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信號與系統層次化課堂教學創新

一、層次化教學設計的實施原則

層次化教學就是根據學生實際,把全體學生分成不同層次的分組,每組采取不同的策略,滿足不同層次學生的需求,進而提高學生的全面素質。開展層次化教學設計既要遵循教學大綱的要求,又要兼顧學生的接受程度和自尊心理,既要注重基礎,又要兼顧學生創新能力培養。近年來筆者進行了一系列改革探索嘗試,本著“夯實基礎、側重方法、學以致用、開拓創新”的指導思想,基于學生呈現的“451”分布情況,基本形成了“一二三”臺階式教學內容劃分和對應的“三二一”教學比重要求。全面掌握學生的情況是進行教學內容層次化設計的基礎。根據近幾年的統計,我校的電子和通信專業學生大體呈現4∶5∶1的分布,即每年大約40%的人參加考研,而這些人中大約有80%的要考“信號與系統”(要么初試,要么復試);50%的第一選擇是找份好工作,而剩下的約10%是正常畢業有困難的?;诖?,筆者把整體教學內容分為“三”階,如圖1所示。圖1中臺階寬度代表了比重關系。第“一”階是指基礎階,包括基本概念、基礎知識、基本思維方法和問題求解方法,這些是面向全體學生的,比重約占六分之三;第“二”階,是指提高階,面向就業和考研群體,比重約占六分之二;第“三”階,是指延拓階,主要面向學有余力而可能考研上線、認真鉆研的學生,重在點撥、引導,盡量把他們的創新潛力激發出來,比重約六分之一。

二、層次化教學設計的實施方案

層次化課堂教學涉及到教學內容、教學目標、課堂講授、作業布置和考核等諸多方面,是一項復雜的系統工程。經過一段時間的探索,筆者初步形成了以下的方案。1.教學內容設計本課程的教學內容可以概括為“信號”與“系統”兩大相關聯的知識體系,二者的關系如圖2所示。其中“信號”部分包含的知識模塊可歸納為表1所示(注:限于篇幅未給出“系統”部分知識模塊表)。接下來要對“信號”和“系統”中的每個模塊實行“一二三”臺階式劃分和相應“三二一”要求,并力求每個臺階內容知識體系的完整性,表2給出了“信號”部分的“拉普拉斯變換”模塊劃分情況。2.課堂講授設計課堂講授中重點關注三個方面:(1)層次化備課。根據上述的層次化教學內容設計,盡量為每個群體量身定做,在課堂知識容量上分層次準備,包括知識點、課堂提問、例題講解等。(2)時間分配。每個學時50分鐘,基本按照25+15+10的比例進行分配(受章節內容限制不同學時時間分配上會略有不同),即講授基本內容的時間合計約25分鐘,講授提高內容用時約15分鐘,用約10分鐘進行延拓,主要是拋出問題,引發思考,或者引入某些開闊思路的習題和資料。(3)層次標注。如果是板書,就用不同數量的“☆”標注出來。如果用多媒體課件的話,就用不同顏色來代表不同層次要求。這樣,不同群體的人可以根據自身情況自己確定應該關注哪些內容。3.作業布置設計通過做作業可以讓學生加深對相關知識點的認識和理解,通過批閱作業可以發現學生的問題和教學中的問題,是一種很好的獲取反饋信息的途徑。因此對于作業的布置筆者也采取了區別對待的策略,對于課后作業,盡管不同章比例不盡相同,但都大體按照3:2:1的比例布置作業:“3”對應基礎部分,“2”對應提高部分,“1”對應延拓部分。如第三章傅里葉變換的課后習題,[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。另外根據學生情況,針對就業群體特別是考研群體,筆者還會安排少量的課外習題(如部分高校的往年考研題)或討論,以進一步滿足部分學生的學習需求。4.考核設計近年來,筆者采取了多元化與層次化相結合的考核方式。多元化是指考核由平時(10%)+實驗(20%)+期中(30%)+期末(40%)等4部分組成,每部分都采取層次化設計,如實驗分為基礎實驗、提高實驗和綜合延伸實驗。盡管期中與期末考核均采用閉卷筆試的形式,但充分考慮學生實際在試卷內容設計上本著“721”的原則,即70%是基礎部分,20%是對應提高部分,10%用于拔高;同時還注意客觀題和主觀題的比例,一般按1:1原則設置。

三、實施效果

開展層次化教學改革,每年都會面臨來自校、院教育教學體系改革以及來自學生知識基礎、求學觀念改變等方面的挑戰,可謂“任重而道遠”。經過了幾年的努力,筆者的實施方案越來越得到了大家的認可,根據學校教務處每學期都組織的學生評教來看,對這門課程很多學生給出了“層次清晰”、“重點突出”、“學起來并不像傳說中的那么累”等評價,而且從近幾次的考核來看,學生的總體成績也穩步提高。當然筆者的教學改革也并不是完美的,例如就曾有個別學生反映對考研學生照顧不夠,應該適當增加延拓部分內容。五、結束語“信號與系統”層次化課堂教學改革是基于當前學生的實際而實施的,本著由系統到局部自上而下的原則,首先進行了知識體系架構,然后對每個模塊進行了合理的層次化設計。這種層次化的教學策略滿足了不同學生群體的求知需求,合理地分解了他們的學業負擔,符合“因材施教”的原則,同時也利于學生正常的心理健康成長,增強了不同學生的自信心和學習積極性,分層次教學也有利于培養學生的積極探索、主動求知、開拓創新的能力,有利于教學質量和學生素質的提高。經過幾次的實踐證明,筆者的初步實施方案總體上是成功的和有效的。同時筆者也將繼續努力,迎接出現的新挑戰,使這一改革更加完善。

作者:常樹旺 井巖


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