以素质教育为核心网络教学与传统教学相结合

作者：熊庆旭

 新型高等教学体系的研究与实

摘  要：本文基于我国高等教学培养高素质创新人才的核心任务，通过与国际一流大学本科教学的对比，分析讨论了我国高等教育本科教学存在若干基本问题。从网络作为新的知识载体和传播媒介对高等教育思想和模式影响的角度出发，研究提出了建立新型高等教育课程教学体系的指导思想和基本原则。通过《信号与系统》课程的具体实践，构建了包括教学内容、方法、手段、实践、考试以及教学管理等全方位的新型高等教育课程教学体系。四年的实践教学显示，新的课程教学体系和模式对于提高教学质量，加强学生能力和思维的培养起到了良好的效果。伴随新型教学体系及模式提出的，国内第一个面向高校在校生的《立体化教学软件包评估体系及验收标准》填补了国内空白。新的课程教学体系及模式对于其他课程尤其是理工类课程的教学改革具有直接的借鉴和指导意义，将在北京学院路地区教学共同体16校144门课程中推广应用。

关键词：教学体系；素质教育；网络教学；立体化教学软件包

中图分类号：T911，633.6

Build New Teaching System for Education for all-around development by Integrating Network Education with Traditional Education 

XIONG Qing-xu

(School of Electronics and Information or Office of Academic Affairs, BUAA, Beijing 100083, China) 

Abstract: Based on the task to train graduate students with high creative diathesis, this paper analyzes and discusses some basic issues in our high education by comparing with the highest-level international universities. From the view of the new media to carry and delivery knowledge, this paper investigates the impacts of network application on higher education, and put forward the principles and guideline to build new education system combining network education and traditional education. Taking the course of "Signals and Systems" as an example, this paper illustrates the approaches to building new course teaching system including the teaching content, methods, means, practice, exam and management. Four-year teaching practice shows that the new teaching system dramatically improves the teaching quality as well as the efforts to enhance student ability and the cultivation of thinking. Going with the development of the new teaching system, “Evaluation System and Acceptance Criteria for Cubic Teaching Software Package”, aimed to the education for the students at universities, supply the current gap. The proposed new course teaching system, especially for the science and engineering curriculum reform, has direct reference and guide, which will be employed by more than 144 courses at 16 universities which compose of the Union of Beijing College Road Universities. 

Key words: teaching system; education for all-around development; network education; cubic teaching software package 

一、 应用新知识传播载体构建设的高等教育教学方式

素质教育是我国高等教育的核心，其实质是人的培养而不是“机器”的批量制造。我国高等院校目前普遍存在的情况是，许多课程，尤其是重要的基础课及专业基础课一个班的学生人数动辄一二百人，多的甚至三百人左右，教学方式主要是“灌输式”课堂讲授。在这种情况下，要进行目前大力提倡的“启发式”、“互动式”及“研究式”教学显然是有困难的，客观上导致了“批量生产”的教育结果。

国际一流大学美国麻省理工学院电子与计算机系在“信号与系统”的教学中，针对200多学生采取的方式是，每周由大讲师讲授一次大班课，然后分成7个小班由7个教授分别讲授2次小班讨论课，每位教授有3-4名研究生负责答疑，以及2-3名高年级本科生批改作业。通过小班讨论课的形式实现对学生能力及思维的培养。这种方式对教师数量和配备以及上小班课教室的需求等教学资源的要求是很高的，显然不适合目前我国高校教育的现状。

因此，为实现我国高等教育素质教育的目标，必须改变现有的传统教学体系和教学模式，研究探索新型教学体系和教学模式。

从历史的发展来看，传播载体的变化对知识传播方式的影响是深刻和持久的。造纸术的诞生对人类知识传播和教育模式的变化产生了跳跃式的促进作用，而活字印刷的发明更是对教育和文化产生了革命性的影响。但在随后的近千年中，纸质媒体是知识传播的主要载体，教育模式本身并没有发生革命性的变化。

自上个世纪90年代后期，随着以Internet为代表的网络技术的发展以及计算机成本的显著下降，网络已经深入到社会的各个领域，正在且将继续深刻地改变着人们的思想观念和生活方式。网络的普及是20世纪在知识传播媒介领域的重大变革，它在科学研究和日常生活中的作用和价值已经得到了相当充分的体现。

国内外自上世纪90年代就开始了网络在教育领域中的应用研究，其主要应用是远程教育。相关组织机构如国际教育技术协会(The International Society For Technology In Education, ISTE)制定了一系列的国际标准和建议，例如教育计算和技术标准(Educational Computing and Technology Standards)。国际电子电气工程师协会（International Institute of Electronic and Electricity，IEEE）成立了专门的分会，定期出版相关的期刊杂志。像美国这些教育发达的国家，也制定了多项网络课件质量认证标准。 

我国也开展了网络教育的相关研究，相继制定了一系列网络教育的规范和标准，如教育部制订的现代远程教育技术规范(China ELearning Technology Standards, CELTS)。大量教育研究期刊杂志发表了众多的研究论文，国内名牌大学都相继开展了远程教育，取得了一定的成果。

这些网络应用及研究几乎都集中在远程教育及其课件技术标准方面，而远程教育与高校在校生的教育在教学对象、目标、方式以及管理方面存在着较大的差别。远程教育学生的知识起点和能力普遍低于在校学生，学生水平参差不齐，对其教学要求与在校高校学生不同，远程教育学生学习时间较为分散，教学管理相对松散。因此，真正适合远程教育的体系是不适合在校高校学生的。

国外的高校网络教学开展相对较早，但主要还是作为课堂教学的补充和辅助，提供教师的教学课件，参考书以及类似的等等。国内主要是从近年精品课程建设才开始涉及在校生的网络教育，提供的内容主要包括课程简介、教学大纲、教学日历、教师介绍、教学参考书简介、预习与复习指导材料、电子教案等，丰富一些的还提供课堂教学录像。

这种应用方式更多的是利用了网络的信息发布功能，属于网络最简单最原始的应用方式，是Internet最初期的应用模式，目前的网络应用模式早已转化到交互式应用而非信息发布。

本文着眼于网络这种新的知识载体及传播媒介对高等教育的影响，从教学体系及模式的角度，研究其与现有传统教学体系和模式的关系，探索将网络传播媒介与纸质传播媒介，网络教学方式与现有传统教学方式相结合，从教学内容、方法、手段、实践教学、考试方式以及教学管理等方面，研究网络教学与现有教学模式相结合的高等教育新型教学体系和教学模式。

二、 新型教学体系建设的指导思想

从一般教育理论来说，素质尤其是创新素质是不可能通过直接的传授或学习来获得的，它是在良好的环境、条件及氛围中，通过学生的主动学习和实践不断发展而形成的。高等教育的重要任务就是就尽量提供创新人才成长的条件和环境，激发学生学习和研究的兴趣和热情，同时针对性加强学生创新能力以及科学的思维方式的训练和培养。

通过大量的观察分析，可以发现教育发达国家的高等教育具有以下一些基本特点。

1. 以人为本、加强通识、哲学思想的培养。这不仅体现在课程设置和要求方面，同时体现在一门课程的具体教学过程当中。哈佛大学在《1992年核心课程简介》中强调，“哈佛大学教育的核心课程既是一种必须的要求，也是一种哲学思想——作为教育哲学它建立在这样一种信念上，即每一个哈佛人都应该除了接受特定学术专业的训练以外，还应该受到范围更为宽广的教育”。

2. 因材施教。国外大学崇尚个性和创造性，在教学方法上提倡启发、诱导。日本《教育基本法》第二条强调：在一切时间和一切场合均须实现教育目的，应尊重学生，从现实需要出发，培养进取精神，并相互尊敬与协作。这也就是通常所说的“因材施教”。

3. 科学教育与人文教育相融合。美国大学在为实现通才教育而设的核心课程和教学计划中加大了人文类学科的比重，侧重知识的广度和整体性。

4. 高水平的教师才能培养出高水平的学生。从事教学的教师从事创造性研究并取得创造性成果的人员，只有这样才能对创新以及创新过程具有深刻的体会和了解，才能更好地从事创新素质的教育。

因此，基于培养高素质创新人才的目的，新型高等课程教学体系的建设应本着以下指导思想。

1．以学生为主体

21世纪以来，建构主义（constructivism）引发了教育界的革命，教学从以教师为中心转向以学生为中心，通过构建应答性学习环境，让学生在自主学习情境下完成知识的构建。当代教育理论主张以学生为主体，由学生自主形成相应的知识体系。传统的教学名言“教学的最高境界是激发学生的兴趣”实际上也是指教学应当以学生为主体。因此教师在教学过程中主要功能不是简单传授，而是引导、主持、扶持学生的学习，处于相对从属的地位。学生不是被动听课，而是在激发情趣之后积极主动的探索，使学习过程具有“游戏过程”的特征。

2．针对性的多层次培养

巴西教育家Freire在其著名的《被压迫者教育学》中提出，教学的实质包括行动和思维两个方面，教学不纯粹是一种语言的交流和沟通，它还与塑造实践行动相关。目前大力提倡的素质教育要求教育过程不仅仅是知识的传授，更应加强学生实际能力与科学思维方式的训练和培养。而这些内容在实际的教学过程应当得到针对性地体现和实施。因此，课程教学应明确且针对性地进行三个层次的教学：

(1) 知识层次——课程中的基本内容，包括基本概念，基本规律；

(2) 能力层次——应用已有的知识，对建立模型的问题进行分析方法和手段；

(3) 思维层次——如何对实际问题建立分析的模型，构造相应的分析方法和手段。

3．将网络教学从教学手段上升到教学思想

现代高等教育的核心应该是：在传授和学习基本知识和方法的同时,以创造性思维培养为核心目标,努力使得学生掌握基本知识和规律的前提下,能够灵活地，创造性地应用所学的知识，知识的核心功能是作为能力及思维的载体。而所谓创造性思维方式，就是在从事科学研究的过程中，对研究对象所采取的观察问题，分析问题和解决问题的思想方法，包括问题的提出和发现，看待和分析问题的角度，技术路线的确定，解决问题的手段及措施的选取，以及具体的解决方式和方法。归根结底，高等教育的关键是创新素质的培养。

所谓创新包含两个要素，第一是独创性，即当前国内国外所没有的研究结果，包括新概念，新规律，新方法和新结果等。第二是正确性，它包含两个因素：一是要能合理地解释现有现象；二是能正确地预测未来发生的现象。实际工作中，要预测未来的现象往往需要相当长的一段时间，故而通常采用的标准是自圆其说。

目前网络教学通常被作为课堂教学的辅助，这种应用模式没有从新型知识传播载体对教育方式必将产生深刻影响和作用层次来认识和应用网络教学，没有从单纯的教学手段上升到教学模式乃至教育思想的高度，充分发挥网络教学在克服我国高等教育的客观条件的限制以及课堂教学难以克服的困难，以建设新型的高等教育教学模式。

在新的教学体系中，网络教学与课堂教学应被放置在平等地位，充分利用网络和软件技术突破目前课堂教学存在的客观条件限制；实现传统教学方式难以实现而又必要的教学过程。两种教学的目标不同，内容及重点不同，教学方法和考核手段不同，但两者相辅相成构成一个有机整体，协同地完成三个层次的教学要求。

三、 网络与传统教学相结合的《信号与系统》新型课程教育教学体系

自2006年起我们在北京市精品课程北京航空航天大学电子信息工程学院《信号与系统》课程的教学中进行新型课程教学的探索与实践。在新的教学体系中，网络教学与传统教学置于平等地位，前者主要进行三个教学层次中的第一和第三层次的教学，课堂教学主要进行第二个层次的教学。两者既充分发挥各自的优势，相对独立，但又互为渗透，有机衔接，构成一个有机的整体。

1．教学内容

 课堂教学内容主要包含以下四个方面：

（1）以正常思维规律方式讲述基本知识的逻辑，着重基本概念的引出、阐述和分析。目前国内外大多数教材普遍存在三个问题：

1) “反思维规律”，即沿着概念、规律、应用的思路安排教学内容，这和人们正常的认识过程恰好是相反的。实际上人们首先是面临应用问题；其次是从大量的实践观察中发现、推导及求证规律；最后是提炼出基本概念。基本概念的创新是最高层次的科学创新，貌似最基本的概念实际上是科学研究中最高层次的研究成果和认知结晶，也是学习过程中最难真正理解和掌握的。

2) 关注对问题具体的解决方法，忽视了对问题本身的分析和讨论。解决问题的方法归根结底来源于对问题本身的认识和分析，问题解决的程度决定于对问题的认识程度。

3) 现有教材多是从教师的讲义演变而来的，原本是以教师的教学，而不是以学生的学习为出发点，是按照已知者而不是未知者的意思流来组织和安排教学内容的。

基于从学生——知识的未知者前提，对于基本知识，课堂教学应该给学生讲一个合乎逻辑的“故事”，将学生引入问题的环境中来，激发起其自身探索求知的欲望。通过对问题本身的分析和阐述，使其具有与已知者相同的问题起点和归结点，使得两者在解决问题时具有相同的依据和标准，为学生自身的学习和探索建立必要的基础。

（2）突出应用知识解决问题能力的培养，加强基本技能的训练。安排课时专门进行问题求解的讲解，采用一题多解的方法训练学生解决问题的能力，且对比分析各种解题方法的特点，其中问题多来自于实际系统。采用在原来问题基础上引出新问题的方法，帮助学生更深一步地认识问题，提高其分析解决问题的能力。

（3）帮助学生掌握知识的来龙去脉，把握潜在的本质性的关系、规律，以及知识结构和逻辑体系。揭示解决问题当中所采用的分析、解决问题的方法和手段，以及科学的思维方式，启发和引导学生向广度和深度思考。

（4）将课程知识所反映的思路和方法，由本门课程延伸到自然科学，再延伸到人文科学，最后落到实际的日常生活。加强从人及人的思维认识、物理世界的全局角度去提高学生观察、分析、看待问题的能力，增强把握总体和全局的能力。

网络教学内容主要包括以下四个方面：

（1）基础知识的教学及辅导，在教材的基础上，加强基础知识的分析讨论。将课堂教学中的相关内容作进一步地阐述和解释，兼顾各个层次的学生，为学生个性化学习建立良好的平台。

（2）弥补某些必要但教材中可能没有的知识，辅助学生的自主学习，这里关键是要掌握好一个度和量的问题。为帮助基础相对较弱的学生，网络教学应对与本课程密切相关的前期基础知识进行必要地回顾。同时课程内容通常会涉及一些学生未学而又被本课程直接应用的知识，对这些内容进行恰当的阐述，对于学生进一步理解和掌握本课程内容往往是有益的，尤其是对于基础较好的学生。

（3）加强将课程知识与当前相关领域最新发展和未来趋势的联系，既包括本课程基本知识在最新技术发展中应用，更加强课程中所体现的分析解决问题的方法以及思维方式在最新发展中应用的分析和阐述，使学生知其然，更知其所以然。

（4）扩展及提供传统教学难以实现的教学过程。利用网络和计算机技术实施自动收集学生学习的情况，并自动针对性地进行指导；采用学生、教辅、教师档案，网络讨论平台等多种手段加强师生及学生之间的教学互动；基于习题的覆盖范围，知识点、难度、综合度、计算量、重要性以及与其它知识点的关联度。采用智能化题库及组题系统，帮助学生自我检测和学习。

作为一个有机的教学整体，课堂教学与网络教学的内容不能是绝对分离的。对于补充的内容，网络教学中一定有相应的体现，但有的部分在课堂教学中也会涉及，只不过依据对本课程学习影响的程度分量有所不同而已，例如分配函数的内容课堂教学中就较少，而对三大变换性质中需要特别注意的地方以及应用过程中易出错的内容，课堂教学是必须讲清的。

2．教学方法

课堂教学的关键是要激发学生的兴趣，使其进入相应的学习状态。具体的方法必须考虑客观条件和限制，以及实际教学过程中学生的接受效果，不能为采用方法而采用方法。在采用具体方法的同时需要注意教学艺术，包括教学语言和身态。

（1）引导式教学和启发式教学。由于网络教学承担了相当的教学内容，在课堂教学中可以更充分地开展引导式教学和启发式教学。有效实施这两种教学方式的关键，是内容的逻辑性及讲授过程合乎正常思维规律。引导式教学是建立在学生已有的知识基础上的，其本质是一个观察问题、发现问题的过程，将学生的思路聚焦到一个逻辑的起点上。启发式教学是在相应逻辑前提下，推动学生依据逻辑规则进行逻辑推理的过程。这两种方法貌似传授基本知识，其本质是逻辑思维的训练，在课堂教学中通过教师来实现具有网络教学难以达到的优势。这两种教学方式实际上对教师的要求是相当高的，其效果很大程度上取决于教师的能力和水平。

（2）察言观色交互式教学。由于目前实际情况的限制，师生之间一对一的交互式教学在课堂教学中难以大面积采用，因此在教学过程中实际可行的师生互动应该是，注意观察学生的听课反应，及时进行调整教学内容和过程，但不是简单地重复刚刚的教学内容，而应从新的逻辑思路上展开，做到“形散而神不散”。

（3）提纲式授课与讨论式教学相结合。每一章教师用一半学时进行提纲式授课，讲清最基本的概念、性质/公式应用的条件及须注意的地方、经典性的一题多解的例题、知识的结构及知识所体现的分析、解决问题的规律和方法、以及相应的科学研究的思维特点和方式。其余的学时进行讨论式教学。首先由学生进行课堂练习，再随机抽取若干学生各讲解一道题，由其他学生补充，最后由教师进行点评及对解题方法进行扩充，分析各种方法的特点。

（4）课堂教学应充分发挥语言及形体教学艺术。教学是一种语言艺术，充分利用语调、语气、语速快慢、停顿长短、音量大小的控制、手势、身体姿势的变化可以帮助学生掌握重点，引导学生对教学内容的理解，同时集中学生的注意力，提高教学效果。

网络教学的关键是充分利用网络及计算机软件的技术优势去实现传统教学难以甚至无法实现的教学过程和功能。

（1）讨论式教学。借助网络平台进行包括学生、教辅以及教师参与的讨论。讨论的内容可以是任何参与者提出的，讨论进程的管理者通常是课代表。讨论的内容主要是本课程相关的内容，具体可以包括教材中的内容，相关辅助教材或技术发展方面的内容，也可是读书报告要求的内容等等，只需对学生的课程学习有较大帮助的即可。

（2）自主式教学。网络教学只规定主题和基本要求，不限制学生具体学习的时间及方式。对于学习中出现的问题，学生首先必须通过自己的努力解决，解决的方式可以是查阅资料，网上求教，向教辅或教师提问等。学习过程事件的发起者是学生本人，而不是教师，教师只是起到一个引导、辅助和顾问的角色。

（3）研究式教学。教师根据实际教学情况，不定期地下达具有一定难度但和本课程密切相关的小的研究问题要求学生进行研究。5-6名学生一组，每组一个问题。研究过程中学生可以采用任何可行的方法进行。此举的目的在于对学生的能力进行较为实际的训练，也是对其思维的实战性培养，同时培养学生的团队协作精神。这里的关键是题目的选取要合适。

（4）个性化教学。通过软件和数据库技术，对学生学习的情况进行收集、分析整理，系统针对各个不同的学生给出相应的学习指导和建议。同时教师定期查阅各个学生的学习资料，及时进行指导帮助。教辅必须在三天之内，教师在七天之内回答学生发送到工作档案中的问题。系统对此自动监控记录，作为教辅及教师工作考核的重要依据。

3．教学手段

目前国内高校课堂教学主要采用多媒体与板书相结合的手段。多媒体是一种相对较新的教学手段，但在实际教学中往往成了纸质内容的电子化显示，并且取代了必要的板书，导致教学效果的下降。

有效地发挥多媒体手段的前提是应用多媒体教学的特点，教师在多媒体教学素材的准备整理提炼方面需要付出大量的劳动。多媒体应该包括音频、视频、文字等多种内容并且使之整合为一个有机整体，通过视频、动画的形式帮助学生理解教学内容，变抽象为形象。对于文字内容应注意字体大小，颜色种类等方面的细节。标准字号采用20-24号保证学生能清晰地看清投影的内容。幻灯片的颜色不宜超过三种，文字的出现可采用从左到右擦除的显示方式，以逼近实际黑板板书的习惯。换页时有声音提示，以便提高学生的注意力，提高学生的课堂吸收率。

对于细节和过程并重的内容，例如数学分析和推导宜采用板书，向学生展示完整的逻辑思维过程，让学生的思路参与到具体的推理过程中来。

课堂教学中需要避免出现多种教学主体之间的“双中心”问题。一种典型的现象就是教师在距离讲台较远的地方长时间的讲课，使得学生的目光不停地在教师与幻灯黑板之间切换。教师应当适时地通过站位，身体姿势以及音量的变化等方法避免出现“双中心”的问题。

网络教学由于没有严格的时间限制，可以充分利用音频、视频及动画的教学手段，在文字内容的基础上，尽量辅以相应的视频信息，尤其是相关技术领域的发展、实际的应用以及实际的系统等，尽量加强课堂教学中相对抽象的问题的形象化教学。

网络教学另一个课堂教学无法采用的手段就是网站的链接。通过网站链接为学生提供大量的最新信息，充分借助社会的力量办学，为课堂教学打开一个广阔的天地。这里的关键是网站链接选取的问题。一方面信息量要足够，另一方面有不能过多；同时要链接到真正高水平高质量的网站。既要帮助学生学习，又不能分散学习的精力和注意力。

通过采用数据库及软件技术，可以大量实时收集学生的学习情况，进行横向和纵向的定量对比分析，客观真实地了解学生的学习情况，便于针对性的指导帮助。另一方面，通过对大量学生学习情况的掌握和分析，及时发现教学中的问题。

4．实践教学

在新的教学体系中教学实践包括课程教学实验和能力训练实践两大部分。在课程实验中建立了包括基本型实验（3个），研究型实验（2个），综合型实验（1个），自主设计型实验（1个，从4个题材中选1个），形成了从点到面进而到体的逐渐过渡的实验教学体系。在实验方式上采用了一般性的C语言与专业性的Matlab语言相结合的方法，做到“器件”性试验与“系统”性试验相结合。一方面实现了基本知识和应用能力的训练，另一方面加强了学生处理综合系统与组成模块能力和方法的训练，再一方面提高了学生基本C语言编程能力以及对数学知识应用的能力，学生的学习兴趣、工程实践素养和创新思维得到了综合性加强和提高。

具有特色的是，新的课程教学体系中创新性地实施了能力训练的教学模式。结合课程内容针对性地加强学生知识搜寻能力、分析能力、总结能力、表达能力的训练。同时采用多种手段加强思维层次的培养，开阔学生的视野，了解最新的技术发展和应用，培养学生的全局观和系统观，从科学实践与科学方法的角度加强学生人文素质的培养。主要包括：

（1）搜寻能力。就课程中的内容通过各种形式搜寻相关资源，并撰写专题报告，例如“傅里叶变换在现代通信中的应用”，“拉普拉斯变换的局限性”等。

（2）自学能力。采用提纲式教学，课程中的部分基础知识内容由学生借助网络教学自学完成，并通过作业检查，例如“电路微分方程的建立及时域求解”，“周期信号的三角形式的傅里叶级数”等。

（3）分析能力。要求学生提交习题、章节分析报告。分析习题类型、涉及的知识点，解题方法和特点归类总结。分析本章教学内容的结构、前后关系、重点难点所在及其原因。

（4）总结能力。要求学生就每一章自拟一份试题，说明拟题思路和目的，给出认为最佳解题方法，以及具体的评分标准及理由。

（5）思维能力。阅读一本方法论方面的书籍如《科学的方法及方法论》，结合课程内容阐述本课程中应用的分析问题和解决问题的方法，分析体会一般性方法在本课程中的应用，提交读书报告。

5．教学管理

采用数据库及软件技术，将课堂教学管理与网络教学管理有机结合。

（1）对学生的管理

课堂教学管理主要是学生课堂教学中的相关内容，包括平时作业、平时成绩、实验报告、实验成绩、读书报告、考试成绩，通过数据库记录在各个学生学习档案中，系统自动生成的相应的统计分析信息，包括依据题目特性所反映的学生学习情况。

网络教学情况记录学生网络学习的时间、内容；学生参与网络讨论及研究的情况；利用网络题库自我考察网络试题的选取、网络试题的解答，系统自动生成的相应的统计分析信息，包括依据题目特性所反映的学生对知识点，关键点的掌握和应用情况等；学生提出的问题、学生参与讨论的情况等等。对学生学习情况的分析及指导等。

（2）对教辅的管理

通过网络及软件技术，对教辅课堂教学及网络教学进行管理。课堂教学包括教辅批改作业的情况，要求教辅及时将作业成绩登录到数据库，并每次提供学生作业情况的文字汇报；通过学生的监督，了解教辅的答疑情况，由课代表负责统计登录到教辅的数据库。

网络教学管理则是通过教辅数据库，了解教辅对学生所提问题的回答情况；教辅对网络讨论的参与情况；教辅对学生学习指导的情况等。同时系统自动提醒教辅在规定的时间里完成相应的工作，并对完成的情况及时间进行记录。所有记录非系统管理员无法删除。

（3）对教师的管理

教师的课堂教学工作主要还是由院系和学校进行。课堂教学工作主要由网站管理。完整、及时监控教师所应完成的工作，例如教案、教学日历的完整性，处理教辅及学生反映的问题，回答相应的问题，对学生及教辅学习和工作的指导、建议和要求等，对未能及时完成的发出提醒和警告，同时通知课程责任教师，所有信息存入教师的网络档案。

6．考试方式

在闭卷理论考试之外，还包括了读书报告、课堂作业及讨论、学生自拟的试卷、实验成绩，从理论与实践，知识和能力，自然与人文等多方面考察学生多方面的能力和水平。比例为期末考试70%，实验10%，课堂作业及讨论10%，读书报告5%，自拟试卷5%，平时作业必须交，但不记成绩。

四、 立体化教学软件包

1．立体化教学软件包建设的原则和特点

作为新型课程教学体系的基本环节，基于网络应用的立体化教学软件包必须充分发挥技术优势，构建新型教学模式，使之成为新的教育思想和教学理念的实现载体。因此，立体化教学软件包的建设和应用应充分考虑以下基本原则。

1）立体化教学软件包首先应该是借助于软件技术、网络技术、多媒体技术以及计算机技术一种新的教学意识的体现；其次才是一种新的教学平台、手段、方式以及管理手段的实现。立体化教学软件包必须具有思想和灵魂，特点和个性，充分反映建设者完整的教学理念和教育思想。这些是通过软件包具体的组织结构，内容选取，功能模块及应用方式等来实现的。

2）立体化教学软件包作为一种新的教学模式实现的平台，其核心功能不是教学内容的展示，也不是视频光盘的网络化，而应该是一个交互式动态学习平台，具有其不可替代的唯一性。

3）立体化教学软件包不同于远程教育系统，其面向高校在校学生的学习，并与课堂教学构成一个整体。这决定了立体化教学软件包的建设模式及应用模式与远程教育不同。

4）在应用方面，立体化教学软件包通过网站提供一个基于网络的教学平台，不仅是一个展示系统，更是一个与实际的、具体的教学过程紧密结合的互动系统，是一个实时的、动态的、交互式系统，其应用过程贯穿于整个教学过程。

5）立体化教学软件包应充分利用软件及网络技术优势，实现教、学、管三者的统一，建立动态实时的教学管理体系。

6）立体化教学软件包不仅具有教学及管理的功能，同时也是进行教学改革，探索新的教学模式和方式的教育教学研究的平台。

从教育教学的角度来看，立体化教学软件包应着力推动和促进教学在以下七个方面的转变：

（1）教学内容从知识传授向能力训练和思维培养转变；

（2）教学方法从单纯讲授向探索研究转变；

（3）教学过程从群体教学向学生个性化培养转变；

（4）学生从被动式接受向主动式、研究型学习转变；

（5）学生从知识接受向知识应用和探索发展转变；

（6）学生学习从零散孤立向条理化和规范化转变；

（7）教学管理由静态滞后型向动态实时化转变；

（8）教学研究从单一离散式向连续和综合性转变。

2．立体化教学软件包的结构模型

基于立体化教学软件包建设的目的、特点、要求，我们提出了立体化教学软件包的建设模型，如图1所示。

 

图1 立体化教学软件包的结构模型

整个结构模型包括三个基本平台：教学平台、学习平台、交互平台；两个辅助面：协调面、管理面。教学平台提供三个层次的教学内容和资源；学习平台提供学生学习的资源和手段；交互平台提供教师学生之间多向交流功能。三个基本平台构成一个有机的整体，各个平台的内容存在或明或暗的多种联系，协调面的功能就是控制，管理和协调这些联系。管理面是对整个教学学习过程，软件系统和运行的网络平台实施有效的教学和技术管理。各部分的主要内容如下。

教学平台是电子化和网络化的教学承载体，主要包括： 

① 课程的基本介绍。 

② 课程学习的特点和要求。

③ 课程学习方法、建议和指导。

④ 习题和解答，题目的动机和目的分析。

⑤ 实验指导，包括实验指导书，实验中应该注意观察的要点，及注意事项等。

⑥ 课程教案，教案能明确清晰地反映教学的目的，动机，实施过程，实施手段等，让学生清清楚楚地了解教学过程背后的东西，帮助学生掌握关键和核心，让学生对教学过程知其然，更知其所以然。

⑦ 多媒体电子讲稿，此处的讲稿应该比课堂教学的讲稿更为详细和具体，可以在课堂讲稿的基础上，采用点评，眉批的方式，技术实现可以采用超文本链接等，同时增加必要的动画等内容。

⑧ 教学录音及教学录像。

教学平台是立体化教学软件包最基本的组成，对学生全方面地进行课程的课后辅助教学，这些内容通过光盘即可实现。

学习平台是在学生完成课程学习的“接受”阶段后，应用知识解决问题的平台。主要包括：

① 智能习题库，其中题目在深度，广度，以及与实际问题的结合程度都要比教学平台中的习题提高1~2个层次, 每道题目应当标明其特征参数，例如覆盖范围，知识点，重要性，难度，关联度，综合度等等。

② 试卷自动生成和评判及分析，根据具体要求，例如范围，难度，综合度，重要性等，具有自动组题和人工组题的功能。

③ 专题训练，以实际的问题为出发点，结合本课程或已学过课程的知识，让学生在教师和/或其他同学的共同参与下，从头至尾地完成和体验科学研究的整个过程。专题的内容不易太大太难，问题的核心不是要求学生完成什么具有高难度的研究，而是体验和感受研究的方式与方法。

④ 相关领域最新发展的资源，这里需要提供的信息与本课程有较大的关联性，同时必须准确，不能提供泛泛的链接，具体的内容可以是大公司的实际产品，技术白皮书，专业的技术网站，论坛，以及相应的学术组织和机构中的最新文献，国际建议和标准等。

 ⑤ 网络链接，这一部分主要是开阔学生的知识面，提供一些与本课程关联性不那么大的内容，例如理工科的学生应当了解的社会科学的知识和书籍，与思维训练相关的其它课程和专业的内容。同时应该充分利用各大学图书馆定购的电子图书和文献资源。

交互平台是教师，教辅，学生任意两者及多者之间的沟通与交流平台。主要包括：

① 文字化的教师对学生的指导建议。

② 教师与教师交流。

③ 学生与学生的讨论。

④ 教师与教辅指导，反馈与沟通。

⑤ 教辅与学生之间指导，反馈与沟通。

这些指导，交流，反馈和沟通都是通过协调面管理和监控的个人数据库及数据库链接、通信、数据处理来完成的。除此异步非实时交互之外，还包括：

⑥ 实时的电子白板，同时支持文字和图形图像等内容，以及文字中的专业符号与公式等。

⑦ 网络音频会议，根据网络条件，提供有主席制和无主席制的集中式和分布式的控制机制。 

⑧ 网络视频会议，同样提供有主席制和无主席制的集中式和分布式的控制机制，同时图像显示应当提供适应网络状态的多种图像质量。

⑨以及异步的公共信息发布和BBS。

协调面的作用是协调三个平台的工作，通过数据库实现三个平台之间信息的传递，为任意一个平台调用本平台及其它平台的数据和信息提供服务。主要包括：

① 数据库中个人数据库账户的建立，通信，维护，存储及管理。数据库依教师，教辅和学生的身份的不同而有所不同，但相同的部分包括登陆的次数和时间，浏览的内容和时间，在各个页面中完成的操作，教师/教辅/学生提出的问题及解答的内容，上传的附件及答复等等。这一部分的核心是学生数据库，记载学生在各个模块中的学习情况，例如浏览网络教程的内容及时间，所做的习题及时间，内容及结果等等。

② 公共信息数据库的维护与管理，包括BBS, 留言板，信息发布，音频数据，视频数据等等。

③ 公共数据库与个人数据库的通信，个人在公共区域发布的各种信息相应地会被同时记录到公共数据库和个人数据库中。

④除了上述静态的数据记录之外，协调面的动态功能是，对所有个人在各平台上的各个模块中的活动信息进行动态收集和存储。

管理面是通过按照预先确定的规则，包括

① 监控公共和个人数据库中的信息。

② 监督和管理整个教学过程，其管理的对象包括教师，教辅以及学生各自在教学过程中是否及时有效地完成了各自的教学和学习任务，不仅管理最后的结果，同时监控实行的过程。

③ 对学生的成绩进行统计分析。

④ 对教学工作进行总结。

除此之外，管理面的另一项功能是对整个软件包信息的管理和控制，主要有

⑤ 用户登录授权的管理(账号口令，IP地址，加密认证等)。

⑥ 通过注册的方式管理各部分内容是否存在其是否正常工作等。

上述内容介绍的是基本功能和要求，更多的细节请参阅《立体化软件包的评价体系和验收标准》。

3．《信号与系统》立体化教学软件包实现模块

在《信号与系统》立体化软件包的建设应用中，我们采用了如图2所示的功能模块，构建了12个既相对独立，又相互联系的实体，协调地进行新型课程教学模式的网络教学及管理工作。

 

图2 “信号与系统”立体化教学软件包功能框图及应用关系图

五、 新模式的教学效果

我们采取探索、实践、总结、提高的方式，经过四年的教学实践，建设了北京航空航天大学《信号与系统》网络教学与传统教学相结合的新型课程教学体系和教学模式。学生的学习成绩、学生的课后反映、外校学生对本课程网络教学的认同、同行专家的评价以及教学主管部门的高度认可等多方面充分体现了新型教学体系及模式在提高教学质量，培养学生能力和素质，以及对其它课程的示范借鉴意义上的作用和价值。

对比教学的结果显示，新型课程体系对学生学习成绩的提高起到了明显的效果。2006年的对比教学中8个教学班(每班约32人)中的两个班（一个全年级成绩排名第三，一个是全年级成绩排名最后的国防生班）采用新型课程教学体系和方式，前者的平均分比所有其它班高约5分，而国防生班的平均分排在第5名。

2008年课程教学结束后学生的意见反馈进一步体现了本课程的教学效果。37020404周全丽的反馈是“讲课思路清晰，善于引导我们去思考问题，让学生对这门课产生兴趣，给人一种很有思想的感觉。”37020514李宏伟的反馈中提到“上课时的幽默使我们感到和老师没有距离”。37020402李洁的反馈写到“非‘填鸭式’教学，重在培养学生的思维能力和学习方法。适当讲一些科研方面的新发展，增加学生的兴趣和求知欲。”37020520谭博写到“观点独特鲜明，令人耳目一新。上课投入，条理清晰。”37020425王文的感受是“不仅讲与课程有关的知识，还讲一些基本的思维方式，关键就是一种正确的思维方法。讲课认真负责，治学严谨。”37020324林晗认为最值得保持是“讲方法，讲思路，讲清物理概念，旁征博引。”

放置于校课程中心的部分体现本课程内容的《信号与系统》网站受到了外校学生的普遍欢迎和认可，一个月的点击量超过2千人次。因为实际教学采用的是设置在课程负责人实验室专门的课程网站，其功能和内容更为强大和丰富。

以新型教学模式研究及教学实践为基础的“基于‘信号与系统’个案的立体化软件包模式建设标准” 项目获得高等教育出版社优秀研究研究成果奖，所提出的面向课堂教学的《立体化教学软件包评估体系及验收标准》填补了国内空白。该项研究成果得到了有关专家的高度好评，鉴定意见认为有推广应用的价值和意义，被相关部门和专家采用为国家“百门精品教材”建设的参考标准。

体现新型教学模式核心思路的文章“‘信号与系统’中三个层次教学的实践探索”在全国高等学校电路和信号系统、电磁场教学与教材研究会第六届年会上获得广泛好评，作为优秀论文推荐到《电气电子教学学报》于2009年第一期发表。

新型课程教学体系和模式在社会上获得了良好的反应，得到了其它兄弟院校的高度首肯，并得到了北京市教委的高度重视。为促进新型教学体系及模式在北京学院路地区教学共同体16校中的推广应用，“传统与网络教学相结合的‘教学共同体’新型教学模式研究与实践”被作为北京市高等学校教育教学改革立项重点项目。

由于立体化教学软件包的开发与建设对一般教师而言，在计算机、软件及网络通信等方面要求较高，“立体化教学软件包智能模块化应用环境建设”被列为北京市教委质量创新工程重大项目“北京市学院路‘教学共同体’辅修专业建设”中的重点子项。该项研究的结果就是使得教师只要会打字即可采用图形拖曳的方式迅速建立具有自己特点的立体化教学软件包及教学网站，计划三年内在北京学院路地区高校教学共同体16所高校的144门课程教学中推广应用。

六、 小结

本文首先阐述了网络教学与传统教学相结合的新型高等教育教学体系和模式的基本原则和指导思想。其次详细讨论了具体建设一门课程新型教学模式的方式和方法，包括教学内容、方法、手段、管理，以及实践教学和考试改革等方面。随后具体介绍了实施网络教学的立体化教学软件包的建设思想、模式、功能及内容模块等，给出了具体课程建设及应用的实例。

新型课程教学体系和模式的基本出发点，是将网络教学作为新的教育思想和教学理念的承载体和实施者，而不是简单地将其作为传统教学手段的扩展和辅助。限于目前国内高校教育的特点及客观水平和条件的限制，直接采用国外发展国家较为成熟有效的教学模式存在着一定的困难。而通过利用先进的信息化教育技术，创新现有的教育思想和理念，是可以找到适合我国高等教育特点和现状，培养高素质创新人才的教育发展模式和途径的，这在实际的教学效果中已经得到了验证。

 

参考文献

[1] 熊庆旭. “信号与系统”中三个层次教学的实践探索[J], 电气电子教学学报, 31(1):5-7, 2009.

[2] 熊庆旭. 立体化教学软件包的建设模式研究[R], 2006年11月.

[3] 熊庆旭.立体化教学软件包建设模式、评估指标及验收标准[R], 2006年11月.

[4] 刘锋，段红，熊庆旭，徐桢.信号与系统实验教学改革[J]，实验技术与管理，25(3)，118-120，2008.

[5] 刘冠华, 东晓明. 大学创新型人才培养模式的国内外比较及对我国高等教育的启示[J], 黑龙江教育（高教研究与评估）,  2007年第1-2 期.

[6] 宋亚菲. 美国高校素质教育有哪些特色[J].　广西高教研究, (4):105-108,2001年8月.

[7] 汪浩. 关于创新规律性的探索[J],江西社会科学, pp.27-32, 2002年第1期.

[8] 黄金愈. 素质教育在美国[M], 广东教育出版社, 1999年.

[9] 弗莱雷 . 被压迫者教育学[M], 华东师范大学出版社, 2001年. C. Barrow. E-training and Development [M], John Wiley and Sons Ltd, 2003.

[10] Yair Levy. Assessing the Value of E-learning Systems[M], Idea Group Inc., 2006.

[11] Don Morrison. E-learning Strategies : How to Get Implementation and Delivery Right First Time[M], John Wiley and Sons Ltd, 2003.