• 北京交通大學教授、國家“萬人計劃”教學名師、教育部電工電子教學指導分委員會副主任陳后金:線上金課建設路徑與機制的探索
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    2019年11月16-17日,全國慕課教育創新大會暨高校在線開放課程聯盟聯席會年會在北京盛大召開。大會吸引了來自全國22個慕課聯盟以及高校、企業的1200余名代表參會。大會由高校在線開放課程聯盟聯席會主辦,中教全媒體、我國22個慕課聯盟類組織承辦。北京交通大學教授、國家“萬人計劃”教學名師、教育部電工電子教學指導分委員會副主任陳后金以“線上金課建設路徑與機制的探索”為題作了精彩演講。

    北京交通大學教授、國家“萬人計劃”教學名師、教育部電工電子教學指導分委員會副主任、中國高校電工電子在線開放課程聯盟副理事長、高等學校電路和信號系統研究會副理事長陳后金

    現場精彩演講:

    大家上午好,非常感謝大家的參與,我今天分享的題目是“線上金課建設路徑與機制的探索”。在實施一流課程建設“雙萬”計劃的大背景下,教育部第一次提出“金課”建設,大學生要有效“增負”,提升大學生的學習挑戰度,合理增加課程難度、拓展課程深度、擴大課程的可選擇性,真正把“水課”變成有深度、有難度、有挑戰度的“金課”。
    一、“金課”建設路徑
    教育部提出“金課”建設要體現高階性、創新性、挑戰度,為此我們提出“金課”建設路徑及其內在關系,即課程教學理念、教學體系、教學內容、教學方法、教學團隊、教學資源、教學評價、教學成果。闡述了金課“兩性一度”的本質是課程能夠凸現“新”和“優”,教學理念、教學體系、教學內容、教學方法要體現“新”,教學團隊、教學資源、教學評價、教學成果要體現“優”。下面以我們信號與系統課程為例,介紹“金課”建設的探索與實踐。

    1.課程教學理念
    大學教育若滿足于讓學生知道一些書本上的定義、性質和題型,則勢必會培養大批“知而無識,學而無用”之人。大學教育應引導學生由“知”內化為“識”,進而付諸于“行”,學生應在學習現有知識基礎上深思熟慮,學以致用,形成自己的學識和能力,成為“知而有識、學而善用”的優秀人才。教師在教學過程中,引導學生在學習中汲取知識的精華,在探究中領悟知識的真諦,在實踐中彰顯知識的價值。
    例如,在學習微積分時,應透過微積分計算揭示其蘊涵的“極限”思想,該思想可以將有限與無限、微觀與宏觀、恒定與變化等統一起來,從而改變了我們描述世界的方式和認知世界的視角。利用微積分的極限思想,我們可以通透地分析解決大學物理中的變力、變電場和變磁場的問題。
    另外,教師在教學中應能夠文理交融(課程思政),運用人文思想去詮釋某些工科理論和現象,展現事理之間的相通性,體現人類探索知識的軌跡、凝練知識的智慧、應用知識的歷程,豐富學生的人文情懷。大學給予學生的不僅是知識本身,更多的應是文化的熏陶、素質的養成、能力的歷練。

    2.課程教學體系
    人工智能、5G、機器學習、物聯網大數據等技術不斷更新,我們需要面向時代發展,優化課程教學體系和內容。在信息化的時代,信號與系統不再是電路分析的延伸,不應強調系統響應的求解,也不應強調三大變換的計算。信號與系統課程的地位已發生了根本的改變,其應是信息處理的理論基礎,課程體系應突出“信號表示、系統描述”。信號表示為不同域的信號,為信號分析和處理提供了不同的途徑;相應地,系統在不同域的描述,為系統分析和設計提供了不同的方法。為了更清晰地表述課程教學體系,體現課程知識點之間的內在聯系,我們構建了課程的知識點圖譜。

    3.課程教學內容
    大學教育應強調“內容為王”,教學內容應具有前沿性和創新性,同時具有基礎性和傳承性。無舊無以為守,無新無以為進。根據信息技術的發展,豐富教學內容,發表的多篇關于教學內容改革的教學論文全部固化到教材之中。如修改了信號時域抽樣的模型,傳統模型中抽樣后的信號仍為連續時間信號,造成學生諸多困惑;明晰了時域抽樣定理的本質內容,其本質內容是時域的離散化導致其頻譜的周期化,帶限信號的抽樣定理只是特例。我們首次在信號與系統課程中引入生物神經網絡的分析等。

    4. 課程教學方法
    教學有法而無定法,貴在得法。沒有任何教學方法是全能,各種教學方法都具有不可替代性。教學的重點應是講清楚“為什么”和“做什么”,其次才是“是什么”。教師要以自己的學識講解相關知識的來龍去脈,講解為什么要引入此知識,其本質內容是什么,在應用中存在哪些工程局限等。站在學生的角度備課,教學形式應服務教學內容。教學互動不應只是簡單的事實復述,更多地應是內容的深化或思維啟發,安靜的課堂不一定是壞課堂,熱鬧的課堂未必是好課堂。我們結合教研和科研,建設了許多面向工程背景的教學案例,力求講清課程知識點的工程概念及其應用。

    5. 課程教學團隊
    金課建設的核心要素是人,學術水平高、教學能力強的教師是前提,教學團隊是課程建設可持續發展的基礎。提出“人事相宜”的隊伍建設理念,通過學術研究和課程建設的協同,不斷提升教師的學術水平和教學能力,體現事業發展與教師成長的協同推進。作為理工科的教師,既要從事理論教學,也要從事實驗教學;既要開展課題研究,也要開展教學研究。提出青年教師的建設理念,強調青年教師應明確方向,融入團隊,潛心學問,做精做深。通過多年不懈的努力,信號處理課程教學團隊建設有國家級教學團隊,造就了國家級教學名師、北京市教學名師、北京市青年教學名師,所有青年教師都主持有國家級科研項目,并在國內外知名期刊發表一系列高水平論文。

    6. 課程教學資源
    建設了信號與系統課程的慕課(MOOC),并在中國大學MOOC開播,課程教學體系和教學內容得到學習者的高度認可,僅2019年度就有10多萬人在線學習該課程,學習人數一直在同類課程中名列前茅。建設了信號與系統的數字課程,其包含課程教學的全部核心資源,有助于國內高校同類課程的借鑒和應用。

    7. 課程教學評價
    堅持以學生為中心開展課程教學評價,注重實效。學生對于教師的評價,大多數學生只能評價教師的教學態度,而沒有資歷評價教師的教學能力和教學水平。有些教師上課避重就輕,學生聽得較為輕松,這樣的教師一般受到學生喜歡;有些老師上課注重概念和原理,學生聽得比較費力,這樣的教師可能不受喜歡。長此以往,可能造成劣幣驅逐良幣,目前這種趨勢已比較明顯。學生評價教師,就如同我們去醫院看病,如果每次找的那個大夫都能藥到病除,大家都習慣性認為這樣的大夫是個好大夫。實際上,他可能真是個好大夫,也可能是個惡大夫,因為他可能用了不必要的猛藥,對我們造成了短期看不到的巨大傷害。

    8. 課程教學成果
    通過多年堅持不懈的建設,信號與系統課程被評為首批國家精品在線開放課程、國家精品課程、國家雙語課程、國家精品資源共享課程等。近年來,開展了線上線下混合式教學,促進學生探究性和個性化學習。信號與系統課程被“高校在線開放課程聯盟”評為全國首批“基于MOOC混合式教學優秀教學案例”特等獎(全國共3個特等獎),被“中國高校電工電子在線開放課程聯盟”評為“線上線下精品課程”。根據新的課程體系與內容,編著出版了《信號與系統》教材,并評為國家“十二五”規劃教材。

    二、“金課”建設機制
    從某種意義上說,科研工作可以提升自己,而教學工作主要是培養學生,理想情況下應該是教學科研相互促進,但現實情況卻是一言難盡。教學做出成績需要投入許多精力,有些教師不愿過多地付出。我們在做慕課和課程資源建設的時候,團隊負責人以身作則,率先垂范,要求別人做的事情自己先做。同時做好頂層設計和分工協調,扎實推進。在教學改革和課程建設中,精心組織,要求全員參與;潛心探究,追求卓越;用心實施,持續改進。

    三、“金課”示范輻射
    信號與系統課程的建設發揮了積極的示范與輻射作用,主持建設的國家電工電子教學團隊,已在中國大學MOOC開播8門慕課,其中7門獲評國家精品在線課程,每年選學人數30多萬人。教學團隊編著出版了19部國家級規劃教材和精品教材,發行100多萬冊,被100多所高校使用。免費向國內高校贈送課程電子教案和教學資源,實現了優質教學資源的開放共享。2019年應邀在全國性和地區性教學研討會做10多場大會報告,并應邀在10多所高校做金課建設的特邀報告。

    結束語
    不忘初心,牢記使命。我們可能已經走得很遠,忘記來時該去的地方。期望我們的大學校園是寧靜的,讓大學成為教師傳播學識、學生聆聽教誨的殿堂。希望在教學相長中,讓我們的學識得到增長,思想得到升華,文化得到滋養,造就“知而有識、學而善用”的優秀人才。大道至簡,悟者天成。復雜的問題簡單去做,簡單的事情用心去做。
    謝謝大家!
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