“通信原理”课程的课堂体验式教学研究

2016-03-03徐红,彭宏,吴涛

电气电子教学学报 2016年5期

关键词：通信原理体验式课堂教学

徐红, 彭宏, 吴涛

(浙江工业大学信息工程学院，浙江杭州 310023)

“通信原理”课程的课堂体验式教学研究

徐红, 彭宏, 吴涛

(浙江工业大学信息工程学院，浙江杭州 310023)

体验式教学是根据学生的认知特点和规律，创造实际的情境呈现教学内容，通过学生各种感官体验来理解并建构知识、发展能力的教学形式。本文将体验式教学应用于“通信原理”课程的课堂教学中，对其特点和实施原则以及具体实现方法进行了探讨，目的是使学生认真钻研该课程的理论知识，学会学习并构建扎实的认知结构。

通信原理；体验式教学；双主体

0 引言

学习是经验向知识转化的过程。现代学习观强调学会学习。学会学习有四个标准：第一，形成对学习的兴趣，即想学；第二，形成独立学习的技能，即会学；第三，构建良好的知识结构，即学好；第四，能很好地将所学的知识应用于实践，即会用。

体验式教学模式应用于“通信原理”这门专业基础课程的课堂教学中，就是以学会学习和掌握现代学习观为依据的。

1 体验式教学

大卫·库伯在他的《体验式学习》(1984)一书中比较系统地论述了体验式学习理论，该理论主体包括四个步骤：①完全投入到当时当地的实际经历和体验活动中；②从多个角度观察和思考实际经历和体验活动；③抽象出合乎逻辑的概念和理论；④在新环境中测试新概念的含义，即运用这些理论去做出决策和解决问题，并在实际工作中验证自己新形成的概念和理论。

基于体验式学习的教学方法，即体验式教学是指在教学过程中，根据学生的认知特点和规律，通过实践和各种感官体验来认识周围事物，帮助学生扎实有效地获得知识，并提高其决策能力和解决问题的能力。在体验式教学中，学生会受到更直接、更强烈的多感官刺激，从而唤醒学生已有的背景经验，并与之融通，激发出学习热情，达到更好的学习效果。

课堂教学是普遍采用的一种教育手段，是大学教育的主阵地。体验式教学比较常用于一些商科、医科、政法等专业课程的课堂教学中，通过各种案例研究、实际操作、角色扮演以及可视可听可感的教学媒体等方法进行实践和体验所学知识，学生自愿全身心地投入学习过程，从而达到比传统课堂教学更好的学习效果。

“通信原理”作为一门专业基础课有其特殊性，先修课程包括“概率论与数理统计”、“信号与系统”等偏数学理论的基础课程，后续课程包括“光纤通信”、“移动通信”等偏应用的专业课程，涉及的知识点多，公式和数学推导复杂，与实际应用联系紧密，且技术不断发展和更新，因此特别强调理论与实践的结合。但目前这门课程的课堂教学还是偏重于理论讲解和公式推导，尽管在课堂上也有些许问题引导，在一定程度上提高了学生课堂上的积极性，但主要局限于问答以及讨论的层面[1]。

本文以该课程为例，在其课堂教学中引入体验式教学方法，根据教学内容为学生提供实践和体验的机会，使学生顺利完成知识的衔接与应用。同时，进一步让学生参与体验式教学的设计与实现过程，激发和培养专业素养和专业兴趣。

2 实施体验式教学的基本原则

在“通信原理”这门工科专业基础课课堂教学中实施体验式教学要遵循如下原则：

1)服务于课堂教学

教育学范畴的体验可以划分为“实践体验”(指主体在实践上亲身经历某件事并获得相应的认识和情感)和“心理体验”(指主体从心理上对自己或他人的“亲身经历”进行体验)[2]。在实际教学过程中，往往把体验同实践等同起来，而忽视心理体验。课堂教学活动主要在教室内开展，不同于完全的实践教学。在课堂中开展体验式教学最根本的目的是提高学生的学习兴趣，使学生愿意下功夫深挖抽象难懂的基础理论知识，打下坚实的专业理论基础。因此在课堂教学中不能一味追求参与、互动和实践，而是要通过教师扎实的功底并借助体验式教学等新颖的教学方法来激发学生刻苦钻研的精神。

2)遵循“双主体”原则

“师本”或“生本”观念都有一定的片面性，课堂教学中教师的权威和学生的主观能动性同样重要。教师和学生同是教学活动的承担者与参与者，二者的区别只在于：一个是教授主体，一个是学习主体，在教学中既要承认教师的教授主体性，又要发挥学生的学习主动性[3]。在体验式教学中，教师与学生借助于情境手段进行教学交往、思想交流、信息分享和情感沟通，共同完成教学目标。教师不再只是过去传统意义上的知识传递者，还是情景活动的引领者和合作者，学生也不再只是知识的接受者，还是情景活动的参与者和亲历者。

体现式教学强调要遵循这一“双主体”原则。

3 体验式教学实施策略

体验的本质特征是亲历性。亲历既包括亲身经历，即实践体验，也包括亲“心”经历，即心理体验。不论是所听、所看、所做、所感都可以成为体验的途径，关键是看体验的内容是否能对教学起到积极推动作用。基于“双主体”原则，任何具体的实施策略都是教师和学生共同合作完成的。基本教学思路是：情境展示——深层讲授——讨论总结。

1)教师情境展示，学生体验感悟

情境展示一般借助多媒体工具，采用实地演示或口述案例等方式。情境的设置要做到三点：①与教学内容紧密联系；②适应学生知识水平和心理特点；③源于实际社会生活。

例1：“通信原理”课程的绪论部分提及通信系统模型，教师可以在课堂上给不在现场的其他教师打个电话，设置成免提功能，也可以给某个学生发个微信，并配合一些图片和视频浏览一下生活中其他的通信方式。学生在轻松有趣的情景下思考和推导出一般通信系统模型，教师配合做一些术语解释。

例2：信噪比(SNR)的概念贯穿整个“通信原理”课程。为了给学生直观的认识，教师可以事先准备一些被随机噪声污染的图片和音乐。以图片为例，图1(a)是原图，图1(b)(c)(d)是加入不同噪声后的结果。让学生通过看、听等直观感受噪声对有用信号的影响，从而理解通信技术中信噪比这一概念。

2)学生情境展示，大家体验评价

教师布置体验项目，让学生课下准备并在课堂上展示。主要目的是使学生深入实际，增强学习热情，培养独立发现问题和解决问题的能力。

(a) 原图 (b)较小噪声，较大SNR

例1：让学生去寻找与某些通信概念和技术相关的典型案例。譬如哪些通信技术之间体现出有效性的好坏，哪些通信技术之间体现出可靠性的优劣。

例2：在课程的中后段，学生已经具备一些通信方面的知识储备前提下，鼓励学生以小组为单位做一份以“生活中的通信”为主题的调查问卷，与已有的通信知识联系起来，了解一些自己感兴趣的通信问题。在课堂上对问卷设计和问卷结果进行口述和讨论，分享经验，开阔视野。

例3：给学生提供一段被噪声污染的音频已调信号，让学生课后进行信号的降噪和恢复，然后在课堂上试听。这一过程要求学生具备扎实的通信理论基础，并要借助Matlab等数学工具对信号进行时域频域分析，因此对学生提出了较高的要求。同时这一过程也是非常有趣的，结果可能有很大差异，分析和讨论不同结果的过程同样也是解决问题、增长知识的有效途径。

3)教师深层讲解，学生倾听思考

通过教师或是学生的情境展示，引出一些概念或是问题，此时教师开始进行通信理论的讲解。教师凭借自己丰富的知识和富有感染力的话语构建起一个具有强烈吸引力的教学体验空间[4]。让学生沉浸其中并乐于思考。

举例：平稳随机过程这一概念比较抽象难懂。教师讲解可以沿着这样的思维脉络展开：通过前面对噪声的演示，学生已经体会了噪声是杂乱无章的——联系已有随机变量的知识——再引出随机过程是处于不同时刻的随机变量的集合另一定义，这也是后续研究的基础——无穷多个随机变量如何研究，引出平稳随机过程的概念——但研究一个随机变量也很困难，需要大量的样本，引出各态历经性的概念，而在实际通信系统中遇到的随机噪声一般均满足这一特性，从而体现整个分析过程的真正价值。

4)学生提问总结，大家解惑评价

这部分主要是学生与学生之间、学生与教师之间进行沟通、讨论与互评，解决还存在的疑惑，总结阶段性知识内容。总结着眼于两个角度：①让学生总结都学到了哪些知识点，由于每个人的思维方式有差异，因此可以获得丰富的知识启发；②让学生总结某部分知识内容与其他章节、其他课程以及实际应用的关系，从而将其融入到自己的认知框架中去。

举例：学习了QAM、MSK、OFDM等新型数字带通调制技术之后，学生对信号矢量图、信号正交等概念建立了比较清楚的认识，同时这些概念不仅与基本的数字调制技术密切相关，在实际生活中也非常有用。鼓励学生提问，相互之间进行解惑评价，教师可以起到主持和辅导的作用。

随着体验式教学的开展，鼓励学生参与更多的情景演示，不断充实自己的知识储备，从而进一步促进后续知识的学习。

4 体验式教学有效实现的条件

为了使体验式教学在“通信原理”课堂教学中发挥更好的效果，要注意以下几个方面。

1)师生之间要相互尊重，彼此宽容

教师与学生在整个教学过程中是平等的、互助的，师生通过教学中的交往、对话、理解建立互相信任的关系。教师宽容学生的个体差异，积极发掘学生身上不同的闪光点，做一个优秀的倾听者和指导者；学生宽容教师不能面面俱到，不能无所不知。双方共同分享已有的经验，共同体验新知的形成。

2)教师要抓住根本，树立榜样力量

教师在知识的探索上要为学生树立榜样，其端正的任教态度、自信热情的精神状态、独特的个人风格、周密的教学逻辑以及殊途同归的教学效果对学生来说才是最重要的，它会直接影响学生的学习态度和学习效果，不要丢下根本而一味追求教学技巧。

3)重视体验式教学的过程

体验式教学的特点是将教学目的蕴含于体验过程之中的。

(徐红等文)

设计和评价时不能只看重学生获得知识的多少、对错这些有形的结果，还要特别关注在整个过程中是否激励了学生的学习热情，是否扩展了学生的知识视野，学生是否在进步。

5 结语

“通信原理”课堂体验式教学是通过多种感官体验途径激发学生学习兴趣，提高教学质量，不同于完全的实践教学。体验式教学在工科类专业基础课中应用还较少，需要不断探索实践经验，在实施策略、时间比例、与教学内容以及实际生活之间的衔接等方面都要不断探索，从而让学生热爱学习，保持刻苦钻研的学习精神。

[1] 徐红，彭宏，吴涛. “通信原理”课程问题引导的启发式教学[J]. 南京：电气电子教学学报, 2015, 37(2): 67-69.

[2] 肖海平, 付波华. 体验式教学：素质教育的理想选择[J]. 石家庄：教育实践与研究, 2004 (1): 9-11.

[3] 石瑛, 郑晓燕. 基于“双主体”教学理念的“基础”课体验式教学模式探析[J]. 长春：现代教育科学, 2010 (6): 102-104.

[4] 谢迪斌. 论体验式教学的空间设计与利用[J]. 广州：广东工业大学学报: 社会科学版(增刊), 2009, 9(6): 54-56.

Research of Experiential Teaching on Communication Principle Course

XU Hong, PENG Hong, WU Tao

(CollegeofInformationEngineering,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310023,China)

According to the students' cognitive characteristics and laws, experiential teaching is to create the actual situation to present the teaching content. Students can understand and construct knowledge, develop ability through a variety of sensory experiences in the teaching process. In order to efficiently stimulate student interest in learning abstract professional basic theory and develop good cognitive structure, a method of experiential teaching is put forward applied to Communication Principle course. This article mainly discusses experiential teaching characteristics, the implementation ways and so on.

communication principle; experiential teaching; double-body

2015-10-08;

2015-12-01

徐红(1978-)，女，博士在读，讲师，主要从事通信领域的教学和科研工作，E-mail:xhongzxd@zjut.edu.cn

TN911

1008-0686(2016)05-0072-04