基于网站信号及系统课程网络辅助教学探究

1、基于网站信号及系统课程网络辅助教学探究摘要针对当前教育的现状和学生以及课程的特点，将混 合学习理论应用到信号与系统课程教学设计中，提出一种以 课堂教学为主、基于课程网站的网络辅助教学模式，结合辅 导、测试等环节，采用让学生分组完成项目的教学和评估方 法，取得了较好的教学效果。本课程的教学研究成果对其他 工科类基础课程具有一定的推广价值和实用价值。关键词课程网站；混合学习；信号与系统中图分类号g642. 0文献标识码a文章编号 1005-4634 （2012） 05-0062-030引言信号与系统课程是电子类专业重要的平台课程，尽管取 得了不少教学成果，课堂教学中还是存在一些问题：（1）趣 味性

2、不够。信号与系统课程主要内容是三大变换，涉及较多 数学知识、公式和定理，学生普遍反映内容较枯燥、单调。 数学基础不好的同学感到吃力、公式记忆容易混淆、物理意 义不明，不少学生对此课程有怕学、厌学以及学不会的现象。 虽然在授课用的多媒体课件中考虑了动画等趣味因素，但由 于课时有限，使用中有所顾忌；（2）互动性不够。当前大学 本科教学多数在新校区进行，平时师生见面较少，尽管一些 教师在课堂教学中尝试增加互动环节，如提问、让学生发表 意见等，但由于合班上课，课堂教学中依然存在满堂灌的现 象；（3）应用性不够。由于教师的知识结构、阅历等因素制 约，课堂教学中存在着应用性不够的问题，导致学生产生这 门课

3、学了没用的思想，出现学生厌学现象；（4）教学模式单 -o教学模式上依然是传承性教学为主，忽视了学生自主学 习、自主探究能力的培养，教学上未能充分利用网络资源。面对大学课堂教学中出现的问题，积极探索解决问题的 途径，提高大学的教学质量成为一个急需解决的问题，而积 极转变旧的教学理念、运用新的教学手段和教学方法从而理 顺教学过程中师生之间、教与学之间的关系成为解决问题的 关键。网络教学是近年来随着网络的兴起出现的一种新的教 学模式。网络教学可以多角度刺激学生的求知欲，激发学生 的学习主动性和积极性，激发学生的兴趣，保证学习效率。 网络环境下的协同教学，可以突出网络教学的互动性，满足 学生对学习过程

4、的某些特定要求，与建构主义的教育模式相 结合，能强化教师在教学过程中的指导作用和互动效果，弥 补单个学校、单个教师在网络环境下教学能力的不足和知识 面的欠缺，提高网络教育的效果和效率。课堂教学结合网络 教学成为研究热点，本文讨论针对普通全日制在校学生构建 信号与系统课程网站进行网络辅助教学的方法，对改善合班 上课效果及学校多校区办学导致的教学质量下滑很有必要。1课堂教学和网络教学的结合一一网络辅助教学课堂教学和网络教学两种模式各有优势和不足，因而不 能简单地用一种模式代替另一种模式，根据混合学习理论， 最有效的做法就是把传统的课堂教学与网络教学有机地结 合起来，既要发挥教师引导、启发、监控教学

5、过程的主导作 用，又要体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创 造性。只有将这二者结合起来，使二者优势互补，才能获得 最佳的学习效果。一方面，教师可利用课堂的教学环境与学 生进行面对面的交流，对学生进行潜移默化的影响，教学过 程也更具有人情味。另一方面，网络教学在视觉效果、学习 内容、自主学习方式、师生交互、生生交互等方面提供了平 台。混合学习是对所有学习要素进行合理选择和组合，使学 习效果及学习项目的成本达到最优化的理论与实践，混合学 习理论期望用最低成本产生最大学习效益，最终实现教育机 构最关心的目标。课堂教学与网络教学混合的一种方式是网 络化课堂教学，是以计算机网络为依托的教学方式，

6、计算机 网络系统由服务器、教师主机和学生工作站联接而成，教师 通过主机控制整个网络的每一个终端，与学生进行交流，学 生利用自己的计算机主动去学习并接受。这种方式通俗点讲 就是将网络搬到了课堂上，即在机房上课。网络化课堂教学 对软硬件和教师、学生的素质要求比较高，目前成本较高， 尚不具备此条件。另一种是以学生在线学习为主，结合课堂 教学和网络答疑，如与计算机相关的操作性较强的课程比较 适合。如何针对课程和学生特点，研究合适的教学模式依然 是一个开放的问题。信号与系统课程理论性较强，学生对计算机使用、网络 资源和搜索引擎等已有一定基础，在信号与系统课程教学中 采用网络辅助教学，不改变目前在多媒体教

7、室进行课堂教学 的特点，增加了网络教学的辅助功能，课堂上以教师为主， 课后在教师引导下，以学生网络自主学习为辅。下面以信号 与系统课程为例，从教学平台和教学设计两方面介绍。2网络辅助教学平台一一课程网站现有的网络教学主要依托两类机构：一类是以各种技能 培训为特点的教学网站和网校，另一类是依托高等学校设立 的网络教育学院。一般的网络教育平台立足于远程教育，能 在不同用户间进行服务，提供与服务需求相适应的综合性网 络支持服务系统，具有媒体多样性、交互实时性、施教针对 性和资源共享性等特征，其功能覆盖了教学安排、网络学习、 网络考试、网上答疑、学习过程管理、学籍管理、教学质量 监控、教务管理、学习资

8、源管理、用户管理、权限控制、运 行安全监控、数据备份等。网络教学平台是网络教育学院广 域网网络教育支撑体系，仅限于网络教育学院的合法用户使 用。对于全日制学生而言，没有必要选用远程教育那样的支 持服务系统，考虑到成本因素和教学资源的特色化，信号与 系统课程网络辅助教学平台选用课程网站作为支撑，网站相 关的教学资源由南京邮电大学具有不同专业特长的教师组 成的教学团队构建，可以充分发挥教师的特长，分工合作， 进行多元、有效的教学，发挥协同教学的优势。网络上现有 的一些学校的信号与系统课程网站大多数是为申报精品课 程而设，主要栏目局限于介绍课程负责人、教学队伍、主讲 教师、教学效果评价等统一格式，并

9、不适合网络教学，为构 建课内一课外、课堂一网络立体化的教学环境，课程组建设 了信号与系统课程网站，探索了利用课程网站进行课程辅助 教学、发挥网络协同教学优势的方法。建设课程网站面临的第一个问题是选取合适的网络环 境。考虑到南京邮电大学购买了 webplus平台工具，且许多 二级学院网站就建立在这个平台上，于是决定也用这个平 台。其次是网站的栏目设置。网站内容可以分为两类：（1） 教学资源查看及下载服务，属于资料展示类。与常见的网站 类似，教学资源栏目提供了课程公告、主讲教师、教学大纲、 授课计划、教学课件、考试试卷几个子栏目，学生可以下载 课件及往年试卷，补充材料和拓展材料分别展示了和信号与

10、系统课程相关的前修课程和后续或专业领域的相关知识点。 如网站介绍了形成傅里叶级数思想的过程，介绍频谱资源的有效性与认知无线电，介绍压缩感知，介绍各种调制等；（2） 在线调查、在线测试、学习园地和问题留言及回复，这些栏 目提供了师生网上交流学习的平台。3网络辅助教学方案设计网络辅助教学设计如图1所示分4个阶段。第一阶段是 准备阶段，主要根据教学目标、教学内容、情景因素和学生 特点确定合适的教学模式，通过恰当方式向学生展示学习内 容，获得预期效果，包括互动技巧、学习活动安排、引起注 意和增强记忆的手段等。教学内容的选择、安排和呈现包括: 需要说明什么？多少信息才够？对于一项学习任务，内容如 何呈现

11、，采用何种呈现方式？这个阶段的成果分别呈现在教 师课堂教学上和课程网站上。第二阶段是课堂教学阶段和学生利用课程网站自主学 习阶段，在目前的师生比条件下，基础课课程普遍采用大班 授课，尽管效率很高且面对面实时交流，然而由于学生数量 多，教师只能满足一般学生的要求，不能照顾到每一个学生, 难以做到因材施教。因此，在实际教学中，采用了传统的课 堂教学和网站自主学习的并行模式双线教学，并且将小组探 索性学习引入到网络教学中，不仅培养了学生合作的习惯， 还有助于提高学生分工协作、策划、组织、语言表达等方面 的能力。第三阶段是传统答疑、网上答疑和辅导阶段，主要任务 是强化和提高学生的学习效果，在教师和学生

12、间可以异步进 行，也可同步进行。（1）在原指定教师在指定地点的面对面 答疑安排基础上，网站上开辟问题留言及回复栏目；（2）网 站增加了信号与系统课程中某知识点相关联的新技术或技 术领域的应用。在课堂教学中可在对应的概念介绍完后加以 引申。如在讲授傅里叶变换性质一一调制定理后可以联系调 频广播电台的使用频率，发现在南京收听某个频率的调频台 节目，而在其他地方可能变成了其他电台的节目，因为频率 资源是有限的，所以每个国家的无线电委员会需要对频率资 源加以分配，网站上有无线电委员会频率分配的情况。接着 可介绍3g网络与小灵通间的频谱之争，由于无线电通信的 需求不断增长导致频谱使用情况不均，有些频率资

13、源未得到 充分利用，出现了频谱空穴，利用此空穴进行无线通信属于 认知无线电的范畴，是当前通信的研究热点之一，网站上有 进一步的介绍，学生也可在学完基础课后跟导师继续研究。第四阶段是测试和考核评价。学生的学业成绩以教师评 价为主，期末考试占70%,平时作业、课堂出勤情况、网络 参与情况占30%o在教学实践中发现，学生在基本概念方面 有欠缺，有些虽然依葫芦画瓢能做题却不知道为什么这样 做，主要原因是缺少适当数量的习题练习，没有建立起正确 的概念，根据多年的教学经验，拟出一些与概念相关的单项 选择题，放在在线测试栏目，要求学生学完一章后，在网上 做测试，回答正确有鼓励的话语，如果回答错误，可以看到

14、错误的原因分析，帮助学生建立基本概念。学生的网上测试 结果和平时的作业只关注有没有完成，希望学生不要片面追 求正确率，鼓励学生反馈真实的学业水平，教师再根据教学 反馈调整教学设计。在考核阶段，针对强化班开展了完成项 目的活动，要求学生就信号与系统课程中自己感兴趣的内 容，利用m at lab gui完成一个演示小系统，学生以34人 为一组协作开发，根据自己的特点进行项目策划、理论依据、 图形展示、编写程序、项目汇报等，完成的作品在课堂上讲 解并演示，在教师主持下学生相互评点，最后上传到网站教 学园地栏目，还可作为教学资料供参考。网站建设初步完成后，利用此教学模式在南京邮电大学 部分班级进行了试点。采用基于网站的课程教学模式还需要 注意以下几点：（1）要给网站寻找一个方便的入口。由于网 站访问人数有限，用普通的搜索引擎难以找到课程网站，让 用户输入网址很不方便，为此，在学院网站的首页给出了一 个课程网站的链接，学生可以方便地找到入口； （2）网络互 动环节要及时完成。如果由于访问量有限而疏于回复，人气 会愈加降低，为此，在教学周