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一体三融合的信号与系统课程建设和改革研究

摘要：以创新创业能力培养为主体，推动课程与创新创业教育深度融合、课程与信息技术深度融合、课程与思政内容深度融合，构建“一体三融合”的课程教学改革与研究思路。重点研究课程思政元素融入、课程思政教学评价指标体系构建。内蒙古科技大学包头师范学院2018级应用物理学专业和微电子科学与工程专业使用上述教学体系和教学模式，教学效果评价结果表明，学生的学习兴趣和学习效果显著提升。

关键词：一体三融合；信号与系统；课程思政；创新创业

0引言

随着社会的进步、科学技术的发展和高等教育水平的不断提升，信号与信息处理技术已渗透到自然科学、经济社会各个领域。信号与系统课程作为从事信号处理工作所需要的基础理论知识，其重要性不言而喻。对内蒙古科技大学包头师范学院应用物理学和微电子科学与工程专业人才的培养而言，该课程至关重要。但是根据本教学团队近几年的教学实践发现，该课程内容抽象，公式推导较多，学生在学习过程中普遍存在畏难情绪[1-5]。基于此，本研究对该课程的教学模式、教学方法和评价方式等方面进行改革，以提高学生的学习兴趣和学习效果。特别是，本课程作为专创融合基础课程，有必要进行改革和研究，为提升学生的“双创”能力打下必要基础。

信号与系统课程于2015年被立项为内蒙古科技大学包头师范学院校级优秀课程，2019年结项。“一体三融合”的信号与系统优秀课程建设与改革实践研究是在“互联网+教育”背景下，为破解本课程传统线下教学模式中遇到的瓶颈与难题、提升学生“双创”能力、构建科学合理的教学体系和教学模式而开展的一项研究工作。本研究主要解决两个问题：如何破解影响信号与系统课程教学效果的难题，提升学生的“双创”能力；如何实现线上教学与线下教学的同质等效。本研究的创新之处在于创新性推行“理论—仿真—实验—专业实习—毕业论文设计—双创”六位一体的专创融合教学模式；将思政元素融入教学内容，开展课程思政教学效果评价，基于OBE理念的产学研创赛五位一体的课程思政元素融入；在课程思政教学效果评价中，采用诊断性评价、过程性评价、终结性评价和增值性评价的多元评价方式。

1研究思路和实施办法

1.1研究思路

以“双创”能力培养为主体，推动课程与创新创业教育深度融合、课程与信息技术深度融合、课程与思政内容深度融合，构建“一体三融合”的课程教学改革与研究思路。以信号与系统优秀课程为抓手，多个相关的教学改革项目为驱动，催生以学院创新创业工作室为依托的“理论—仿真—实验—专业实习—毕业论文设计—双创”六位一体的专创融合教学模式和产学研创赛五个维度的嵌入式课程思政育人模式，并将课程思政引入在线教学。利用现代信息技术手段，构建专业认证理念产出导向的多元教学方法协同教学新范式，组建校内教师与校外专家（远程直播）共同参与的双师型教学队伍。

1.2实施办法

1.2.1破解课程教学效果难题

1）建立科学合理的教学体系，发展出与教学体系相匹配的教学模式，即创建“线下—线上线下混合—在线开放”的教学方式。

2）创新性地推行“理论—仿真—实验—专业实习—毕业论文设计—双创”六位一体的专创融合教学模式，提升学生的创新创业能力。将教学理论的学习与实验有机结合，指导学生进行工程项目仿真，并带领学生参观大国工匠工作室，突出学生学习的主体性和本课程的工程性。

3）将课程思政点融入产学研创赛五个维度，有效保证课程思政育人效果。

多措并举，解决了本课程数学推导多、物理概念抽象、难于理解这些影响教学效果的难题。

1.2.2解决线上教学与线下教学同质等效问题

1）采用学习通平台进行录播教学，使用钉钉视频会议直播授课进行重点、难点串讲和答疑，借助微信群讨论、交流并辅助直播互动和课后答疑。

2）改革信号与系统课程教学方法，以产出为导向，利用“互联网+”与现代信息技术手段进行在线教学。

3）采用线上线下评价相结合的过程性评价方式，让学生有效利用碎片化时间随时随地学习；加强与学生的互动，提升他们的学习体验。这些做法充分体现了以学生为中心的教学理念，达到了预期的教学效果。

4）邀请沈阳工业大学主讲信号与系统课程的资深教师为学生进行网络直播授课，将校外优秀师资力量引入本课程课堂教学。

5）打破省际、校际壁垒，与沈阳工业大学信息学院信号与系统课程教学团队协同开发“三省一区”（东北三省和内蒙古自治区）校际修读精品课程。

2实施效果

2.1课程实施效果

按照先校内再校外，校内先应用物理学专业再微电子科学与工程专业，先线上线下混合到线上再在线开放，校外在线开放先本科生再研究生的过程实施。

同时，将本研究成果应用于其他同类课程，如高频电子线路、通信原理等，效果也非常显著，这些课程均被认定为校级教学质量工程项目。

除此之外，本研究成果在微电子科学与工程专业的FPGA原理与应用课程中实施后，