基于支架式教學(xué)法的線性時(shí)不變系統(tǒng)課堂設(shè)計(jì)

高山 任宇環(huán) 何林遠(yuǎn) 王晨

摘要：隨機(jī)信號(hào)分析課程是我院雷達(dá)工程、電子對(duì)抗指揮與工程和導(dǎo)航工程專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)類必修課。課程內(nèi)容抽象，原理復(fù)雜，理論分析與實(shí)際操作并重。通過(guò)多種信息化手段搭建了不同的學(xué)習(xí)支架，創(chuàng)設(shè)了有利的學(xué)習(xí)情境，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的鞏固拓展，逐步實(shí)現(xiàn)由已有知識(shí)到目標(biāo)知識(shí)的主動(dòng)構(gòu)建。

關(guān)鍵詞：支架式教學(xué)法;隨機(jī)信號(hào)分析;線性時(shí)不變系統(tǒng);課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2020）15-0237-03

一、課程內(nèi)容介紹

本堂課主要學(xué)習(xí)內(nèi)容為線性時(shí)不變系統(tǒng)的時(shí)域分析方法。包括了時(shí)域性能的基本概念、時(shí)域性能的具體指標(biāo)及時(shí)域性能指標(biāo)的計(jì)算與分析。本次課屬于理論基礎(chǔ)課，更加需要學(xué)員扎根基本概念，深入分析理解基本理論，從而為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

二、授課對(duì)象分析

本學(xué)期本課程的教學(xué)對(duì)象為導(dǎo)航、雷達(dá)、電子對(duì)抗專業(yè)的本科生。此時(shí)，學(xué)員已經(jīng)掌握了《高等數(shù)學(xué)》《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)》《電路分析》《信號(hào)分析與線性系統(tǒng)》等課程知識(shí)，并具有一定的隨機(jī)變量分析能力，以及信號(hào)與線性系統(tǒng)的分析能力，為本課程的學(xué)習(xí)奠定了良好的基礎(chǔ)。

學(xué)員具有當(dāng)代青年接觸信息量大、接受新鮮事物快、強(qiáng)調(diào)個(gè)性等明顯特點(diǎn)，但也表現(xiàn)出一些典型的不足，動(dòng)手能力和對(duì)所學(xué)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力較弱，滿足于對(duì)知識(shí)的淺層理解;學(xué)員之間的學(xué)習(xí)交流與討論較少，缺乏團(tuán)隊(duì)合作精神和意識(shí)。鑒于以上情況，在教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)這些特點(diǎn)明確教學(xué)的著眼點(diǎn)，找到基本理論與實(shí)踐應(yīng)用的對(duì)接點(diǎn)，增強(qiáng)教學(xué)的針對(duì)性和有效性。在課堂組織實(shí)施上，我們采取了“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式[1]，將教學(xué)過(guò)程從課堂向課外前后延伸，整個(gè)過(guò)程分為課前、課上和課后三個(gè)階段。增加學(xué)員的參與感，突出以學(xué)員為中心，教員為主導(dǎo)的教學(xué)理念。

三、總體思路與方法

本次課采用基于“雙目標(biāo)調(diào)動(dòng)教學(xué)資源”教學(xué)設(shè)計(jì)方法。

緊緊瞄準(zhǔn)課堂教學(xué)期望達(dá)成的“知識(shí)傳授”與“能力素質(zhì)培養(yǎng)”兩類目標(biāo)，在建構(gòu)主義教學(xué)理論的指導(dǎo)下，選擇恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法和教學(xué)模式;并根據(jù)該選擇對(duì)已有的教學(xué)資源進(jìn)行合理的調(diào)度和編排，使之成為調(diào)動(dòng)學(xué)生獨(dú)立探索、主動(dòng)學(xué)習(xí)的有效手段。根據(jù)本次課的教學(xué)目標(biāo)、學(xué)生在前一階段掌握的知識(shí)和具備的能力，我們選擇支架式教學(xué)法和“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，并根據(jù)該教學(xué)法和教學(xué)模式的特點(diǎn)，對(duì)已有的信息化教學(xué)資源的使用時(shí)機(jī)、使用方法等進(jìn)行調(diào)度。從而完成了從“目標(biāo)”到“方法”再到“手段”這一完整的教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程。

四、課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

本次課采用支架式教學(xué)法以及“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式進(jìn)行課堂組織實(shí)施。

（一）支架式教學(xué)方法[2]

支架式教學(xué)法依據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論和鄰近發(fā)展區(qū)理論形成，指的是由教師和學(xué)生共同搭建多種學(xué)習(xí)支架，使學(xué)生知識(shí)水平從現(xiàn)有發(fā)展區(qū)到達(dá)潛在發(fā)展區(qū)的一類教學(xué)方法。

在本次課中，教師將和學(xué)生一起，通過(guò)多種信息化手段搭建了不同的學(xué)習(xí)支架，創(chuàng)設(shè)了有利的學(xué)習(xí)情境：以精品資源共享課程網(wǎng)站為預(yù)先學(xué)習(xí)平臺(tái)，利用視頻、動(dòng)畫(huà)使學(xué)生感性認(rèn)識(shí)所學(xué)內(nèi)容;利用課堂分組討論、教/學(xué)生協(xié)作交流等使學(xué)生掌握概念的精確定義;利用數(shù)值仿真軟件和虛擬實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)深刻理解，最后利用網(wǎng)站試題庫(kù)和論壇討論實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的鞏固拓展，逐步實(shí)現(xiàn)由已有知識(shí)到目標(biāo)知識(shí)的主動(dòng)構(gòu)建。

（二）“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式

根據(jù)本次課的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)和本門課程的信息化建設(shè)水平，在課堂組織實(shí)施上，我們采取了“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式[3]，將教學(xué)過(guò)程從課堂向課外前后延伸，整個(gè)過(guò)程分為課前、課上和課后三個(gè)階段。

1.課前，老師通過(guò)數(shù)字校園發(fā)布預(yù)習(xí)通知，學(xué)生接到通知后，登錄陜西省精品資源共享課程網(wǎng)站自學(xué)本次課教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)觀看網(wǎng)站上的微課程、教學(xué)視頻，對(duì)所學(xué)知識(shí)有一個(gè)初步的了解、掌握，然后登錄課程論壇就所提問(wèn)題進(jìn)行討論、交流，對(duì)新知識(shí)進(jìn)行獨(dú)立的探索。

2.課上，老師首先根據(jù)論壇討論過(guò)程中反映出的學(xué)生自學(xué)時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題，創(chuàng)設(shè)不同的教學(xué)情境，和學(xué)生一起共同搭建解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)支架，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)工程現(xiàn)象、討論分析、仿真實(shí)驗(yàn)完成從已有知識(shí)到目標(biāo)知識(shí)的建構(gòu)。具體組織方式包括：

（1）通過(guò)創(chuàng)設(shè)工程現(xiàn)象情境引發(fā)學(xué)生思考，討論性能指標(biāo)的基本概念。

（2）將學(xué)生異質(zhì)化分組，通過(guò)小組學(xué)習(xí)推導(dǎo)原理、討論結(jié)果，創(chuàng)設(shè)協(xié)作學(xué)習(xí)的情境。

（3）考慮學(xué)生分析問(wèn)題和科學(xué)研究的能力需求，結(jié)合美軍戰(zhàn)機(jī)航電系統(tǒng)實(shí)例，進(jìn)行Matlab/Simulink數(shù)值仿真，創(chuàng)設(shè)仿真情境。

（4）通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)創(chuàng)設(shè)實(shí)踐情境，使學(xué)生無(wú)須到實(shí)驗(yàn)室，而是在課堂上就能夠完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果具體計(jì)算系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，加深對(duì)難點(diǎn)內(nèi)容的理解和掌握。

3.課后，安排學(xué)生登陸精品資源共享課網(wǎng)站，完成網(wǎng)站上相應(yīng)章節(jié)的在線測(cè)試題，存在的疑問(wèn)與教員進(jìn)行在線交流和論壇討論，并通過(guò)數(shù)字校園發(fā)布下次課內(nèi)容的自主學(xué)習(xí)要求，達(dá)到鞏固拓展的目的。

在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師的主要作用在于及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，適時(shí)調(diào)整教學(xué)過(guò)程，輔助學(xué)生一起將學(xué)習(xí)內(nèi)容加以凝練總結(jié)，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，注重培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立探索和協(xié)作學(xué)習(xí)的能力[4]。

五、小結(jié)

本次課采用支架式教學(xué)方法，通過(guò)多種信息化手段搭建不同的學(xué)習(xí)支架，創(chuàng)設(shè)有利的學(xué)習(xí)情境。在課堂組織實(shí)施上，采取“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式，將教學(xué)過(guò)程從課堂向課外前后延伸。通過(guò)課前自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立完成作業(yè)、查閱資料、小組討論、課上精講等環(huán)節(jié)，筑牢學(xué)員的理論知識(shí)基礎(chǔ);通過(guò)課堂研討交流培養(yǎng)學(xué)員歸納總結(jié)、清晰表述、溝通交流的能力，培養(yǎng)學(xué)員勤于思考、善于思考、會(huì)思考的能力;通過(guò)課后資源推送，拓展學(xué)生知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新思維能力。通過(guò)利用已有知識(shí)分析解決問(wèn)題的過(guò)程，在培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新能力的同時(shí)，提升學(xué)員的參與感、自信心，激發(fā)學(xué)員對(duì)課程的濃厚興趣。

參考文獻(xiàn)：

[1]鮑晶晶，麥強(qiáng).“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代基于翻轉(zhuǎn)課堂的O2O教學(xué)模式的探索與實(shí)踐[J].教育教學(xué)論壇，2018，12（49）：149-150.

[2]李俊.提高翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)成效的策略研究[J].教育教學(xué)論壇，2017，6（23）：249-250.

[3]楊蕊，王龍，龍曉敏，田琳.支架式教學(xué)在噴灌質(zhì)量控制參數(shù)教學(xué)中的探索[J].教育教學(xué)論壇，2017，5（22）：190-191.

[4]劉巖.支架式教學(xué)模式培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力[J].教育教學(xué)論壇，2016，4（17）：118-119.