實驗教學體系論文范文

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第1篇

關鍵詞：信息論；實驗課；研究型教學

作者簡介：尚緒鳳（1981-），女，山東萊蕪人，中國計量學院理學院數學系，副教授。（浙江 杭州 310018）

基金項目：本文系中國計量學院“信息論基礎”校重點課程建設項目的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）05-0148-02

信息論、錯誤控制編碼和密碼學是現在數字通信系統中的三大支柱。信息論基礎是應用概率論、隨機過程和近世代數等方法研究信息的存儲、傳輸和處理中一般規律的學科，主要解決通信過程中信息傳輸的有效性、可靠性與安全性的問題，是信息科學和通信科學領域中的一門基礎理論。[1，2]自從“信息論”課程在信息及計算科學專業開設以來，筆者一直在研究和探索適合本專業學生學習的教學模式，經過多年的教學探索經驗，在該課程的教學中，筆者發現采用分組討論、學生組與組之間進行實驗報告互評、分組研究討論、通過圖書館及網絡資源查找并研讀相關論文以及學生做研讀論文的研討報告等新的教學方法和教學手段，在實際的教學過程中收到了比較滿意的效果，也得到了學生比較認可的評價。

研究型教學就是要鼓勵學生“在學習中研究，在研究中學習”。在教學中筆者鼓勵學生除了學習選用教材上的知識外，還要借閱本課程相關的參考書，作為輔助學習資料，并用一些前沿科學問題，引導學生去探究和研究書本上沒有的東西，并通過圖書館和網絡上的相關課程網站及文獻檢索平臺，增加獲取知識的渠道，鼓勵和引導學生學會用書本上的知識解決相關的科研問題。為此，筆者在“信息論”課程的教學過程中給學生提供基于課程教學內容而又略高于課程教學內容的科學研究問題以及相關文獻資料和獲取文獻資料的途徑，開拓學生的學習視野和途徑，滿足不同層次學生的需要，培養學生搜集科研論文資料以及閱讀文獻的能力，逐步使學生養成科學研究的素養。對于研究型教學的范疇，教育專家們 對其內涵和本質的看法基本上是一致的，大體可以歸納為：以課程內容和學生的知識經驗為基礎，在教學過程中選擇恰當的科學問題為載體，以學生為中心創設情境，引導學生充分參與，主動探究，使學生能夠自主地發現問題、研究問題和解決問題，并從中體驗“搜集資料方案設計方案研討實驗驗證撰寫論文”完整的科學研究過程，進而學習科學知識，掌握研究方法，并培養其創新能力和探究精神。因此，研究型教學是一種學習和研究融為一體的教學體系，就是通過教師充分備課，提供基于課程教學內容又略高于教學內容的科研問題，進行合理的設計與引導，使學生在學習中主動發現和探索知識，提供給學生參與研究工作和接觸科研問題的機會，從而在研究中學習，在學習中研究，逐步培養學生應用學科知識與研究方法，為進一步的研究生科研工作做準備。

課題組成員在多年的大學生數學建模競賽指導過程中，根據已有的指導經驗，發現精干的指導團隊、規范的組織體系、嚴謹的教學計劃、新穎的教學模式、先進的教學手段、靈活的教學方法、交叉的知識補充等使得數學建模活動在中國計量學院（以下簡稱“我校”）倍受學生青睞，每年有數以千計的學子從中受益。只要正確引導學生學習和探究問題，對于一些科學前沿科研問題，他們可以通過已有知識，并查閱相關參考文獻，對科研問題會有創新性的想法和思路。只要他們發揮團隊的合作精神，他們可以發揮學習的主動性和積極性，并會有突破性的成績。鑒于在數學建模競賽指導中的經驗，課題組成員把競賽指導中的部分經驗方法應用到信息論基礎課程的課堂教學中，在過去一年的實踐中，已經收到了不錯教學效果，并有應用信息論知識相關的科研論文公開發表在學術期刊上。

一、“信息論”課程新的教學模式

1.理論教學和實驗教學相結合，以最新科研成果做引導

堅持以“理論和實驗課相結合，最新科研成果作為教學過程中知識學習的主線”，引導學生探知探究問題，發揮學習的積極性和主動性，提高學生分析和解決問題的綜合能力。研究型教學需要給學生提供活躍的課堂學術氛圍，在教學過程中啟發、引導學生主動思考，為此，在教學中筆者采用互動式討論的教學方法，特別是以網絡的BB平臺作為創新實踐平臺，加強學生討論組之間的互動和問題討論。特別是要善于激發學生求知欲使他們在課堂上積極發言參與教學和討論，激發學生探究問題的興趣。

在教學過程中，優化拓展教學內容，保持教學內容先進性，開始每個章節的教學之前，課題組成員首先把與本章節相關的科研問題在BB平臺的網絡課程平臺教學中，讓學生先通過這些問題了解主要的知識重點，并通過圖書館和文獻查閱，了解相關知識，并且在課堂的教學過程中，在分組討論的時候，學生可以根據自己查閱的資料發表觀點，教師補充糾正部分問題，學生發言的情況將作為期考考核的一部分。授課過程中注重跟蹤信息處理技術最新前沿問題，通過引入信息論及編碼理論知識在文本識別、語音識別和圖像處理等方面的成功應用，強調理論與實際應用問題之間的關系，讓學生體會學有所用的過程。通過對實際應用問題的研究和探討加深他們對理論知識的理解，學以致用。

2.提高實踐教學的效果和效率，改革實驗課教學模式

由于受到教學計劃設置的影響，一般一次實驗課大約要2個自然班級一塊上課，由于學生人數比較多，教師在實驗課的教學過程中很難照顧到全部學生。針對現實的情況，目前大多數學生都擁有計算機，并且學校圖書館也有機房提供給學生使用，所以實驗課的教學過程中，筆者會在每次實驗課之前，先通過網絡課程網站實驗指導書，學生在實驗課開始前根據每次實驗的指導書完成實驗內容，要求每個學生撰寫實驗報告，對于在實驗過程中的問題通過網絡課程平臺發問，教師或者學有余力的學生都可以在平臺上對問題進行解答，供學生共享，并且簡單的實驗內容讓學生之間互評，這樣更能調動學生學習的積極性和參與性。實驗課時對于一些還沒有解答的問題，再在課堂上統一解答。并把每次做得較優的幾個同學的實驗報告上傳到網絡課程平臺供全體同學參考和學習，對于作為范本的學生在期末考核中實行額外加分。由于信息論的實驗內容大多都是關于編碼的實驗，需要學生掌握Matlab以及C語言的基本操作代碼，在實驗課堂中學生們可以進行討論和更進一步的學習，使得學生們的動手能力得到較大提高，對于學生學過的“數學軟件與數學實驗”以及“C語言”課程也是直接地應用，部分實驗課程的相關研究內容也可以作為下學期畢業論文設計的后續研究問題。實驗報告的撰寫過程，培養了學生的寫作能力和綜合應用能力。

二、優化教學內容，把科研問題引入到教學過程中，增加課堂的學術研究氛圍

自從2003年開設信息論這門課程以來，筆者先后采用過以下三本教材《信息論——基礎理論與應用》、[4]《信息論基礎與應用》[5]和《信息論、編碼與密碼學》，[6]由筆者所教授的學生為信息與計算科學專業的學生，所有最終筆者選擇采用《信息論、編碼與密碼學》這本教材。該教材更側重于實踐應用環節，更適合調動學生的實際動手能力以及編碼的編程能力，弱化編碼理論的繁瑣證明。

針對自信息、互信息、信息熵、平均互信息及信道容量等是“信息論”課程中較為重要的幾個關鍵概念和知識，為了加深學生對這些概念的理解和掌握，在教學過程中，筆者選擇了一些基于這些知識卻能被本科生所能理解的科研題目，提供相關文獻資料和獲取文獻資料的途徑等學術資料，給出“自信息量在文本處理中的應用”、“Shannon-Fano-Elias編碼理論的改進方法及應用”、“圖像處理中無損壓縮算法研究”、“基于預測編碼的圖像壓縮算法研究”等題目。按照數學建模比賽的模式，以三人作為一組，學生自由組隊，自選其中之一題目進行相關的討論和探究，學生通過查閱資料、定期匯報交流等環節完成任務，提交研讀報告或者學術論文。最終使基礎不同的學員都能夠提升學習能力，在學習的過程中享受學習和合作的樂趣，學有余力的同學可以把有創新性觀點的科研問題最后撰寫成科研在學術期刊上。一年的教學實踐之后，已經有兩篇論文公開發表在國內外期刊上，分別是《A NEAR-LOSSLESS PREDICTIVE COMPRESSION ENCODING BASED ON HEXAGONAL SAMPLING》發表在2013 International Conference on Machine Learning and Cybernetics 和《基于自信息的犯罪網絡情報分析與研究》發表在2013年的科技信息期刊上。

三、利用現代網絡技術，提高增加教師和學生的互動

課堂教學上，采用板書與多媒體課件并重的形式，利用網絡資源，比如：網絡課程平臺，提供學生訪問國內外著名大學的相關課程的網站，通過不同的途徑對本課程進行學習，拓展學生的學習視野和途徑，鼓勵同學了解信息論知識發展的最新成果。

實驗課程教學中，網絡課程平臺上設置主題討論區，設置相關問題，例如：日常生活中哪些問題可以用信息量來刻畫；什么是信息，能否舉例說明；信息能否度量，如何度量等，通過這些問題的解答可以是學生更加深刻的理解信息的概念，以便于后續章節的學習，讓學生把相關的概念與現實生活中的生活知識聯系在一起，便于把抽象的問題具體話，學生掌握這些概念也不會太過于枯燥。同時設置答疑區，可以方便學生有問題可以及時提問，另外其他學生也可以看到相應的問題，教師統一做回復，這樣可以更加有效地增加教師和學生的互動，及時地解答學生的疑問。

四、提升教學理念，優化考核評價機制

由于新的教學模式，理論與實驗并重，所以筆者采用新的考核方式，期末閉卷考試（60%）+課堂討論表現（10%）+實驗報告（15%）+專題研討（15%）+額外加分（10%）。對于有創新觀點的學生可以額外加分，可以很好地調動學習過程中學生的積極性。通過期末閉卷考試的卷面成績可以考核學生對于課本知識的掌握情況，實驗報告的成績體現了學生的實際動手能力及知識的應用能力，并且也很好地反映學生熟練應用軟件的程度。

五、總結

在研究型教育理念的指導下對“信息論”課程重新進行整體設計，優化教學內容，采用有效的教學方法，使學生的積極性和主動性得到全面發展。在過去一年的教學實踐中，筆者發現不同層次的學生對研究型教學模式的接受能力存在差異，因此如何針對不同層次學生開展研究性教學將是下一教學周期課題組成員的研究重點。總之，在教學過程中，只有不斷探索和突破常規教學方法，積累有用的教學經驗，才能培養出具備實踐能力和創新思想的專業技術人才。今后筆者將在教學過程中，不斷的發現問題，總結經驗，不斷創新，力爭把信息論課程的教學和改革做得更有成效。

參考文獻：

[1]陳運.信息論與編碼[M].北京：電子工業出版社，2007.

[2]D CMacKay.Information Theory，Inference，and Learning Algorithms[M]. Cambridge ：Cambridge University Press，2000.

[3]李春，鄒逢興，周宗潭，等.《計算機硬件技術基礎》精品課程研究型教學探索與實踐[J].高等教育研究學報，2013，（1）：26-29.

[4]傅祖蕓.信息論——基礎理論與應用[M].北京：電子工業出版社，

2001.

第2篇

體驗式學習要應用到高校籃球教學中來，對教師的協調和監管能力有較高的要求，因此教師要加強自己的組織協調能力鍛煉，要掌握學生的心理，在適當的時候給予適當的指引。體驗式學習教學模式應堅持的原則有：（1）以學生為中心；（2）激發學生的主動性；（3）監督學生回顧和反思；（4）要求學生學以致用。教師應從學生的角度出發，讓學生親身去體驗、分享、總結，使學生在自主學習中獲取經驗知識。

二、體驗式學習應用在高校籃球教學中

1．改進教學手段，創造適宜的教學環境

由于籃球教學是一項室外實踐教學活動，教學場地更為寬廣，部分學生會對這種開放的環境產生一種緊張和膽怯的心理，而且教師與學生的接觸面更廣、互動更頻繁，這就更需要建立一種民主、平等、友善的師生關系，使籃球教學能在一個和平、輕松的環境中開展。因此教師應先布置好教學場地，擺放好教學儀器，營造一種賞心悅目的感覺，消除學生的緊張狀態，提高他們參加體育活動的興趣。同時為了更好地與學生溝通，掌握他們的心理特點，教師應該把學生看做朋友，并做到尊重、理解、支持學生，讓學生也把教師當成朋友。如籃球課程教學一般都是在籃球場上或者場邊進行集合，教師可以將視頻播放機等擺放在場邊的安全位置，教學過程中有需要觀看欣賞優秀籃球運動員的示范動作時，教師可以帶領學生席地而坐，拉近師生之間的距離，在觀看過程中與學生以平等的方式進行討論，提出建議，活躍課堂氣氛。在教學比賽中，教師可以加入學生，與學生一起進行比賽。

2．轉換師生角色，創設教學情境

要想進行體驗式學習教學，必須讓學生積極主動地參與教學，為此，教師可以增加學生的主體意識，比如暫時互換師生角色，可以請課前做過準備的學生來組織和領導學生進行熱身練習，可以請學生設計一些籃球相關的小游戲，也可以讓籃球基礎較好的學生來教學生基本動作，教師再做適當點評，這種形式的活動可以實行輪換制，力求讓每一個學生都有當“老師”的機會，并要求學生盡量有自己的創新，構思出與別人不一樣的教學方法。這樣的方式既能充分調動學生參與籃球教學的積極性，還可以培養學生的組織能力和創新能力。此外，教師還可以創設問題情境，比如說三步上籃練習課，教師可以先提出問題：大家都知道最基本的三步上籃，那么有誰知道這個動作形成的來歷與原因呢？然后讓學生進行練習，并請他們在練習過程中注意觀察與思考，鼓勵學生提出自己的看法和觀點，并給予肯定和鼓勵，讓學生從體驗式學習籃球中獲得成就感。

3．注重學生感官體驗，加深情感體驗

籃球教學環境下的體驗式學習，不僅是學生通過身體活動獲得的體驗，還包括學生在智力、思考、情感、情緒方面的體驗。要想讓學生建立身體感官的體驗，就應該讓學生體驗到打籃球是有趣的、讓人興奮的運動，例如傳統籃球的教學都是從練習拍球，到學習傳接球、再到運球，然后學習投籃，最后進行比賽，這樣的程序很容易讓學生失去興趣。如果先進行投籃的活動，比如說組織一些投籃比賽，要求學生接住從球場一端的同學傳來的球，并把球運到另一端的球架下去投籃，學生不僅在比賽過程中獲得了快樂，也能發現自己的不足，從而激發學習傳球與運球的積極性。情感體驗是體驗式學習的一個重要組成部分，在籃球教學中讓學生以自己的價值取向、情感結構等去感受籃球運動給自己帶來的情感感受，籃球教學以一種快樂的情緒為出發點，讓學生在學習過程中既體驗到學會了動作、提高了命中率等勝利帶來的喜悅，也體驗到運球不穩，投籃被蓋等失敗的沮喪。同時教師可以根據學生的不同水平調整教學內容，讓學生以積極的心態去感受籃球運動帶來的情感體驗。

4．培養學生在體驗中反思與總結的能力

學生經過親身體驗，對籃球知識和技能有了較為深刻的理解后，教師應該引導學生進行反思和總結，根據自己的認知經驗，總結出適合自己的籃球技巧。比如，通過投籃比賽中自己的感悟和觀察別人的動作，總結出怎樣改進投籃動作可以提高命中率，還有通過多次上場比賽與觀賽找出進攻時要怎樣動作才能突破防守等等。學生通過自己逐步地探索和實踐，加以思考和討論，能更快更好地掌握籃球技巧。在這一過程中，教師應做好引導工作，對學生的初步結論予以點評，組織開展討論和進行補充完善，從而得出正確可行的結論。由于籃球運動中的規則很多，所以教師應該提醒學生注意在不觸犯規則的前提下進行籃球技能的提升，籃球是一項團體運動，離不開團隊的配合與合作，教師應注意讓學生自己在進行籃球體驗學習中感受團隊合作意識和協作精神。比如說，籃球的一項基本戰術，掩護和防掩護的配合，因為有時一個人很難擺脫防守，自然需要一個隊友來進行掩護，兩個人之間要怎么配合怎么動作，都需要學生自己在實戰中摸索總結，而在教學比賽中，教師可以讓學生自己來討論分析賽況和安排戰術，這樣不僅可以增進同學之間的了解，也能讓學生體驗團隊合作的意義。

三、結束語

第3篇

在我們的日常生活中，眼睛可以捕捉到的信息，我們只能記住其中的10%；聽到的信息，我們只能記住20%；但如果綜合所有的感官經歷過的事情，我們一般都可以回想起其中80%的內容。在美國，有一家“雨林咖啡廳”，當消費者走進餐廳的時候就會聽到潺潺的流水聲，還會看到巖石中升起迷霧，皮膚會有酥麻的感覺，最終消費者還會聞到熱帶的氣息，口感清新、心中感動。“雨林咖啡廳”是用五種感官綜合刺激成功的案例。也就是說，越多感官參與的體驗，越是難忘。因此，體驗式學習就是讓學生改變以往僅僅使用手和耳的學習方式，改成用親身體驗的學習，這樣對所學的內容就難以忘記。

二、體驗式學習的特點

1.主動學習

傳統的教學方式是：教師是中心，學生只是在聽講、記筆記。但是，體驗式學習就要求學習者發揮主動性，讓他們對自己的學習負責，變成學習的主體。體驗式學習追求的是學習者的積極參與。如果沒有這種主動參與的精神，不能稱為一個完整的學習過程。

2.寓教于樂

寓教于樂是教育界孜孜追求的，它能夠最大程度的對學生學習興趣進行激發。寓教于樂的樂應有兩方面的意思，其一是指教師傳授知識的時候用一個載體，而這個載體是可以激發學生的興趣，也就意味著，在教學的過程中，盡可能用快樂的方式調動學生主動學習的積極性。其二是老師使用娛樂的教育方式，使被動學習轉化為主動學習。而“體驗式學習”的提出，為寓教于樂提供了可能。寓教于樂，“樂”不僅是教師提出的樂趣更是學生主動體驗到的樂趣。學生學得快樂，才是這種教育方式所追求的效果。

3.學以致用

傳統教育的最大難題是怎么樣學以致用，其中一個原因是，很少有學生對所學的知識進行實際問題的解決，同時也沒有給學生提供一個解決實際問題的平臺。所以，學習是一種實踐，這種思想是學習者需要逐漸認識到的。知識沒有應用的地方，也就變成了一個個僵硬的文字，并隨著時間的推移從腦海中慢慢的流失。體驗式學習的主要優勢是，一個運用知識的平臺被提供給學生，使學生順利進入真實的環境中進行知識的交流和使用。

4.虛實結合

體驗式學習的方式需要一個情境，是把學習的過程移植于一個虛擬的或真實的情形之中。最關鍵的是，一種發展的眼光和態度是教師在進行情景化教學中應該具有的，認識到情境學習不只是讓學生做一些死記硬背的表演。事實上，在學習的道路上模仿是非常重要的，但更重要的是，我們不能一味的模仿而忽略了創造。如果只是進行不斷地模仿，一旦學生遇到實際情況，就會不知道怎么樣去處理，這是因為他們在模仿的過程中對真正應該掌握的東西沒有掌握。

三、體驗式教學在市場營銷教學中的應用途徑

1.案例教學

案例教學是一種在體驗式教學的基礎上整合理論與實踐得出的，通過學生分析案例，來學習如何把營銷的理論應用到實際情況之中。在進行案例教學的時候，最重要的是要注意收集案例；其次，要對學生進行合理的引導；最后，要對案例學習的效果進行總結，以便發現其中的不足，在下一次教學中進行改正。

2.任務教學

所謂的任務教學，就是老師把所要掌握的知識點隱含在舊的知識點當中，學生在和老師進行積極交流的基礎上，對任務深入的分析，并在輕松的氛圍中完成任務。在市場營銷課程教學中，這種教學方法是一種比較好的選擇。

3.模擬教學

所謂的模擬教學就是在教學中設置一種情景，結合實際的角色扮演，進行一系列的營銷活動。體驗式教學所用的方法之一就是沙盤模擬教學，它具有很高的“模擬”性，讓學生進入一個營銷行業中，深入的進行市場研究、組織企業生產、進行企業管理，這樣能有效地激發學生學習的積極性，在這種模式中可以讓學生對所學的知識進行更深層次的領悟。

4.實踐教學

走出課堂是體驗式教學的主要特點，離開學校，走向社會，積極的進行企業實踐。在對市場營銷進行教授的時候，學生要到企業中進行實地的考察和進行實踐操作，通過現場觀察和對企業的市場營銷活動進行分析，讓學生更感性的認識市場營銷，這是結合理論和實踐的一種較好的教學模式。

四、結語