新工科背景下小波分析课程“大班授课、小班研讨”教学模式的探索

寇俊克　郭慧君

【摘 要】课堂教学效果的好坏直接影响着当前高校新工科建设的成败。小波分析作为一门基础课程，具有知识点繁多、不易掌握以及实用性较强等特点。为了提高该课程的课堂教学效果，本文简单分析了“大班授课、小班研讨”教学模式，并详细阐述小波分析课程“大班授课、小班研讨”教学模式的实施策略。

【关键词】新工科；小波分析；教学改革

中图分类号： G642.0 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）19-0056-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.19.024

Exploration on the teaching mode of “large class teaching and small class discuss” for wavelet analysis course under the background of new engineering disciplines

KOU Jun-ke GUO Hui-jun

（School of Mathematics and Computational Science，Guilin University of Electronic Technology，

Guilin Guangxi，541004）

【Abstract】The effects of classroom teaching directly affects the success or failure of new engineering disciplines in universities.Wavelet analysis is a foundation course，which is complication，difficulty and strong practicality.In order to improve the effects of classroom teaching，this paper analysis the teaching mode of“large class teaching and small class discuss”，and explain the implementation strategy of wavelet analysis course under this teaching mode.

【Key words】New engineering disciplines；Wavelet analysis；Teaching reform

近年來，国家战略发展不断产生新的需求，国际竞争形势日新月异，国家对工程人才的要求越来越高，需求也越来越大。针对这一现状，高校新工科建设应运而生（[1-2]）。2017年2月18日，教育部在复旦大学召开高等工程教育发展战略研讨会，会上达成了新工科建设“复旦共识”。4月8日，教育部又在天津大学召开新工科建设研讨会，明确了新工科建设行动路线，这也正式拉开了全国范围内工程教育改革的帷幕。新工科的内涵是以立德树人为引领，以应对变化、塑造未来为建设理念，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为主要途径，培养未来多元化、创新型卓越工程人才。这一建设目标就意味着新工科建设将更加依赖于小波分析等理论课程的教学改革创新。小波分析课程是工科专业本科生、研究生以及博士生的重要课程。小波分析[3]作为一种实用性很强的工具，在模式识别、信号处理、人工智能、移动通信等关乎国家民族伟大复兴的核心领域发挥着重要的作用。作为高校学生，只有掌握了这一重要工具才能更好的适应社会的发展需求，才能成为符合国家需求的创新型卓越工程人才。那么如何才能使学生高效的学习掌握这一工具呢？关键在于教师怎样向学生讲授相关知识，也就是所谓的教学模式。教学模式的好坏直接影响着学生的学习效果以及能否学以致用。

1 “大班授课、小班研讨”教学模式[4]

长期以来，教师在课堂上都是按照自己的课程设计向学生灌输知识，学生被动的接受知识，课堂气氛沉闷，缺乏活力。另外，随着互联网技术的快速发展，许多教师尝试利用多媒体技术进行课堂授课，比如：微课[5]、慕课[6]以及多媒体教室等。虽然这些互联网技术的加入在一定程度上提高了教学效果，但是仍有较大的不足。例如，教师利用多媒体教室进行授课，授课信息量大，这就要求学生在有限的时间内理解掌握大量的知识。然而学生的理解能力有限，针对大量的知识信息，一时之间难以理解掌握。另外，大量的知识信息占用了课堂的大部分时间，留给师生互动、思考的时间越来越少。这些都不利于学生理解掌握课程相关知识。

为了克服上述教学的不足，“大班授课、小班研讨”教学模式应运而生。该教学模式的核心在于用更加灵活和有效的方式促进学生的自主学习，提高学生依靠自己解决实际问题的能力，使学生学以致用，并在应用中加深对知识的理解。在大班授课阶段，教师需要结合教学大纲以及学生的认知习惯进行讲授，利用有限的时间向学生讲述课程的相关基础知识，使学生对新知识有一个直观的认识和理解。在这一阶段不要求学生完全掌握相关知识，只要求学生有一个大概的认识。这就大大减轻了学生的课堂负担，使学生在一个轻松愉快的氛围中学习新知识，进而提高学生的学习兴趣。随后，在小班研讨时，根据课程知识点选取合适的理论难点和实际问题进行小组讨论，学生通过研讨加深对基础知识的认识。另外，针对一些理论难点，学生可以在讨论时阐述自己的认识和见解，不同的学生产生不同的观点，彼此之间互相碰撞，激发学生独立思考。由此可知，这一教学模式不仅继承了传统教学模式授课的优点，而且还克服了它们存在的学生独立思考时间少，师生缺乏互动等缺点。

2 小波分析课程“大班授课、小班研讨”教学模式的实施

小波分析课程作为一门基础课程，不仅要求学生理解、掌握相关的理论知识，而且还要求学生具备一些基本的实际操作能力。所以“大班授课、小班研讨”教学在该课程中的开展显得尤为重要。下面重点介绍该教学模式的实施方案：

2.1 大班授课

大班授课是该教学模式的第一个阶段，关乎后续小班研讨的成败以及学生的学习效率。大班授课就是教师在课堂上向学生讲授课程的相关理论知识。然而，当前高校课堂上气氛沉闷，学生学习积极性不高，教师只是一味的向学生灌输知识，课堂效果不好。为了克服上述不足，大班授课要从以下几点展开：

首先，针对课程教学大纲以及教材，教师要在课前仔细研读。通过研读使得教师对课程知识体系有一个深刻的认识。依据课程大纲设定哪些知识点要在课堂上讲授？哪些难点要反复讲解？哪些知识可以作为后续小班研讨的题目？

其次，由于小波分析课程在信号去噪、图像去噪、人工智能等领域有着广泛的应用。为了提高学生的学习积极性，教师在课堂上讲授知识前可适当引入几个学生日常生活中的常见问题。比如：学生的手机是如何实现指纹解锁的，如何将不清晰的图片转化成高清图片，车辆进出学校大门时摄像头如何实现自动识别车牌等一系列问题。这些问题更易引起学生的兴趣，进而激发学生的学习积极性。由此学生带着疑问听课，这在一定程度上将提高课堂授课效果。

最后，教师在课堂上要根据学生的认知习惯和知识的逻辑关系讲授相关理论知识，使学生形成一个直观的认识，明白实际问题所蕴含的本质问题是什么，为达到目标可以采取哪些方法。例如，图像本质上就是一个数字矩阵，其元素对应图像的像素值，而图像去噪就是恢复那些被改变的矩阵元素。这样学生不仅掌握了相关知识，也抓住了问题的本质。

2.2 小班研讨

小班研讨是大班授课的接续，也是学生加深知识点的理解以及提高独立思考能力的关键。首先，教师把学生分成几个小组，然后根据学生的掌握情况以及知识的难易度，教师给每个小组留下一些开放性的问题供学生课下思考。同时，这些问题也是小班研讨的主题。为了解决这些问题，小组成员可以通过图书馆、互联网等查阅相关的资料，小组内的学生针对要解决的问题，各自阐述自己的观点和看法，然后经过小组讨论形成一份完整的报告。其次，当进行小班研讨时，教师在每个小组随机抽取一名学生，由该学生向其他小组的学生讲授本小组的问题、解决方案以及结论。在讲授的过程中，学生可以随时对讲授的学生以及所在小组进行提问，该学生以及所在小组成员就所提问题进行回答。这样学生之间的互问互答，不仅可以加深学生对知识点的理解，而且使得学生在不知不觉中掌握所学的知识，扩大学生的知识面。最后，教师对每个小组的问题以及解答进行概括总结，指出每个小组报告的优点以及不足。同时教师在小班研讨时，当学生遇到无法回答的问题时，要适当的引导学生思考，进而得出合理的解答。

小班研讨本质上就是学生独立的思考问题，通过自己以及团队的努力找到问题的解决方案，同时要把自己的研讨成果向其他人讲授。这样学生解决了问题，使得学生心里具有一定的成就感，这将大大促进学生的学习兴趣，提高学生独立思考的能力。

2.3 课后完善

大班授课使学生对所学的知识有一个直观、系统的认识，而小班研讨通过解决问题，加深了对相关知识的认识以及理解。两者相结合不仅使得学生掌握知识，而且还能够学以致用。在小班研讨过程中，不同的学生对同一个问题会有不同的看法和理解。比如，一道数学题可能有很多种解法，不同的解法所涉及的知识点也可能大不相同。另外，每个小组的报告有可能存在各种各样的问题，通过学生提问可以帮助小组成员发现报告中的不足。因此，当小班研讨结束以后，每个小组需要对自己小组的研讨报告进行进一步完善。此时完善报告的过程也是一个再次学习的过程。所以，课后完善对于该教学模式也是十分重要的。

3 总结

教学是高校的生命线[7]，关乎着当前新工科建设的成败以及中华民族的伟大复兴。高校作为国家培养人才的摇篮，只有不断改进教学模式，高校教学才能适应当前社会发展的需求。“大班授课、小班研讨”是当今高校教学中新提出的教学方法。这一教学模式在小波分析课程的实施，不仅有助于学生理解和掌握知识，而且还有利于提高学生的学习积极性和实践能力。

【参考文献】

[1]夏建国，赵军.新工科建设背景下地方高校工程教育改革发展刍议[J].高等工程教育研究，2017，（3），15-19.

[2]钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017，（3），1-6.

[3]李福利.浅谈小波分析的启发式教学[J].大学数学，2005，21（3），31-34.

[4]刘献君.“大班授课+小班研讨”教学模式改革[J].中国大学教学，2017，（2），19-24.

[5]胡铁生.微课的内涵理解与教学设计方法[J].广东教育，2014，（4），33-35.

[6]陈子超.基于微课和慕课的翻转课堂教学设计研究[J]. 中国电化教育，2017，（9），130-134.

[7]李艷莹.教育教学质量是学校发展的生命线[J].基础教育参考，2014，（20），27-29.