“問題引導”模式與建構主義學習理論在雷達原理課程中的應用

尚 尚 王召斌 鄧小喬 李效龍江蘇科技大學 江蘇鎮江 212003

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“問題引導”模式與建構主義學習理論在雷達原理課程中的應用

尚 尚 王召斌 鄧小喬 李效龍
江蘇科技大學 江蘇鎮江 212003

摘 要：針對雷達原理課程現有傳統教學過程中的不足，采用“問題引導”的教學模式，以建構主義學習理論為指導思想，將其強調的學習觀、學生觀、知識觀、情境觀應用于課程教學中，分別從教學內容、思想方法和情景教學三方面對教學模式、教學方法進行探討，以實例闡述了以“問題”為主線，在建構主義環境下完成教學設計所需的步驟和內容，為該課程的教學改革提供了依據和指導方向。

關鍵詞：問題引導；建構主義；雷達原理；教學模式；教學實踐

素質教育的重點是突出對學生創造力與創造性思維的培養[1]。我國高等教育處在發展與改革的新階段，以調動學生學習積極性、發揮教師主觀能動性為目的的引導式、啟發式等教學模式大量涌現，使得教師的引導作用得以增強，課堂教學效果也得到了較大層次的提高[2]。

傳統的“課堂講解”教學模式強調對學生記憶力的培養，優點是信息量大、效率高，但學生多處于被動狀態，學習興趣不高，不利于創造能力的培養。創造性思維始于問題，由問題帶來思考，再升華到解決問題的方法。“問題引導”教學模式是以問題驅動教學，注重對學生創造性思維培養的一種全新的教學模式。而建構主義學習理論的核心思想是以學生為本，強調學生對所學知識的主動探尋、主動發現和學習意義的主動構建。

本文以建構主義學習理論為基礎，結合“問題引導”教學模式的運用，探討如何將該理論應用于“雷達原理”課程，以達到較好的教學效果。

1 現有課程教學中的不足

“雷達原理”教學過程大部分仍采用傳統的教學模式，主要有以下不足：

(1)理論知識多，內容枯燥，學習難度大。“雷達原理”課程系統性強，理論抽象復雜，32學時來講授完整的基礎理論內容存在困難。

(2)“雷達原理”的傳統教學方法只按“定義、理論公式推導、典型題講解”的過程展開，而對于問題的設計，公式和定理的發現與發展過程、定義的引出，及運用數學手段解決工程問題等實踐部分往往很少提及。

(3)在傳統教學模式中，缺乏發散的思維和解題方法，不利于學生養成良好的學習習慣，影響了“雷達原理”在整個課程體系中的地位。

針對以上不足，可通過“問題引導”教學模式，提高學生的學習興趣和學習積極性，并結合“建構主義學習理論”，以學生為本，強調學生對所學知識的主動探尋、主動發現和學習意義的主動構建，調動學生的主觀能動性，培養其分析和解決問題的能力，從而達到改善“雷達原理”教學效果的目標。

2 “問題引導”課程教學模式與建構主義學習理論的內涵

“問題引導”教學模式最早由蘇聯學者莫托夫的“問題教學理論”和美國教育家約翰的“問題教學法”[3]發展而來的一種全新教學模式。

“問題引導”教學模式可包括三個過程：(1)通過教師構建問題情景來帶動學生的樂趣，從而激發學生的學習欲望，形成學習期待，即發現問題過程；(2)通過教師輔助學生對問題進行分析，學生通過解題過程獲取問題答案，從而使其習得基礎知識，提高分析和解決問題的能力，即分析與解決問題過程；(3)由教師輔助學生把課堂講授的知識在實踐中運用，并引導學生在實際問題中，發現新問題，達到培養學生創新能力的最終目標[5]，即提高過程。

建構主義學習理論是在瑞士心理學家皮雅杰的結構主義理論基礎上創建起來的一種學習理論。該理論由學習觀、學生觀、知識觀及情境觀構成[6]。建構主義的學習觀強調探索學習、發現研究學習、動手實踐等方式，使得學生的探索意識、創造性思維得以提高；建構主義的學生觀認為學生是學習的主體，尊重學生的主人翁地位，因此有利于學生進行研究和思考問題；建構主義的知識觀強調知識的個體性和情景性，在某種程度上延伸了知識范圍，擴展了對現實研究的空間，從而為學生的創造性發揮創造條件；建構主義的情境觀則強調學習過程的情境性與開放性，重視創設真實的學習情境，為了學生能夠感覺身臨其境，教師為學生提供現實的、綜合的、多元的問題情境，并促進學生對習得知識的舉一反三[7,8]。

3 雷達原理教學環節的構建

3.1 教學內容的構建

“雷達原理”的教學環節主要內容包過兩個部分，(1)基本理論，包括雷達發射機、雷達接收機、終端、角度與目標測量、雷達信號處理等；(2)雷達的功能特征及應用場景。

基本理論是已形成普遍共識的知識，并不適合用建構主義模式進行講授，因為很難從不同的經驗角度對知識個體的不確定性進行強調。為更好地實現意義構建，在“雷達原理”基本理論部分教學應仍采用教師主導教學過程的方式，同時注重尋求雷達原理中實際問題與信號處理的關聯。根據進行分析的目的，引導學生通過已經掌握的其他知識和分析手段進行理解，最后通過得到的結論，進行雷達原理相關問題的分析。

雷達的功能特征及應用部分實用性強，在實際工程中可以用不同的雷達組合方式實現相同探測距離，而具體方案的選取則有需求和要求的環境因素共同決定。所以可應用建構主義理論中的拋錨式教學方法，第一步通過教師的工程經驗構建符合實際的情境，教師通過問題的設計，逐步拋出解答的線索，然后學生根據已有的知識，分組討論結合主動積極學習，最終完成協作學習知識的過程，最后由教師對學生的答案進行綜合評價。

隨著數字信號處理技術的迅速發展，機會陣雷達、相控陣雷達等新型雷達大量涌現，它們的工作原理、電路設計等方面也使得雷達理論的外延不斷擴大。同時民用、軍事等領域也在不同側面對雷達提出了不同的指標要求，且該課程還涉及很多不同學科交叉領域的問題，因此要求教師主動學習本學科的國內外前沿知識，多與大師交流，優化自身知識結構。

3.2 思想方法的建構

可以把雷達原理與信號處理之間的關聯看成“點”，則這種“點”關聯只能是散點式的，只有把已有知識的各種“點”連成“線”，并在教學過程中融會貫通，才能使教學內容融為有機整體[8]。從“點”到“線”的過程，可使學生對雷達原理的理論體系有更加深刻的認識，從而了解雷達原理的難點問題，如匹配濾波器的頻率響應函數的求解，雷達方程的計算，雷達性能參數的測量等。構建“點”到“線”的過程，也使得學生的認知層次得以提高。考慮到雷達方程的設計分析是一個綜合系統的過程，在教學中要特別注意尋求信號處理、電磁學等學科之間的區別與聯系，最終提高學生的綜合素質。

3.3 情景教學的構建

建構主義注重人與環境的耦合。為了讓課堂教學過程直觀、生動，對于“雷達原理”這類理論性較強相對枯燥的專業課程來說，必須使用現代化的教學方式。基于建構主義的課堂教學中，可使用圖像、視頻、多媒體課件、仿真演示等形象直觀地展示各類雷達組件及其工作過程，對啟發性的場景進行創建，實現師生教學過程的互動，從而提高學生興趣，增強學生的主觀能動性。應用現代數值計算工具(如Matlab)可給出更加形象直觀的雷達工作處理過程，從而達到新教學手段創建合理教學場景的目的，如在雷達目標發現和監測過程的模擬，可向學生展示雷達方程、角度測量、脈沖積累等概念和原理，還可直觀演示雷達在復雜電磁環境條件下的數據處理過程，實現結果的可視化，使得雷達各部分工作原理及處理結果一目了然，此時再結合基礎理論的講解，可謂事半功倍，既提高了學生的學習興趣和主動性，又大幅提高了教學效果。

4 建構主義學習環境下的教學案例設計

現以雷達原理中的內容“如何增強雷達對隱身飛機的探測能力”為例，進行建構主義學習環境下“問題引導”的教學過程設計，包括教學目標思路設定、情境創建、問題引導式教學、主動與協作學習建構等過程。

4.1 基本教學思路分析

該問題的基本授課思路為，(1)發現問題階段：通過創設“如何探測隱身飛機”的問題情景，來提高學生的興趣，形成學習期待；(2)分析問題、解決問題階段：引導學生對“飛機為什么能夠隱身、雷達如何增加對隱身飛機的探測能力”等問題進行探究。整個教學過程圍繞“問題”這條主線進行，整個授課過程以“問題”為核心，發展學生的創造力。在內容上則依據由易到難、逐層深入地講解，使得整個教學理念環環相扣。

4.2 情境創設與引導式教學

情境創設與引導式教學階段。教師構造問題情境可以使用仿真和視頻等多媒體材料。而構建的基本原則是引起學生對新舊知識之間的沖突，引起學生巨大的學習興趣，使學生主動發現問題。問題情景構建好后，學生將主動進入探尋及解決問題階段。

探尋及解決問題階段主要內容包括：教師通過設計的問題提綱指導學生對問題進行分析，學生通過自問自答來得到初步知識。“問題的設計”是重中之重。教師要以教學大綱要求的內容為藍圖，結合學生的疑問來設計問題提綱。可通過課前預習，分組討論等方式來逐步揭開學生的疑問。在“雷達橫截面積”教學活動中，學生最初的疑問是“什么飛機能夠隱身？”，接而產生了 “隱身飛機如何隱身？”,“雷達如何探測隱身目標？”,“隱身飛機的雷達橫截面積與什么有關？”等問題。教師在這個過程中主要負責記錄學生的問題，并進行歸納和提煉，最后結合授課內容得到問題提綱：(1)雷達作用距離與哪些參數相關？(2)各參數的含義是什么？(3)隱身飛機通過改變上述哪種參數來實現隱身的目的？(4)雷達橫截面積與哪些因素有關？(5)目標的雷達橫截面積下降會對雷達哪些性能產生影響？問題提綱要涵蓋基本教學內容，教師通過提綱中主要知識點的講解，逐一解答上述問題。通過上述問題鏈的解答，使學生可以更好地理解知識點，并在問題的探索中逐漸形成嚴謹的邏輯思維能力。

4.3 自主學習與協作學習設計

在該過程的設計中，教師要了解所授課程的國內外發展動態，課前按照問題提綱涉及的內容查閱好相關文獻，并把這些材料課前分發給已分好組的學生，這樣更有利于學生在學習相對抽象的基礎理論之前，了解其所涉及的科研動態，更好地在探究中主動學習，發揮學生個體的首創精神并進行自我反饋。然后在自我學習的基礎上通過分組討論協作過程，產生個體間不同理解的思維碰撞，使得問題的意義構建更加深刻與完善。最后由教師對各組的討論情況及問題提綱中的問題進行總結，對學生的學習效果進行點評。

5 結束語

本文基于“問題引導”教學模式和建構主義思想提出的“雷達原理”課程教學方法，改變了重結果輕過程的傳統教學模式，提高了學生的主動性和參與度，教師則只作為引導者，并依靠現代化的教學措施，組織開展積極的課堂教學，更有利于培養學生對雷達電子工程領域知識的建構能力。“教學有法，但無定法”，教學模式的改變，絕不是簡單的代替與疊加，任何一種教學模式都不是萬能的，而應根據不同授課對象、教學內容和目標，選用不同的教學模式，提高教學質量，從而真正實現學生創新能力的提高。

參考文獻

[1] 董萍,吳世杰.“問題引導、任務驅動”教學模式探索:《社會保障學》的教學模式個案分析[J].中國科學教育,2006(12):4-7.

[2] 周麗芹,葛安亮.引導式和啟發式課堂教學方法在《數字電子技術》課程中的應用[J].黑龍江科技信息,2008(7):138.

[3] 王名忠.生物問題教學模式[J].浙江教學研究,2003(4):9-11.

[4] 鄧斌,劉慶華,姜朝毅,劉根.“問題引導式”教學模式在雷達裝備教學中的應用[J].空軍雷達學院學報,2009,23(3):219-222.

[5] 萊斯利.P.斯特弗,杰里.蓋爾.教育中的建構主義[M].高文,徐斌燕,程可拉,譯.上海:華東師范大學出版社,2002.

[6] 何克抗.建構主義的教學模式、教學方法與教學設計[J].北京師范大學學報:社會科學版,1997(5):74-81.

[7] 譚頂良,王華容.建構主義學習理論的困惑[J].南京師大學報:社會科學版,2005(6):103-107.

[8] 王召斌,尚尚,任萬濱,翟國富.基于建構主義學習理論的《電器學》課程教學方法研究[J].機電元件,2014,34(6):52-55.

Research on the Radar Principles Course basing on Question Guiding Teaching Mode and Constructivism Theory

Shang Shang, Wang Zhaobin, Deng Xiaoqiao, Li Xiaolong
Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang, 212003, China

Abstract:The course of radar principles is offered as a main course of professional direction for electronic and information engineering. Follow the question guiding teaching mode, in response to the problems and deficiencies of extant traditional teaching process, teaching mode, teaching methods are discussed are by teaching content, thought method and situational teaching based on the constructivism learning theory as the guiding ideology, which emphasis on knowledge view, learning view, student view, situational view application in the teaching curriculum. Finally, the contents and steps of teaching design were built by question guiding in constructivism environment. These studies provide the basis and direction for the teaching reform.

Key words:question guiding; constructivism; radar principles; teaching mode; teaching practice

收稿日期：2015-10-26

作者簡介：尚尚，博士，講師。王召斌，博士，講師。鄧小喬，博士，講師。李效龍，碩士，講師。

基金項目：江蘇科技大學高等教育科學研究課題(編號：GJKTY2014-15)；江蘇科技大學電子信息學院教學改革研究項目。