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      基于OBE的《信號與系統(tǒng)》教學(xué)研究

      2019-11-13 09:12:51王曉宇高闖
      科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2019年16期
      關(guān)鍵詞:信號與系統(tǒng)教學(xué)改革

      王曉宇 高闖

      摘? ?要:本文借鑒OBE的教育理念,針對本校電子信息工程專業(yè)的本科學(xué)生,對《信號與系統(tǒng)》這門專業(yè)基礎(chǔ)課進(jìn)行改革與實(shí)踐,調(diào)整本課程的培養(yǎng)目標(biāo),完善其教學(xué)方法,改革考試模式,增加課程項(xiàng)目設(shè)計(jì),旨在增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際操作水平。再根據(jù)課程達(dá)成度指標(biāo)微調(diào)下一學(xué)期的授課內(nèi)容、授課形式等,更有助于提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力。

      關(guān)鍵詞:OBE? 信號與系統(tǒng)? 教學(xué)改革

      中圖分類號:G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1674-098X(2019)06(a)-0212-02

      1981年,Spady等人提出OBE(Outcome Based Education)理念,得到了美國工程教育認(rèn)證協(xié)會的認(rèn)可,這一理論被貫穿于工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的始終[1]?;诔晒慕逃齇BE是一種新型的教育形式,它把教育系統(tǒng)中的一切都集中圍繞著學(xué)生在畢業(yè)時(shí)應(yīng)取得的成果去組織、實(shí)施和評價(jià)[2]。學(xué)生在教育過程中的最終學(xué)習(xí)成果是學(xué)生“學(xué)會了什么”,“學(xué)會”不僅是在獲得的理論知識的同時(shí),還要提升學(xué)生的綜合素質(zhì);對知識整體結(jié)構(gòu)的把握和理解,多角度、多維度解決開放性問題的能力;通過完成較為復(fù)雜的任務(wù),獲得創(chuàng)造性、創(chuàng)新性思維的能力[3]。

      1? 存在的問題

      《信號與系統(tǒng)》是電子信息類專業(yè)的基礎(chǔ)課程,課程仍然沿用傳統(tǒng)的“知識+實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)模式,學(xué)生普遍反映公式多、記憶難,理論性強(qiáng),學(xué)習(xí)難度大。課堂上教學(xué)注重?cái)?shù)學(xué)公式的計(jì)算或推導(dǎo),而與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系較少,導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性不強(qiáng),缺乏學(xué)習(xí)的主動性。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容由教師設(shè)計(jì),學(xué)生僅僅按照實(shí)驗(yàn)步驟完成即可,這種以教師為中心的實(shí)踐教學(xué)抑制了學(xué)生的創(chuàng)新意識,也違背了以學(xué)生為中心的原則。在考核方面,傳統(tǒng)的考核采用同一張?jiān)嚲?,同一個(gè)評分標(biāo)準(zhǔn),只注重對公式運(yùn)算的考核,忽視對學(xué)生能力的考核??傊瑐鹘y(tǒng)的教學(xué)方式根本無法滿足學(xué)生的全面發(fā)展,因此,在信號與系統(tǒng)課程中融入OBE理念來進(jìn)行課程建設(shè)和課程教學(xué)的改革與實(shí)踐。

      2? 課程改革與實(shí)踐

      2.1 課程知識結(jié)構(gòu)調(diào)整

      根據(jù)我校的實(shí)際及電子信息類專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃、畢業(yè)要求,并結(jié)合教學(xué)大綱,調(diào)整后的《信號與系統(tǒng)》理論課程為50學(xué)時(shí),實(shí)踐課時(shí)14學(xué)時(shí),對課程的知識結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行分析和調(diào)整,適應(yīng)學(xué)校轉(zhuǎn)型發(fā)展及多規(guī)格應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的改革。具體如圖1所示。

      2.2 豐富教學(xué)方法與教學(xué)手段

      講授教學(xué)法是《信號與系統(tǒng)》課程的主要教學(xué)方式,所以課堂教學(xué)改革是整個(gè)課程改革的重點(diǎn)[4],講授教學(xué)分為教師講授和課題小組講授。結(jié)合我校本課程所存在的問題,將OBE教育教學(xué)理念融入到傳統(tǒng)的教學(xué)中,例如通信專業(yè)注重強(qiáng)化信號與系統(tǒng)概念理論,弱化電路分析。課題小組講授教學(xué)法是教師準(zhǔn)備一些課題,學(xué)生自由組合成若干課題小組,課題小組采用分工協(xié)作的合作的方式來完成選定課題,使每個(gè)學(xué)生都必須參與進(jìn)來,通過講課、討論、報(bào)告等形式促使學(xué)生去發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題,初步掌握執(zhí)行方案的能力。

      案例教學(xué)法的案例選擇應(yīng)當(dāng)遵循“貼近實(shí)際、生動有趣”的原則,貼近實(shí)際意味案例應(yīng)盡量來源于工程實(shí)踐,案例所涵蓋的一些知識、解決問題的方法技巧,對于學(xué)生今后的實(shí)踐有著一定的指導(dǎo)和借鑒意義;生動形象的案例改變了枯燥的公式推導(dǎo)的課堂講授,依照案例選擇的遵循原則,注意收集貼近實(shí)際生活的相關(guān)案例素材,設(shè)計(jì)理想的案例;另外,教師要在課前備課充分,花費(fèi)更多的精力進(jìn)行思考設(shè)計(jì),在課堂教學(xué)中巧妙地引入學(xué)生感興趣的案例,并引導(dǎo)學(xué)生積極參與討論。

      針對傅里葉變換一章,從傅里葉級數(shù),頻域分析,傅里葉變換的性質(zhì),采樣定理等方面,提出了8個(gè)案例,使學(xué)生建立起信號頻率、頻譜和頻域等概念,加深對傅里葉變換這個(gè)知識點(diǎn)實(shí)際應(yīng)用的理解,同時(shí)也有助于進(jìn)一步學(xué)習(xí)和理解線性系統(tǒng)的頻域分析方法等內(nèi)容,更重要的是激發(fā)了學(xué)生對信號與系統(tǒng)這門課程的學(xué)習(xí)熱情和興趣。

      以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)全部是硬件實(shí)驗(yàn),為了結(jié)合這次教學(xué)改革,我們將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也稍作調(diào)整。為了使學(xué)生能夠熟練使用MATLAB軟件,我們增加了兩個(gè)MATLAB仿真實(shí)驗(yàn),常用信號分類與觀察和抽樣定理。常用信號分類與觀察是利用仿真軟件模擬連續(xù)函數(shù)和離散函數(shù),讓學(xué)生直接通過圖片更好的觀察并區(qū)分這兩種信號。傅里葉級數(shù)的概念比較抽象,很難具體化,我們設(shè)計(jì)一個(gè)動態(tài)圖形,讓學(xué)生看清楚的看到如何把一個(gè)信號,分解成無數(shù)的正弦波信號,使學(xué)生能夠深刻的理解傅里葉級數(shù)的意義。

      2.3 課程達(dá)成度評價(jià)

      課程達(dá)成度評價(jià)是指課程針對畢業(yè)要求相應(yīng)的指標(biāo)點(diǎn)提出的教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況[5]。為了真正了解學(xué)生對本課程的理解程度和是否達(dá)到畢業(yè)要求指標(biāo),我們的考核方式更側(cè)重于實(shí)踐應(yīng)用。考核分為期末考試成績,平時(shí)成績,實(shí)驗(yàn)成績和案例大作業(yè)成績組成,分別按照50%、10%、20%、20%的比例組成。把四個(gè)成績結(jié)合起來,作為信號與系統(tǒng)課程的總成績,考試成績能夠更加全面公正的反映學(xué)生對這門課程的理解程度和實(shí)際動手能力。OBE注重通過實(shí)踐過程后學(xué)生應(yīng)能達(dá)成的最終學(xué)習(xí)成果和真正擁有的能力,學(xué)生才是成果及能力的建構(gòu)者,因此OBE強(qiáng)調(diào)在實(shí)踐過程中以學(xué)生為中心,教師通過示范、指導(dǎo)、評價(jià)等措施幫助學(xué)生達(dá)成成果。教師根據(jù)達(dá)成度結(jié)果,修改授課內(nèi)容,調(diào)整授課計(jì)劃,針對相關(guān)知識點(diǎn)改變教學(xué)方式,注重學(xué)生對本課程內(nèi)容的深入全面的學(xué)習(xí),進(jìn)一步達(dá)到畢業(yè)要求。

      3? 結(jié)論

      以O(shè)BE為指引的教育理念,在《信號與系統(tǒng)》的課程實(shí)現(xiàn)課程建設(shè)和課程教學(xué)等環(huán)節(jié)的改革,以達(dá)到該學(xué)習(xí)成果和指標(biāo),才能在真正意義上的把OBE的理念融入課程評價(jià)體系中,切實(shí)提高教學(xué)效果。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 丁志中,竇建華,吳璽,“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)改革的嘗試與思考,電工電子課程報(bào)告論壇2005年

      [2] 顧佩華,胡文龍,林鵬,等.基于“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”(OBE)的工程教育模式——汕頭大學(xué)的實(shí)踐與探索[J].高等工程教育研究,2014(1):27-37.

      [3] 何繼愛,“信號與系統(tǒng)”課程教學(xué)改革與實(shí)踐 《高等理科教育》2007年

      [4] 付虹,陳戈行,彭忠利.信號與系統(tǒng)課程教學(xué)方法改革與實(shí)踐[J].長春工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(高教研究版),2012(2):87-88.

      [5] 唐亮,林智慧,宮麗娜.OBE指導(dǎo)下的《信號與系統(tǒng)》課程教學(xué)改革研究[J].電腦知識與技術(shù),2019.2(15):

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