授課平臺使用超星“學習通”。

2.2 教學實施過程

2.2.1 課前

開課前一周，向全體同學發(fā)布“開課公告”，對教學平臺、教學方式、教材電子版等進行詳細說明。每周上課前發(fā)布 “學習指導”，對本周內(nèi)容（包括知識目標、重點、難點）、學習方法、課后任務要求以及下一周學習準備進行指導。

2.2.2 課中

考慮到直播對于網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求較高，課程采取了教師指導下的基于教學資源的自主學習模式。每周的任務視頻點除了課程內(nèi)容的重要知識點，還專門錄制了語音授課課件和學習總結(jié)反饋視頻，以“資源包”的形式提供。結(jié)合每周課前下發(fā)的學習指導，學生可以在一周中進行自主學習，根據(jù)自己需要反復學習。在上課時間會通過騰訊會議開展與同學的互動，解答疑問，提出問題加深理解，進行知識點測驗等。

2.2.3 課后

課后作業(yè)不僅包括書后的作業(yè)題，還有活動任務，對本周課程知識點總結(jié)并提出疑問或擴展問題，以便老師及時掌握學習效果。教師對作業(yè)采用電子批閱，全程留痕，在下一周的“資源包”中進行任務、測試和互動情況的總結(jié)，對學生存在的疑問進行清倉解決，并定期開展習題課來解答作業(yè)中的問題。

2.3 實施效果

與教師不易控制學生學習節(jié)奏的直播教學不同，本課程線上學習采用自主進行，由教師在上課時間進行線上的輕量翻轉(zhuǎn)，對學生的評價數(shù)據(jù)通過平臺數(shù)據(jù)和作業(yè)、問卷、測驗等多方面獲得。每次課后，學生在線上提交對本次課程的收獲及疑問，計入平時成績，教師匯總分析后進行課堂點評或組織研討，并根據(jù)反饋優(yōu)化后續(xù)教學設(shè)計。線上教學已被學生逐漸接受，并體現(xiàn)出相對于線下教學的優(yōu)勢，如資源包可以反復學習，網(wǎng)絡(luò)互動答疑隨時隨地等。對于教師來說，亦開始適應角色的轉(zhuǎn)變，從以往單純的知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)檎n程資源的開發(fā)者、教學過程的設(shè)計者、學生學習的引導者以及學習過程的支持者等[9]。

教學調(diào)查顯示，學生反映教學效果良好，認為在教師指導下采用基于“全程化資源包”的自主學習模式可以彈性學習，反復學習，而且對家里的網(wǎng)絡(luò)要求降低，尤其解決了身處偏遠地區(qū)學生的上網(wǎng)難問題。在學院開展的“在線教學現(xiàn)狀”調(diào)查中，本課程是學生目前覺得體驗最好、最認可的課程之一?；诤笈_數(shù)據(jù)評測，本課程被教育部電工電子教學指導委員會和超星平臺作為“示范教學包”在全國推廣。

3 線上線下混合式教學設(shè)計

當學生回歸線下課堂，課程教學改革依然在路上。在前期線上教學的基礎(chǔ)上，將學生的學習資源從紙質(zhì)教材拓展到線上線下的多種媒體，將課程的時間尺度從傳統(tǒng)的教室講授擴展到課前和課后，空間尺度則從授課的教室拓展到了學生宿舍、圖書館、研討室等，以激發(fā)學習興趣、促進主動學習為目的，全方位、多手段實現(xiàn)線上線下混合式教學[10]。

3.1 教學過程及手段

3.1.1 一課一得，精選教學內(nèi)容

想要對教學效果“做加法”，需要在課堂教學中“做減法”。首先，篩選出線上資源中的重難點知識，在學生自學后，由教師進行精講；再進一步提升難度，學生經(jīng)分組討論，找出解決方案進行翻轉(zhuǎn)講解，教師進行講評，幫助學生自主發(fā)現(xiàn)各知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而建立正確而完整的知識體系。由此，通過線上的自學將所有學生的聽課基礎(chǔ)進行補齊，進一步提升學生的聽課興趣。課前自學內(nèi)容和要求不宜太多太高，應與課堂學習內(nèi)容互補而不是重復，避免學生注意力分散。讓學生能一課一得，課程“值得學”“學得懂”。

3.1.2 “五位一體”閉環(huán)式教學設(shè)計

把以教學目標為主的靜態(tài)的“課”與以教學設(shè)計實施為主的動態(tài)的“程”相融合，利用信息化手段突破時間和空間的約束，實施“五位一體”融合閉環(huán)式教學設(shè)計。與純線上教學相比，最大的不同在于課中，課堂講授融入科研課題案例，并選擇信噪比分析、無串擾傳輸?shù)戎仉y點開展研討；引入數(shù)字調(diào)制技術(shù)的更新與發(fā)展等拓展內(nèi)容，布置仿真和調(diào)研任務；隨堂會有測試和互動討論。通過師生、生生之間的多維度評價，及時優(yōu)化教學設(shè)計與實施。

3.1.3 學以致用，突出虛實結(jié)合、理論與實踐統(tǒng)一

以學生發(fā)展為中心，課堂與實驗室同步，通過科產(chǎn)教融合，提煉實際應用案例，借助軟件無線電等技術(shù)，設(shè)計實現(xiàn)一個實用的通信系統(tǒng)或者分析一個實際存在的干擾問題，加強培養(yǎng)學生對通信系統(tǒng)進行建模分析、計算仿真和設(shè)計的能力。以5G 通信、衛(wèi)星通信的基本原理和應用為背景，開設(shè)多樣化虛實結(jié)合的實驗項目，有效地激發(fā)學習興趣，在硬件設(shè)備上訓練通信基本原理的工程化應用能力，在虛擬仿真平臺上強化復雜通信系統(tǒng)分析和設(shè)計能力。

3.2 效果評價

通過近3 年的課程教學發(fā)現(xiàn)：（1）教學中教師在注重自身“教”的能力提升的同時，需要更多地關(guān)注學生“學”的過程與“學”的成效，從而落實和深化以學生為中心的教育理念。（2）對于學習自主性不強、學習意愿不高的學生來說，由于缺乏同伴的群體氛圍，純線上教學的約束力和感染力遠不如線下的現(xiàn)場課堂，線下的小組研討仍然有學生搭車的現(xiàn)象，因此對此類學生群體需有針對性地組織教學指導和互動活動，加以激勵。（3）“五位一體”融合式全程化教學設(shè)計可以有效激發(fā)學生主動學習的欲望，培養(yǎng)其自主學習知識的能力，提高學生的工程創(chuàng)新意識和動手實踐能力。

4 結(jié) 語

本課程通過線上線下混合、理論與實踐結(jié)合、虛實融合實踐等一系列手段，極大地激發(fā)了學生學習課程的熱情，主動學習的意識得到提升，收到良好的教學效果。本課程也于2019 年入選北京高校優(yōu)質(zhì)本科課程，2020 年入選首批國家級線上線下混合式一流本科課程，2020 年入選北京高校優(yōu)質(zhì)本科教材課件（重點），在國內(nèi)同行中產(chǎn)生積極輻射影響。