研討式教學(xué)法在三小時(shí)教學(xué)單元中的應(yīng)用

1、    研討式教學(xué)法在三小時(shí)教學(xué)單元中的應(yīng)用    摘要：適應(yīng)三小時(shí)教學(xué)單元的要求，在研究生核心課程“統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理”中引入研討式教學(xué)方法。針對(duì)核心課程基礎(chǔ)性強(qiáng)的特點(diǎn)，總結(jié)了“以教材例題和習(xí)題為引導(dǎo)、以知識(shí)理解和運(yùn)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(shí)踐表明，研討課在調(diào)節(jié)三小時(shí)教學(xué)單元的節(jié)奏、幫助學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)、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(shí)教學(xué)單元，研究生核心課程從2010年春季學(xué)期起，國(guó)防科技大學(xué)在研究生課程中統(tǒng)一推行三小時(shí)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(dòng)性。在三小時(shí)教學(xué)單元模式中，課堂教學(xué)按3小時(shí)一個(gè)單元進(jìn)行組織，每門課程每周安排1個(gè)教學(xué)單元。這種教學(xué)單元模式在國(guó)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(shí)教學(xué)單元有什么特點(diǎn)，如何開展？在本文中，筆者根據(jù)“統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理”課程實(shí)行三小時(shí)教學(xué)單元的實(shí)踐，談?wù)勼w會(huì)。與兩小時(shí)教學(xué)單元模式（即每個(gè)教學(xué)單元2小時(shí)，每門課程每周安排2個(gè)教學(xué)單元）相比，采用三小時(shí)教學(xué)單元模式后，在總課時(shí)相同的情況下，每門課程的單元數(shù)減少，但每個(gè)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(jì)信號(hào)處理”為例，總學(xué)時(shí)仍是54小時(shí)，但教學(xué)單元從2

3、7個(gè)壓縮為18個(gè)，每個(gè)教學(xué)單元的時(shí)間延長(zhǎng)了1小時(shí)。如何適應(yīng)這種變化？如果簡(jiǎn)單地將原來三次課的內(nèi)容放到一個(gè)教學(xué)單元里，由老師在臺(tái)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(gè)大趨勢(shì)下，我們嘗試將研討式教學(xué)方法引入“統(tǒng)計(jì)信號(hào)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(dòng)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(dòng)式思考和學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生掌握教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。在國(guó)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(jì)信號(hào)處理”的課程特點(diǎn)，摸索出了一套在三小時(shí)教學(xué)單元中運(yùn)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(jì)信息處理”課程中的組織形式“統(tǒng)計(jì)信號(hào)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(shí)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(diǎn)與前沿性較強(qiáng)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(jiǎn)單沿用后者常采用的開放式研討模式。經(jīng)過實(shí)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(shí)理解和運(yùn)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(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行重新組織，力求在一個(gè)教學(xué)單元內(nèi)完成一個(gè)完整知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)。我們采用統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理領(lǐng)域的經(jīng)典教材steven m. key所著的統(tǒng)計(jì)信號(hào)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(gè)教學(xué)單元完成12章。在教學(xué)單元中，前兩個(gè)學(xué)時(shí)由老師講授，后一個(gè)學(xué)時(shí)安排三個(gè)研討小組發(fā)言，三個(gè)學(xué)時(shí)中間各休息十分鐘。采用三小時(shí)教學(xué)單元后，盡管講授時(shí)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(shí)著重于知識(shí)點(diǎn)的基本概念、基本方法和主要結(jié)論，而教材中的信號(hào)處理實(shí)例和習(xí)題則留到縮減出來的1/3教學(xué)時(shí)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(lì)學(xué)生查閱大量的文獻(xiàn)形成研討內(nèi)容。但是，對(duì)“統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理”這樣涵蓋面廣、系統(tǒng)性強(qiáng)的課程，54學(xué)時(shí)非常寶貴；并且，對(duì)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(huì)靈活運(yùn)用知識(shí)在這門課程的學(xué)習(xí)中是很必要的，而兩學(xué)時(shí)的講授時(shí)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(yàn)，教材中很多章都有“信號(hào)處理實(shí)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(jiǎn)化，形成與各章知識(shí)吻合的物理

7、問題，并給出理論解答和仿真驗(yàn)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(diǎn)，將相關(guān)聯(lián)的若干個(gè)例題或習(xí)題分為一組，就能形成一個(gè)既運(yùn)用基本知識(shí)，又具有理論深度或?qū)嵱脙r(jià)值的研討主題。例如在“最大似然估計(jì)”的教學(xué)單元中，選擇了三個(gè)研討主題：自回歸模型譜的最大似然估計(jì)、正弦信號(hào)參數(shù)的最大似然估計(jì)、最大似然估計(jì)的漸進(jìn)性，涉及9個(gè)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(gè)研討小組，在每個(gè)教學(xué)單元的第三學(xué)時(shí)，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(shí)間里讓大家都有參與的機(jī)會(huì)、另一也是為了

8、保證研討發(fā)言的質(zhì)量，通過團(tuán)隊(duì)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(shí)表明，各小組在準(zhǔn)備時(shí)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(jì)算機(jī)編程仿真、多媒體課件制作三項(xiàng)具體工作。因此，研討發(fā)言在對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解、對(duì)題目的解答和驗(yàn)證、課件的生動(dòng)美觀等各方面都完成得很出色。（4）研討內(nèi)容準(zhǔn)備。一個(gè)研討主題由一個(gè)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(shí)點(diǎn)將各個(gè)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(jì)算機(jī)上仿真驗(yàn)證。這樣的要求使同學(xué)們?cè)跍?zhǔn)備研討內(nèi)容時(shí)從答題上升到梳理和運(yùn)用知識(shí)的層次。從實(shí)施的效果看，前幾個(gè)研討小組難以領(lǐng)會(huì)這個(gè)要求，課件初稿仍然采用逐個(gè)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(huì)并認(rèn)同這個(gè)思路，在組織課件時(shí)基本形成了問題提出知識(shí)梳理解題仿真驗(yàn)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(shí)緊密關(guān)聯(lián)，又不會(huì)退化成一堂習(xí)題課，對(duì)前兩個(gè)學(xué)時(shí)的授課內(nèi)容起到了很好的梳理知識(shí)、加深理解、聯(lián)系應(yīng)用的作用。（5）研討發(fā)言與點(diǎn)評(píng)。一個(gè)教學(xué)單元安排23個(gè)研討小組發(fā)言，每個(gè)小組的發(fā)言時(shí)間在1520分鐘左右。經(jīng)過事先的充分準(zhǔn)備，各個(gè)小組都能很好地控制發(fā)

10、言時(shí)間，清楚地表達(dá)課件內(nèi)容。臺(tái)下的同學(xué)聽得也很認(rèn)真，整個(gè)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(jiǎn)短的點(diǎn)評(píng)，主要是指出課件中存在的問題。此時(shí)，對(duì)問題和錯(cuò)誤采取正面的態(tài)度非常重要。在錯(cuò)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(huì)請(qǐng)發(fā)言的同學(xué)講出來與大家分享體會(huì)。以輕松的態(tài)度對(duì)待問題和錯(cuò)誤，也能使同學(xué)放松心態(tài)，在進(jìn)行研討時(shí)更加大膽和主動(dòng)。二、在三小時(shí)教學(xué)單元中引入研討式教學(xué)法的體會(huì)（1）引入研討式教學(xué)法，使三小時(shí)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(shí)教學(xué)單元的初衷之一。但

11、對(duì)于“統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理”這樣的基礎(chǔ)課，如何在壓縮講授課時(shí)的同時(shí)保證同學(xué)們掌握必要的知識(shí)，我們經(jīng)過兩個(gè)學(xué)期的研討課實(shí)踐認(rèn)為，這種以教材例題和習(xí)題為引導(dǎo)、以知識(shí)理解和運(yùn)用為中心的研討課，能對(duì)老師講授的內(nèi)容起到非常好的補(bǔ)充完善作用，幫助同學(xué)們梳理知識(shí)、加深理解、學(xué)會(huì)運(yùn)用。同時(shí)，研討課在活躍課堂氣氛、調(diào)動(dòng)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(gè)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(duì)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(shí)理解和運(yùn)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(dòng)性。經(jīng)過選拔進(jìn)入碩士研究生階段的學(xué)生，知識(shí)基礎(chǔ)好、鉆研勁頭也足。如果能調(diào)動(dòng)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(dòng)積極性的首要條件，而開一個(gè)好頭，形成良好的研討風(fēng)氣非常關(guān)鍵。對(duì)前幾個(gè)小組，老師重點(diǎn)把關(guān)，使得同學(xué)們通過前幾個(gè)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(gè)研討小組都準(zhǔn)備得非常認(rèn)真，他們通過團(tuán)隊(duì)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(huì)

13、在事先進(jìn)行小范圍的試講，使自己的發(fā)言符合時(shí)間要求，并盡可能地被大家理解接受。到發(fā)言時(shí)，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(shí)際上，這也形成了一個(gè)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?cè)跍?zhǔn)備研討內(nèi)容的同時(shí)，也經(jīng)歷了一次開展科研工作的演習(xí)。整個(gè)流程包括了自學(xué)相關(guān)知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)分析和解決問題、計(jì)算機(jī)編程仿真驗(yàn)證、

14、整理匯報(bào)等各個(gè)環(huán)節(jié)。尤其是計(jì)算機(jī)驗(yàn)證和整理匯報(bào)兩個(gè)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(shí)候，對(duì)蒙特卡洛仿真不太了解，僅僅將公式結(jié)果用計(jì)算機(jī)算出來。通過老師的反復(fù)指導(dǎo)和前幾個(gè)小組的實(shí)踐，大家逐漸認(rèn)識(shí)到在計(jì)算機(jī)上開展模擬試驗(yàn)的意義，在準(zhǔn)備時(shí)會(huì)自覺地加上這一部分內(nèi)容，將模擬試驗(yàn)的結(jié)果與理論預(yù)測(cè)進(jìn)行對(duì)比分析，并在不同的參數(shù)條件下重復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)，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(jì)信號(hào)處理”課程的其他環(huán)節(jié)如課程實(shí)驗(yàn)、課程論文也都以這個(gè)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(gè)過程也鍛煉了小組成員的團(tuán)隊(duì)協(xié)作、交流溝通能力。這些都為他們順利地融入科研團(tuán)隊(duì)提供了經(jīng)驗(yàn)。（4）引入研討式教學(xué)法，對(duì)教師提出了新的要求。采用三小時(shí)教學(xué)單元后，教師的工作更多地從臺(tái)前轉(zhuǎn)到了幕后。一是要在更短的講授時(shí)間內(nèi)覆蓋同樣的知識(shí)面，必須要對(duì)講授內(nèi)容進(jìn)行精心組織；二是必須提前對(duì)研討課件進(jìn)行檢查指導(dǎo)，保證研討課的質(zhì)量。一個(gè)20分鐘的研討課件，在課下的指導(dǎo)時(shí)間往往超過一個(gè)小時(shí)。尤其是前幾個(gè)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(shí)梳理和運(yùn)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(shí)教學(xué)單元模式在國(guó)內(nèi)的高等院校尚不多見，我們有幸參與了這項(xiàng)教學(xué)改革的實(shí)踐，并在這個(gè)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(jì)信號(hào)處理”的課堂。根據(jù)課程特點(diǎn)，我們沒有簡(jiǎn)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(shí)理解和運(yùn)用為目的、以小組發(fā)言為主要形式的研討方法。兩個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐表明，這樣的研討課在調(diào)節(jié)三小時(shí)教學(xué)單元的節(jié)奏、幫助學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)、提升研究生綜合素質(zhì)等方面都收到了不錯(cuò)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(shí)我們也感受到了一些有待提高的方面：例如一個(gè)小組的發(fā)言結(jié)束后，教師都會(huì)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(dòng)大家的積極性以形成活躍的互動(dòng)交流，如何在大課堂引導(dǎo)互動(dòng)交流的方向，都是值得我們進(jìn)一步實(shí)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