实验教学体系论文范文

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第1篇

关键词：信息论；实验课；研究型教学

作者简介：尚绪凤（1981-），女，山东莱芜人，中国计量学院理学院数学系，副教授。（浙江 杭州 310018）

基金项目：本文系中国计量学院“信息论基础”校重点课程建设项目的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）05-0148-02

信息论、错误控制编码和密码学是现在数字通信系统中的三大支柱。信息论基础是应用概率论、随机过程和近世代数等方法研究信息的存储、传输和处理中一般规律的学科，主要解决通信过程中信息传输的有效性、可靠性与安全性的问题，是信息科学和通信科学领域中的一门基础理论。[1，2]自从“信息论”课程在信息及计算科学专业开设以来，笔者一直在研究和探索适合本专业学生学习的教学模式，经过多年的教学探索经验，在该课程的教学中，笔者发现采用分组讨论、学生组与组之间进行实验报告互评、分组研究讨论、通过图书馆及网络资源查找并研读相关论文以及学生做研读论文的研讨报告等新的教学方法和教学手段，在实际的教学过程中收到了比较满意的效果，也得到了学生比较认可的评价。

研究型教学就是要鼓励学生“在学习中研究，在研究中学习”。在教学中笔者鼓励学生除了学习选用教材上的知识外，还要借阅本课程相关的参考书，作为辅助学习资料，并用一些前沿科学问题，引导学生去探究和研究书本上没有的东西，并通过图书馆和网络上的相关课程网站及文献检索平台，增加获取知识的渠道，鼓励和引导学生学会用书本上的知识解决相关的科研问题。为此，笔者在“信息论”课程的教学过程中给学生提供基于课程教学内容而又略高于课程教学内容的科学研究问题以及相关文献资料和获取文献资料的途径，开拓学生的学习视野和途径，满足不同层次学生的需要，培养学生搜集科研论文资料以及阅读文献的能力，逐步使学生养成科学研究的素养。对于研究型教学的范畴，教育专家们 对其内涵和本质的看法基本上是一致的，大体可以归纳为：以课程内容和学生的知识经验为基础，在教学过程中选择恰当的科学问题为载体，以学生为中心创设情境，引导学生充分参与，主动探究，使学生能够自主地发现问题、研究问题和解决问题，并从中体验“搜集资料方案设计方案研讨实验验证撰写论文”完整的科学研究过程，进而学习科学知识，掌握研究方法，并培养其创新能力和探究精神。因此，研究型教学是一种学习和研究融为一体的教学体系，就是通过教师充分备课，提供基于课程教学内容又略高于教学内容的科研问题，进行合理的设计与引导，使学生在学习中主动发现和探索知识，提供给学生参与研究工作和接触科研问题的机会，从而在研究中学习，在学习中研究，逐步培养学生应用学科知识与研究方法，为进一步的研究生科研工作做准备。

课题组成员在多年的大学生数学建模竞赛指导过程中，根据已有的指导经验，发现精干的指导团队、规范的组织体系、严谨的教学计划、新颖的教学模式、先进的教学手段、灵活的教学方法、交叉的知识补充等使得数学建模活动在中国计量学院（以下简称“我校”）倍受学生青睐，每年有数以千计的学子从中受益。只要正确引导学生学习和探究问题，对于一些科学前沿科研问题，他们可以通过已有知识，并查阅相关参考文献，对科研问题会有创新性的想法和思路。只要他们发挥团队的合作精神，他们可以发挥学习的主动性和积极性，并会有突破性的成绩。鉴于在数学建模竞赛指导中的经验，课题组成员把竞赛指导中的部分经验方法应用到信息论基础课程的课堂教学中，在过去一年的实践中，已经收到了不错教学效果，并有应用信息论知识相关的科研论文公开发表在学术期刊上。

一、“信息论”课程新的教学模式

1.理论教学和实验教学相结合，以最新科研成果做引导

坚持以“理论和实验课相结合，最新科研成果作为教学过程中知识学习的主线”，引导学生探知探究问题，发挥学习的积极性和主动性，提高学生分析和解决问题的综合能力。研究型教学需要给学生提供活跃的课堂学术氛围，在教学过程中启发、引导学生主动思考，为此，在教学中笔者采用互动式讨论的教学方法，特别是以网络的BB平台作为创新实践平台，加强学生讨论组之间的互动和问题讨论。特别是要善于激发学生求知欲使他们在课堂上积极发言参与教学和讨论，激发学生探究问题的兴趣。

在教学过程中，优化拓展教学内容，保持教学内容先进性，开始每个章节的教学之前，课题组成员首先把与本章节相关的科研问题在BB平台的网络课程平台教学中，让学生先通过这些问题了解主要的知识重点，并通过图书馆和文献查阅，了解相关知识，并且在课堂的教学过程中，在分组讨论的时候，学生可以根据自己查阅的资料发表观点，教师补充纠正部分问题，学生发言的情况将作为期考考核的一部分。授课过程中注重跟踪信息处理技术最新前沿问题，通过引入信息论及编码理论知识在文本识别、语音识别和图像处理等方面的成功应用，强调理论与实际应用问题之间的关系，让学生体会学有所用的过程。通过对实际应用问题的研究和探讨加深他们对理论知识的理解，学以致用。

2.提高实践教学的效果和效率，改革实验课教学模式

由于受到教学计划设置的影响，一般一次实验课大约要2个自然班级一块上课，由于学生人数比较多，教师在实验课的教学过程中很难照顾到全部学生。针对现实的情况，目前大多数学生都拥有计算机，并且学校图书馆也有机房提供给学生使用，所以实验课的教学过程中，笔者会在每次实验课之前，先通过网络课程网站实验指导书，学生在实验课开始前根据每次实验的指导书完成实验内容，要求每个学生撰写实验报告，对于在实验过程中的问题通过网络课程平台发问，教师或者学有余力的学生都可以在平台上对问题进行解答，供学生共享，并且简单的实验内容让学生之间互评，这样更能调动学生学习的积极性和参与性。实验课时对于一些还没有解答的问题，再在课堂上统一解答。并把每次做得较优的几个同学的实验报告上传到网络课程平台供全体同学参考和学习，对于作为范本的学生在期末考核中实行额外加分。由于信息论的实验内容大多都是关于编码的实验，需要学生掌握Matlab以及C语言的基本操作代码，在实验课堂中学生们可以进行讨论和更进一步的学习，使得学生们的动手能力得到较大提高，对于学生学过的“数学软件与数学实验”以及“C语言”课程也是直接地应用，部分实验课程的相关研究内容也可以作为下学期毕业论文设计的后续研究问题。实验报告的撰写过程，培养了学生的写作能力和综合应用能力。

二、优化教学内容，把科研问题引入到教学过程中，增加课堂的学术研究氛围

自从2003年开设信息论这门课程以来，笔者先后采用过以下三本教材《信息论——基础理论与应用》、[4]《信息论基础与应用》[5]和《信息论、编码与密码学》，[6]由笔者所教授的学生为信息与计算科学专业的学生，所有最终笔者选择采用《信息论、编码与密码学》这本教材。该教材更侧重于实践应用环节，更适合调动学生的实际动手能力以及编码的编程能力，弱化编码理论的繁琐证明。

针对自信息、互信息、信息熵、平均互信息及信道容量等是“信息论”课程中较为重要的几个关键概念和知识，为了加深学生对这些概念的理解和掌握，在教学过程中，笔者选择了一些基于这些知识却能被本科生所能理解的科研题目，提供相关文献资料和获取文献资料的途径等学术资料，给出“自信息量在文本处理中的应用”、“Shannon-Fano-Elias编码理论的改进方法及应用”、“图像处理中无损压缩算法研究”、“基于预测编码的图像压缩算法研究”等题目。按照数学建模比赛的模式，以三人作为一组，学生自由组队，自选其中之一题目进行相关的讨论和探究，学生通过查阅资料、定期汇报交流等环节完成任务，提交研读报告或者学术论文。最终使基础不同的学员都能够提升学习能力，在学习的过程中享受学习和合作的乐趣，学有余力的同学可以把有创新性观点的科研问题最后撰写成科研在学术期刊上。一年的教学实践之后，已经有两篇论文公开发表在国内外期刊上，分别是《A NEAR-LOSSLESS PREDICTIVE COMPRESSION ENCODING BASED ON HEXAGONAL SAMPLING》发表在2013 International Conference on Machine Learning and Cybernetics 和《基于自信息的犯罪网络情报分析与研究》发表在2013年的科技信息期刊上。

三、利用现代网络技术，提高增加教师和学生的互动

课堂教学上，采用板书与多媒体课件并重的形式，利用网络资源，比如：网络课程平台，提供学生访问国内外著名大学的相关课程的网站，通过不同的途径对本课程进行学习，拓展学生的学习视野和途径，鼓励同学了解信息论知识发展的最新成果。

实验课程教学中，网络课程平台上设置主题讨论区，设置相关问题，例如：日常生活中哪些问题可以用信息量来刻画；什么是信息，能否举例说明；信息能否度量，如何度量等，通过这些问题的解答可以是学生更加深刻的理解信息的概念，以便于后续章节的学习，让学生把相关的概念与现实生活中的生活知识联系在一起，便于把抽象的问题具体话，学生掌握这些概念也不会太过于枯燥。同时设置答疑区，可以方便学生有问题可以及时提问，另外其他学生也可以看到相应的问题，教师统一做回复，这样可以更加有效地增加教师和学生的互动，及时地解答学生的疑问。

四、提升教学理念，优化考核评价机制

由于新的教学模式，理论与实验并重，所以笔者采用新的考核方式，期末闭卷考试（60%）+课堂讨论表现（10%）+实验报告（15%）+专题研讨（15%）+额外加分（10%）。对于有创新观点的学生可以额外加分，可以很好地调动学习过程中学生的积极性。通过期末闭卷考试的卷面成绩可以考核学生对于课本知识的掌握情况，实验报告的成绩体现了学生的实际动手能力及知识的应用能力，并且也很好地反映学生熟练应用软件的程度。

五、总结

在研究型教育理念的指导下对“信息论”课程重新进行整体设计，优化教学内容，采用有效的教学方法，使学生的积极性和主动性得到全面发展。在过去一年的教学实践中，笔者发现不同层次的学生对研究型教学模式的接受能力存在差异，因此如何针对不同层次学生开展研究性教学将是下一教学周期课题组成员的研究重点。总之，在教学过程中，只有不断探索和突破常规教学方法，积累有用的教学经验，才能培养出具备实践能力和创新思想的专业技术人才。今后笔者将在教学过程中，不断的发现问题，总结经验，不断创新，力争把信息论课程的教学和改革做得更有成效。

参考文献：

[1]陈运.信息论与编码[M].北京：电子工业出版社，2007.

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

[3]李春，邹逢兴，周宗潭，等.《计算机硬件技术基础》精品课程研究型教学探索与实践[J].高等教育研究学报，2013，（1）：26-29.

[4]傅祖芸.信息论——基础理论与应用[M].北京：电子工业出版社，

2001.

第2篇

体验式学习要应用到高校篮球教学中来，对教师的协调和监管能力有较高的要求，因此教师要加强自己的组织协调能力锻炼，要掌握学生的心理，在适当的时候给予适当的指引。体验式学习教学模式应坚持的原则有：（1）以学生为中心；（2）激发学生的主动性；（3）监督学生回顾和反思；（4）要求学生学以致用。教师应从学生的角度出发，让学生亲身去体验、分享、总结，使学生在自主学习中获取经验知识。

二、体验式学习应用在高校篮球教学中

1．改进教学手段，创造适宜的教学环境

由于篮球教学是一项室外实践教学活动，教学场地更为宽广，部分学生会对这种开放的环境产生一种紧张和胆怯的心理，而且教师与学生的接触面更广、互动更频繁，这就更需要建立一种民主、平等、友善的师生关系，使篮球教学能在一个和平、轻松的环境中开展。因此教师应先布置好教学场地，摆放好教学仪器，营造一种赏心悦目的感觉，消除学生的紧张状态，提高他们参加体育活动的兴趣。同时为了更好地与学生沟通，掌握他们的心理特点，教师应该把学生看做朋友，并做到尊重、理解、支持学生，让学生也把教师当成朋友。如篮球课程教学一般都是在篮球场上或者场边进行集合，教师可以将视频播放机等摆放在场边的安全位置，教学过程中有需要观看欣赏优秀篮球运动员的示范动作时，教师可以带领学生席地而坐，拉近师生之间的距离，在观看过程中与学生以平等的方式进行讨论，提出建议，活跃课堂气氛。在教学比赛中，教师可以加入学生，与学生一起进行比赛。

2．转换师生角色，创设教学情境

要想进行体验式学习教学，必须让学生积极主动地参与教学，为此，教师可以增加学生的主体意识，比如暂时互换师生角色，可以请课前做过准备的学生来组织和领导学生进行热身练习，可以请学生设计一些篮球相关的小游戏，也可以让篮球基础较好的学生来教学生基本动作，教师再做适当点评，这种形式的活动可以实行轮换制，力求让每一个学生都有当“老师”的机会，并要求学生尽量有自己的创新，构思出与别人不一样的教学方法。这样的方式既能充分调动学生参与篮球教学的积极性，还可以培养学生的组织能力和创新能力。此外，教师还可以创设问题情境，比如说三步上篮练习课，教师可以先提出问题：大家都知道最基本的三步上篮，那么有谁知道这个动作形成的来历与原因呢？然后让学生进行练习，并请他们在练习过程中注意观察与思考，鼓励学生提出自己的看法和观点，并给予肯定和鼓励，让学生从体验式学习篮球中获得成就感。

3．注重学生感官体验，加深情感体验

篮球教学环境下的体验式学习，不仅是学生通过身体活动获得的体验，还包括学生在智力、思考、情感、情绪方面的体验。要想让学生建立身体感官的体验，就应该让学生体验到打篮球是有趣的、让人兴奋的运动，例如传统篮球的教学都是从练习拍球，到学习传接球、再到运球，然后学习投篮，最后进行比赛，这样的程序很容易让学生失去兴趣。如果先进行投篮的活动，比如说组织一些投篮比赛，要求学生接住从球场一端的同学传来的球，并把球运到另一端的球架下去投篮，学生不仅在比赛过程中获得了快乐，也能发现自己的不足，从而激发学习传球与运球的积极性。情感体验是体验式学习的一个重要组成部分，在篮球教学中让学生以自己的价值取向、情感结构等去感受篮球运动给自己带来的情感感受，篮球教学以一种快乐的情绪为出发点，让学生在学习过程中既体验到学会了动作、提高了命中率等胜利带来的喜悦，也体验到运球不稳，投篮被盖等失败的沮丧。同时教师可以根据学生的不同水平调整教学内容，让学生以积极的心态去感受篮球运动带来的情感体验。

4．培养学生在体验中反思与总结的能力

学生经过亲身体验，对篮球知识和技能有了较为深刻的理解后，教师应该引导学生进行反思和总结，根据自己的认知经验，总结出适合自己的篮球技巧。比如，通过投篮比赛中自己的感悟和观察别人的动作，总结出怎样改进投篮动作可以提高命中率，还有通过多次上场比赛与观赛找出进攻时要怎样动作才能突破防守等等。学生通过自己逐步地探索和实践，加以思考和讨论，能更快更好地掌握篮球技巧。在这一过程中，教师应做好引导工作，对学生的初步结论予以点评，组织开展讨论和进行补充完善，从而得出正确可行的结论。由于篮球运动中的规则很多，所以教师应该提醒学生注意在不触犯规则的前提下进行篮球技能的提升，篮球是一项团体运动，离不开团队的配合与合作，教师应注意让学生自己在进行篮球体验学习中感受团队合作意识和协作精神。比如说，篮球的一项基本战术，掩护和防掩护的配合，因为有时一个人很难摆脱防守，自然需要一个队友来进行掩护，两个人之间要怎么配合怎么动作，都需要学生自己在实战中摸索总结，而在教学比赛中，教师可以让学生自己来讨论分析赛况和安排战术，这样不仅可以增进同学之间的了解，也能让学生体验团队合作的意义。

三、结束语

第3篇

在我们的日常生活中，眼睛可以捕捉到的信息，我们只能记住其中的10%；听到的信息，我们只能记住20%；但如果综合所有的感官经历过的事情，我们一般都可以回想起其中80%的内容。在美国，有一家“雨林咖啡厅”，当消费者走进餐厅的时候就会听到潺潺的流水声，还会看到岩石中升起迷雾，皮肤会有酥麻的感觉，最终消费者还会闻到热带的气息，口感清新、心中感动。“雨林咖啡厅”是用五种感官综合刺激成功的案例。也就是说，越多感官参与的体验，越是难忘。因此，体验式学习就是让学生改变以往仅仅使用手和耳的学习方式，改成用亲身体验的学习，这样对所学的内容就难以忘记。

二、体验式学习的特点

1.主动学习

传统的教学方式是：教师是中心，学生只是在听讲、记笔记。但是，体验式学习就要求学习者发挥主动性，让他们对自己的学习负责，变成学习的主体。体验式学习追求的是学习者的积极参与。如果没有这种主动参与的精神，不能称为一个完整的学习过程。

2.寓教于乐

寓教于乐是教育界孜孜追求的，它能够最大程度的对学生学习兴趣进行激发。寓教于乐的乐应有两方面的意思，其一是指教师传授知识的时候用一个载体，而这个载体是可以激发学生的兴趣，也就意味着，在教学的过程中，尽可能用快乐的方式调动学生主动学习的积极性。其二是老师使用娱乐的教育方式，使被动学习转化为主动学习。而“体验式学习”的提出，为寓教于乐提供了可能。寓教于乐，“乐”不仅是教师提出的乐趣更是学生主动体验到的乐趣。学生学得快乐，才是这种教育方式所追求的效果。

3.学以致用

传统教育的最大难题是怎么样学以致用，其中一个原因是，很少有学生对所学的知识进行实际问题的解决，同时也没有给学生提供一个解决实际问题的平台。所以，学习是一种实践，这种思想是学习者需要逐渐认识到的。知识没有应用的地方，也就变成了一个个僵硬的文字，并随着时间的推移从脑海中慢慢的流失。体验式学习的主要优势是，一个运用知识的平台被提供给学生，使学生顺利进入真实的环境中进行知识的交流和使用。

4.虚实结合

体验式学习的方式需要一个情境，是把学习的过程移植于一个虚拟的或真实的情形之中。最关键的是，一种发展的眼光和态度是教师在进行情景化教学中应该具有的，认识到情境学习不只是让学生做一些死记硬背的表演。事实上，在学习的道路上模仿是非常重要的，但更重要的是，我们不能一味的模仿而忽略了创造。如果只是进行不断地模仿，一旦学生遇到实际情况，就会不知道怎么样去处理，这是因为他们在模仿的过程中对真正应该掌握的东西没有掌握。

三、体验式教学在市场营销教学中的应用途径

1.案例教学

案例教学是一种在体验式教学的基础上整合理论与实践得出的，通过学生分析案例，来学习如何把营销的理论应用到实际情况之中。在进行案例教学的时候，最重要的是要注意收集案例；其次，要对学生进行合理的引导；最后，要对案例学习的效果进行总结，以便发现其中的不足，在下一次教学中进行改正。

2.任务教学

所谓的任务教学，就是老师把所要掌握的知识点隐含在旧的知识点当中，学生在和老师进行积极交流的基础上，对任务深入的分析，并在轻松的氛围中完成任务。在市场营销课程教学中，这种教学方法是一种比较好的选择。

3.模拟教学

所谓的模拟教学就是在教学中设置一种情景，结合实际的角色扮演，进行一系列的营销活动。体验式教学所用的方法之一就是沙盘模拟教学，它具有很高的“模拟”性，让学生进入一个营销行业中，深入的进行市场研究、组织企业生产、进行企业管理，这样能有效地激发学生学习的积极性，在这种模式中可以让学生对所学的知识进行更深层次的领悟。

4.实践教学

走出课堂是体验式教学的主要特点，离开学校，走向社会，积极的进行企业实践。在对市场营销进行教授的时候，学生要到企业中进行实地的考察和进行实践操作，通过现场观察和对企业的市场营销活动进行分析，让学生更感性的认识市场营销，这是结合理论和实践的一种较好的教学模式。

四、结语