基于SMART理念的通信原理混合式教学设计与实践

作者: 郭明喜 沙楠 高媛媛 申麦英 苏巧 刘涛

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2025)13-0122-0

Abstract:BasedonthetrainingobjectivesofcommunicationengineeringtalentsandthecharacteriticsofCommunication Principlescourse,afivedimensionalintegratedSMARTblendedteachingconceptof"systematicthinking,meaningfulformular, assessblelearningrelationshipbetweenknowledge,andtrainingofabilies"isproposed;Basedontheperspetiveoftop-level design,wehavesummarizedtwo"123"frameworks,reshapedtheteachingcontentsystem,innovatedtheoreticalandpractical teachingcontent,toassistinachievinggoals.Wehavecreatedastudent-centeredteaching methodsystemof"self-cooperation, explorationandinspiration,bisectionandflippedclassroom",tooptimizetheteachingprocessandachievecomprehensive education.Anadvancedanddiverseteachingconditionssystemisestablishedtomeetthepersonalizedlearningrequirementsof students.Webuilddiversifiedasessmentandevaluation methods,emphasizeaccurateandcomprehensiveassessment basedon abilities,andpromotetrainingthroughexams.TheresultsshowthatthehybridteachingdesignofCommunicationPrinciples basedonthe SMARTconceptcansignificantlyimprovethequalityofcourseteaching,enhancethelearningenthusiasm,initiative, andindependentdevelopmentawarenessofstudents,promotetheexerciseofhigher-orderthinkingandcomprehensiveability cultivation,and effectively support the improvement of talent cultivation quality.

Keywords: blendedteaching;SMARTConcept;CommunicationPrinciples;teaching methodsystem;diversifiedassessmentand evaluation

通信原理课程是陆军工程大学(以下简称“我校")通信工程专业本科学员的专业背景课,目的是让学员建立通信系统整体框架的概念,在系统级、模块级层次上掌握通信系统的基本组成、基本原理、实现方法和系统性能,具备分析和解决军事通信领域复杂问题的实践能力和工程素养,提高应对发展的学习能力和创新思维,是后续首次任职课程的重要支撑[1-3]。本课程以概念和原理为主,内容涉及随机过程、信号与系统、电路分析等专业基础知识以及大量的数学分析,其特点是概念多且复杂、技术原理抽象难懂。针对本科阶段而言,课程教学定位为在回答“是什么"的基础上,适当回答“为什么”的问题。近年来,随着信息技术的发展,线上线下混合式教学在工科院校通信原理课程教学中得到了广泛引用4。为更好地达成教学目标,培养高素质的军事通信人才,我们结合军校特点,在实施通信原理混合式教学改革的探索中,提出了SMART混合设计理念,重构教学内容,打造方法体系,建设配套资源,改革考核方式,取得了良好的教学效果。

一 基于SMART理念的线上线下混合式教学内涵

军校学员学习能力较强,熟悉混合教学模式,但可自由支配的时间受限,学习主动性和规划性相对较差,对通信原理课程学习有畏难心理。为达成教学目标,我们提出了“体系化、有意义、可评价、相关联、训能力”五维一体的SMART教学理念,贯穿SMART教学理念的混合教学模式如图1所示。其具体内涵如下。

基于SMART理念的通信原理混合式教学设计与实践0
图1贯穿SMART教学理念的混合教学模式

S为体系化,表示成体系的思考,即Systematicthinking。按照一体化设计思想,将分散的初阶知识点放线上由学员自学,线下教员通过类比、对比、列表等方式,从系统级、模块级的角度引导学员建立问题主线、系统框架结构,分析重要细节,帮助学员形成体系化思维模式,具备顶层视角分析解决实际通信问题的全局意识。

M为有意义,表示有物理意义的公式,即Mean-ingfulformular。本课程涉及的公式多且复杂,公式中蕴含的物理意义需要学员重点掌握。按照用物理意义牵引公式的思想,线上复杂公式分解、抽象原理生活化,帮助学员理解和接受,线下阐释分析思路、方法及其对军事通信中复杂问题的理论指导意义,促进学员数学思维的提升和工程思维的形成



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A为可评价,表示可评价的学习,即Assessablelearning。合理用好线上线下评价手段,完成课前学情评估、学习过程评价、课终效果考核。线上以前修知识前测、自学内容后测为主,课后作业和讨论为辅;线下以课堂前测、章节小测、期中考试为主,课堂随机问答、分组研讨为辅。根据评价结果,及时调整教学进度和方式方法,促进学员个性化学习。

R为相关联,表示有效建立知识之间的联系,即Relationshipbetweenknowledge。线上解决“是什么”“怎么做”小散易知识点、线下解决“为什么”“怎么用”的问题,连点成线,从系统级、模块级角度建立章节内、章节之间知识点的联系,从课程应用角度建立原理和通信装备性能之间的联系。

T为训能力,表示融入多种能力的训练,即Train-ingofabilities。线上通过现象吸引、问题引导,训练学员观察力和分析力;线下通过任务驱动、分组讨论、生讲生评,训练学员批判性思维和问题解决能力,通过设置综合系统实验,训练学员原理和实装模块相结合的理论联系实际能力。

二 课程内容重构和配套资源建设

我们坚持“学生中心、产出导向、持续改进"的课程建设原则,以夯实基本知识、掌握基本技能、培养基本能力、提高基本素质为出发点,将理论与实践结合,将科研反哺教学,按照“两性一度"的要求,并结合军校铸魂为战的特色要求,重塑教学内容体系。包括创新凝练内容框架、建设数字化教学资源、打造军事化应用案例库和课程思政元素库、创设高阶实验内容等。

(一)凝练两个“123"框架,重构教学内容

立足“围绕1个根基、研究2个指标、通过3个角度"“回答1个问题、涵盖2个系统、关注3个层次"的顶层设计视角,如图2所示。对课程教学内容框架、章节知识构成、内在逻辑关系优化重构,强化内容的整体结构、逻辑关系和目标指向,打造迭代更新的系列化高水平教材,理实并重,凸显内容的高阶性和创新性。

基于SMART理念的通信原理混合式教学设计与实践1
图2凸显两个“123"框架的教学内容

(二) 紧跟教育数字化转型,打造精品教材和SPOC课程

为适应教育数字化转型发展需求,我们编写并出版了立体化新形态主教材一《通信原理》第3版),通过扫描书中二维码可观看重要知识点视频讲解,该书是国家级规划教材、教育部国家级精品教材,具有理论严谨、内容准确、框架合理等特点;同时也公开出版《通信原理学习指导及习题解答》《通信原理可视化动态仿真教程》等配套教材。依托中国大学MOOC平台国家精品课程,结合我校实际增补大量特色视频资源、建成混合式教学SPOC;采取及时发布课程典型和重难点问题讲解视频,编写并发放课程线上学习手册(教师版/学生版)远程虚实一体无线通信实验指导手册等方式,满足学员个性化学习需求;依托智慧教室、雨课堂等数字化平台,创新适合军队院校的教育数字化教学资源。

(三)坚持"实战牵引、向战为战",建立典型军事应用案例库

将课程涉及的抽象原理映射到通信装备模块和战场通信场景中,遴选军用移动/军事卫星通信调制技术-连续相位调制、扩频通信抗干扰理论依据-香农公式、军用短波波形编码方式-卷积编码等实例,形成系列化军事应用案例库,强化专业背景类课程内容的“军味”和"战味”。

(四)贯彻"立德树人、为战育人”,打造思政元素库

以科学思想、辩证思维、家国情怀和责任担当为主线,挖掘与课程知识点密切相关的思政元素,如解读通信行业发展史、介绍大师事迹等,在知识传授和能力培养中实现如盐入水般的自然融入,牵引学员追求真理、实事求是、敢于创新,自觉践行“厚德善工,精武强军"校训,强化课程的铸魂性[]。

(五)注重"紧贴前沿、提升能力",创设高阶实验内容

建成线上线下虚实一体硬件实验平台,具备远程实验功能,满足学员线上实验需求,实时融人通信前沿理论和国家自然科学基金或省基金、军内科研项目研究成果,吸纳部队演训经验,精心设计线上线下虚实结合的实验项目,具备可编程开发功能,满足通信原理创新设计需求;适时开放实装教室,开展基于新型电台装备拓展实验,增强理论和实践教学的高阶性与挑战度,提升学员创新能力和工程素养[8-10]。

三打造贯通线上线下的教学方法体系

基于建构主义理论,以学生为中心打造贯通线上线下的“自主合作、探究启发、对分翻转"教学方法体系。主要包括如下内容。

(一)贴合军校特色的自主式、合作式学习

军校管理和学员集体生活的特点,决定了线上学习是时间空间受限、课内线上为主的自主学习,通过优化重构资源、线上精细化牵引、合作式学习环境,满足了学员个性化学习需求,使得线上学习效率更高、效果更好。

(二)适用复杂问题的探究式、启发式教学

线上是探究的开端,通过问题驱动基本解决“是什么"的问题,线下是探究的延续,通过创设情境和巧设疑问等启发式教学,解决“为什么”“怎么用”的问题,使学员学会思路方法、认识规律,提升辩证思维和创新发展能力。

(三) 针对开放内容、抽象原理的对分翻转课堂

课上以教授为开端,采用精讲框架和细节留白促进学员线上线下自主学习,通过小组合作讨论、生讲

生评等翻转课堂形式解决开放性和挑战性问题,实现被动学习到主动学习的转变,学员自学能力、思维水平、自主发展意识得到提升。

在教学过程中,教员、学员和同伴之间可根据实际需要,分阶段灵活采用上述方法组织线上线下混合式教学,如图3所示。



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