研討式教學(xué)法在三小時教學(xué)單元中的應(yīng)用

1、    研討式教學(xué)法在三小時教學(xué)單元中的應(yīng)用    摘要：適應(yīng)三小時教學(xué)單元的要求，在研究生核心課程“統(tǒng)計信號處理”中引入研討式教學(xué)方法。針對核心課程基礎(chǔ)性強的特點，總結(jié)了“以教材例題和習(xí)題為引導(dǎo)、以知識理解和運用為目的、以小組發(fā)言為主要形式”的研討課組織方法。教學(xué)實踐表明，研討課在調(diào)節(jié)三小時教學(xué)單元的節(jié)奏、幫助學(xué)生掌握知識點、提升研究生綜合素質(zhì)等方面效果明顯。關(guān)鍵詞：研討式教學(xué)，三小時教學(xué)單元，研究生核心課程從2010年春季學(xué)期起，國防科技大學(xué)在研究生課程中統(tǒng)一推行三小時教學(xué)單元模式，以推進(jìn)教育教學(xué)改革，協(xié)調(diào)教學(xué)科研的雙重需求，激發(fā)教員的創(chuàng)造性和學(xué)員的

2、主動性。在三小時教學(xué)單元模式中，課堂教學(xué)按3小時一個單元進(jìn)行組織，每門課程每周安排1個教學(xué)單元。這種教學(xué)單元模式在國外高校被廣泛采用，例如麻省理工大學(xué)公開課程資源網(wǎng)站上公布的2520門講授課程中，有203門采用了這種模式1。三小時教學(xué)單元有什么特點，如何開展？在本文中，筆者根據(jù)“統(tǒng)計信號處理”課程實行三小時教學(xué)單元的實踐，談?wù)勼w會。與兩小時教學(xué)單元模式（即每個教學(xué)單元2小時，每門課程每周安排2個教學(xué)單元）相比，采用三小時教學(xué)單元模式后，在總課時相同的情況下，每門課程的單元數(shù)減少，但每個單元的信息量增大。以信息與通信工程學(xué)科的研究生核心課程“統(tǒng)計信號處理”為例，總學(xué)時仍是54小時，但教學(xué)單元從2

3、7個壓縮為18個，每個教學(xué)單元的時間延長了1小時。如何適應(yīng)這種變化？如果簡單地將原來三次課的內(nèi)容放到一個教學(xué)單元里，由老師在臺上講授，不但老師難以一直保持良好的教學(xué)狀態(tài)，學(xué)生也容易產(chǎn)生疲倦。因此，采用新的教學(xué)方法活躍課堂氣氛，幫助學(xué)生消化大信息量的教學(xué)內(nèi)容，成了教師的必然選擇。正是在這個大趨勢下，我們嘗試將研討式教學(xué)方法引入“統(tǒng)計信號處理”課堂。研討式教學(xué)以啟發(fā)式教學(xué)思想為基礎(chǔ)，在教師的引導(dǎo)下啟發(fā)學(xué)生積極主動地思考問題，并在同學(xué)之間、師生之間進(jìn)行相互交流和互動式思考和學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生掌握教學(xué)知識點。在國外的許多著名大學(xué)，研討式教學(xué)都被作為僅次于課堂講授的第二教學(xué)手段向教師們推薦2，3。我們根據(jù)

4、“統(tǒng)計信號處理”的課程特點，摸索出了一套在三小時教學(xué)單元中運用的研討式教學(xué)方法，并收到了良好的教學(xué)效果。一、研討式教學(xué)法在“統(tǒng)計信息處理”課程中的組織形式“統(tǒng)計信號處理”是我校信息與通信工程學(xué)科的研究生核心課程，選課人數(shù)一般在100名以上。而且，這門課程的基礎(chǔ)性大于前沿性，有成熟、系統(tǒng)的知識體系，其中的理論和方法是學(xué)生日后開展科研工作的重要工具。這些特點與前沿性較強的專業(yè)課程有很大區(qū)別，因此在研討課的組織形式上，不能簡單沿用后者常采用的開放式研討模式。經(jīng)過實踐摸索，我們總結(jié)出了一套以教材例題和習(xí)題為引導(dǎo)、以知識理解和運用為目的、以小組發(fā)言為主要形式的研討課組織方法。（1）教學(xué)單元組織。根據(jù)教學(xué)

5、單元數(shù)，對教材內(nèi)容進(jìn)行重新組織，力求在一個教學(xué)單元內(nèi)完成一個完整知識點的教學(xué)。我們采用統(tǒng)計信號處理領(lǐng)域的經(jīng)典教材steven m. key所著的統(tǒng)計信號處理基礎(chǔ)上、下卷本4，5。全書共28章，選擇其中21章作為講授內(nèi)容，每個教學(xué)單元完成12章。在教學(xué)單元中，前兩個學(xué)時由老師講授，后一個學(xué)時安排三個研討小組發(fā)言，三個學(xué)時中間各休息十分鐘。采用三小時教學(xué)單元后，盡管講授時間比以前縮短了1/3，教學(xué)內(nèi)容并沒有刪減。老師講授時著重于知識點的基本概念、基本方法和主要結(jié)論，而教材中的信號處理實例和習(xí)題則留到縮減出來的1/3教學(xué)時間由學(xué)生研討。（2）研討主題選擇。在研究生專業(yè)課中，研討主題通常具有開放性和前

6、沿性，教師鼓勵學(xué)生查閱大量的文獻(xiàn)形成研討內(nèi)容。但是，對“統(tǒng)計信號處理”這樣涵蓋面廣、系統(tǒng)性強的課程，54學(xué)時非常寶貴；并且，對于信息與通信工程學(xué)科的研究生，這門課程的基礎(chǔ)性非常突出，課本上的理論和方法在科研中有重要的應(yīng)用。因此，通過解題學(xué)會靈活運用知識在這門課程的學(xué)習(xí)中是很必要的，而兩學(xué)時的講授時間能提及的例題非常有限?；谶@樣的考慮，在研討選題上，我們沒有采取開放性的思路，而是基于教材中的例題和習(xí)題形成研討主題。key教授所著的這本經(jīng)典教材也為選題提供了方便。key教授有豐富的科研經(jīng)驗，教材中很多章都有“信號處理實例”一節(jié)，將通信、雷達(dá)等領(lǐng)域的應(yīng)用模型經(jīng)過一定的簡化，形成與各章知識吻合的物理

7、問題，并給出理論解答和仿真驗證。另外，章后的習(xí)題大多都帶有啟發(fā)性或應(yīng)用性，很少出現(xiàn)以熟練推導(dǎo)、熟悉結(jié)論為目的的練習(xí)題。因此，根據(jù)課程重點，將相關(guān)聯(lián)的若干個例題或習(xí)題分為一組，就能形成一個既運用基本知識，又具有理論深度或?qū)嵱脙r值的研討主題。例如在“最大似然估計”的教學(xué)單元中，選擇了三個研討主題：自回歸模型譜的最大似然估計、正弦信號參數(shù)的最大似然估計、最大似然估計的漸進(jìn)性，涉及9個例題/習(xí)題，有很好的覆蓋性。（3）研討小組形成。選課的同學(xué)自由組合，3人一組，形成了近40個研討小組，在每個教學(xué)單元的第三學(xué)時，安排23組發(fā)言。這樣的劃分方式，一是為了在有限的研討時間里讓大家都有參與的機會、另一也是為了

8、保證研討發(fā)言的質(zhì)量，通過團隊協(xié)作高質(zhì)量地完成指定的研討選題，使所有聽研討課的同學(xué)有較大的收獲。事實表明，各小組在準(zhǔn)備時都采用了分工合作的方式，一起協(xié)商解題思路和講解內(nèi)容，然后分頭完成理論推導(dǎo)、計算機編程仿真、多媒體課件制作三項具體工作。因此，研討發(fā)言在對知識點的理解、對題目的解答和驗證、課件的生動美觀等各方面都完成得很出色。（4）研討內(nèi)容準(zhǔn)備。一個研討主題由一個研討小組完成，教師提前兩周將選題通知小組聯(lián)系人，提前34天與小組成員交流準(zhǔn)備情況，并檢查研討課件的初稿。為了提升研討的層次，我們向?qū)W生提出要求：研討內(nèi)容不能局限在解題層面，要通過知識點將各個題目串起來；而在解答上，也不能止步于理論推導(dǎo)，

9、而要在計算機上仿真驗證。這樣的要求使同學(xué)們在準(zhǔn)備研討內(nèi)容時從答題上升到梳理和運用知識的層次。從實施的效果看，前幾個研討小組難以領(lǐng)會這個要求，課件初稿仍然采用逐個解題的結(jié)構(gòu)，需要與老師反復(fù)磋商調(diào)整。但幾輪研討課以后，同學(xué)們都領(lǐng)會并認(rèn)同這個思路，在組織課件時基本形成了問題提出知識梳理解題仿真驗證總結(jié)與思考的模式。這樣的選題和內(nèi)容組織方式使研討課既能與書本知識緊密關(guān)聯(lián)，又不會退化成一堂習(xí)題課，對前兩個學(xué)時的授課內(nèi)容起到了很好的梳理知識、加深理解、聯(lián)系應(yīng)用的作用。（5）研討發(fā)言與點評。一個教學(xué)單元安排23個研討小組發(fā)言，每個小組的發(fā)言時間在1520分鐘左右。經(jīng)過事先的充分準(zhǔn)備，各個小組都能很好地控制發(fā)

10、言時間，清楚地表達(dá)課件內(nèi)容。臺下的同學(xué)聽得也很認(rèn)真，整個過程幾乎不需要教師的組織，學(xué)生真正成為了研討課的主體。研討小組發(fā)言結(jié)束后，教師進(jìn)行簡短的點評，主要是指出課件中存在的問題。此時，對問題和錯誤采取正面的態(tài)度非常重要。在錯誤中吸取的教訓(xùn)往往比直接得到正確的結(jié)論更讓人印象深刻，因此一些在初稿中就被老師指出并改正的問題，也會請發(fā)言的同學(xué)講出來與大家分享體會。以輕松的態(tài)度對待問題和錯誤，也能使同學(xué)放松心態(tài)，在進(jìn)行研討時更加大膽和主動。二、在三小時教學(xué)單元中引入研討式教學(xué)法的體會（1）引入研討式教學(xué)法，使三小時教學(xué)單元的教學(xué)效率大大提高。引入形式多樣的教學(xué)方法，是學(xué)校推行三小時教學(xué)單元的初衷之一。但

11、對于“統(tǒng)計信號處理”這樣的基礎(chǔ)課，如何在壓縮講授課時的同時保證同學(xué)們掌握必要的知識，我們經(jīng)過兩個學(xué)期的研討課實踐認(rèn)為，這種以教材例題和習(xí)題為引導(dǎo)、以知識理解和運用為中心的研討課，能對老師講授的內(nèi)容起到非常好的補充完善作用，幫助同學(xué)們梳理知識、加深理解、學(xué)會運用。同時，研討課在活躍課堂氣氛、調(diào)動同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情、提升研究生綜合素質(zhì)等方面也有顯著的效果。為了保證研討課的質(zhì)量，我們認(rèn)為以下幾個環(huán)節(jié)非常重要：選擇與課堂內(nèi)容緊密聯(lián)系的研討主題。給準(zhǔn)備研討的同學(xué)足夠的提前量。老師對同學(xué)們的準(zhǔn)備過程密切關(guān)注并認(rèn)真指導(dǎo)，貫徹以“知識理解和運用”為中心的研討思路。通過開好頭，在同學(xué)們中間形成重視研討、喜歡研討、

12、受益于研討的風(fēng)氣。（2）引入研討式教學(xué)法，有利于充分發(fā)揮研究生的主觀能動性。經(jīng)過選拔進(jìn)入碩士研究生階段的學(xué)生，知識基礎(chǔ)好、鉆研勁頭也足。如果能調(diào)動其積極性，以學(xué)生為主體的研討課可以達(dá)到非常高的質(zhì)量。思想上重視是調(diào)動積極性的首要條件，而開一個好頭，形成良好的研討風(fēng)氣非常關(guān)鍵。對前幾個小組，老師重點把關(guān)，使得同學(xué)們通過前幾個小組的研討有所收獲，認(rèn)同研討課的意義和作用，自然而然地形成了重視研討的風(fēng)氣。每一個研討小組都準(zhǔn)備得非常認(rèn)真，他們通過團隊協(xié)作，在10天左右就能完成23章內(nèi)容的自學(xué)，并圍繞指定的主題進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，形成初步的仿真結(jié)果和演講課件，再通過與老師的交流，利用23天進(jìn)一步完善。不少小組還會

13、在事先進(jìn)行小范圍的試講，使自己的發(fā)言符合時間要求，并盡可能地被大家理解接受。到發(fā)言時，其思考的深度、仿真的廣度、課件的精美、表達(dá)的流暢，往往都超出預(yù)期，讓老師一再嘆服青年學(xué)生的巨大潛力。實際上，這也形成了一個非常好的良性循環(huán)，后面的同學(xué)以前面的同學(xué)為標(biāo)桿，老師在指導(dǎo)上越來越輕松，研討課一直都保持著較高的質(zhì)量。（3）引入研討式教學(xué)法，有利于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為開展科研工作打下基礎(chǔ)。研討課雖然以教材中的例題和習(xí)題為基本素材，但研討內(nèi)容的組織方式更接近于科研論文，因此同學(xué)們在準(zhǔn)備研討內(nèi)容的同時，也經(jīng)歷了一次開展科研工作的演習(xí)。整個流程包括了自學(xué)相關(guān)知識、運用知識分析和解決問題、計算機編程仿真驗證、

14、整理匯報等各個環(huán)節(jié)。尤其是計算機驗證和整理匯報兩個環(huán)節(jié)，在以前的課本學(xué)習(xí)中很少遇到，而在科研工作中則是必不可少的。我們也發(fā)現(xiàn)，有些小組在剛開始的時候，對蒙特卡洛仿真不太了解，僅僅將公式結(jié)果用計算機算出來。通過老師的反復(fù)指導(dǎo)和前幾個小組的實踐，大家逐漸認(rèn)識到在計算機上開展模擬試驗的意義，在準(zhǔn)備時會自覺地加上這一部分內(nèi)容，將模擬試驗的結(jié)果與理論預(yù)測進(jìn)行對比分析，并在不同的參數(shù)條件下重復(fù)進(jìn)行試驗，觀察和分析結(jié)果的變化。這樣的工作已經(jīng)初步具有了“研究”性質(zhì)。除了研討課外，“統(tǒng)計信號處理”課程的其他環(huán)節(jié)如課程實驗、課程論文也都以這個3人小組為單位開展，這些任務(wù)具有一定的難度，小組成員必須通過分工協(xié)作才能

15、高質(zhì)量地完成，因此這個過程也鍛煉了小組成員的團隊協(xié)作、交流溝通能力。這些都為他們順利地融入科研團隊提供了經(jīng)驗。（4）引入研討式教學(xué)法，對教師提出了新的要求。采用三小時教學(xué)單元后，教師的工作更多地從臺前轉(zhuǎn)到了幕后。一是要在更短的講授時間內(nèi)覆蓋同樣的知識面，必須要對講授內(nèi)容進(jìn)行精心組織；二是必須提前對研討課件進(jìn)行檢查指導(dǎo)，保證研討課的質(zhì)量。一個20分鐘的研討課件，在課下的指導(dǎo)時間往往超過一個小時。尤其是前幾個組，老師反復(fù)向他們解釋研討的目的，一再調(diào)整課件的展開結(jié)構(gòu)。值得欣慰的是，當(dāng)大家認(rèn)同了這種以知識梳理和運用為目的的研討模式后，在課件結(jié)構(gòu)上的指導(dǎo)就輕松很多，主要的指導(dǎo)精力轉(zhuǎn)移到程序調(diào)試和結(jié)果分析

16、。三小時教學(xué)單元模式在國內(nèi)的高等院校尚不多見，我們有幸參與了這項教學(xué)改革的實踐，并在這個大前提下將研討式教學(xué)方法引入了信息與通信工程學(xué)科研究生核心課程“統(tǒng)計信號處理”的課堂。根據(jù)課程特點，我們沒有簡單沿用開放式的研討模式，而是總結(jié)出了一套以教材例題和習(xí)題為引導(dǎo)、以知識理解和運用為目的、以小組發(fā)言為主要形式的研討方法。兩個學(xué)期的教學(xué)實踐表明，這樣的研討課在調(diào)節(jié)三小時教學(xué)單元的節(jié)奏、幫助學(xué)生掌握知識點、提升研究生綜合素質(zhì)等方面都收到了不錯的效果，受到了同學(xué)們的歡迎，在同學(xué)們中間形成了重視研討、喜歡研討、受益于研討的良好氛圍。同時我們也感受到了一些有待提高的方面：例如一個小組的發(fā)言結(jié)束后，教師都會征

17、詢同學(xué)們的意見，但同學(xué)們往往以沉默作答，有問題的同學(xué)也更愿意下課后與小組成員交流。如何進(jìn)一步調(diào)動大家的積極性以形成活躍的互動交流，如何在大課堂引導(dǎo)互動交流的方向，都是值得我們進(jìn)一步實踐探索的問題。參考文獻(xiàn)：1 麻省理工大學(xué)公開課程資源網(wǎng)站 eb/ol. http：/2 r-f hanna，r.s. more，et al，ed.teaching at brown：a handbook for faculty，teachingassistantsandteachingfellows.3thrd. m. providence：the harriet w. sheridan center，brown university，2006.3 m. michele，ed.teaching at stanford：an introductory handbook m. denver：the center for teaching and learnin