北京交通大学教授、国家“万人计划”教学名师、教育部电工电子教学指导分委员会副主任陈后金:线上金课建设路径与机制的探索
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2019年11月16-17日,全国慕课教育创新大会暨高校在线开放课程联盟联席会年会在北京盛大召开。大会吸引了来自全国22个慕课联盟以及高校、企业的1200余名代表参会。大会由高校在线开放课程联盟联席会主办,中教全媒体、我国22个慕课联盟类组织承办。北京交通大学教授、国家“万人计划”教学名师、教育部电工电子教学指导分委员会副主任陈后金以“线上金课建设路径与机制的探索”为题作了精彩演讲。

北京交通大学教授、国家“万人计划”教学名师、教育部电工电子教学指导分委员会副主任、中国高校电工电子在线开放课程联盟副理事长、高等学校电路和信号系统研究会副理事长陈后金

现场精彩演讲:

大家上午好,非常感谢大家的参与,我今天分享的题目是“线上金课建设路径与机制的探索”。在实施一流课程建设“双万”计划的大背景下,教育部第一次提出“金课”建设,大学生要有效“增负”,提升大学生的学习挑战度,合理增加课程难度、拓展课程深度、扩大课程的可选择性,真正把“水课”变成有深度、有难度、有挑战度的“金课”。
一、“金课”建设路径
教育部提出“金课”建设要体现高阶性、创新性、挑战度,为此我们提出“金课”建设路径及其内在关系,即课程教学理念、教学体系、教学内容、教学方法、教学团队、教学资源、教学评价、教学成果。阐述了金课“两性一度”的本质是课程能够凸现“新”和“优”,教学理念、教学体系、教学内容、教学方法要体现“新”,教学团队、教学资源、教学评价、教学成果要体现“优”。下面以我们信号与系统课程为例,介绍“金课”建设的探索与实践。

1.课程教学理念
大学教育若满足于让学生知道一些书本上的定义、性质和题型,则势必会培养大批“知而无识,学而无用”之人。大学教育应引导学生由“知”内化为“识”,进而付诸于“行”,学生应在学习现有知识基础上深思熟虑,学以致用,形成自己的学识和能力,成为“知而有识、学而善用”的优秀人才。教师在教学过程中,引导学生在学习中汲取知识的精华,在探究中领悟知识的真谛,在实践中彰显知识的价值。
例如,在学习微积分时,应透过微积分计算揭示其蕴涵的“极限”思想,该思想可以将有限与无限、微观与宏观、恒定与变化等统一起来,从而改变了我们描述世界的方式和认知世界的视角。利用微积分的极限思想,我们可以通透地分析解决大学物理中的变力、变电场和变磁场的问题。
另外,教师在教学中应能够文理交融(课程思政),运用人文思想去诠释某些工科理论和现象,展现事理之间的相通性,体现人类探索知识的轨迹、凝练知识的智慧、应用知识的历程,丰富学生的人文情怀。大学给予学生的不仅是知识本身,更多的应是文化的熏陶、素质的养成、能力的历练。

2.课程教学体系
人工智能、5G、机器学习、物联网大数据等技术不断更新,我们需要面向时代发展,优化课程教学体系和内容。在信息化的时代,信号与系统不再是电路分析的延伸,不应强调系统响应的求解,也不应强调三大变换的计算。信号与系统课程的地位已发生了根本的改变,其应是信息处理的理论基础,课程体系应突出“信号表示、系统描述”。信号表示为不同域的信号,为信号分析和处理提供了不同的途径;相应地,系统在不同域的描述,为系统分析和设计提供了不同的方法。为了更清晰地表述课程教学体系,体现课程知识点之间的内在联系,我们构建了课程的知识点图谱。

3.课程教学内容
大学教育应强调“内容为王”,教学内容应具有前沿性和创新性,同时具有基础性和传承性。无旧无以为守,无新无以为进。根据信息技术的发展,丰富教学内容,发表的多篇关于教学内容改革的教学论文全部固化到教材之中。如修改了信号时域抽样的模型,传统模型中抽样后的信号仍为连续时间信号,造成学生诸多困惑;明晰了时域抽样定理的本质内容,其本质内容是时域的离散化导致其频谱的周期化,带限信号的抽样定理只是特例。我们首次在信号与系统课程中引入生物神经网络的分析等。

4. 课程教学方法
教学有法而无定法,贵在得法。没有任何教学方法是全能,各种教学方法都具有不可替代性。教学的重点应是讲清楚“为什么”和“做什么”,其次才是“是什么”。教师要以自己的学识讲解相关知识的来龙去脉,讲解为什么要引入此知识,其本质内容是什么,在应用中存在哪些工程局限等。站在学生的角度备课,教学形式应服务教学内容。教学互动不应只是简单的事实复述,更多地应是内容的深化或思维启发,安静的课堂不一定是坏课堂,热闹的课堂未必是好课堂。我们结合教研和科研,建设了许多面向工程背景的教学案例,力求讲清课程知识点的工程概念及其应用。

5. 课程教学团队
金课建设的核心要素是人,学术水平高、教学能力强的教师是前提,教学团队是课程建设可持续发展的基础。提出“人事相宜”的队伍建设理念,通过学术研究和课程建设的协同,不断提升教师的学术水平和教学能力,体现事业发展与教师成长的协同推进。作为理工科的教师,既要从事理论教学,也要从事实验教学;既要开展课题研究,也要开展教学研究。提出青年教师的建设理念,强调青年教师应明确方向,融入团队,潜心学问,做精做深。通过多年不懈的努力,信号处理课程教学团队建设有国家级教学团队,造就了国家级教学名师、北京市教学名师、北京市青年教学名师,所有青年教师都主持有国家级科研项目,并在国内外知名期刊发表一系列高水平论文。

6. 课程教学资源
建设了信号与系统课程的慕课(MOOC),并在中国大学MOOC开播,课程教学体系和教学内容得到学习者的高度认可,仅2019年度就有10多万人在线学习该课程,学习人数一直在同类课程中名列前茅。建设了信号与系统的数字课程,其包含课程教学的全部核心资源,有助于国内高校同类课程的借鉴和应用。

7. 课程教学评价
坚持以学生为中心开展课程教学评价,注重实效。学生对于教师的评价,大多数学生只能评价教师的教学态度,而没有资历评价教师的教学能力和教学水平。有些教师上课避重就轻,学生听得较为轻松,这样的教师一般受到学生喜欢;有些老师上课注重概念和原理,学生听得比较费力,这样的教师可能不受喜欢。长此以往,可能造成劣币驱逐良币,目前这种趋势已比较明显。学生评价教师,就如同我们去医院看病,如果每次找的那个大夫都能药到病除,大家都习惯性认为这样的大夫是个好大夫。实际上,他可能真是个好大夫,也可能是个恶大夫,因为他可能用了不必要的猛药,对我们造成了短期看不到的巨大伤害。

8. 课程教学成果
通过多年坚持不懈的建设,信号与系统课程被评为首批国家精品在线开放课程、国家精品课程、国家双语课程、国家精品资源共享课程等。近年来,开展了线上线下混合式教学,促进学生探究性和个性化学习。信号与系统课程被“高校在线开放课程联盟”评为全国首批“基于MOOC混合式教学优秀教学案例”特等奖(全国共3个特等奖),被“中国高校电工电子在线开放课程联盟”评为“线上线下精品课程”。根据新的课程体系与内容,编著出版了《信号与系统》教材,并评为国家“十二五”规划教材。

二、“金课”建设机制
从某种意义上说,科研工作可以提升自己,而教学工作主要是培养学生,理想情况下应该是教学科研相互促进,但现实情况却是一言难尽。教学做出成绩需要投入许多精力,有些教师不愿过多地付出。我们在做慕课和课程资源建设的时候,团队负责人以身作则,率先垂范,要求别人做的事情自己先做。同时做好顶层设计和分工协调,扎实推进。在教学改革和课程建设中,精心组织,要求全员参与;潜心探究,追求卓越;用心实施,持续改进。

三、“金课”示范辐射
信号与系统课程的建设发挥了积极的示范与辐射作用,主持建设的国家电工电子教学团队,已在中国大学MOOC开播8门慕课,其中7门获评国家精品在线课程,每年选学人数30多万人。教学团队编著出版了19部国家级规划教材和精品教材,发行100多万册,被100多所高校使用。免费向国内高校赠送课程电子教案和教学资源,实现了优质教学资源的开放共享。2019年应邀在全国性和地区性教学研讨会做10多场大会报告,并应邀在10多所高校做金课建设的特邀报告。

结束语
不忘初心,牢记使命。我们可能已经走得很远,忘记来时该去的地方。期望我们的大学校园是宁静的,让大学成为教师传播学识、学生聆听教诲的殿堂。希望在教学相长中,让我们的学识得到增长,思想得到升华,文化得到滋养,造就“知而有识、学而善用”的优秀人才。大道至简,悟者天成。复杂的问题简单去做,简单的事情用心去做。
谢谢大家!
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