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基于问题的学习在通信电子线路课堂教学

时间:2015-09-01 17:18 来源:第一论文 作者:陈编 点击:
通过学生的反馈、出勤率以及考试卷面分析发现,《通信电子线路》存在课时紧张、课程内容广、内容理解困难等问题,学生往往采用考前一二周突击复习的方法
《通信电子线路》上承《电路基础》、《电子线路基础》和《信号与系统》,下接《通信原理》,是通信和电子类专业的一门重要的专业基础课。通过本门课程的学习,不仅可以使学生掌握通信电子线路的基本原理、基本组成和基本分析方法,也为以后专业课的学习打下良好的基础。同时,配以课程实验,可让学生理论联系实践,学以致用,加深理解,真正学会知识,运用知识,为以后的工作做好充分的知识储备。而实际上,同学以及考试成绩均反映出《通信电子线路》课程为本科四年中通过率最低课程之一。因此,高校对《通信电子线路》课程的课堂教学改革迫在眉睫,哈尔滨工业大学通信电子线路课程组对该课程在课堂教学作了一些改革。
 
  一、现状分析
 
  通过学生的反馈、出勤率以及考试卷面分析发现,《通信电子线路》存在课时紧张、课程内容广、内容理解困难等问题,学生往往采用考前一二周突击复习的方法,根本不能将课程全部内容全部掌握,导致顾头不顾尾,考试成绩一般。究其根本原因,就是学生对课程缺乏兴趣。有一个成功的公式很好地表明了成功与热情的关系:成功=热情×努力^2。可见,对一门课程学习效果好坏和热情成正比,即使有千万分的努力,如果没有热情,也不会取得成功。而作为课堂教学的关键一方面要以学生更易接受的方式传授知识,另一方面就是要培养学生的热情,后者甚至比前者还要重要许多。正因为如此,哈尔滨工业大学通信电子线路课程组从提高学生热情和提升课堂接受程度入手,对课堂教学做了两方面改革。
 
  二、提高学生的热情
 
  任何一个学生,如果在学习过程中感受不到成就感,或者怀疑所学知识的价值,就会失去学习的兴趣和主动性;如果所学的知识不能够解决实际的问题,或者不会将所学知识迁移到实际问题的过程中,就会让学生有严重的挫败感。基于这样的现状,基于问题的学习模式(Problem-based learning,PBL)在西方许多国家被提出。其实,在人类历史的演变过程中,人们无形中就形成了一种自然的学习法则:遇到问题——解决问题——获得新的经验和能力。因此,基于问题的学习方法是人类最原始也是最自然最易接受的获取知识的方式。
 
  1.不断提出问题,建立章节构架
 
  对于通信电子线路来说,通常是大班授课,人数在上百人。而国外的基于问题的学习往往人数较少,教师的作用为一个“认知教练”,随着学生对问题讨论的深入而逐渐弱化淡出。但对于大班授课的教师来说,这个“认知教练”要一直陪同学员,成为一个“问题教练”。就是不断地提出问题,而这些问题要环环相扣,构成本堂课的主体脉络。要不就会让学生无所适从,不知所云。
 
  对于通信电子线路的各个章节来说,其主线就是描述无线通信系统中收发设备某一部分电路的功能,而对电路功能的定量描述就是指标。也就是说,各章节就是为了计算某一功能电路的指标。通过建立指标体系,可以让学生明确系统的追求目标,以及各电路功能的接口如何,为培养具体功能电路设计或是整体系统设计打下坚实的理论基础。
 
  例如,对于高频小信号放大器这一章,首先就要问学生,从这章题目中会想到这个章节讲什么问题。同学往往会答“讲放大器的原理”、“高频小信号的放大倍数如何计算”等等。这时老师就要通过构建问题框架来导引整章内容。①谈到放大器,首要指标就是放大倍数,包括电压放大倍数和功率放大倍数;②因为高频信号,所以信号往往是窄带信号,具有一定的带宽;③由于是小信号,此时晶体管就工作在线性区,要用晶体管的线性模型即Y参数来描述晶体管;④既然输出信号被放大,就必须考虑是否由于反馈的影响导致电路的不稳定;⑤从整个通信系统角度看,小信号放大器处于接收机的最前端,其噪声系数将决定整个接收机的噪声系数,因此噪声系数也是高频小信号所必须考虑的指标。这样,通过一个章节题目,就要学生了解到本章所要论述的几大问题,建立起小信号放大器电路的指标体系,为该章的学习以及后续的电路设计建立起整体的概念。
 
  纲举目张。建立好整体的概念,然后再深入各节讲解。这样,遇到课时比较紧张的情形,就可以将某些内容比较简单且解决的问题比较明确的章节留给学生自学,锻炼学生的自学归纳能力。
 
  2.课后仿真实验
 
  理论讲授比较抽象,通过课后利用MultiSim软件进行仿真验证,证明所研究的电路与所分析的结果一致。由于软件仿真可以随时看不同节点的电流和电压,因此学生可以在输入端、输出端通过波形或者频谱对比,了解电路的具体功能,也可结合波形参数,计算指标,加深对课堂内容的理解,提高学习热情。
 
  三、提升课堂接受程度
 
  课堂教学和课后复习相辅相成。课堂教学是给学生建立成教学内容的初步印象,而课后复习则是将课堂上学习的内容夯实。因此,在课堂上将所授内容的脉络体系交代清楚是尤为重要的,这样可让学生建立起完备的知识体系,不致于盲人摸象。为了提升课堂接受程度,课题组从四方面入手。
 
  1.课前复习
 
  每次上课前,要花十分钟时间将上节课或是本章前续内容总结一下。一方面是让学生快速进入学习状态,另一方面将前续内容通过一个个问题的总结,唤醒上次课的记忆,为本次课堂教学做好铺垫。
 
  2.增加课堂板书
 
  对于本科生教学,不能一味地倚重多媒体教学。虽然多媒体教学形象、快捷,但是它往往会造成学生学习流于形式。看似讲了很多,但是记住很少。因此,就需要通过板书将学习节奏放慢,加深学习的印象。
 
  板书的功能主要包括两部分:一是提纲挈领,二是推演。因此可以根据教学条件,将两块黑板分别用于上述两个目的。
 
  对于提纲挈领的功能,主要是让学生建立起知识脉络,提高课堂接受程度。让学生保持半个小时以上的注意力是很难的,课堂上不免会有“出小差”的时候。而对于知识点众多的通信电子线路,往往只是一会的走神,后续的课程就会很难接续上。因此,就需要板书。上课前可将本次课的主要内容列于黑板之上,让学生有个总体印象。其次将每部分内容的重要结论记录在黑板上,可以加深学生的印象,又可使走神的同学回过神后可以快速了解课堂进展,跟上下面课程的学习。
 
  对于重要的公式以及电路分析,教师一定要在黑板上进行推演。随着推演,学生可以了解问题的解决思路,又可加深印象,提升对问题的理解。
 
  3.多媒体教学
 
  通信电子线路研究的是无线通信系统,信号整个传播过程是看不见,摸不着的。因此,借助多媒体教学,做些相应的动画和波形,可以方便学生对电路的理解,增加兴趣,通过影像加深记忆。
 
  4.课堂小测
 
  虽然通信电子线路课上的时间很紧张,但是还应增加课堂的小测。因此教师讲十遍,不如学生动手做一遍。通过三五分钟的小测,一方面可以了解学生的知识掌握程度,一方面可以带动学生与教学互动,提升课堂教学的接受程度。
 
  四、结语
 
  “通信电子线路”作为一门在本科生阶段抽象复杂且较难理解的专业基础课,在传统的课堂教学方式下教学效果并不理想。而作为授课教师有责任有义务将同学的学习热情调动起来。为此,本文将基于问题的学习方法引入到课堂教学中,通过课堂上不断提问,构建章节架构;课后相应的软件仿真,增强动手实践能力来提高学生的学习热情。同时,结合章节回顾、板书、多媒体以及课堂小测等手段,提升课堂的接受程度,真正落实了以学生为中心的教学理念。
 

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