综合预习在研究生课程中的教学实践

姚直象 孔晓鹏 姜可宇

摘要“水声信道分析”是硕士研究生专业核心课程，课程内容难度较大，为提高课程学习效果，将课前预习作为重要的环节。采用了PPT课件、教材、MOOC、文献库等四种预习手段，选择了合适的预习时间，提供了相应的预习资料和有针对性的预习指导。多个班次实践表明，所采取的多手段综合预习方法在课程教学中发挥了良好作用。

关键词 有效预习 自主学习 综合预习 预习指导

中图分类号：G643文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.25.010

The Teaching Practice of Comprehensive Preview in the Postgraduate Course

YAO Zhixiang， KONG Xiaopeng， JIANG Keyu

（College of Electronic Engineering， Navy University of Engineering， Wuhan， Hubei 430033）

AbstractThe underwater acoustic channel analysis， which is a core course of postgraduate students， is very difficult for learning. The preview is a very important procedure for learning this course well. PPT， teaching material， MOOC and references were used for the preview. The proper time， specific materials and guidance were offered. The multiple preview methods played a useful role in the teaching， which was proved by many classes.

Keywordseffective preview； independent learning； comprehensive preview； the guidance of preview

0引言

从学习的整个过程来看，学生的学习是由课前预习、课上学习和课后复习这三个部分组成的。这三个部分作为学生学习的三个环节，既相对独立又有先后依赖关系，都对学生的学习效果产生影响，应该在教学过程中受到足够的重视。其中，预习是整个学习程序中的第一步，它在学习中起着重要的作用。随着我国教学理论从“以教为本”到“以生为本”，再到“以学为本”的转变，教育越来越关注学生的自主学习能力。预习是学生先于课堂学习的独立性学习行为，它是自主学习行动的一种具体表现，可以说预习是自主学习的基石。水声工程专业是研究声在海洋中的传播，以及利用声能进行水下目标检测、参数测量、识别、通信的学科，“水声信道分析”课程是我校水声工程专业硕士研究生必修课，该课程对于理解和掌握声能在海洋中的传播规律及其对水声设备性能的影响具有重要意义，课程将水声物理和水声信号处理联系起来，内容有一定难度。在教学过程中，课程组结合在线教育资源、学生学习特点，抓住课前预习的环节，开展了有针对性的教学实践，逐渐形成了课前以学生预习为基础的自主学习、课上采用研讨式和翻转课堂等以学生为主体的教学方式、课后以习题与总结强化知识点和知识体系的三阶段教学模式，取得了较好的教学效果，本文围绕课前预习阶段的教学实践展开分析和讨论。

1对课前预习的需求分析

关于课程是否需要预习，以及预习到什么程度，不同课程、不同老师會有不同见解。“水声信道分析”课程不仅涉及水声物理知识，还涉及水声信号处理知识，学习起来有一定难度，所以课前深度预习是搞好课程学习不可或缺的一个教学阶段。

1.1课程内容要求学生提前做功课

“水声信道分析”作为我校水声工程专业研究生的必修核心课程，对培养研究生的水声专业素养具有重要意义。水声设备性能受“人-装备-环境”耦合因素影响，这里的“环”即为海洋水声环境，它是时变、空变的，声能量在其中传播规律与水声环境紧密相关，水声设备需要结合水声信道特点进行优化设计，在使用时也要结合海洋环境特性才能达到最佳使用效果。因此，声纳设计人员和使用人员不仅要掌握信号处理方面的知识，还需要了解海洋环境对水声设备性能的影响，该课程从水声信号处理的角度研究和分析海洋，将海洋看作水下“声信道”，研究信道对信息进行的各种变换以及声纳系统如何与声信道相适配的问题。课程内容抽象、难懂，对基础要求较高。如“随机散射信道”知识点，数学变换多、统计分析多，既是理解水声信道特点的重点，也是教学上的难点。因此，学生提前进行深度预习是学好这门课的前提保证。

1.2教学设计要求学生课前深度预习

经过本科阶段的毕业设计、小论文撰写等综合训练，研究生学生具有一定的系统学习能力训练，普遍掌握了专业知识的学习方法，能够根据主题查找文献，梳理总结提炼问题、分析问题、解决问题，具备一定的自主学习能力，这为研讨式教学、翻转课堂等教学方式奠定了基础，这些教学方式有别于传统课堂“填鸭式”教学，教学效果较好，但对学生和老师的要求也更高。在本课程教学资源方面，国内兄弟院校已开设高水平“水下声信道”MOOC课程，为课程采用线上和线下混合式教学创造了条件。因此，本课程教学设计时考虑将小班化、研讨式、翻转课堂、线上与线下相结合等多种教学手段和方式相结合，这些教学方式都要求学生提前进行深度、有效的预习。

2课前预习方式

传统的预习是学生只依靠教材进行独立的自主学习活动，这种方式对简单内容或学习能力非常强的学生，可以达到比较好的预习效果，对于大多数学生可能会因为枯燥、看不懂等原因无法完成有效的预习。随着网络和信息技术的发展，除了教材之外，我们还可以为学生提供更多的预习素材，如在线视频、PPT课件、文献资料，大大丰富学生的预习手段，提高预习兴趣。本课程主要采用以下几种预习方式：

2.1 PPT预习

课堂教学中为了全面深入地讲解课程知识点，PPT课件内容也会全面、细致。预习PPT与课堂教学PPT的作用不同，主要是为了帮助学生梳理课程内容脉络、建立课程知识框架。内容包括课程目标、基础要求、知识体系、学习重点和难点、主要知识点的概要讲解等。学生在后期观看视频时可以翻阅PPT加深对原理的理解和知识体系的建立，PPT中还标注了课堂教学中的仿真实验内容步骤和安排、课程考核要求等学习注意事项，使学生在开课前就对课程内容体系、要求和安排做到心中有数。根据每一届学生学情分析情况，特别是本科阶段专业知识学习情况，尤其要注意跨专业来源的研究生以往专业课学习情况，根据学情分析情况适当调整预习PPT的内容和安排，以便更有针对性。

2.2教材预习

这是传统的预习手段，用于帮助学生全面熟悉、理解课程知识内容，构建知识体系，把握重点和难点。由于历史原因和学科特点，目前国内水声信道方面的专业教材只有一本，是由国防工业出版社出版的《水下声信道第2版》，在行业内具有较高的权威性，是本课程选定的主教材。该教材具有将水声物理和声纳工程设计相结合的特色，并结合近年国内外声纳技术发展的新特点，增加声纳设计发展新方向及实践工作结合更加密切的章节。与预习PPT课件和MOOC课程相比，教材在知识体系完整性、理论及公式表述充分性、细节性方面更有优势，便于学生结合MOOC课程、预习PPT进行深入完整的理论学习和详细的公式推导。

2.3 MOOC预习

用于帮助学生找到课堂教学的感觉，理解和掌握重难点知识。在线视频课程可以让学生在任何时间和任何地点，只要借助于网络就可以进行观看，重难点部分可以进行反复观看。学堂在线“水下声信道”MOOC课程，是目前水下声信道方面唯一的在线课程，由国内水声工程专业最强的学校-哈尔滨工程大学水声工程学院开设，课程制作精良，选课人数众多，与本课程教学内容强相关。因此将该在线视频资源作为课前预习资源，要求学生注册学习。充分利用在线课程的教学方式，将其学习成果作为后续课堂研讨的基础，将参与课程在线测试、在线学习情况作为平时成绩，激发学生学习积极性。学生可以在自己预习的基础上听“老师”讲，自主控制进度，制订个性化的学习计划，对已经掌握的知识点可以少学，重难点知识点可以反复学，通过这种方式既可以让学生对知识点的理解变得更扎实，也可以将不同基础的学生尽量拉到同一“起跑线”，以便后续更好地组织课堂教学。

2.4文献预习

用于帮助学生拓宽视野，打开思路。课程组根据多年的教学和科研积累，并跟踪国内外水声信道方面的最新文献，汇总制作水声信道文献库，按照章节进行分类，在正式上课前提供给学生，节约了学生查找文献的时间。同时，为锻炼学生的文献检索能力，要求当期学生查找最近1年水声信道方面新发表的文献，并补充到文献库中。通过文献预习，培养了学生自主预习的能力，也满足了不同层次学生的预习需求。

与传统的单一预习方式不同，本课程采用了四种手段的综合预习模式，以形成优势互补，提高预习效果。需要说明的是，自主预习并不是说老师完全不用参与，相反本课程的以上四种预习方式都是在老师引导下进行的，课程组将四种预习模式所需的资料分阶段发布在学习小组中，要求学生分步推进完成，实现四种预习模式的有机组合，对课程内容和知识点的掌握从粗到细、由浅入深，达到最佳预习效果，为课堂教学打下良好基础。

3预习指导策略

预习固然很重要，但实际教学过程中，学生确实存在诸如没时间、没兴趣、没方法的现象，导致不能预习、不想预习、不会预习的局面。面对学生的这些问题，如果只提预习要求，不加以指导，这样的预习对学生帮助通常不大，有可能是浪费时间的低效预习，甚至还会加重学生学习负担。因此，老师不仅要参与到学生的预习中，将教学工作前移，还需要制定有针对性的预习指导策略，目的是保障学生预习时间、激发预习兴趣、培养预习能力，最终提高预习效果。

3.1在合适的时间开展预习

“水声信道分析”是硕士研究生第一学年上学期的必修课程，相比研究生新生入学后的各种活动及课程安排，开学前的暑假时间相对宽松、灵活。对于新录取的研究生，在入学前通过面试等环节可以做充分的学情分析，对生源是本校本专业毕业的本科生情况掌握得还会更全面。针对这些特点，课程组将课前预习工作前置，从研究生面试工作开始后，及时跟踪了解研究生新生情况；正式确定录取人员后，与新录取研究生建立联系，组建课程学习小组；在课程学习小组中说明本课程性質、地位、学习特点和教学安排，在充分沟通的基础上，布置课程预习任务，要求学生利用入学前的假期和入学后正式开课前的时间进行课前预习，充分保障本课程的课前预习时间。

3.2让学生感受到课程的乐趣

兴趣是最好的老师，激发学生的预习兴趣对以生为本的自主学习非常重要。课程组选择难易程度合适，又能反映课程特点的知识点，围绕“声在海洋中的传播方式”以深海典型声速分布为例，展示声线在海洋中的弯曲和多途的传播轨迹；围绕“相干多途信道对声信号的影响”“信道的梳状滤波特性”两个知识点，以脉冲信号通过相干多途信道前后的波形、宽带信号通过水声信道前后的频谱为例，引导学生将水声信道看成滤波器，利用学过的数字信号处理知识分析水声信道特点；在文献库中提供兼顾学术性和趣味性的文献，提高课程亲和力。通过这些方式激发学生预习兴趣，让学生愿意预习。

3.3让学生具备预习能力

从培养学生能力方面来说，课前预习与课堂教学都是一样的，不仅要让学生通过预习某一个知识点，达到理解掌握这个知识点的目的，同时也能收获“对待知识”的态度和“获得知识”“理解知识”的能力。如在“相干多途信道对声信号的影响”“信道的梳状滤波特性”两个知识点的预习过程中，需要学生根据已掌握的数字信号处理方面的知识，来学习、分析水声信道中新知识，这既体现了基础知识与专业知识的联系，也需要学生在获取新知识方面的能力跃升。因此，要合理设置能够培养和提高学生预习能力的知识点，既不能太难让学生无从下手，也不能太容易让学生一看就会，最好是在充分了解学生学习基础的前提下，让学生能够直接或间接利用已有知识来分析和解决问题。通过设置这种跳一跳就能够得着的预习内容，在兼顾知识点学习的同时，端正学生学习态度，培养学生预习能力。

4总结

“水声信道分析”作为水声工程专业硕士研究生核心必修课程，是最能体现水声专业特点的课程之一，课程内容抽象、学习难度较大，对学生要求高。为保障课程学习效果，结合我校研究生特点，合理设计课堂教学模式。为满足课堂教学需求，将课前预习作为课程学习的重要环节，制订专门的预习指导策略，在时间上将预习工作前置，安排在研究生新生入学前的暑假和入学后正式开课前，并关注学生的预习兴趣，合理设置培养预习能力的知识点；综合了预习PPT课件、课程教材、MOOC课程、文献库等预习手段，以保障预习效果。通过多年的教学实践，取得了较好的教学效果。

参考文献

[1]何丹凤.学生预习研究[D].华东师范大学硕士学位论文，2014.

[2]顾明远.教育大辞典[M].上海：上海教育出版社，上海科技教育出版社，2002.

[3]惠俊英等编著.水下声信道（第2版）[M].北京：国防工业出版社， 2007.