周芳 齊美彬


摘 要:針對電子類專業的《雷達技術》課程教學,提出了一種借助現代信息技術平臺,以項目為載體,以綜合能力培養需求為導向的“教、學、做”項目一體化教學模式。按項目重新整合課程知識點、構建理論和實踐相結合的課程體系,采用了以“項目教學”為主體的一體化教學方法,依托互聯網云庫技術創新了教學過程中的分組學習及評價模式,增強學生工程實踐應用能力和創新能力,取得了較好的教學效果。
關鍵詞:課程改革;工程實踐;項目化教學;一體化教學
《雷達技術》課程是一門理論內容豐富、涉及知識面廣且實用性強的電子類專業綜合課程。隨著學校對各類課程改革的要求,以及科技的日新月進,該課程的授課教師也就承擔了更高的教學要求。傳統課程教學中過于注重雷達系統參數、硬件結構的教學,忽視了實訓的必要性,更未重視實際工程問題的分析及解決能力的培養,一味地輸送書本知識,從而導致實踐與理論的背離,影響課程教學的效果,同時還會阻礙學生的學習熱情,導致相關知識點的銜接不夠完善。特別是雷達方程變成了一個強制記憶的枯燥過程,現實中的創新性實踐應用根本無法實現。該課程為工程專業性課程,傳統的授課形式都是先進行必要的理論知識教學,再開展簡單的實訓實驗訓練,將理論教學和實訓實驗完全分開。由于理論知識比較“高大上”,與實踐脫節的授課過程會使學生的學習熱情就會不斷降低。而且,由于沒有及時在實踐中運用理論知識,學生對知識點的認識深度和牢固性也較低,教學效果不明顯。
針對這樣的現象,課題團隊在《雷達技術》課程教學中,依托先進的云庫技術,遵循以下三個步驟,重新構建課程體系,開展項目一體化教學改革,取得了良好的成效。
一、構建以“教、學、做”綜合能力培養需求為導向的課程體系
《雷達技術》課程具有很強的實踐操作性,如果采用傳統的教學方法——“教師清講,學生苦練”,學生容易感到枯燥乏味,盲目的習題練習也難以保證學習效率盒效果。目前工科課程教育理念要以學生為中心、以成果產出為導向、以持續改進為動力。因此,課題團隊在整體課程設計時,每個知識點都單設為一個子項目,每個子項目都安排專業教師分別講解、引申和實踐三個部分,等學生了解分項考核通過后再續講下一個子項目,實現了“教、學、做”能力需求為導向的教學體系。這種創新性課程教學體系摒棄以往在課堂上“教師清講,學生苦練”的模式,而采取了“重在思考,邊學邊練”的教學模式,能夠讓學生融入到課堂教學之中,成為課堂教學的主體。在教學過程中發現問題,研究問題,在分析實際問題時學生分組,組內互相討論,課后由教師在班級QQ課程群里集中解決問題。這種革新教學及評價方式能反映出學生的專業知識、技能和學以致用能力。
如在講授“雷達發射機”知識點時,遵循“以實例為主線,思政助教”的基本思想。可以給學生準備“雷達發射機”的案例,以此為例來增強學習的趣味性,拓展實際裝備情況知識,提升信息搜索整理能力,強化服務國家與社會的歷史使命,強化青年學生的愛國熱情。通常采用教師先講解演示,隨后學生自主探索分享的教學順序。為了激發學生興趣,必要時先展示中國航展資料,強調直觀性和視覺沖擊,這樣學生“要學會,要掌握”的學習需求更強烈。通過該項目的學習,學生既能掌握知識點的原理,又能了解該知識點的實際運用情況和問題。
二、采用以“項目教學”為主體的一體化教學方法
《雷達技術》課程項目一體化教學突出特點是設計典型知識點子項目,歸集融會目前教學的各個環節,采用理論教學以及與實踐相結合的“理實一體”創新教學模式,以提高受教育者的綜合能力。課程團隊分知識點制定系列子項目教學計劃,并且通過多個教學環節的落實來保證最終教學目標的實現。如《雷達技術》課程中“雷達方程”知識點子項目教學,課程團隊按三個步驟開展項目教學工作:第一步驟,根據課程知識體系和課程大綱,針對典型知識點開發內容相適應的子項目課題,課堂上圍繞子項目課題內容,講清楚雷達方程的雷達參數、公式推導、以及公式的物理意義,要求學生必須達到基本理解的程度;第二步驟,結合實際應用場景,分析不同情況下的應用需求,讓學生通過研究雷達方程中各個參數,配合公式計算分析,來滿足不同應用需求,加深知識點的理解程度;第三步驟,根據子項目課題的設計,學生獨立進行軟件仿真實驗、模擬分析雷達方程的實際應用情況,最后整理完成子項目報告。
在具體的項目教學過程中,綜合使用講授法、案例教學和研討式學習的教學手段,廣泛利用了視頻、圖片、PPT等教學資源,配合項目需求分析和實際問題分析等多種途徑,實現顯著提升學生綜合能力的項目一體化教學。如:“雷達接收機”項目一體化案例構建就是以“中國天眼”為對象,從天眼之父——天文學家南仁東事跡簡介開始,介紹天眼的設計、控制、制造等各方面構建相應的雷達接收機教學案例。而“合成孔徑雷達原理”子項目一體化案例構建,基本覆蓋了電子信息工程專業《雷達技術》課程要求所對應的絕大部分知識、能力和素質,對學生的綜合能力提升有一定助力。這些以“項目教學”為主體的一體化教學方法統籌了學生的數學、自然科學、工程基礎和專業知識,共同支撐起電子信息工程專業知識體系結構及復雜工程的解決能力的專業培養需求。
三、依托互聯網云庫技術創新了教學過程中的分組學習及評價模式
依托學校不斷完善的硬件設施條件,課題團隊借助互聯網云庫技術,組織學生以小組為單位完成知識分享和問題討論環節。教師可以實時將所講授的知識點視頻或語音通過網絡傳播到學生的終端屏幕上供學生觀看復習;學習小組內的學生們可通過互聯網互相討論,分享資料,形成組內的調研成果報告;學習小組之間也可以通過互聯網分享本組的調研成果,調研報告會自動保存到專屬網絡云庫中供教師隨時檢查、批改及評價。此外,學習小組可以在教師允許的情況下,將自己的操作過程通過網絡演示給其他學習小組并答疑,教師在此場景下扮演場外指導的角色,必要情況下教師可以進行指導、糾正及拓展。依托互聯網云庫技術對分組學習及評價模式的創新,可以大大提高學生的學習興趣,鍛煉信息收集整理能力,培養團隊協作能力,顯著提高對知識點的理解和掌握程度,并且極大提升了溝通效率,豐富了教師對學習分組評價的手段。
經過兩年的教學實踐應用,學生都反饋對課程有興趣,課堂氣氛不再枯燥無味,極大地調動了學生的學習積極性(統計結果見圖1和圖2)。對于《雷達技術》整體教學印象調查,有75%的同學選擇了“很好”,有21.74%的同學選擇了“比較好”,沒有負面的教學印象評價,如圖2所示。說明《雷達技術》課程教學受到了絕大多數學生的肯定,但仍然有進步的空間,課題組成員在后續的教學中將繼續加以改進。
四、結論
針對高等教育的特點,《雷達技術》課程借助此項教學改革,以綜合能力培養需求為導向,按項目重新組合教學內容。將理實一體,提高了學生的學習主動性,幫助學生淺入深出掌握專業課程內容及應用,實現了課程培養的最終目標。借助現代信息技術平臺,以綜合能力培養為核心的項目一體化教學模式,能實現學生能力培養與未來工作崗位對接,培養學生接軌電子信息工程專業技術領域所需要的具有理論知識、實踐能力及創新能力的應用型技術人才的基本素質。
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作者簡介:周芳(1987— ),女,漢族,安徽池州人,博士,副教授,研究方向:雷達信號處理。