生成式教学在《信息技术基础》课程中的应用

崔静，李宁，陈利军，贾连祥

（军械工程学院信息工程系，石家庄 050003）

0 引言

生成式教学是建立在生成论哲学思想、建构主义学习理论、人本主义学习理论的基础上，以弹性预设为前提，在教学展开过程中由教员和学员根据教学进展，构建教学活动的过程。通过师生、生生合作、对话、碰撞中出现的超出教学预设方案的新问题、新情况，教员可根据教学环境、学习主体、学习方式的变化状况，及时调整教学方案，最终使课堂呈现出动态变化、生机勃勃的特点。

1 《信息技术基础》课程在传统授课模式中存在的问题

学院开设的《信息技术基础》课程与其他高校的同名课程无论在内容设定还是人才培养目标等方面都有着显著不同。其中课程内容主要以信息处理流程为主线，涵盖了信息获取技术、信息传输与交换技术、信息存储技术、信息加工技术以及信息服务技术与信息安全技术等主要章节。而在人才培养目标方面，则是希望通过课程的学习，初步使学员了解并掌握一些基本的信息技术原理与应用，同时由于学员身份的特殊性，更进一步要求学员能够利用所学信息技术的相关知识去解释、解决未来部队甚至战场中遇到的技术问题，为提升部队指挥军官的信息素质与信息素养奠定基础。在实际教学过程中，采用传统的教学模式，即课前，教员做好充分的教学预设，设计出详尽教案，课上，教员依据准备的课程内容进行讲解，同时尽可能使学员按照自己设计的思路完成整个教学过程，在此过程中，当学员思维出现有悖于课程设计的环节时，教员或者显得手忙脚乱，或者尽量把学员的发散思维再拉回到既定的流程中。长此以往，逐渐出现了以下几种现象。

现象一，学员的学习积极性消失殆尽。任凭教员讲得精彩异常，口干舌燥，而讲台下的学员置若罔闻，忙于应付，懒于思考，久而久之，课堂氛围逐渐失去了生机与活力，学员的学习兴趣也日渐消退。

现象二，学员的思维出现固化与僵化。教员按照设计好的预设流程进行课程讲解，一般不会主动鼓励学员进行有助于生成式教学问题的提出，更希望学员能按照既定方案顺利的完成一次课程。学员在这个过程中，思维方式一直受到束缚，由于缺乏有效的创新、发散激励响应，导致学员的思维固化到一种方式下，处理问题时缺乏灵活应变的能力。

现象三，学员的课堂表现与最终的考核成绩出现较大偏差，在传统的授课方式，学员的思维较为单一，对于接收到的知识，缺乏必要的思考与深入的分析，因此会出现，课堂中有些学员看似表现很好，对知识似乎完全理解了，但是在最后考核时的成绩不尽如人意的现象。

2 生成式教学对于信息类课程的必要性

为了解决上述出现的种种现象，对现有的教学模式进行改革势在必行，采用生成式教学也就显得尤为重要。特别是针对信息类课程，具有普及性、时效性，内容覆盖面广，知识更新速度快等特点，更适合于开展生成式教学。

首先，课堂中的生成资源本身就是学生有效学习的基础，学生的生活经历、经验积累、认知水平、知识背景、思维方式等往往不尽相同，由此产生的师生间、学生间的争辩，它体现了学生的主体性和课堂的真实性，追求课堂的真实、自然、和谐，再现了师生“原汁原味”的教学生态情境，它常常可以激起更多学生的思维火花，引起更深入思考和更广泛的讨论，达到师生共识、共享、共进的教学境界，促进更高质量的理解。

其次，生成式教学可以提高学生的学习兴趣。生成式教学是教学过程中师生生命活力的体现，是师生共同创造的过程，其本身对于丰富师生的生命就具有不可替代的内在价值。它能有效激发学生的学习兴趣，有效调动学生的内在潜能，让他们主动探究、主动发展。能够有效培养学生积极的学习态度、良好的学习习惯、使课堂高效互动，充满了生命活力，呈现出了生气勃勃的精神状态，思维空气浓厚，情理交融，师生互动，兴趣盎然。

最后，由于《信息技术基础》属于信息类课程，具有基础性、实用性、发展性、实践性、整合性、兴趣性等特点，而要充分发挥这些特点，就需有更新、更能激发学员学习兴趣的教学方式与之相适应。因此改革传统教学模式，在其中融入生成式教学的理念及具体方法，将课前预设与课上生成紧密结合，势必会起到事半功倍的作用。

3 实际案例

在实际教学过程中，笔者围绕生成式教学的内涵与特征，结合相应的教学实践，针对课程部分章节内容进行了生成式教学的设计与实践，例如在“信息传输与交换”一章中，将预设与生成紧密结合，完成了课程内容的讲解。

3.1 构建开放式知识生成树

图1 开放式知识生成树

3.2 生成教学方案

开放式导入弹性案例。

通过生活中两人简单的对话模型，引出通信系统简化模型，随后进一步引导学生思考当“距离较远，噪音较强”时，如何完善模型中的必要模块，从而进一步完善通信系统简化模型，在此基础之上，再次提出新的问题，如：“将声音传至几千米之外，如何实现？”

（1）教师预设：

解决此问题可利用有线传输与无线传输两种方法，遇到的新问题包括：

①有线传输——线路资源的浪费

②无线传输——天线尺寸难以实现

分析：

案例中的声音信号为模拟信号，尝试可用调制技术解决上述问题，进而引出模拟通信系统模型。（参考资源《通信数学》中“傅里叶级数”）。

③知识点讲解

学习：模拟通信系统模型

（2）教师预设：知识点分析——“模拟信号调制”：

通过对傅里叶变换的简要回顾，帮助学生理解调制的基本原理，针对有线传输问题，可利用调制进行多路信号的频分复用，提供线路资源的利用率，同时也可利用调制将原始低频信号调制为高频信号，解决无线传输中天线尺寸过大的问题。（参考资源《简明通信原理》中“频分复用”）。

问题提出：

如果原始信号为数字基带信号，如何调制为数字频带信号，引出数字信号的调制。

（3）教师预设：知识点分析——“数字信号调制”

利用PPT将“幅度键控、频移键控与相移键控”的调制原理进行展示，让学生理解将数字基带信号调制为频带信号的基本方法。（参考资源《通信原理》中“数字信号的频带传输”）。

问题提出：

如果信道中传输的是数字信号，通信系统模型又该如何设计？（采用讨论式的教学方法，组织学生依据模拟通信系统模型设计数字通信系统模型）。

学习：数字通信系统模型

（4）教师预设：知识点分析——“信源编码”：

信源编码的主要目的在于减少冗余，如果原始信号为模拟信号，则可通过PCM编码首先将其转换为数字信号；随后通过一个游戏，说明提高传输信息量的一个方法，即Huffman编码。在理解了原理之后，利用Huffman编码程序检验编码效果。（参考资源《信息论基础》中“无失真信源编码定理”）

问题提出：

传输速度提升后，传输质量如何保证？（此时组织学生讨论可以采用何种方法？）

（5）教师预设：知识点分析——“信道编码”：

信道编码的主要目的在于加冗余，以提升传输质量。主要方法为在编码中加入冗余码，用以检错与纠错。

“奇偶校验”是较为常用且较为简单的校验方式，主要利用异或运算完成对接收信息编码的校验，局限性在于如果奇数个位数出错可以校验，偶数个位数出错，则失去作用，同时该方法只能检错而不能纠错。

“正反码”是一种能够纠正错误的编码，但编码效率较低。

3.3 知识引申

通过对通信系统模型的建立与分析，在已有知识体系的基础上，构建光纤通信系统与微波通信系统这两大具有代表性的通信系统。每个具体的通信系统都遵循基本的通信系统模型。

（1）光纤通信系统

教师预设：

知识点分析——“光纤通信系统的构成”：

图2 光纤通信系统构成图

（2）微波通信系统

教师预设：

知识点分析——“光纤通信系统的构成”：

微波终端站微波分路站微波终端站

图3 微波通信系统构成图

4 结语

笔者在实践教学中尝试将生成式教学融入传统教学中，激发了学员的学习兴趣，提高了课堂授课效率，提升了教学的有效性，取得了较好的学习效果。今后会将生成式教学在整个课程中全面展开进行。