基于PBL 模式的“信息理論與編碼”實踐教學設計

劉亞榮，謝曉蘭，李新，張奕

（桂林理工大學信息科學與工程學院，廣西桂林 541004）

我國高等教育自從1999年擴招以來，不僅實現了“精英化教育”向“大眾化教育”的轉變，在校學生規模急劇增加，師資力量逐漸增強、教學環境也日益自由開放，這對改善我國人口素質及促進我國經濟的發展起到了非常重要的作用。然而，隨之而來的教育質量下降及供需失衡引起的大學生就業難的問題也隨之出現，對教學模式、教學方法、教學手段的改革逐漸成為教育界研究的熱點問題。

1 “信息理論與編碼”課程簡介

“信息理論與編碼”課程是通信工程專業的專業基礎課，同時在信息類碩士研究生的課程中也有開設。該課程用于培養學生適應數字通信、信息處理、信息安全、計算機管理等編碼工作的能力。但課程內容大多數枯燥、抽象難懂且公式較多，很多學生對此提不起興趣，存在上課玩手機、跟不上上課進度及對老師的課堂提問保持緘默等現象，極大地影響了教學質量，最后直接影響后續課程的學習。

2 PBL 教學模式

PBL（Problem-Based Learning）是一種以問題為基礎，以項目為導向的教學模式，在實際教學過程中，教師首先提出問題作為啟發學習的源頭，然后將學生分成若干小組，學生以小組為單位完成項目的策劃及管理，并最終解決所提出的問題。其中，問題的提出、項目的計劃、項目的開展和小組合作是PBL 教育模式的基本要素，此模式不僅是一種教學方法，更重要的是一種組織學生學習的方式[1]。

PBL 教學模式自20世紀50年代在美國西余大學醫學院初見雛形并逐步發展，80年代后,在北美獲得了較快的發展;90年代后, 歐洲部分醫學院也開始進行PBL 教學的試驗；1994年, 英國曼徹斯特醫學院在14年級的教學中全面采用PBL 模式[2]；在中國, 香港大學醫學院于1997年開始實行此教學法[3]，近年來,亦有多個其他院校的醫學教育工作者在某些醫學課程的教學中應用或借鑒PBL 教學模式,進行有益的嘗試和探索,取得了一定的經驗[4]。

基于PBL 教學模式的多種優點，PBL 教學模式不僅僅局限于醫學領域，而是擴展到各個學科。但由于不同教育和文化背景下的人群對PBL 的理解差異極大，不同國家、不同地區、不同機構之間的做法也大相徑庭。

丹麥奧爾堡大學是目前國際上PBL 教學模式實施應用效果較好的幾所學校之一，奧爾堡大學自1974年建校之日起, 就開始在全校范圍內推行PBL 教學模式[5]，經過多年的摸索，形成了具有自身特色的教學模式，其主要特點為：以問題為導向、由項目來組織、以學生為中心及重在過程的考核[6]。

3 基于PBL 模式的實踐教學設計

3.1 制定合理的教學方案

在進行教學設計時，以不改變培養方案為原則，將原來48 學時的純理論課時分為理論與實踐兩個部分，其中理論課時38 學時，實踐課時10 學時。

理論部分以信息在通信系統中的傳輸及轉換為主線，分模塊介紹相關原理及背景知識，并且明確每個模塊的重點、難點及教學目標。

實踐部分采用基于PBL 模式的教學，近幾年，我校通信工程專業均為2 個班，共約70 人，每7 人一組，因此共分為10 組。

3.2 項目的組織實施

“信息理論與編碼”實踐部分的教學借鑒奧爾堡大學PBL 教學模式。其過程包括組建學習小組、設計題目、明確項目目標、項目組織管理及具體實施、提交報告和答辯幾個環節。

首先，為了培養學生的團隊合作意識、組織協調能力及溝通表達能力，學習小組以個人意向為原則自行組建。

其次，項目的目標及設計的題目首先由教師劃定范圍，然后由學生及教師共同討論協商制定，在此過程中，每組制定的項目題目及目標要符合社會現實需求，要注重理論與實踐的結合，以此來達到理論聯系實際的效果，從而培養學生的實踐應用能力，為今后就業奠定基礎。

各學習小組確定項目題目后，必須在教師指導下制定項目的時間計劃安排和活動計劃安排、項目預期結果及作品形式等問題。

由于該課程實踐課時及教學資源有限，項目的組織管理及具體實施由學習小組自行課后完成。

此外，在項目結束時，需要每個小組共同完成項目報告的撰寫，并進行項目作品展示及答辯。

3.3 項目答辯安排

項目結束時需要進行作品展示及答辯。

鑒于學生人數較多，教學資源和實踐學時有限，特設計兩個學習小組同時參加項目答辯，共同占用2 個課時。首先兩個小組分別展示自己的項目內容，時間分別為15min，然后兩個小組作為答辯方及相互的對立方，對另一方的項目提出問題，并要求回答。教師作為主持人，對時間進行掌控，并指導辯論后的討論。具體分配如表1所示。

答辯時間 學習小組2 學時 1 和6 2 學時 2 和7 2 學時 3 和8 2 學時 4 和9 2 學時 5 和10

4 實踐環節的評估

在教學過程中，評估是一個重要的環節，可以讓教師了解學生對知識點的掌握情況，并及時調整自己的教學計劃及方法，從而形成一個反饋環節。在該課程實踐教學環節，主要采用以下幾種方式對學生進行多方面的評估。

4.1 定期與學生見面

為了保證項目的順利開展，需要教師每周與學生會面，以便了解每個學生對項目的理解程度及項目的進展情況，同時可以幫助學生解決目前遇到的問題。

4.2 在線反饋

采用桂林理工大學教務處提供的網絡教學平臺及“優慕課”移動終端，對學生開展在線測試、形成性測驗及問卷式調查等教學活動，同時對學生提出的問題進行在線解答，從而形成一個反饋式教學，讓教師可以隨時查看學生的學習情況，并根據反饋結果及時調整教學策略。

4.3 概念圖

在實踐教學過程中，讓學生根據項目內容畫出概念圖等。不僅可以讓學生清楚地了解到自己對知識點的掌握情況，同時又可以讓教師了解學生對課程內容的清晰程度及需要解決的問題[7-8]。

4.4 項目作品展示

各學習小組根據自己所學理論知識及實踐經驗自行完成項目作品的制作過程，并撰寫相關報告。項目結束時需要各小組對項目作品進行展示匯報，教師根據學生對項目作品的展示情況及陳述情況同時兼顧學生的報告水平對學生進行評估。

5 結語

在中國，PBL 教學模式的應用還處于初級階段，尚未出現像奧爾堡大學等知名院校所實施的完整的PBL課程體系。究其原因，招生規模是非常重要的一個制約因素，相對不足的師資力量和教學資源難以支撐課程體系的顛覆性改變。所以，PBL 教學模式在高等教育教學中的進一步推廣還需有更深入的理論指導和更具體的實踐經驗。