书城社会科学研究型大学建设本科教学改革的研究与实践
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第157章 教学方法与教学手段改革()(22)

(三)以课程知识体系的建立为主线,将研究性教学贯穿始终

传授一门课程,也是帮助学生建立知识体系的过程。研究性教学应将研究方法的传授、研究能力的培养贯穿整个知识体系的建立过程,让学生感觉学习一门课程就像自己在建立该课程的理论体系一样。计算机控制系统的设计包括计算机控制系统的软件设计和硬件设计两大块。计算机控制系统的软件设计包括建立被控对象的数学模型、数字调节器的设计、数据采集、输入和输出程序、人机交互设计等。计算机控制系统的硬件设计包括控制计算机选型、输入输出通道设计、传感电路和执行装置设计、人机交互设备设计、可靠性设计等。计算机控制系统的软、硬件设计相互渗透。课程内容基本上围绕计算机控制系统的软、硬件设计而展开,每一部分内容都有明确的目标,即解决计算机控制系统中的一个具体的问题。将各章所要解决的问题呈现给学生,然后逐步引导学生找到解决问题的方法,最终使学生建立起计算机控制系统设计的总体知识,从中学到应用所学知识分析问题、解决问题的方法。

(四)课堂、课外研究任务相结合

计算机控制系统课程所涵盖的内容十分广泛,不可能在课堂上完成所有的研究任务。在课堂上不能完成的研究性教学目标,可以放到课外去完成,并可以进一步检验学生的研究能力。学生在课堂上的研究任务是积极思考、进行探索性的学习,课外的研究任务则是真正应用所学到的知识和研究方法去研究一个具体的项目。笔者在计算机控制系统课程的教学中给学生布置了一个前沿性研究任务,即网络环境下的计算机远程控制。网络环境下的计算机远程控制,在尖端技术领域得到应用,例如:航天飞行器控制( “嫦娥”一号、火星探测器)、恶劣环境下的机器人控制(水下机器人控制)等。在网络环境下控制远程被控对象具有随机延迟环节。如果控制器设计不当,会导致不稳定控制,最终使控制对象的动态特性偏离控制目标越来越远。通过网络环境下控制器的设计研究,使学生深刻理解在网络环境下控制远程对象的控制器设计的复杂性,让学生开阔视野,激发学生自主研究的热情,从而使他们更加热爱计算机控制系统课程和自动控制专业的学习。通过该项目的研究,学生在系统建模和控制系统设计方面的能力都得到了锻炼。

(五)学生在研究性教学中的表现是总评成绩的组成部分

除了传统教学的评价手段外,学生在研究性教学中的参与表现、完成课外研究任务的水平是总评成绩的组成部分,根据学生的综合表现进行客观公正的评价。教师除了完成研究性教学的“导演”任务外,还应采用各种激励机制,激发学生完成研究性学习任务。

三、结论

研究性教学要求教师在备课时根据课程内容的特点,对各章节如何进行研究性教学做深入细致的准备,明确所要研究的问题,准备研究材料,设计研究场景。在课堂上通过讨论式、启发式、师生互动的教学方法调动学生进行探索性学习的积极性,点燃学生创新思维的火花。教师的有效引导和学生的积极参与是研究性教学成功实施的基本条件。通过研究性教学,让学生体验一门学科知识体系的建立过程和方法,并从中体验探索、创新和研究的乐趣。研究性教学的成功开展,与科学的评价体系和激励机制分不开,通过这些方面,转变学生多年来的学习习惯,变单纯的知识学习为探索性学习。

参考文献

[1]盛珣华,李润梅.计算机控制系统.北京:北京交通大学出版社,2007.

[2]高金源,夏洁.计算机控制系统.北京:清华大学出版社,2007.

“通信系统原理”网络教学平台在教学中的作用

霍炎,刘云

(北京交通大学电子信息工程学院,100044)

摘要:本文介绍了“通信系统原理”网络教学平台的总体架构,详细分析了该平台的各部分组成及建设情况,并给出了该平台的适用人群和相应的作用。

关键词:通信系统原理 网络教学平台 网络课件

目前,教育正在走向信息化、现代化,随着计算机技术的迅速发展,多媒体技术作为新兴的教育媒体,以其丰富的表现形式、良好的交互式学习环境和信息量大等特点,迅速进入教学领域,成为教育教学的支撑技术。Internet 的广泛应用,使得基于Web 的多媒体网络课件应运而生,仅仅使用浏览器即可快速浏览查找课件,并且维护人员可以简单地对课件进行修改和升级,在时间、空间、地域上突破了原有的限制,提高了课件的利用率。因此,在高等教育改革中,网络课件建设是教材建设与教学方法改革的重要方面之一,对教学方式、教学过程、教学环境及教学效果有着深远的影响。

“通信系统原理”是通信及相关专业的专业主修理论基础课,是通信专业的重要必修课。它既为后续专业课程提供必要的基础知识和理论依据,又为提高学生的专业素质和毕业后的继续学习与知识更新打好基础。为适应现代通信技术的发展及信息社会对人才培养的需求,本文在课程建设、知识体系、网络课件的编排及通信实验的讲解等方面都进行了改革,并在此基础上开发了基于Web 的通信系统原理网络教学平台。通过5年来的实践证明,该平台的使用大大提高了学生学习本课程的兴趣,丰富了教师的立体化教学手段,受到了普遍欢迎和好评。

一、“通信系统原理”网络教学平台的总体设计

“通信系统原理”网络教学平台由主讲教师、课程信息、网络课件、参考资料、通信实验、往届试题及教学录像等7部分组成。

各部分主要功能如下。

(1)“主讲教师”栏目:该栏目介绍北京交通大学“通信系统原理”课程组的教师队伍及各主要授课教师的专业特长、教学方式及担任的职务等情况。

(2)“课程信息”栏目:该栏目介绍“通信系统原理”课程的特点、需要学习的先修基础课、课程大纲、课程教材及各授课教师的联系方式。

(3)“网络课件”栏目:这是本教学平台的主体部分,它以章节形式首先介绍每一章的知识点及层次要求,有利于学生从整体上把握通信系统中各部分的作用及重、难点;其次,在每一章中分小节详细地讲述了所授通信系统各个部分的理论基础及有关的最新技术的应用情况,使学生在掌握通信系统理论基础的同时了解新技术的应用;再次,通过讲解课题组认为较为经典的例题并给出精选的习题,在加强练习的同时促进学生对知识点的掌握;最后,为学生提供了交流平台,课题组对学生在学习中遇到的问题及时通过邮件的方式进行答疑解惑。

(4)“参考资料”栏目:为了丰富教学内容、开阔教学视野、跟踪教学动态、解决单一化教学带来的只能讲述传统理论而不能介绍新技术的问题,网络教学平台除了介绍学习“通信系统原理”所必需的教材以外,还给出了一些经典书籍及相关的网络资源。这样不仅能够提供经典教材满足基础理论学习的要求,还能够利用互联网中丰富的信息资源把握通信新技术的发展。

(5)“通信实验”栏目:在学习“通信系统原理”的过程中,实验是必不可少的环节。

网络教学平台从4个方面为学生提供了实验环境。使用MathWorks 软件公司的Matlab 工具进行通信信号分析、信号处理等;利用Cadence 公司行为算法级设计工具——SPW 信号处理工作系统进行设计、仿真和实现电子系统的模块化的集成开发;将通信系统原理知识、相关电工电子技能及常用开发工具相结合,培养学生从零开始、自己动手进行电路设计的能力,设计包括CDMA、CMI、TDM、FDM、FM、AM 等传输系统,使学生具备初步的电路设计、系统设计和系统开发的能力;在对通信基础知识和实现有一定理解的基础上,系统实验进阶给学生提供了更深入的通信实践平台,以被评为北京市重点实验室的通信实验室为背景,使学生在其中开展通信相关课题研究及业务推广,并提供电子设计大赛的专业平台。

(6)“往届试题”栏目:这一部分包含“通信系统原理”的试用版考试大纲,并为学生提供通信专业试点班、普通班及非通信专业4种类别的模拟试题,以利于学生自己考查对于知识点的掌握情况。

(7)“教学录像”栏目:为了使学生更好地了解主讲教师的讲课方式,并且重现教师授课情景,在网络教学平台中添加了主讲教师的教学录像。

通过以上模块化设计,完整地展现了网络教学平台中各个栏目的内容。详细的主讲教师信息和课程信息从宏观上介绍了教学梯队和课程特点;有条理的网络课件、充实的参考资料及系统的课程实验从根本上保证了网络教学平台的实用性;分层次的考试样题及教师教学录像成为多媒体网络教学平台的重要补充。

二、“通信系统原理”网络教学平台的意义及作用

“通信系统原理”网络教学平台是一种辅助性教学工具,它以教师讲授为基础,将课程中难以理解的部分用图形化等方法进行了生动的描述,同时对于重点掌握的环节着重强调,使得学生在学习过程中能够把握主线,做到主次分明、重点突出。该网络教学平台不但适合于本科生的辅助教学,而且为青年教师的培养和硕士研究生入学考试的准备提供了良好的平台。在课程建设方面具有十分重要的作用。

1.为本科生的学习提供了基础资料

“通信系统原理”网络教学平台制作的初衷是为本科生教学起到辅助作用。随着网络技术的迅猛发展和信息爆炸纪元的到来,单一的课堂讲授不能满足当前新技术的飞速发展,因此,在网站中不断更新新技术领域的知识,使得学生在获得通信系统理论基础知识的同时,结合当前通信产业的发展,了解相关理论基础知识切合实际的应用。

在本科生教学过程中,学生首先根据网络教学平台上介绍的主讲教师及相应的教学录像,初步了解该授课教师的讲授风格和擅长领域,对于学生在选择主讲教师具有一定的指导意义。这样可以尽早适应教师课堂讲授的风格,提高学习的效果。明确的课程信息可以让学生清楚地了解本课程的重要地位和讲授内容,丰富的参考资料可以调动学生学习的积极性与兴趣,从而使学生从被动填充式学习转变为主动选择式学习。网络课件的设置为学生提供重点突出、难点明确的讲述,大量的例题与习题为学生提供充实的练习空间。通信实验前,帮助学生明确实验目的、实验内容、实验仪器及实验步骤,在典型的实验中还给出了实际操作演示,培养学生能够从身边通信实例中学习理论,从动手实践中掌握理论。

2.为青年教师的培养提供了基本依据

对于“通信系统原理”课程组的梯队性建设来说,培养优秀的青年教师讲授专业基础课是未来教育改革与发展的希望。这样做不仅可以提高教师队伍的整体讲课水平,而且可以根据青年教师特有的对于新技术的掌握,丰富“通信系统原理”的讲授内容。课题组建设的网络教学平台无论是从理论推导到生动的讲解,还是从仿真实验演示到丰富的参考文献资源,都可以让青年教师提高自身的教学水平。详细的研究课程大纲能够保证他们尽快抓住“通信系统原理”课程中的重点、难点部分。

3.为教学信息的交流提供了网络渠道

随着各种新兴学科、边缘学科的崛起和素质教育的推进和深入,对青年教师的知识层次结构提出了新的要求。利用青年教师对于新事物的敏感能力及较为广泛的理论基础,不断充实网络教学平台的内容,为学生及技术人员了解新事物、掌握新方法提供了一个交流的平台。

4.为研究生入学考试提供了有益补充自从建立“通信系统原理”网络教学平台之后,为准备研究生入学考试的学生提供了极大的方便。考生不仅可以通过网站了解“通信系统原理”的知识要点及层次,并且能够通过往届试题了解到考试命题的结构,为最终成功考取研究生打下良好的基础。

三、结论

本文所开发的网络教学平台已应用于“通信系统原理”课程教学,具有内容丰富、使用方便的特点。该平台开放5年以来,极大地满足了教学、自学等不同的需求,提供了开放的交互性学习环境,丰富了单一化讲授的教学模式,满足了不同层次人群的学习要求,取得了较好的效果。

在该平台的使用过程中,发现其仍有以下不足。

(1)由于“通信系统原理”是通信专业的重点课程,知识点涵盖范围之广及涉及内容的基础性之强,是通信专业的其他课程所不能比拟的,因此,相应的试题涵盖程度略显单薄,这就需要加大力度建设智能化的试题库及试卷平台,实现试题的科学管理及标准化。

(2)针对通信技术迅猛的更新速度,需要增设教师、学生及专业技术人员交流的栏目,以达到共同学习、共同提高的目的。

总而言之,“通信系统原理”网络教学平台的开发结合了当今教学改革的特点,它不仅对于本课程具有辅助教学的作用,而且对于其他课程的教学手段改革、网站开发也具有一定的借鉴作用。

专业基础课“电路分析”课堂教学实践

马玲

(北京交通大学电子信息工程学院,100044)摘要:专业基础课的特点是经典和枯燥,研究并实践课堂教学方法,对于激发学生学习兴趣、提高学习能力,是十分必要的。本文介绍笔者在教学实践中的体会,旨在抛砖引玉,共同探索提高。