论析学科教学知识视角下的《通信原理》课程教学

论析学科教学知识视角下的通信原理课程教学 论文关键词：老师教学；学科教学知识；通信原理论文摘要：舒尔曼提出的“学科教学知识”推进了教育研究和实践的向前发展。高校通信原理课程学科教学的知识结构和内容框架关键包含通信原理课程教学模式等七个方面，对通信原理课程教学策略的知识应用进行叙述，含有较强的理论和现实意义。一、老师的学科教学知识在20世纪80年代的西方老师专业化运动中，美国斯坦福大学的Shulman教授，针对当初在对老师的资格认证中，将老师的教学能力简单了解为老师具有的学科知识和教学知识的问题，指出对老师知识的分析是推进我们对老师行为分析的最关键的原因，提出了“学科教学知识”(pedagogicalcontentknowledge/PCK，也有些人译为教育学内容知识、教学学科知识、教学专业知能、学科内容教学知识等)这一主要概念。舒尔曼认为，学科教学知识是学科知识和教育学知识的特殊混合体，是老师对学科知识独特的专业了解，为老师所特有，是“老师对怎样帮助学生了解详细学科内容而做出的了解”。学科教学知识使老师学会怎样组织和展现详细学科的专题、问题、结果，使之和学习者多样的爱好和能力相适应，从而组织教学。学科教学知识的提出，为老师的专业化发展提供了理论基础。学科教学知识是老师在教学中将特定的学科教学内容加工转化而形成的能为学生接收的知识。学科教学知识的形成需要老师对学科知识、教学知识、学生知识、情景知识等进行整合，并对教学经验不停归纳、总结和调整。所以，学科教学知识含有实践性、情景性和个体性。学科教学知识的形成揭示了老师教学能力发展的复杂过程，使对老师教学能力的研究更为深人和科学。舒尔曼提出的“学科教学知识”概念引发了学者们对和老师教学实践相关知识的重视，学者们进行了大量的叙述和研究，“学科教学知识”理论成为老师教育、课堂教学行为分析、科学教育等学科教育研究的主要内容和基础框架。后经过修改和补充，舒尔曼又深入阐释了学科教学知识的框架。以此为基础，学者依据自己的了解，提出了学科教学知识的内涵;尽管不一样的学者有不一样的看法，但大同小异，基础上全部认为学科教学知识包含:老师教育信念、学科知识、教育学知识、有关学生的知识、教学情境知识等多个方面。二、通信原理课程老师的学科教学知识当代社会是信息社会，电子和通信类专业从而也成为极为热门的专业。在电子和通信类专业的课程结构中，通信原理是极为主要的专业基础课程。此课程的关键任务在于研究通信系统中的基础概念和基础原理，让学生掌握通信系统的基础组成、理论原理、实现方法和系统性能，能够在后续课程的学习和工作中灵活应用，并激发她们对通信学科方面的学习爱好和热情，使她们有足够的自信和能力来适应这一日新月异的领域。该课程内容包括随机过程、复变函数和积分变换、信息论、信号和系统、数字信号处理等多方面的知识。高等教育是人才培养的主渠道，而老师则是决定学校教育质量的关键。在创新人才教育的大背景下，有必须对通信原理课程老师的知识结构框架进行分析、研究。对于老师学科教学知识框架，除理论研究之外，也要进行实证研究，如调查分析、测量、比较等;而老师知识结构必定会包括学科和专业。以往的研究多包括基础教育领域的老师;多年来，高等教育专业的老师学科教学知识也开始受到重视。笔者在理论分析、听课、亲历教学的基础上，提出了高校通信原理课程老师的学科教学知识框架。高校通信原理课程老师的学科教学知识应该包含以下关键内容:(一)通信原理课程教学模式知识通信原理课程教学方法因课程中详细内容的性质而有所不一样，常见的教学模式有:仿教授思索模式，是要求学生像通信教授一样思索，强调学术严谨，以传授专业知识为主的教学模式。概念转换模式，是经过使学生产生情景上的冲突，改变学生原有的概念，帮助她们建立通信科学概念的模式。探究模式，包含通常意义上的探究和以学习共同体为中心、分工负责、利用试验室条件进行研究的“小组合作学习”或“合作探究”模式。基于项目或课题的教学模式，即以“导向”性的问题为中心，围绕一个专题组织概念、原理，指导学生经过试验和调查得出处理方案等。在熟悉通信原理课程教学模式的基础上，应依据本科和高职专科的通信原理课程教学目标的不一样和学生基础的不一样，采取不一样的课程教学模式。依据作者的经验，本科教学中适合采取仿教授思索模式、概念转换模式、探究模式;高职专科教学中，则宜利用基于项目或课题的教学模式和探究模式。这些模式在教学中还需要灵活交替使用。不管采取何种教学模式，通信原理课程的老师全部应该具有表现通信原理课程特点的教学策略。笔者在教学中大量使用了理论教学和试验、实习相结合，和案例教学的策略。(二)通信专业课程专业培养目标和教学目标知识通信专业的培养目标是:培养一批含有坚实的理论基础、很强的创新意识和动手能力的人才，关键培养德智体全方面发展、基础扎实、知识面宽、素质高、富有创新意识、在通信领域内取得专业训练的高级技术人才，以适应国家加速信息化发展对人才的需要。专业是以通信技术为主，结累计算机应用的宽口径专业。依据教学目标，我们应该关键围绕通信系统设计、智能信息处理、无线通信及测控、当代交换技术、光通信技术、计算机视觉和图像处理等展开教学应用型人才的培养。只有从总体上了解了通信专业课程专业培养目标和教学目标，才能在课程教学中处理好通信原理和其它课程的关系，达成预期的专业培养目标。为此，我们需要依据创新人才教育的大思绪，从高等教育特点和各学校详细条件出发，结合各个专业的特点，加强专业理论教学、试验教学、实践教学活动。(三)通信原理课程目标和内容知识为了适应新世纪的需要，通信原理课程的培养目标是:培养含有厚基础、宽口径、高素质、强能力，尤其是含有工程实践能力和创新能力的科技人才。经过本课程的学习，使学生取得必须的信息通信和传输方面的基础理论知识和基础技能，为后续专业课程的学习打下扎实的理论基础和动手能力;使学生在模拟和数字通信方面建立清楚的系统概念，掌握通信系统的通常分析方法，并具有一定的通信系统设计能力;使学生了解通信技术的最新发展方向，从而把握通信学科发展脉络，激发学生的主动性和创新性，提升学生的综合素质和创新能力，为培养能够处理挑战性问题的新一代工程师打下坚实的基础。通信原理课程内容详细包含:通信的概念、通信系统基础组成、数字通信系统、信道介绍;信息嫡的基础概念;AWGN信道下香农信道容量理论;信号的频域分析方法，自相关函数和功率谱密度，相互关函数和互谱密度;Hillbert变换，解析信号，等效基带分析;随机信号和平稳随机信号，窄带平稳随机信号，高斯白噪声过程;模拟调制;模拟信号的数字化;高斯白噪声信道中的数字传输;带限AWGN信道下的数字传输等。对这些内容的深入了解和精深掌握是做好通信原理课程教学的前提条件。除了对这些基础知识的牢靠掌握以外，老师还应该对通信的研究史和发觉史、学科研究和开发最新进展，尤其是光电子通信有较多的了解，并在教学中合适进行最新研究和开发结果介绍。(四)学生对本专业知识的了解能力知识通信专业老师应该了解学生对详细专业知识的了解能力，包含学生学习需要和学习困难的知识。所谓学生学习需要的知识指的是学生在学习某个通信原理课程内容之前必备的专业知识和技能。学生的学科了解能力是影响教学效果的主要原因。只有深人了解学生学习通信原理课程需要哪些预备知识、难点是哪些等，才能有的放矢，提升学生学习的主动性，提升教学效果。学生学习通信原理课程时，较难了解和接收的知识包含通信的抽象概念、随机过程概念、信息熵、Hillbert变换，老师教学中应该努力让学生掌握这些方面的内容。 (五)通信安全意识通信安全包括国家、单位，和个人的通信秘密保障，关乎国家、社会征集、经济、军事等各方面的安全。现有的通信原理课程教材全部不包括通信安全教育，这是一个很大的缺点。通信原理课程老师不但自己应该含有一定的通信安全知识和相关思索，更应该将其渗透于通信原理课程的教学之中。三、通信原理课程学科教学知识的利用通信原理课程老师应该具有上述学科教学知识，并能熟练地利用于教学实践活动中。作者在自己的教学实践中对通信原理课程学科教学知识进行了灵活利用。下面对其中的教学策略知识的利用举例说明以下:(一)学科知识传授方面，教学关键放在数字通信系统部分通信原理内容包含通信的基础理论、模拟调制、数字传输、编码技术多个大部分。因为当代通信的发展方向是数字通信，所以，教学关键在数字通信系统部分。在课程的开始阶段，让学生正确把握数字通信系统的组成、各模块的功效，使得学生能够把本课程的内容有机地组合起来，在学习详细知识点时能明确它们在通信系统中所起的作用，收到“既见树木，又见森林”的效果。通信原理是一门理论和实践并重的课程，在理论教学方面，要让学生掌握通信系统的基础组成、理论原理、分析方法。为了提升教学效果，在课堂上采取设问思索和逆向思索提问等教学方法，启发学生思索、诱发学生的思维、激起学生的求知欲望。在教学过程中重视考虑学生的学习方法和接收能力，在备课时，采取换位思索方法，感受学生的迷惑，考虑讲解的技巧，以在最短的时间内收到最好的教学效果。同时依据不一样的教学内容和教学对象，注意将学生自学和精讲关键、难点结合起来。在每章及每小节结束时，注意进行课程总结，让学生立即巩固所学内容，便于继续学习新的内容。(二)经过介绍新技术进展，提升学生学习的爱好通信原理是通信专业的基础课程，包括的最新技术不多，而本院电子信息和科学技术专业通信方面的后续课程也不多。而且，在的高等教育中，工科教育的一个较显著的缺点是最新科研和开发结果极难立即在教材中表现，用什么教材讲什么内容的传统也使得最新科研和开发结果极难在老师的讲课过程中被包含进来。通信的发展日新月异，新技术层出不穷，怎样在有限的课时里让学生掌握通信基础理论的同时，尽可能了解更多有关通信方面的新理论和新技术是教学中需要处理的问题之一。作者在教学中采取课内附带介绍最新进展的形式来实现。比如，在讲解基础内容的同时，附带介绍了移动通信的发展情况、移动通信中常见多址方法、3G技术及其现实状况等内容，既能提升学生的学习爱好，开拓其视野，也能为她们未来从事这方面的研究和开发指明方向。(三)经过CAI和仿真辅助教学，加深对理论的了解大量使用多媒体进行教学，并在课件设计上注意突破简单的演示型模式，表现知识的建构过程，重视知识关键点的剖析，提升学生主体的参加程度;在课堂讲解上，注意将关键内容在黑板上列出，避免让学生有看电影的感觉，同时便于学生了解掌握原理，从而填补了传统教学和多媒体教学各自的不足;同时，利用仿真软件对通信系统进行仿真观察，提升了学生对理论的了解能力，培养了学生的系统观念。(四)加强教学实践，巩固所学内容通信原理是一门试验性很强的课程，为了帮助学生巩固所学的内容，加深了解，笔者在教学中采取两种方法来进行教学实践。其一，精心设计试验，利用本系现有的试验设备，设计试验内容;其二，利用MATLAB仿真软件，编写仿真程序，采取课堂演示的方法。比如，经过仿真实现多个解调方法的误码率曲线，能够让学生们直观地了解它们的性能差异，体会“面对面”交流的乐趣。而编程基础比很好的同学能够开发一个简单的数字通信系统，关键让学生练习使用信源编码信道及接收机的仿真实现等。这么，既提升了学生的编程能力，也加深了其对整个通信系统的了解。四、结语近几年来，对于学科教学知识的研究已经转向指导老师教育、进行老师能力评价等可操作层面，使学科教学知识含有了现实的意义。y信科学的飞速发展为专业老师的发展提供了契机，同时也提出了挑战。本文在理论分析和老师教学行为分析的基础上，提出了通信原理课程老师学科教学知识的框架，期望能为通信原理课程老师培养和发展提供部分借鉴。