“六步教学法”在MATLAB课程中的应用——以武夷学院为例

夏婷婷，蒋 艺，江 玲

(武夷学院 数学与计算机学院，福建 武夷山 354300)

随着经济全球化，各国经济对高素质人才产生了迫切需求，高等教育也逐渐向国际化发展，应用型本科高校则肩负起为国家和社会培养多元化创新型、应用型人才的使命。[1]

应用型本科高校为了更好的培养高素质、综合性人才，对课堂教学进行改革成为其必要手段之一。目前，很多应用型本科高校仍采取传统课堂模式，以灌输式教学为主，这不仅的严重影响了学生主动学习的积极性，也有碍于教学质量和效果的提高。随着信息技术的日趋发展，学生获得知识的手段和方法也日趋便捷，这使得学生对教师的要求不仅仅满足于知识的传授，同时更多的希望通过教师课堂上的引导，得到能力上的提升。“行为导向”教学模式采取“以人为本”“以学生为主体，教师为客体”的教育理念，其能够有效地培养学生的综合能力，为我国应用型本科院校、高职院校的教学改革指明了发展方向。

1 “六步教学法”的基本概念

20世纪80年代，德国的教育领域最先提出了以“行动为导向”的教育理念，并强调了“以活动为基础，以能力为本位”的思想。[2]在整个教学过程中，教师和学生采取互动、交流、共同参与等方式来一起完成教学任务，其作用在于把“教”与“学”进行了最大程度上的优化与互融。

“六步教学法”则是以“行动为导向”为基础，其强调“以学生为中心，以教师为主导，教学做一体化”而展开的教学活动。将“六步教学法”应用于课程教学与设计中，不仅可以有利于理论知识的深入和扩展，更有利于实践与理论相互影响，相互作用。

“六步教学法”主要包含“资讯、计划、决策、实施、检查、评估”六步，每个过程有不同的任务和时间要求，学生在教师的引导下独立完成。[3]资讯是学生根据任务要求进行相关方向资料信息的搜集；计划是通过搜集到的信息，进一步筛选、加工，完成项目初步的方案制定；决策是通过一系列的讨论和研究，确定出最终的方案；实施是学生根据实施方案进行独立的工作，并完成任务；评价是对完成的项目进行质量和过程的评价和总结。

2 “六步教学法”在光纤通信课程中的应用

MATLAB是通信工程应用性较广的一门必修课，本文从武夷学院通信专业，MATLAB课程中选取一个项目，如：“车牌识别系统设计”为例，来具体描述“六步教学法”具体应用：

2.1 资讯

教师下达一个任务的主题，如：“基于MATLAB的车牌识别系统设计”。学生进行小组讨论后，借助互联网、手机、电脑、微信公众号、学校图书馆等方式进行信息搜集。教师引导学生如何更快速、有效的搜索资料，例如：借助图书馆知网、MATLAB论坛、MATLAB编程书籍等。学生边搜资料，边进行资料信息的审核、筛选，以及有用信息的记录等工作。其中重点查找和搜索数字图像处理方面的资料，以及实现车牌识别功能相关的流程图、调用函数、仿真代码、数学公式等。

2.2 计划

在计划阶段，老师将对全班学生进行分组，采取每组5人左右最佳方式。[4]同时学生也可自行组队，教师进行适度调配，主要根据每组学生能力强、弱进行搭配。之后老师确定出每组的组长。组长将对搜集来的资料进行项目的任务分配，比如：图像数据采集模块、图像预处理模块、车牌定位模块、字符分割与识别模块。各小组成员根据各自的任务进行思考与讨论，形成初步的方案。

2.3 决策

在决策阶段，由于每个学生对图像处理和MATLAB软件掌握知识的层次、深度的不同，会出现不同的设计方案。例如：车牌定位可以利用形状、边缘特征等，采取数字图像处理、边缘检测、形态学技术等不同方法。又比如：车牌图像进行二值化之后进行滤波，有的学生采取均值滤波，有的则采取中值滤波。接着，小组内每个成员在教师的引导下，自述自己的方案可行性和优缺点，然后小组内进行讨论，之后再进行组间讨论，最终各小组决定出每组最佳的系统设计方案，为下一步的实施阶段做好准备。

2.4 实施

实施阶段是六步法中关键的一步，在这个过程中可以培养学生解决问题的能力。通过决策阶段所确定的方案结果，学生进行具体方案的实施。在这个过程中，学生需要借助流程图、函数指令，以及MATLAB程序原始代码来完成。实施过程中会出现代码错误，无法出图现象，解决办法是需修改原代码，修改参数，或者重新调整操作流程等方式。由于每个任务模块完后，MATLAB软件中都会相应出一张仿真图，因此学生可以通过观察仿真图，来确定实施阶段完成情况。在整个实施阶段，需要学生独立完成，教师负责观察与记录。

2.5 检查

从资讯到评估六步教学过程中，检查都始终存在。资讯阶段，教师需要对学生搜集的资料信息进行辨别、审查；计划阶段，学生需要在老师的指导下对方案进行多次修改；实施阶期，各组学生对方案执行过程中，所发现的问题，进行修改、记录，这些都属于检查。

检查阶段，各学生小组通过自查和小组间互查方式，需及时发现问题，解决问题。例如：在编程代码调试阶段，要进行多次的错误检查，分析错误原因。对仿真结果图进行观察，发现实验结果是否吻合理论基础。整个检查过程中需要师生相互配合，相互协调，共同完成，缺一不可。

2.6 评估

每个小组派出一个代表，将本组设计好的“车牌识别系统”通过MATLAB代码仿真、运行、出图的方式，展示给大家。在此过程中，小组代表边演示描述系统在设计过程中所运用到的知识、方法、原理，以及目前依然存在的问题等，同时其他各组可以对该组提出质疑。通过各组间的互评，最终对团队配合力、纪律考勤、系统性能、完成度，四项内容进行综合测评，可以采取优、良、中、差、不及格，五级制。在评估此过程中，教师扮演参与者，参与提问和对各组设计系统提出提出修改意见，最后进行总结。

3 教学成效与反思

3.1 “六步教学法”成效

3.1.1 教师角度

六步教学法将老师从传统“一言堂”“填鸭式”的教学模式中解脱出来。[5]教师在教学中的身份从教学主体转变为教学客体。从教学过程中起主导作用，转变为在教学过程中起组织、引导、激励、监督、检查......等作用，这个过程中对老师的各方面能力与协调，提出了更多的要求。在整个六步教学法的过程中，教师除了在课堂发挥多种功能外，同时也需要花更多时间和精力多角度观察学生的学习情况，这个过程扩大了教师对学生学习的观察视角，同时更容易发现学生学习上的问题，及时给予帮助，这在传统课堂上是很难做到的。

3.1.2 学生角度

对于传统MATLAB课程中，学生普遍表示学习兴趣不高，对学过知识掌握不牢，同时具有一定的畏惧心理，不知道如何运用所学知识处理学科问题。在将“六步法教学法”应用于MATLAB课程之后，本届学生反馈学习效率高、兴趣足，能够充分发挥其主观能动性。学生在学习过程中能够做到有序的，按部就班进行，同时积极发挥集体团结精神，互帮互助，共同思考问题，寻求解决方法。这降低了一部分学生对学习新知识、新技术的恐惧心理，逐渐培养了他们的自信心。

3.1.3 课程角度

第一，“六步教学法”不仅充分的发挥出了MATLAB课程在通信专业本科课程中重要作用，也为后续专业课程、毕业论文、综合设计性课程等打下了一定的基础。为社会、企业提供了更多学习能力强、技术水平高、职业素养高的通信本科专业的人才。

第二，“六步教学法”在MATLAB课程中的应用，不仅达到了人才培养方案的制定目的，更强化和促进了课程改革方案与人才培养方案之间相辅相成，相互作用的关系。MATLAB课程特点既需要较强理论知识，同时又需要大量实践活动，六步教学法充分的发挥了学生的动脑思考，动手操作的能力，达到了知行合一，教学一体化的效果，这一效果满足了MATLAB课程设置的需求，也为其他同类课程的改革提供一定参考考。

3.2 教学反思

首先，“六步教学法”应用于MATLAB课程中，发现一部分学生对一些理论概念认识不深，实验结果不够理解，表现出学习吃力的现象。导致这一现象主要原因是学生先导的专业课基础知识掌握不牢，不够扎实，或因数学能力有限，数学分析能力比较薄弱导致。另一主要原因是教师对学校生源能力素质前期调查不充分，不够了解。

其次，MATLAB课程中采用“六步教学法”，目前在本校还处于试点改革课程状态。针对于一些习惯了传统课程，习惯了教师“一言堂”的学生，有可能具有思考力不强，动手能力差的问题。学生从被动学习到主动学习，从只“听”，到“听，看，做，思”多种能力协调配合综合，这在其生理上和心理上都存在一定难度，这需要给学生一定的时间来适应，因此在制定任务方案初期，教师在布置任务时应该考虑从难度不高，易于实现的任务开始，逐渐提高任务的难度，达到循序渐进的效果。

最后，学校要多开展课程改革研讨会，加大对教研教改项目的支持力度。鼓励专业教师在科研、教研过程中不断提高自身水平，学习更先进的、更前沿的知识、方法，将所学知识、方法应用到课堂中来。

4 总结

“六步教学法”对建设应用性本科高等院校具有一定的指导性意义，以武夷学院为例，将六步法应用于MATLAB课程，给出了具体操作方案，初步取得了一定的教学成效。“六步教学法”是个很好的方法，但不适于完全照搬国内外的改革方法，需要结合本校的办学定位、学生特点进行有针对性的教学方案制定。教师需要在“边学边教”“边学边做”的过程中不断的调整、完善方案，不断发现问题，解决问题，最终形成一套具有自己特色、适合于本校人才培养的课程改革方案。