生成式教學在《信息技術基礎》課程中的應用

崔靜，李寧，陳利軍，賈連祥

（軍械工程學院信息工程系，石家莊 050003）

0 引言

生成式教學是建立在生成論哲學思想、建構主義學習理論、人本主義學習理論的基礎上，以彈性預設為前提，在教學展開過程中由教員和學員根據教學進展，構建教學活動的過程。通過師生、生生合作、對話、碰撞中出現的超出教學預設方案的新問題、新情況，教員可根據教學環境、學習主體、學習方式的變化狀況，及時調整教學方案，最終使課堂呈現出動態變化、生機勃勃的特點。

1 《信息技術基礎》課程在傳統授課模式中存在的問題

學院開設的《信息技術基礎》課程與其他高校的同名課程無論在內容設定還是人才培養目標等方面都有著顯著不同。其中課程內容主要以信息處理流程為主線，涵蓋了信息獲取技術、信息傳輸與交換技術、信息存儲技術、信息加工技術以及信息服務技術與信息安全技術等主要章節。而在人才培養目標方面，則是希望通過課程的學習，初步使學員了解并掌握一些基本的信息技術原理與應用，同時由于學員身份的特殊性，更進一步要求學員能夠利用所學信息技術的相關知識去解釋、解決未來部隊甚至戰場中遇到的技術問題，為提升部隊指揮軍官的信息素質與信息素養奠定基礎。在實際教學過程中，采用傳統的教學模式，即課前，教員做好充分的教學預設，設計出詳盡教案，課上，教員依據準備的課程內容進行講解，同時盡可能使學員按照自己設計的思路完成整個教學過程，在此過程中，當學員思維出現有悖于課程設計的環節時，教員或者顯得手忙腳亂，或者盡量把學員的發散思維再拉回到既定的流程中。長此以往，逐漸出現了以下幾種現象。

現象一，學員的學習積極性消失殆盡。任憑教員講得精彩異常，口干舌燥，而講臺下的學員置若罔聞，忙于應付，懶于思考，久而久之，課堂氛圍逐漸失去了生機與活力，學員的學習興趣也日漸消退。

現象二，學員的思維出現固化與僵化。教員按照設計好的預設流程進行課程講解，一般不會主動鼓勵學員進行有助于生成式教學問題的提出，更希望學員能按照既定方案順利的完成一次課程。學員在這個過程中，思維方式一直受到束縛，由于缺乏有效的創新、發散激勵響應，導致學員的思維固化到一種方式下，處理問題時缺乏靈活應變的能力。

現象三，學員的課堂表現與最終的考核成績出現較大偏差，在傳統的授課方式，學員的思維較為單一，對于接收到的知識，缺乏必要的思考與深入的分析，因此會出現，課堂中有些學員看似表現很好，對知識似乎完全理解了，但是在最后考核時的成績不盡如人意的現象。

2 生成式教學對于信息類課程的必要性

為了解決上述出現的種種現象，對現有的教學模式進行改革勢在必行，采用生成式教學也就顯得尤為重要。特別是針對信息類課程，具有普及性、時效性，內容覆蓋面廣，知識更新速度快等特點，更適合于開展生成式教學。

首先，課堂中的生成資源本身就是學生有效學習的基礎，學生的生活經歷、經驗積累、認知水平、知識背景、思維方式等往往不盡相同，由此產生的師生間、學生間的爭辯，它體現了學生的主體性和課堂的真實性，追求課堂的真實、自然、和諧，再現了師生“原汁原味”的教學生態情境，它常?？梢约て鸶鄬W生的思維火花，引起更深入思考和更廣泛的討論，達到師生共識、共享、共進的教學境界，促進更高質量的理解。

其次，生成式教學可以提高學生的學習興趣。生成式教學是教學過程中師生生命活力的體現，是師生共同創造的過程，其本身對于豐富師生的生命就具有不可替代的內在價值。它能有效激發學生的學習興趣，有效調動學生的內在潛能，讓他們主動探究、主動發展。能夠有效培養學生積極的學習態度、良好的學習習慣、使課堂高效互動，充滿了生命活力，呈現出了生氣勃勃的精神狀態，思維空氣濃厚，情理交融，師生互動，興趣盎然。

最后，由于《信息技術基礎》屬于信息類課程，具有基礎性、實用性、發展性、實踐性、整合性、興趣性等特點，而要充分發揮這些特點，就需有更新、更能激發學員學習興趣的教學方式與之相適應。因此改革傳統教學模式，在其中融入生成式教學的理念及具體方法，將課前預設與課上生成緊密結合，勢必會起到事半功倍的作用。

3 實際案例

在實際教學過程中，筆者圍繞生成式教學的內涵與特征，結合相應的教學實踐，針對課程部分章節內容進行了生成式教學的設計與實踐，例如在“信息傳輸與交換”一章中，將預設與生成緊密結合，完成了課程內容的講解。

3.1 構建開放式知識生成樹

圖1 開放式知識生成樹

3.2 生成教學方案

開放式導入彈性案例。

通過生活中兩人簡單的對話模型，引出通信系統簡化模型，隨后進一步引導學生思考當“距離較遠，噪音較強”時，如何完善模型中的必要模塊，從而進一步完善通信系統簡化模型，在此基礎之上，再次提出新的問題，如：“將聲音傳至幾千米之外，如何實現？”

（1）教師預設：

解決此問題可利用有線傳輸與無線傳輸兩種方法，遇到的新問題包括：

①有線傳輸——線路資源的浪費

②無線傳輸——天線尺寸難以實現

分析：

案例中的聲音信號為模擬信號，嘗試可用調制技術解決上述問題，進而引出模擬通信系統模型。（參考資源《通信數學》中“傅里葉級數”）。

③知識點講解

學習：模擬通信系統模型

（2）教師預設：知識點分析——“模擬信號調制”：

通過對傅里葉變換的簡要回顧，幫助學生理解調制的基本原理，針對有線傳輸問題，可利用調制進行多路信號的頻分復用，提供線路資源的利用率，同時也可利用調制將原始低頻信號調制為高頻信號，解決無線傳輸中天線尺寸過大的問題。（參考資源《簡明通信原理》中“頻分復用”）。

問題提出：

如果原始信號為數字基帶信號，如何調制為數字頻帶信號，引出數字信號的調制。

（3）教師預設：知識點分析——“數字信號調制”

利用PPT將“幅度鍵控、頻移鍵控與相移鍵控”的調制原理進行展示，讓學生理解將數字基帶信號調制為頻帶信號的基本方法。（參考資源《通信原理》中“數字信號的頻帶傳輸”）。

問題提出：

如果信道中傳輸的是數字信號，通信系統模型又該如何設計？（采用討論式的教學方法，組織學生依據模擬通信系統模型設計數字通信系統模型）。

學習：數字通信系統模型

（4）教師預設：知識點分析——“信源編碼”：

信源編碼的主要目的在于減少冗余，如果原始信號為模擬信號，則可通過PCM編碼首先將其轉換為數字信號；隨后通過一個游戲，說明提高傳輸信息量的一個方法，即Huffman編碼。在理解了原理之后，利用Huffman編碼程序檢驗編碼效果。（參考資源《信息論基礎》中“無失真信源編碼定理”）

問題提出：

傳輸速度提升后，傳輸質量如何保證？（此時組織學生討論可以采用何種方法？）

（5）教師預設：知識點分析——“信道編碼”：

信道編碼的主要目的在于加冗余，以提升傳輸質量。主要方法為在編碼中加入冗余碼，用以檢錯與糾錯。

“奇偶校驗”是較為常用且較為簡單的校驗方式，主要利用異或運算完成對接收信息編碼的校驗，局限性在于如果奇數個位數出錯可以校驗，偶數個位數出錯，則失去作用，同時該方法只能檢錯而不能糾錯。

“正反碼”是一種能夠糾正錯誤的編碼，但編碼效率較低。

3.3 知識引申

通過對通信系統模型的建立與分析，在已有知識體系的基礎上，構建光纖通信系統與微波通信系統這兩大具有代表性的通信系統。每個具體的通信系統都遵循基本的通信系統模型。

（1）光纖通信系統

教師預設：

知識點分析——“光纖通信系統的構成”：

圖2 光纖通信系統構成圖

（2）微波通信系統

教師預設：

知識點分析——“光纖通信系統的構成”：

微波終端站微波分路站微波終端站

圖3 微波通信系統構成圖

4 結語

筆者在實踐教學中嘗試將生成式教學融入傳統教學中，激發了學員的學習興趣，提高了課堂授課效率，提升了教學的有效性，取得了較好的學習效果。今后會將生成式教學在整個課程中全面展開進行。