張 晶 陸 音
(1.南京郵電大學電子科學與工程學院,江蘇 南京 210003;2.南京郵電大學江蘇省無線通信重點實驗室,江蘇 南京210003)
當今社會,新信息、新知識日益涌現且傳播迅速,這為高等學校的教育教學帶來了機遇和挑戰:一方面,知識的快速增長及其傳播渠道的多樣化豐富了教學手段,活躍了師生雙方的教學互動;另一方面,從海量信息中提取所需材料進行再加工,要求師生雙方同時具備創新思維。因此,寓研于教的呼聲越來越高,研究性教學成為高等學校的內在要求。
研究性教學是相對一般的以教師為中心的傳遞式教學而提出的,它強調教師研究性地教與學生創新性地學的有機融合,主張師生在共同討論中分享研究樂趣和研究成果,促進學生創新精神、創新能力和創造性人格的發展。研究性教學順應了時代要求,反映了現代教育教學思想和理念,體現了教學與科研間的內在聯系及時代對人才的要求,可以推動高等教育的良性發展,全面實現高等教育的社會功能。
作為高等學校通信工程、電磁場與微波技術等專業的專業基礎課程之一,《通信電子線路》重點介紹無線通信系統的基本組成、工作原理及其實現方法,具有基礎理論與工程實踐相結合的鮮明特點,在教學過程中開展研究型教學對培養學生的創新能力具有舉足輕重的作用。為此,筆者將結合自身的教學和科研經歷,淺析高校專業基礎課程的創新性教學方法及實施方案。
研究性教學是指教師以課程內容和學生的學識為基礎,引導學生創造性地運用知識和能力,自主地發現問題、研究問題并解決問題,在研討中積累知識、培養能力和訓練思維的新型教學模式。研究性教學模式是一種開放性的教學模式,也是盡力吸引學生積極思考的教學過程,它由五個環節構成:
第一,創設情景,教師根據教學目標要求,運用多種教學手段創設一個能激發學生學習興趣的教學場景并引入教學內容,激發學生探索問題的求知欲;
第二,提出問題,在教師的引導下,學生積極思考、激烈討論、大膽質疑,發現問題并提出問題;
第三,設定方案,在教師的指導下,學生通過觀察、實驗、分析、歸納,對問題提出假設性解決方案;
第四,驗證方案。學生通過多次實驗和討論對假設方案進行驗證,檢查其是否可行;
第五,內化知識,學生通過自主發現問題、提出問題、解決問題,掌握科學研究的基本方法,最終內化所學知識。
上述五個環節相互依存、互相作用,形成了一個環環緊扣、層層深入的有機整體,體現了現代教學的新理念。
目前,國內眾多高校已經開展了研究性教學實踐,取得了初步的理論和實踐成果。大部分高校以教改實驗班為研究型教學的實施對象,采用“加強基礎、因材施教、分類培養”的方針,突出對學生的基礎知識、應用能力、綜合素質的全面培養。以南京航空航天大學為例,該校按照學生的數理功底和英語基礎將工科電類學生分為研究班、強化班和普通班,研究班開展雙語研究型教學,強化班采用中文研究型教學,而普通班僅部分授課內容采用研究型教學;在實施《電子線路》課程研究型教學時,將課程內容劃分為若干專題,引導學生按照上述五個環節對每個專題分別展開理論研究;實驗教學方面,根據每個學生的實際能力開展三個層次的研究型實驗教學,吸收特別優秀的學生參與教師的科研課題。研究性教學的優勢在電子設計競賽等活動中得到了充分證明,該校90%以上的參賽者接受過研究性教學的訓練,學生普遍反映研究性教學對其順利參賽起到了關鍵的作用。
結合自身的教學和科研實踐,筆者對《通信電子線路》課程的研究性教學方法展開了初步探索。以南京郵電大學為例,該校的專業基礎課程通常采用大班授課模式,即多個自然班合并授課。由于學生的專業學識和認知能力差異較大、學習興趣因人而異,在這種情況下開展研究性教學,需要在充分了解不同學生的學習興趣和認知心理的基礎上設定研究性教學目標,設計適用于大班教學的研究型課堂教學方案,發展層次化的教學方法并評估教學質量。
為此,筆者從研究型教學模式的概念和內涵出發,對學生的學習興趣和認知心理進行細致地觀察分析,在此基礎上根據課程教學大綱的要求擬定每節課的教學內容及其目標,設計課堂教學的問答環節,引導學生進行橫向和縱向的知識關聯與擴展。具體方案設計如下:
首先,分析學生的認知心理。筆者對學生認知心理的了解主要來自于課堂提問、課后答疑及作業批改,即通過課堂提問觀察不同學生的精神狀態、對問題的反映速度,通過課后答疑了解學生的知識基礎和理解能力,通過作業批改了解學生思維的多樣性。通過幾周的觀察,可以初步了解不同班級學生的認知心理。
然后,設計研究性課堂教學方案。在初步了解學生認知心理的基礎上,根據課程大綱和教學要求將各章節內容串聯成一條主線,適當安排不同章節的授課順序,并設計章節內容的關聯點。就《通信電子線路》課程而言,其教學內容主要是圍繞無線通信系統的收發處理電路展開,于是筆者在首次課上就設計了將各章節內容與無線通信系統模塊進行映射的環節;在后續各章節內容的授課中,強調該部分內容與無線通信系統模型的銜接點,并穿插引入最新的無線通信技術進展。
最后,實施研究性課堂教學方案。按照設定好的課堂教學方案,實施課堂教學過程。筆者在進行《通信電子線路》授課時,在每節課開始前先進行課程內容回顧,然后提問本節課的內容對應無線通信收發系統的哪個模塊,培養學生對前后知識點的銜接,引導學生有意識地建立課程的知識體系、拓展縱向知識的聯系能力;在介紹重難點內容時,采用“制造懸念”的方式引入知識點,然后分步驟呈現要介紹的內容,培養學生提出問題和分步解決問題的能力。此外,在適當地方引入無線通信技術的最新發展動態,并講解與本課程內容的關聯點,激勵學生的學習興趣,拓展學生的橫向知識聯系能力。
通過實施上述教學嘗試,筆者發現研究性教學的確有助于擴展學生的橫向和縱向聯想能力,培養學生的創新思維,這從課后答疑時學生的提問以及作業解答的多樣化可見一斑。而且,在既有課程內容中引入相關領域的最新研究進展可以有效激勵學生的學習興趣,學生對接受新知識更有熱情,對課程的定位也更為清晰。
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