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信号与系统层次化课堂教学创新

一、层次化教学设计的实施原则

层次化教学就是根据学生实际,把全体学生分成不同层次的分组,每组采取不同的策略,满足不同层次学生的需求,进而提高学生的全面素质。开展层次化教学设计既要遵循教学大纲的要求,又要兼顾学生的接受程度和自尊心理,既要注重基础,又要兼顾学生创新能力培养。近年来笔者进行了一系列改革探索尝试,本着“夯实基础、侧重方法、学以致用、开拓创新”的指导思想,基于学生呈现的“451”分布情况,基本形成了“一二三”台阶式教学内容划分和对应的“三二一”教学比重要求。全面掌握学生的情况是进行教学内容层次化设计的基础。根据近几年的统计,我校的电子和通信专业学生大体呈现4∶5∶1的分布,即每年大约40%的人参加考研,而这些人中大约有80%的要考“信号与系统”(要么初试,要么复试);50%的第一选择是找份好工作,而剩下的约10%是正常毕业有困难的。基于此,笔者把整体教学内容分为“三”阶,如图1所示。图1中台阶宽度代表了比重关系。第“一”阶是指基础阶,包括基本概念、基础知识、基本思维方法和问题求解方法,这些是面向全体学生的,比重约占六分之三;第“二”阶,是指提高阶,面向就业和考研群体,比重约占六分之二;第“三”阶,是指延拓阶,主要面向学有余力而可能考研上线、认真钻研的学生,重在点拨、引导,尽量把他们的创新潜力激发出来,比重约六分之一。

二、层次化教学设计的实施方案

层次化课堂教学涉及到教学内容、教学目标、课堂讲授、作业布置和考核等诸多方面,是一项复杂的系统工程。经过一段时间的探索,笔者初步形成了以下的方案。1.教学内容设计本课程的教学内容可以概括为“信号”与“系统”两大相关联的知识体系,二者的关系如图2所示。其中“信号”部分包含的知识模块可归纳为表1所示(注:限于篇幅未给出“系统”部分知识模块表)。接下来要对“信号”和“系统”中的每个模块实行“一二三”台阶式划分和相应“三二一”要求,并力求每个台阶内容知识体系的完整性,表2给出了“信号”部分的“拉普拉斯变换”模块划分情况。2.课堂讲授设计课堂讲授中重点关注三个方面:(1)层次化备课。根据上述的层次化教学内容设计,尽量为每个群体量身定做,在课堂知识容量上分层次准备,包括知识点、课堂提问、例题讲解等。(2)时间分配。每个学时50分钟,基本按照25+15+10的比例进行分配(受章节内容限制不同学时时间分配上会略有不同),即讲授基本内容的时间合计约25分钟,讲授提高内容用时约15分钟,用约10分钟进行延拓,主要是抛出问题,引发思考,或者引入某些开阔思路的习题和资料。(3)层次标注。如果是板书,就用不同数量的“☆”标注出来。如果用多媒体课件的话,就用不同颜色来代表不同层次要求。这样,不同群体的人可以根据自身情况自己确定应该关注哪些内容。3.作业布置设计通过做作业可以让学生加深对相关知识点的认识和理解,通过批阅作业可以发现学生的问题和教学中的问题,是一种很好的获取反馈信息的途径。因此对于作业的布置笔者也采取了区别对待的策略,对于课后作业,尽管不同章比例不尽相同,但都大体按照3:2:1的比例布置作业:“3”对应基础部分,“2”对应提高部分,“1”对应延拓部分。如第三章傅里叶变换的课后习题,[4]“3”包括:3-1,2,17,19,21,23,31和37;“2”包括:3-6,29,36,38和39;“1”包括:3-10和41。另外根据学生情况,针对就业群体特别是考研群体,笔者还会安排少量的课外习题(如部分高校的往年考研题)或讨论,以进一步满足部分学生的学习需求。4.考核设计近年来,笔者采取了多元化与层次化相结合的考核方式。多元化是指考核由平时(10%)+实验(20%)+期中(30%)+期末(40%)等4部分组成,每部分都采取层次化设计,如实验分为基础实验、提高实验和综合延伸实验。尽管期中与期末考核均采用闭卷笔试的形式,但充分考虑学生实际在试卷内容设计上本着“721”的原则,即70%是基础部分,20%是对应提高部分,10%用于拔高;同时还注意客观题和主观题的比例,一般按1:1原则设置。

三、实施效果

开展层次化教学改革,每年都会面临来自校、院教育教学体系改革以及来自学生知识基础、求学观念改变等方面的挑战,可谓“任重而道远”。经过了几年的努力,笔者的实施方案越来越得到了大家的认可,根据学校教务处每学期都组织的学生评教来看,对这门课程很多学生给出了“层次清晰”、“重点突出”、“学起来并不像传说中的那么累”等评价,而且从近几次的考核来看,学生的总体成绩也稳步提高。当然笔者的教学改革也并不是完美的,例如就曾有个别学生反映对考研学生照顾不够,应该适当增加延拓部分内容。五、结束语“信号与系统”层次化课堂教学改革是基于当前学生的实际而实施的,本着由系统到局部自上而下的原则,首先进行了知识体系架构,然后对每个模块进行了合理的层次化设计。这种层次化的教学策略满足了不同学生群体的求知需求,合理地分解了他们的学业负担,符合“因材施教”的原则,同时也利于学生正常的心理健康成长,增强了不同学生的自信心和学习积极性,分层次教学也有利于培养学生的积极探索、主动求知、开拓创新的能力,有利于教学质量和学生素质的提高。经过几次的实践证明,笔者的初步实施方案总体上是成功的和有效的。同时笔者也将继续努力,迎接出现的新挑战,使这一改革更加完善。

作者:常树旺 井岩


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