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摘要:本文运用建构主义教育理论,结合课程本身特点,对数字信号处理课程进行教学方法和教学模式的探索和实践。通过转换教学主体、重现问题情景、激发兴趣、调整考核方式等手段,引导学生自主探索,建立起“师生协同发展+学生自主学习+分布式考核”的立体递进式教学模式,从而达到知识建构的目的。结合建构主义的教学法突破传统教学法弊端,能充分调动学生的主动性和积极性,有效提高学生运用知识的能力、创新能力及学生自身的综合素质。
关键词:建构主义;数字信号处理;课程教学模式
作者简介:庄陵(1978-),女,重庆人,重庆邮电大学通信学院,讲师,工学博士,主要研究方向:通信信号处理;曹建玲(1974-),女,河北辛集人,重庆邮电大学通信学院,讲师,主要研究方向:无线信号处理。(重庆 400065)
基金项目:本文系重庆邮电大学数字信号处理校级精品课程建设项目的研究成果。
“数字信号处理”是高等学校电类专业的专业基础理论课程,其特点在于理论深度较高、抽象的数学公式较多,并且公式背后还蕴含着丰富的物理意义。在传统的填鸭式教学模式下,纵使加入电教手段,“教”和“学”依旧很难在课堂中得到良好的协调。另外,该门课程长期以来的闭卷考试模式,这样就造成了学生死记硬背的恶性循环学习状态。如何更新教学思想、改善教学模式、教学手段,切实提高学生的综合素质,成为该课程教师急需认真探索研究的一个重要课题。
一、建构主义教育理念
建构主义(constructivism)最早提出者可追溯至瑞士的皮亚杰(J. Piaget),它包含五大理念:知识观、学生观、教学观、评价观、情境观。[1]
在建构主义知识观看来,知识具有生成性,不存在“纯粹客观”的知识,所有知识都有待于检验和反驳。这样,教学活动就成为教师与学生通过对话共同建构知识的过程,教学目的也就不能被视为知识的单向传授,而要允许学生质疑,允许学生从自己的视角、理解出发重新检验与再思考,学生认知能力的发展被视为教育的中心。
建构主义学生观跳出“外塑论”、“内发论”等传统的学生观,它准确地把握现代学生的内涵并以全新的视角勾勒出学生的四个特点:首先,学生是主体性的人。背后隐藏的哲学理念是“以人为本”,即以学生为本,让学生成为课程的有机构成部分,让学生融入课程开发的过程之中。目的指向的是学生个性的自由和解放。其次,学生是发展性的人。教师绝不能依据学生的一时表现来断言学生没有发展的可能,而应该坚信每一个学生都具有巨大的可供挖掘和开发的资源和潜能,并给每一个学生创造发展的良好环境和机会。第三,学生是完整性的人。素质教育的课堂教学需要的是完整的人的教育,学生在获取知识的同时,还应该有人格的完善、灵感的启迪、情感的交融,从而得到生命多层次的满足和体验。最后,学生是个性化的人。在新课程改革中,要注重个性化教育和个性化教学,照顾学生的个性差异,为每个学生的发展提供有利条件。
建构主义教学观变以“教”为主为以“学”为主,大力推进主体性教学。这就意味着学生是主动的学习者,教学应以学生的“学”为中心。因此,首先要尊重和培养学生的主体意识,发挥学生的自觉性、主动性、创造性,不断提高学生的主体意识和创造力,最终使学生成为能自我教育的社会主体。其次,要创设有利于学生自主学习的课堂情境和模式。
建构主义评价观要求改变原来过于重视选拔功能,而忽视它对学生、教师和学校发展的价值,使课程评价指向学生成长、教师发展和学校进步。
建构主义的情境观主张用产生于真实背景中的问题发动学生思维,因此教学要重视对知识产生背景、可能的应用情境的展现,从而实现最优学习效果。
本文以建构主义教育理念为指导,提出了一种新的、根植于多媒体环境、“师生协同发展+学生自主学习+分布式考核评价体系”的立体递进式综合教学模式。
二、一种新的综合教学模式
与建构主义教育理论以及建构主义学习环境相适应的教学模式可以被概括为:“以学生为中心,教师在整个教学过程中起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情境、合作、交流等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。”[2]
1.师生协同发展
学习过程的主体是学生,知识不能靠教师灌输给学生,只能通过激发学生的学习兴趣,让学生主动去学习,才能提高学习的效率。所以,促进以学生为中心而主动学习模式的形成是本课程教改的重心。
课堂教学中,首先应该从科技史的讲述出发,通过复现科学知识、科学思想的逻辑行程和历史,展现其产生的时代、文化背景和应用情境。一方面消除学生对科学知识的敬畏和神秘感,另一方面也赋予科学知识以灵动鲜活的生命气息。
另外,计算机网络技术的迅速发展已经为教学的开展提供了互动的、多彩多姿的多媒体环境。课堂上以内容丰富的多媒体环境为基础,开展的教学内容一般包括以下几个模块。
(1)应掌握的基本知识点、基本概念、基本理论,这部分在教学过程中主要是提示要点,理清脉络。同时概要介绍各种工具和信息资源(如文献材料、书籍、音像资料、CAI、多媒体课件以及因特网上的信息等),以方便学生去深入挖掘。
(2)应掌握的基本技能,结合实例,边讲解边仿真演示,使学生弄清问题的研究思路和研究手段。
(3)对知识和理论的应用,这是教学的根本目的。由教师定期确定研究题目,划分研究小组,指定每组负责人。负责人必须组织小组成员查阅资料、完成各自的设计任务,在课堂上由负责人介绍研究成果。其他成员在听取介绍之后进行自由发言补充,而后由任课老师点评、给出每人成绩。
教师要以问题为中心设计教学模块,以解决问题和提高能力为出发点进行教学辅导,使教学过程成为学生亲身体验的过程,把学习变成学生的主体性、能动性、独立性不断生成、发展、提升的过程。
要高效地完成以上课堂教学,对教师的要求就不仅仅是读熟课本、准备好所有习题。教师的知识层面必须更高,具有更宽的科学视野,才能跟得上不断翻新的科技发展。这是一个跟学生同步前进的过程,师生将分享彼此的思考、经验,求得新发现,从而实现教学相长和协同发展。
此外,课堂上的举例应来源于生活。任课老师通过鼓励学生说出自己的想法,进一步从思想上引导学生,为塑造优秀人格而努力。同时也促进教师自身自省,为塑造德才兼备的良师而努力。
2.学生自主学习
学生自主学习这一教学模式的设计,是并行于“师生协同发展”的、同时也是“师生协同发展”的升华,主要目的是引导学生转变学习观念和学习方式,使教学课程变成学生“自己的课程”,要让学生以自己的方式对问题进行诠释、理解和领悟。教师可以提出思考问题,指定可利用的参考书和网络文献资源,学生通过自主控制学习,通过与教学内容的相互作用,建构他们的知识体系并实现他们自身认识结构的改变和完善,从而实现学习重心由“学会”向“会学”的转变。对设计性题目,教师可以仅给出大方向,比如:设计一个数字低通滤波器及相应的设计指标,具体函数和方法由学生自己选定,自找参考资料,提出自己的看法和解决问题的意见,最后以小论文的形式提交,为避免相互间抄袭,可以规定论文内容雷同部分不能超过30%。在自主学习过程中,学生不仅巩固了已有的知识,也从中获得了许多最新的信息,同时培养了学生查阅文献获取信息及筛选信息的能力,激发了学生的主动学习的积极性,还拓宽了知识面,培养了他们理论联系实际的精神,同时也能促使教师不断学习新知识,跟踪本学科领域的最新发展。
对学习效果突出的学生,要采取深入引导的方式比如指导其阅读外文文献、参与到科研项目中等手段促使其个性化发展。
在学生自学的基础上教师应该鼓励学生开展讨论、争论、甚至辩论,以此巩固所学的知识,弥补自主学习缺少人际交流、信息反馈不足的情况。利用网络功能,学生和教师之间、学生和学生之间可构成多边互动机制进行协作学习,组建协作学习小组可互相激励、交流信息、探讨问题、培养团队精神,从而实现自主学习无法达到的学习效率。[3]
3.分布式考核
传统的考核方式导致学生被动地学习,通常最后的考试成绩中,学生的平时成绩占30分,这些分数主要是由点名、平时的作业决定的,“抄袭”、“代答”等屡禁不止的现象将真正认真学习的同学和敷衍了事的同学混合在一起。分布式考核方式将评价学习的过程分散至学习过程,并且脱离形式化。采用的具体方式是在平时成绩考核模式上进行改革,广泛使用课堂作答、小论文等考核方式,将学生在平日中提交的小论文、课堂讨论及作业得分计入总分的分值适当提高,这样就能一定程度上保证成绩的真实性、公正性,以此来充分调动学生自主学习的热情。
在期末考核中,根据具体情况综合运用笔试、小课程答辩等多种考核方式。总体而言,考核应更注重对学生能力的评价。笔试以开卷考试为主,题目设计应灵活。出题原则遵循减少死题目,增加活操作;减少死记忆,增加活分析、活应用,促进学生的应试技巧由死记硬背转向融会贯通。期末成绩相比平时成绩分值比例相对降低,以重过程、重能力、轻分数,侧重学生分析能力的考评,通过对该考核方式的改革,从而正确引导学生将学习的重心转移到研究能力的培养上。[4]
三、结束语
未来的教学设计定会走向多元和复杂化,仅用一种理论很难完全解释其内涵,并且也没有什么教学模式是包治百病的灵丹妙药。[1]本文提出的“师生协同发展+学生自主学习+分布式考核”的立体递进式教学模式通过实际教学推广,事实证明教学效果较好。课程组在成功申报校级精品课程的基础上,目前正积极申报市级精品课程。随着科技和认识的发展,教学模式还要不断完善,高校教育工作者必须重视教学设计策略的更新,为深化教学改革,推动终身教育、素质教育、教育现代化、以及进一步提高教学质量作出应有的贡献。
参考文献:
[1]崔岐恩,钱海娟,陈小萍.建构主义:新课程改革的灵魂[J].河北师范大学学报(教育科学版),2009,(2):37-40.
[2]钟启泉,崔允漷,张华.为了中华民族的复兴 为了每位学生的发展(基础教育课程改革纲要(试行))解读[M].上海:华东师范大学出版社,2001.
[3]刘艳.基于“建构思想”的《电力电子技术》课程教学法研究[J].大连大学学报,2005,(6).
[4]王金发.探索一流本科教学新模式[J].高教探索,2004,(1):75-76,92.
(责任编辑:郝魁府)
关键词:建构主义;数字信号处理;课程教学模式
作者简介:庄陵(1978-),女,重庆人,重庆邮电大学通信学院,讲师,工学博士,主要研究方向:通信信号处理;曹建玲(1974-),女,河北辛集人,重庆邮电大学通信学院,讲师,主要研究方向:无线信号处理。(重庆 400065)
基金项目:本文系重庆邮电大学数字信号处理校级精品课程建设项目的研究成果。
“数字信号处理”是高等学校电类专业的专业基础理论课程,其特点在于理论深度较高、抽象的数学公式较多,并且公式背后还蕴含着丰富的物理意义。在传统的填鸭式教学模式下,纵使加入电教手段,“教”和“学”依旧很难在课堂中得到良好的协调。另外,该门课程长期以来的闭卷考试模式,这样就造成了学生死记硬背的恶性循环学习状态。如何更新教学思想、改善教学模式、教学手段,切实提高学生的综合素质,成为该课程教师急需认真探索研究的一个重要课题。
一、建构主义教育理念
建构主义(constructivism)最早提出者可追溯至瑞士的皮亚杰(J. Piaget),它包含五大理念:知识观、学生观、教学观、评价观、情境观。[1]
在建构主义知识观看来,知识具有生成性,不存在“纯粹客观”的知识,所有知识都有待于检验和反驳。这样,教学活动就成为教师与学生通过对话共同建构知识的过程,教学目的也就不能被视为知识的单向传授,而要允许学生质疑,允许学生从自己的视角、理解出发重新检验与再思考,学生认知能力的发展被视为教育的中心。
建构主义学生观跳出“外塑论”、“内发论”等传统的学生观,它准确地把握现代学生的内涵并以全新的视角勾勒出学生的四个特点:首先,学生是主体性的人。背后隐藏的哲学理念是“以人为本”,即以学生为本,让学生成为课程的有机构成部分,让学生融入课程开发的过程之中。目的指向的是学生个性的自由和解放。其次,学生是发展性的人。教师绝不能依据学生的一时表现来断言学生没有发展的可能,而应该坚信每一个学生都具有巨大的可供挖掘和开发的资源和潜能,并给每一个学生创造发展的良好环境和机会。第三,学生是完整性的人。素质教育的课堂教学需要的是完整的人的教育,学生在获取知识的同时,还应该有人格的完善、灵感的启迪、情感的交融,从而得到生命多层次的满足和体验。最后,学生是个性化的人。在新课程改革中,要注重个性化教育和个性化教学,照顾学生的个性差异,为每个学生的发展提供有利条件。
建构主义教学观变以“教”为主为以“学”为主,大力推进主体性教学。这就意味着学生是主动的学习者,教学应以学生的“学”为中心。因此,首先要尊重和培养学生的主体意识,发挥学生的自觉性、主动性、创造性,不断提高学生的主体意识和创造力,最终使学生成为能自我教育的社会主体。其次,要创设有利于学生自主学习的课堂情境和模式。
建构主义评价观要求改变原来过于重视选拔功能,而忽视它对学生、教师和学校发展的价值,使课程评价指向学生成长、教师发展和学校进步。
建构主义的情境观主张用产生于真实背景中的问题发动学生思维,因此教学要重视对知识产生背景、可能的应用情境的展现,从而实现最优学习效果。
本文以建构主义教育理念为指导,提出了一种新的、根植于多媒体环境、“师生协同发展+学生自主学习+分布式考核评价体系”的立体递进式综合教学模式。
二、一种新的综合教学模式
与建构主义教育理论以及建构主义学习环境相适应的教学模式可以被概括为:“以学生为中心,教师在整个教学过程中起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用,利用情境、合作、交流等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神,最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。”[2]
1.师生协同发展
学习过程的主体是学生,知识不能靠教师灌输给学生,只能通过激发学生的学习兴趣,让学生主动去学习,才能提高学习的效率。所以,促进以学生为中心而主动学习模式的形成是本课程教改的重心。
课堂教学中,首先应该从科技史的讲述出发,通过复现科学知识、科学思想的逻辑行程和历史,展现其产生的时代、文化背景和应用情境。一方面消除学生对科学知识的敬畏和神秘感,另一方面也赋予科学知识以灵动鲜活的生命气息。
另外,计算机网络技术的迅速发展已经为教学的开展提供了互动的、多彩多姿的多媒体环境。课堂上以内容丰富的多媒体环境为基础,开展的教学内容一般包括以下几个模块。
(1)应掌握的基本知识点、基本概念、基本理论,这部分在教学过程中主要是提示要点,理清脉络。同时概要介绍各种工具和信息资源(如文献材料、书籍、音像资料、CAI、多媒体课件以及因特网上的信息等),以方便学生去深入挖掘。
(2)应掌握的基本技能,结合实例,边讲解边仿真演示,使学生弄清问题的研究思路和研究手段。
(3)对知识和理论的应用,这是教学的根本目的。由教师定期确定研究题目,划分研究小组,指定每组负责人。负责人必须组织小组成员查阅资料、完成各自的设计任务,在课堂上由负责人介绍研究成果。其他成员在听取介绍之后进行自由发言补充,而后由任课老师点评、给出每人成绩。
教师要以问题为中心设计教学模块,以解决问题和提高能力为出发点进行教学辅导,使教学过程成为学生亲身体验的过程,把学习变成学生的主体性、能动性、独立性不断生成、发展、提升的过程。
要高效地完成以上课堂教学,对教师的要求就不仅仅是读熟课本、准备好所有习题。教师的知识层面必须更高,具有更宽的科学视野,才能跟得上不断翻新的科技发展。这是一个跟学生同步前进的过程,师生将分享彼此的思考、经验,求得新发现,从而实现教学相长和协同发展。
此外,课堂上的举例应来源于生活。任课老师通过鼓励学生说出自己的想法,进一步从思想上引导学生,为塑造优秀人格而努力。同时也促进教师自身自省,为塑造德才兼备的良师而努力。
2.学生自主学习
学生自主学习这一教学模式的设计,是并行于“师生协同发展”的、同时也是“师生协同发展”的升华,主要目的是引导学生转变学习观念和学习方式,使教学课程变成学生“自己的课程”,要让学生以自己的方式对问题进行诠释、理解和领悟。教师可以提出思考问题,指定可利用的参考书和网络文献资源,学生通过自主控制学习,通过与教学内容的相互作用,建构他们的知识体系并实现他们自身认识结构的改变和完善,从而实现学习重心由“学会”向“会学”的转变。对设计性题目,教师可以仅给出大方向,比如:设计一个数字低通滤波器及相应的设计指标,具体函数和方法由学生自己选定,自找参考资料,提出自己的看法和解决问题的意见,最后以小论文的形式提交,为避免相互间抄袭,可以规定论文内容雷同部分不能超过30%。在自主学习过程中,学生不仅巩固了已有的知识,也从中获得了许多最新的信息,同时培养了学生查阅文献获取信息及筛选信息的能力,激发了学生的主动学习的积极性,还拓宽了知识面,培养了他们理论联系实际的精神,同时也能促使教师不断学习新知识,跟踪本学科领域的最新发展。
对学习效果突出的学生,要采取深入引导的方式比如指导其阅读外文文献、参与到科研项目中等手段促使其个性化发展。
在学生自学的基础上教师应该鼓励学生开展讨论、争论、甚至辩论,以此巩固所学的知识,弥补自主学习缺少人际交流、信息反馈不足的情况。利用网络功能,学生和教师之间、学生和学生之间可构成多边互动机制进行协作学习,组建协作学习小组可互相激励、交流信息、探讨问题、培养团队精神,从而实现自主学习无法达到的学习效率。[3]
3.分布式考核
传统的考核方式导致学生被动地学习,通常最后的考试成绩中,学生的平时成绩占30分,这些分数主要是由点名、平时的作业决定的,“抄袭”、“代答”等屡禁不止的现象将真正认真学习的同学和敷衍了事的同学混合在一起。分布式考核方式将评价学习的过程分散至学习过程,并且脱离形式化。采用的具体方式是在平时成绩考核模式上进行改革,广泛使用课堂作答、小论文等考核方式,将学生在平日中提交的小论文、课堂讨论及作业得分计入总分的分值适当提高,这样就能一定程度上保证成绩的真实性、公正性,以此来充分调动学生自主学习的热情。
在期末考核中,根据具体情况综合运用笔试、小课程答辩等多种考核方式。总体而言,考核应更注重对学生能力的评价。笔试以开卷考试为主,题目设计应灵活。出题原则遵循减少死题目,增加活操作;减少死记忆,增加活分析、活应用,促进学生的应试技巧由死记硬背转向融会贯通。期末成绩相比平时成绩分值比例相对降低,以重过程、重能力、轻分数,侧重学生分析能力的考评,通过对该考核方式的改革,从而正确引导学生将学习的重心转移到研究能力的培养上。[4]
三、结束语
未来的教学设计定会走向多元和复杂化,仅用一种理论很难完全解释其内涵,并且也没有什么教学模式是包治百病的灵丹妙药。[1]本文提出的“师生协同发展+学生自主学习+分布式考核”的立体递进式教学模式通过实际教学推广,事实证明教学效果较好。课程组在成功申报校级精品课程的基础上,目前正积极申报市级精品课程。随着科技和认识的发展,教学模式还要不断完善,高校教育工作者必须重视教学设计策略的更新,为深化教学改革,推动终身教育、素质教育、教育现代化、以及进一步提高教学质量作出应有的贡献。
参考文献:
[1]崔岐恩,钱海娟,陈小萍.建构主义:新课程改革的灵魂[J].河北师范大学学报(教育科学版),2009,(2):37-40.
[2]钟启泉,崔允漷,张华.为了中华民族的复兴 为了每位学生的发展(基础教育课程改革纲要(试行))解读[M].上海:华东师范大学出版社,2001.
[3]刘艳.基于“建构思想”的《电力电子技术》课程教学法研究[J].大连大学学报,2005,(6).
[4]王金发.探索一流本科教学新模式[J].高教探索,2004,(1):75-76,92.
(责任编辑:郝魁府)