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關鍵詞:密碼學;課程設置;教學方法
中圖分類號:G642
文獻標識碼:A
1引言
密碼學能有效保障信息的機密性、認證性、完整性和不可否認性,是信息安全的核心技術之一,為信息安全提供了深刻的理論依據(jù)和豐富的應用實踐基礎。目前各大高校已為信息安全專業(yè)、計算機科學與技術、通信工程和信息與計算科學專業(yè)的本科生或研究生開設了密碼學課程,如北京大學、上海交通大學、哈爾濱工業(yè)大學、武漢大學、西安電子科技大學、電子科技大學等,也有一些教研[1-4]。然而,對于更多的高校,密碼學課程的教學卻處于探索階段。
公立函館未來大學(Future University-Hakodate)位于日本北海道函館市龜田中野町,始建于2000年,是一所以信息科學為特色的公立大學。該校有兩大學院(系統(tǒng)信息科學研究科和系統(tǒng)信息科學專業(yè))和三學部(信息建筑學科、復雜系統(tǒng)學科和系統(tǒng)信息科學部)。學校研究與教育涵蓋了以硬件為中心的計算機科學、認知科學、信息系統(tǒng)設計與復雜系統(tǒng)。雖建校不久,但該校的密碼學學科卻取得了驕人的成績,在高木剛(Tsuyoshi Takagi)教授的帶領下,在雙線性配對運算方向已到達國際先進水平。筆者在公立函館未來大學從事博士后研究期間,旁聽了高木剛教授面向計算機專業(yè)碩士生開始的密碼學課程,并和他交流了教學經(jīng)驗及學術思想,感觸頗深。本文就該校密碼學課程設置與教學方法進行了描述和討論。
2密碼學課程的特點
作為信息安全和其他信息科學類專業(yè)的一門專業(yè)基礎課,密碼學課程具有以下特點[4]:
(1) 作用和地位十分重要。密碼學是實現(xiàn)保密通信和信息系統(tǒng)安全的主要技術手段和工具,信息安全的保密性、認證性、完整性和不可否認性等屬性都需要用密碼學的工具來完成。隨著計算機和計算機網(wǎng)絡在軍事、政務、金融、商業(yè)等部門的廣泛應用,社會對計算機的依賴越來越大,如果計算機系統(tǒng)的安全受到破壞,將導致社會的混亂并造成巨大損失。因此,確保計算機系統(tǒng)的安全已成為世人關注的社會問題并成為信息科學的熱點研究領域。密碼技術是信息安全的關鍵技術之一,幾乎所有的信息安全技術都應用到密碼技術。
(2) 覆蓋的內(nèi)容多,涉及的數(shù)學知識多。由于發(fā)展歷史較長和研究問題的特殊性質(zhì),密碼學從基礎理論到實用算法,形成的內(nèi)容和分支較多。例如,數(shù)字簽名體制就分為簽名體制、盲簽名體制、環(huán)簽名體制、群簽名體制等10余種簽名體制。同時,密碼學還涉及較多的數(shù)學知識,如數(shù)論、抽象代數(shù)、概率論、組合數(shù)學、計算復雜性和信息論等方面的知識。
(3) 與其他學科聯(lián)系廣泛。密碼學與其他學科具有廣泛聯(lián)系,這些學科包括應用數(shù)學、通信、計算機科學、信息處理等。從應用數(shù)學的角度看,密碼學是數(shù)論、抽象代數(shù)等理論的一種應用;從通信的角度看,密碼學是實現(xiàn)保密通信的一種技術手段;從計算機科學的角度看,密碼學是數(shù)據(jù)安全、計算機安全和網(wǎng)絡安全的研究內(nèi)容;從信息處理的角度看,密碼是信息處理的一種形式。密碼學的研究內(nèi)容決定了它的交叉性和廣泛性,這使得人們能從不同方面去研究密碼學,從而推動密碼學學科的不斷發(fā)展。各種數(shù)學和其他學科研究的新成果也會很快地應用于密碼學當中,例如基于橢圓曲線的加密和簽名方法、量子密碼和數(shù)字水印等。
(4) 實踐性很強。密碼學的研究目的就是解決實際生活當中的信息安全問題,例如提供保密性、認證性、完整性和不可否認性,這些屬性是信息社會中不可或缺的重要屬性,它們隨著計算機的普及,借助于密碼學的各種算法得以實現(xiàn)。因此,密碼學是一門實踐性很強的課程。只有理論聯(lián)系實際,才能把這門課程學好。
3密碼學課程教學內(nèi)容的設置
公立函館未來大學的密碼學課程分為以下幾部分:
(1) 數(shù)學基礎:該部分講述整除、同余、模運算、歐幾里得算法、擴展的歐幾里得算法、歐拉函數(shù)、群、環(huán)、域和概率論等的基本概念。該部分的教學目的是使學生對密碼學所需的數(shù)學知識有個大概的了解,為以后的學習打下基礎。
(2) 密碼學基本概念:該部分講述密碼學的歷史、加密和隱私概念、密碼學的目標、攻擊模型、密碼協(xié)議和可證明安全性等。該部分的教學目的是使學生對密碼學有個總體的認識,為以后的學習打下基礎。
(3) 對稱密碼體制:該部分講述了流密碼和分組密碼體制。流密碼只是介紹了一些基本概念。分組密碼是本章的重點,主要講述了DES、AES和分組密碼的工作模式。該部分的教學目的是使學生對對稱密碼體制,尤其是分組密碼體制有深刻的認識,了解分組密碼設計原理和特點。
(4) 公鑰密碼體制:該部分講述公鑰密碼體制的概念、RSA公鑰密碼體制、ElGamal公鑰密碼體制、Rabin公鑰密碼體制、基于橢圓曲線的密碼體制和基于身份的密碼體制。該部分的教學目的是使學生對公鑰密碼體制有個深刻的理解,了解公鑰密碼體制與對稱密碼體制的區(qū)別。
(5) 數(shù)字簽名:該部分講述數(shù)字簽名的基本概念、RSA數(shù)字簽名、ElGamal數(shù)字簽名、數(shù)字簽名標準DSS、群簽名、簽名、盲簽名和環(huán)簽名等。該部分的教學目的是使學生掌握常用的數(shù)字簽名體制,掌握數(shù)字簽名體制的設計原理和特點,對特殊的數(shù)字簽名,如群簽名、簽名、盲簽名和環(huán)簽名有個初步的認識。
(6)Hash函數(shù):該部分講述Hash函數(shù)的基本概念、MD5、SHA、基于分組密碼的Hash函數(shù)和Hash函數(shù)的應用。該部分的教學目的是使學生掌握Hash函數(shù)的設計原理和要求,對MD5和SHA兩種重要Hash函數(shù)有個深刻理解。
(7) 密碼協(xié)議:該部分講述密鑰分配和密鑰交換、認證體制、零知識證明、電子選舉和電子現(xiàn)金等。該部分的教學目的是使學生對密碼應用有深刻的理解,對如何根據(jù)應用環(huán)境設計密碼協(xié)議有個基本的認識。
(8) 可證明安全性:該部分講述公鑰密碼和數(shù)字簽名的可證明安全性。包括公鑰加密體制的安全性概念、數(shù)字簽名體制的安全性概念、隨機預言模型、RSA-OAEP等。該部分的教學目的是使學生對可證明安全性知識有個初步認識,能夠?qū)€加密體制和數(shù)字簽名體制進行形式化證明。
4密碼學課程的教學方法
通過筆者在公立函館未來大學密碼學課程的學習,總結(jié)出如下教學方法:
(1) 注重數(shù)學知識的講解。學習密碼學需要用到很多數(shù)學知識,教師在教學中很重視數(shù)學知識的傳授,在第一章中專門講授了密碼學需要的數(shù)學知識。此外,教師在講授其他章節(jié)內(nèi)容時也常常介紹一些數(shù)學知識,如在講授RSA算法時講授了模運算和復雜性理論。
(2) 注重講清各部分的區(qū)別與聯(lián)系,以便于學生掌握和記憶。密碼學課程涉及到很多概念,這些概念很難記憶。教師在教學中注重講解各種概念的區(qū)別與聯(lián)系,如對稱密碼體制和公鑰密碼體制的區(qū)別和聯(lián)系、公鑰加密體制和數(shù)字簽名體制的區(qū)別和聯(lián)系、分組密碼體制和流密碼體制的區(qū)別和聯(lián)系。通過這些講解,學生掌握和理解這些知識就容易多了。
(3) 注意講述歷史知識,激發(fā)學生興趣。密碼學涉及到很多有趣的歷史知識。在講授密碼的起源時,教師介紹了公元前五世紀斯巴達人使用的一種叫“天書”(Skytale)的器械。它用一根木棍,將羊皮條緊緊纏在木棒上,密信自上而下寫在羊皮條上,然后將羊皮條解開送出,只有把羊皮條重新纏在一根同樣直徑的木棍上,才能把密信的內(nèi)容讀出來――這是最早的一種移位密碼。在講解公鑰密碼概念時,他們講解了Diffie和Hellman這兩位公鑰密碼開創(chuàng)者的生平,并將這兩位學者的照片給學生看。通過這些歷史知識的講解,學生對密碼學產(chǎn)生了濃厚的興趣。
(4) 注重與科研工作相結(jié)合。教師在教學中很注重與科研工作相結(jié)合。他們常常講到自己的科研項目與經(jīng)歷,也常常將最新的研究成果帶到課堂,將最新的論文發(fā)給學生研讀,使學生對最新的研究方向有個初步認識。
(5) 注重總體理解。某些密碼學算法涉及的步驟很多,理解比較困難。如DES就涉及到了16輪變換,每輪都有置換和代換運算。教師在介紹該算法時注重總體算法的把握,先讓學生對該算法有個總體的認識,然后再講述每一步驟的詳細算法。
5結(jié)束語
本文介紹了日本公立函館未來大學面向計算機專業(yè)碩士生開設的密碼學課程的具體情況,包括課程內(nèi)容設置與教學特點。希望能對我國密碼學課程有一定的啟發(fā)。
參考文獻:
[1] 沈瑛,鄭河榮. 密碼學課程的設計與實踐[J]. 溫州職業(yè)技術學院學報,2003,3(3):76-77.
[2] 段桂華,楊路明. 基于組件技術的密碼學理論與技術實驗教學方法[J]. 北京電子科技學院學報,2006,14(1):44-46.
[3] 丁勇. 信息與計算科學專業(yè)密碼學教學研究[J]. 桂林電子科技大學學報,2008,28(2):131-133.
[4] 李夢東. 密碼學課程設置與教學方法探究[J]. 北京電子科技學院學報,2007,15(3):61-66.
The Course Design of Cryptology and Its Teaching Method at Future University-Hakodate
LIFa-gen
(School of Computer Science and Engineering, University of Electronic Science and
Technology of China, Chengdu 610054,China)
分析巖土工程專業(yè)實際教學過程改革的必要性及當前主要存在問題的基礎上,結(jié)合巖土工程專業(yè)面向工程應用的培養(yǎng)目標和教學實際,考慮本科學生專業(yè)素質(zhì)教育與能力教育亟需提高的要求,闡述了目前巖土工程實際教學中需要提請專業(yè)教師注意的幾個方面,提出了構(gòu)建實驗性、實踐性和實戰(zhàn)性教學改革的一些思考與建議,為培養(yǎng)出具有較強實踐動手能力和創(chuàng)新能力的巖土工程高素質(zhì)人才服務,以期滿足高等教育的社會化和時代性需求。
關鍵詞:
巖土工程專業(yè);實驗性;實踐性;實戰(zhàn)性;教學改革
一、引言
如今,社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的大調(diào)整對人才的要求也發(fā)生明顯的改變,為社會不斷輸送高素質(zhì)人力資源的中國高等教育也正處在變革之中,在有限的社會資源與競爭日益激烈的環(huán)境影響下,一定程度上壓縮了學生的有限學習空間,使得培養(yǎng)的學生在專業(yè)知識水平和解決問題的能力方面遠遠滿足不了社會的需求。因此,分析當前巖土工程專業(yè)教學過程中存在的主要問題,強化實驗性、實踐性與實戰(zhàn)性教學改革,構(gòu)建適合就業(yè)市場需求和行業(yè)發(fā)展需要的能力綜合型素質(zhì)教學體系與模式,是所有承擔專業(yè)教學任務的教師不斷深入研究的課題。
二、當前巖土工程專業(yè)教學過程中主要存在問題
長期以來,巖土工程專業(yè)的教學過程一直存在著重理論、輕實踐的傾向,實踐教學管理松散、經(jīng)費投入相對不足,教師的教學積極性和教學激情不高,學生的學習能力與實踐能力偏弱,從而影響了學生的培養(yǎng)質(zhì)量。主要有以下幾種表現(xiàn)。
1.基本概念的實驗性教學日益淡化。巖土工程學科很多的基本概念、基礎理論和重要公式都是基于試驗規(guī)律的發(fā)現(xiàn)上升為統(tǒng)一的定律與定理,如果不重視基本物理模型試驗了解巖土工程的一些基本屬性,很難做到理解性的熟悉與掌握。一直以來,國內(nèi)的高等教育在感性引領與客觀認知上傾注的投入嚴重不足,表現(xiàn)為實驗教學課程的學時設置不夠甚至沒有、相應配套經(jīng)費的投入偏少甚至缺失、教學質(zhì)量管理的松懈甚至淡化[1]。再加上擴招學生人數(shù)的增加,一線青年教師特別是實驗課教師由于教學經(jīng)驗的不足,教學過程中很難提高教學積極性,學生的學習懈怠心理也被突出地放大,對巖土工程的基本概念模棱兩可、對學科專業(yè)的前景認知難以把握、對未來所要從事的行業(yè)要求缺乏信心等。
2.觀摩實習等實踐性教學逐漸壓縮。親臨現(xiàn)場的認識實習、參與工程的生產(chǎn)實習是巖土工程專業(yè)學生進行實踐性教學的主要方式,也是學生提升專業(yè)理解、增進行業(yè)認識的重要途徑。由于工程建設的實效性,實習基地可分為兩大類:一類是固定實習基地,這類基地的教學內(nèi)容基本上是不變的,幾乎每屆學生都可以前往參觀學習,主要用于基礎性實習教學;另一類是臨時(動態(tài))實習基地,這類基地是在實習準備階段聯(lián)系的,教學內(nèi)容隨工程建設本身而變化,而且隨著工程建設的進度而變化,主要針對某一單項工程的實踐教學[2]。由于野外實習時間安排相對集中且短暫,再加上路途與安全等問題的考慮,導致部分學生不能全面仔細地觀察到項目施工現(xiàn)場的情況及細節(jié),而且學校管理人力的限制不可能對每位學生的實際過程有效的監(jiān)控,實習基地的偏少和時間的壓縮,必然不利于學生全面了解各類工程項目,學生的見識也得不到有效擴展。
3.處理問題等實戰(zhàn)性教學嚴重缺失。普通高校對學生的培養(yǎng)更注重的是對教科書中理論知識的反復考查,在了解最新學科領域和相關科技文獻方面微乎其微。因此,當學生進入高校開始接觸應用型基礎科學研究時,動手實踐能力普遍較差,科研能力基礎較薄弱。在這樣的背景下,若要培養(yǎng)學生們的科研能力,只能從最初步和最簡單的工作開始,在教師的引導下一點一滴地積累。恰巧,我們的大學課程開始又是以最基礎理論課開始,學生沒有真正地理解所學知識的基本概念,又由于實踐性教學環(huán)節(jié)的種種不足,導致學生的第一認識本身存在很多的疑惑,從感性認知到理性認知的過程相互之間的銜接被割裂。如參與科學研究時,研究的科學問題在哪里,什么是工程人員必須要把控的,研究出來的規(guī)律、結(jié)論等成果對現(xiàn)實有如何的指導意義,這些都是需要讓學生去了解的,當面對這些問題時,我們的學生往往腦海里是一片空白。
三、提出一些擬改革措施意見
基于目前普通高校中巖土工程專業(yè)本科生的實際教學過程中存在的問題,筆者通過調(diào)研及在教學科研中不斷總結(jié),提出以下幾點解決問題的思考。
1.基本概念、理論的網(wǎng)格節(jié)點化教育教學。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、材料、力學等學科不同,巖土工程是一門綜合性較強的復雜體系學科,研究的對象如土、巖石本身的物理、化學與力學特性等就很多元,且涵蓋的內(nèi)容十分廣泛,包括像房建、交通、港航、機場等實際工程中都有所運用。要讓本科學生達到掌握知識、運用技能和具備處理問題能力的教學目標,其本身是十分艱巨的任務。然而,萬丈高樓平地起,古樹千年幼成苗。我們巖土工程領域有很多杰出的大師,沒有一位不是對巖土工程專業(yè)學科基本概念高度重視,往往在談論浩大工程問題的時候,都是從一個小小的基礎理論為出發(fā)點,正所謂大海無邊百川融,只要把基本的理解問題解決了,就能找到關鍵的科學問題,大事就成功了一半。可見,日常教學中對基本概念的把握和吃透非常重要,從專業(yè)基礎課程(如土力學、基礎工程)開始,就把概念的由來給學生解釋清楚,如講解土的礦物成分、土中的水、黏土中的雙電離層等要準備一些教學道具模型,演示給學生看到具體的實物;再如講到土的密度、含水率、飽和度等抽象概念時,演示給學生看土的狀態(tài)與實物的對比定義過程。總之,教師在教學過程中,一定是以學生接觸一種新鮮事物的角度接收過程來進行課堂的組織。把基本的概念、理論作為整張鋪開的網(wǎng)中的一個個節(jié)點來編織,形成一套認識、理解與掌握的全備知識接收過程的換位思考教學方法,在日常的教學中普及開來,配合以規(guī)律性的強化記憶、重點性的理解和針對性的訓練,學好一門課程。
2.實驗操作、認識實習、生產(chǎn)實習等實踐課程具體細則化流程操作。新世紀,高等學校學生中的主流群體基本是以獨生子女為主,個人經(jīng)歷只是簡單地從家庭到學校,學習過程也僅限于從課堂到書本,缺乏生活歷練,動手能力十分有限。而且,高等教育由精英教育向大眾教育的轉(zhuǎn)變,學生的主動性和接收知識欲望也不強。同時,有的實踐性教學從屬于理論課,甚至是分開教學,實驗過程中往往前期準備工作已經(jīng)完成,學生只需完成整個實踐過程的某幾個步驟,缺乏全局的統(tǒng)籌和重點的把握。教學大綱中對實踐性教學本身已經(jīng)作了明確的課時、內(nèi)容與目標要求,如果按照專業(yè)建設去執(zhí)行,理應達到較好的效果。實際的情況是,我們培養(yǎng)出來的學生動手能力很差,畢業(yè)以后到了工作崗位角色適應能力不足。通過調(diào)研分析發(fā)現(xiàn),目前各高校在實踐教學的操作管理過程中雖存在一些限制性因素,如實踐經(jīng)費不足、實習基地偏少、師生比例過高、儀器設備陳舊等條件限制,但最關鍵的還是對實踐教學的管理不到位,落實過程中缺失具體細則化的流程操作。舉例說明,對于學生認識實習、生產(chǎn)實習的兩種考核,一般高校都是讓學生提交一份實習報告,實習單位以章蓋戳等證明,考核效果并不理想。筆者思考,可以通過項目考核的形式來完成對實習過程與效果的鑒定,并以匯報答辯的形式進行打分,同時兼顧接收單位的日常考核與實習評價三者結(jié)合以達到對學生的客觀評價,填補管理上的作假漏洞。這樣學生有驅(qū)動力去執(zhí)行實踐課程的要求,并且得到的結(jié)果也能令人信服。
3.針對性研究課題的獨立訓練與團隊協(xié)作。要培養(yǎng)學生認識問題、分析問題和解決問題的能力,結(jié)合巖土工程學科的特點,要讓學生進入實戰(zhàn)化的針對性課題訓練。由于現(xiàn)行教育制度的不足,學生在進入高校開始課題訓練時的科研能力基礎較為薄弱,但是存在很大提升空間。在基礎課程學習的過程中既要開始積極的引導,將課堂教學內(nèi)容與實踐工程活動相結(jié)合,專業(yè)教師和課輔老師可以激發(fā)他們的學習興趣。學生能力的培養(yǎng)是個系統(tǒng)工程,需要科研教學平臺、指導教師和學生三個方面的互動,才能取得良好的效果。筆者思考,需要建立針對性研究課題的獨立訓練與團隊協(xié)作的方式,充分利用一些公開或個人的師資資源,鼓勵學生利用閑暇時間積極參與科研項目團隊,既要明確具體的負責任務,又要加強課題組成員的合作。例如:學校或?qū)W院可以設立一些學生創(chuàng)新科技項目基金,選拔一些品學兼優(yōu)的學生,以第一負責人或項目參與人的身份承擔一些實踐科研類的課題;或者,有明確研究課題或經(jīng)費充足的教師吸收本科學生參加自己科研團隊,分配學生協(xié)助查閱相關文獻,參與進行相關試驗工作;另外,給予學生一些方向性的指導,幫組學生自主地發(fā)現(xiàn)或理解一些科學問題,自主設計一些科學試驗方案以解決提出的科學問題,教導學生在科技論文寫作過程中的一些方法與技巧;還可以讓學生參與一些生產(chǎn)性的橫向課題,讓學生參與到實際生產(chǎn)項目活動中,加強了學生的社會溝通能力與協(xié)作能力,提高了學生的工作能力。
四、結(jié)語
新時代下,對高等教育培養(yǎng)學生的能力素質(zhì)要求越來越高,如何全面提高學生的認識問題、分析問題與解決問題的能力,是我們高等院校當前面臨的一項艱巨而又緊迫性工作,如何加強巖土工程專業(yè)實驗性、實踐性和實戰(zhàn)性教學環(huán)節(jié),充分調(diào)動學生學習的主動性、積極性,提高其適應新形勢下的工作能力,是我們基礎教學工作者應該積極思考的問題。對巖土工程專業(yè)的實際教學過程的一些改革,必須使學生更深刻地認識到有效性求學的重要性,進一步提升學生專業(yè)素養(yǎng)與專業(yè)水平,提高學生實踐動手能力和創(chuàng)新能力,為新時期巖土工程建設提供更多高素質(zhì)的合格人才。
作者:呂偉華 張永興 單位:南京林業(yè)大學土木工程學院
參考文獻:
一、命題的原則:人文與本色
在近年來的一些考試改革中,我們在一些問題上走了急功近利的彎路。以化學為例,:開始的試卷,給人的感覺是:偏、難、雜;后來,高考對能力的要求越來越高,并且產(chǎn)生了一批有代表性的好題,但是也為“題海戰(zhàn)術”設置了溫床,我們開始反省,開始注意變革;第三個階段又受國際上對自然學科的綜合性的潮流的影響,我們化學學科和其他自然學科一樣,開始在學科之外和學科之間的問題上給予頻度很高的實質(zhì)性的介入,產(chǎn)生了一批好的綜合性試題,但是也帶來了一些副面甚至是致命的傷害,胡亂編造的偏、難、怪的綜合題層出不窮,學生進入新一輪的題海戰(zhàn)術時期。
新的課程標準的實施,無疑將帶來一場革命,而這場革命是否徹底,命題的方向,將直接決定課改能否健康、持續(xù)、有效的實施。化學命題,必須堅持的原則就是:人文與本色。
(一)人本主義思想:試題設計的靈魂
從試卷的結(jié)構(gòu)和形式上。閱讀的量不是很大,寫的量也不大,主要是讓學生有充分的思考時間,突出對思維能力的考查。在行文上,注意到學生的閱讀習慣,盡量的用最通俗的、最簡潔的、最沒有可能產(chǎn)生歧義的表達方式,使學生在理解題目的內(nèi)涵上不出現(xiàn)偏差,以最快的速度直接與題目的實質(zhì)接觸。在看題的便捷性和寫題的空間上,盡力避免了一些“跳題”的現(xiàn)象,即讓每個題目都在一個頁面上呈現(xiàn)出來;在答題的空間上,給予了足夠而且是恰如其分的空間,既不少,也不是很多,讓學生從留給的空間也能夠體會題目設計者的思想內(nèi)涵;從題目的分值設置上,注意兩點,一是難易題的分數(shù)進行精心的設計,不是難題的分值就一定很高,容易題的分值就一定低,主要是看本題的功能,是屬于“送分題”還是“控分題”,或者是“區(qū)分度體現(xiàn)題”的角度上進行設計;二是從一些試題的分數(shù)上就能猜測一些題目答案的數(shù)目,主要是想看看學生在進行本學科題目的解答的同時,對周圍信息的敏感程度。
(二)滲透人文,強化教育
注意在試題中滲透“人文性”,做到“科學性”與“人文性”相統(tǒng)一,如在命題時,善于從人類面臨重大問題中取材(如能源、糧食、疾病等)、從科學研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面取材(如如何實現(xiàn)生產(chǎn)中的環(huán)境保護等)、從現(xiàn)實生活中取材(如制假、售假、欺詐等)、從化學史實(如化學概念和原理的建立、物質(zhì)的合成等)中選材,通過豐富的題材,不僅考查學生對知識的掌握情況以及應用知識解決問題的能力,而且可以讓學生感受化學對改善生活和促進社會發(fā)展的積極作用、關注與化學有關的問題、樹立珍惜資源、愛護環(huán)境、合理使用化學物質(zhì)的觀念、增強愛國熱情等,有助于激發(fā)學生對真善美的強烈追求和對“假丑惡”等斗爭、關心自然、關心社會的情感和態(tài)度等。例如下面的試題:“南極的冰化了”是中央電視臺“東方時空”中的一個節(jié)目標題,說的是南極一塊叫“拉伸B”的冰架發(fā)生坍塌,其斷裂的面積比上海城市還要大。這是大自然又一次發(fā)出警告。⑴造成溫室效應的主要原因是__________;⑵為減緩溫室效應,我們每個人都可以從自身做起,比如說雙面使用紙張。雙面使用紙張和減緩溫室效應之間的關系是_________;⑶請再舉出一件你可以做到的有利于減緩溫室效應的事情:________。此題以“南極的冰化了”作為載體進行有關溫室效應知識的考查,既讓學生知道溫室效應對環(huán)境的惡劣影響以及環(huán)境保護的必要性和緊迫性,又讓學生從自身做起,尋求有效的措施保護環(huán)境。
二、命題的趨勢
1.緊扣基礎,靈活多變
新課程標準中提出的“知識與技能”目標對應于我們原來非常重視的“雙基”─基本知識和基本技能。重視“雙基”是我們長期以來初中化學教學的優(yōu)良傳統(tǒng),應該繼續(xù)加強。例如,對化學基本概念和原理的命題側(cè)重于對基本概念和原理的理解,以及應用概念和原理解決實際問題,把對化學基本概念和原理滲透到探究性、綜合性試題中,分散難點,加強命題的靈活性。
示例1 世界衛(wèi)生組織(WHO)將ClO2列為A級高效安全滅菌消毒劑,它在食品保鮮、飲用水消毒等方面有廣泛應用。ClO2屬于( )。
A.氧化物 B.酸 C.堿 D.鹽
這是一道根據(jù)所給化學式對物質(zhì)類別作出判斷的試題,雖然學生對ClO2比較陌生,但是只要所學基礎扎實、思維靈活便可得到正確答案。
2.重視過程,考查方法
《基礎教育課程改革綱要(試行)》中明確提出:“改變課程過于注重知識傳授的傾向,強調(diào)形成積極主動的學習態(tài)度,使獲得基礎知識與基本技能的過程同時成為學習和形成正確價值觀的過程”。化學課程標準中提出的“過程與方法”課程目標是傳統(tǒng)教學所忽視的,而在新課標下必須得到加強,在教學評價的命題中要有所體現(xiàn)。
示例2 有一包粉末,可能是由NaCl、Na2SO4、Na2CO3、CuSO4和MgCl2中的一種或幾種組成。某學生欲探究這包粉末的組成,做了如下實驗:① 取少量粉末,加水溶解得無色透明溶液;② 取上述溶液,加入NaOH溶液,無現(xiàn)象發(fā)生;③另取少量粉末,加稀鹽酸,無現(xiàn)象發(fā)生。
(1)請你根據(jù)該學生的實驗現(xiàn)象,分析推測這包粉末的組成: 。
(2)請根據(jù)你的推測,幫助該學生繼續(xù)實驗,確定這包粉末的組成。
實驗步驟 實驗現(xiàn)象 結(jié)論
【一】
一、學情簡析:
化學是一門基礎自然科學,對初三學生來說,也是一門全新的課程,是化學教育的啟蒙階。因為 初次接觸,平時授課時應把握學科特點:以實驗和生活實例為切入點,充分調(diào)動學生的積極性、主動性,使學生對化學便產(chǎn)生了濃厚的興趣。漸漸了解化學學科的特點,形成科學的學習方法、學習態(tài)度。
二、本學期的總?cè)蝿眨?/p>
1、通過第一單元的學習,認識實驗室規(guī)則,練習常用的化學實驗基本操作,初步認識研究和學習化學的方法:實驗探究法。
2、通過空氣的學習,了解空氣的成份及其空氣污染的有關知識,樹立環(huán)保意識。
3、通過氧氣的教學,初步認識學習元素化合物知識的方法,掌握氧氣的性質(zhì)和制法,練習氣體制取的基本操作。
4、通過水的教學,了解水的組成,水污染及其防治,樹立節(jié)水及環(huán)保意識。
5、對物質(zhì)結(jié)構(gòu)形成初步的認識,熟練書寫化學式。復習鞏固物質(zhì)分類、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等重要內(nèi)容。為進一步學習化學方程式打好基礎,
6、進一步學習化學式的寫法,在此基礎上學習化學方程式的讀法及有關計算。
7、通過“碳和碳和化合物”的教學,結(jié)合氧氣部分的學習,進一步熟悉學習元素化合物知識的方法,練習化學方程式寫法。
8、聯(lián)系實際,了解燃料及其利用。
9、結(jié)合教材著重培養(yǎng)學生的自學能力,養(yǎng)成科學的學習方法結(jié)合教材,進行各種思想教育
三、重點、難點、關鍵:
重點:
1、氧氣的制法和性質(zhì)
2、對分子、原子、離子概念的認識,對微觀世界的想象。
3、學習加熱、過濾、蒸發(fā)等基本操作。
4、對化學反應及其反應類型的認識。
5、化學方程式及計算
6、碳和化學性質(zhì)、二氧化碳性質(zhì)、制法
7、培養(yǎng)學習化學的興趣、習慣,認識探究學習的方法
難點:
1、對空氣成份探究實驗的設計分析。
2、制取氣體的思路和方法。
3、對微觀世界的想象。
4、探究實驗的學習方法
5、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、變化、性質(zhì)、用途間的相互聯(lián)系
6、質(zhì)量守恒定律
7、化學式和化學方程式的書寫與運用
8、含雜質(zhì)的化學方程式計算
9、建立系列觀點:條件_結(jié)果;氣體的制取思路、方法等
10、物質(zhì)間的相互聯(lián)系
關鍵:
1、化學式書寫與運用
2、形成研究學習物質(zhì)的方法
四、教研:
本學期計劃進行兩次較大的教研活動:
1、學期開始時,組織本科教師對教學進度、授課方法等開展一次教研活動,以確定本學期的教學計劃。
2、教與學協(xié)調(diào)同步,平時針對教學中遇到的實際問題,比如,教學內(nèi)容、教法、教學進度、后進生轉(zhuǎn)化、分類指導等方面不定時的加以研討。
【范文二】
一、學生基本情況及知識現(xiàn)狀分析
剛開設的新課程,與生活的聯(lián)系較多,學生學習的熱情較高,教師應正確引導,以期在中考中取得好的成績。學生大多來自農(nóng)村,基礎高低參差不齊,有些學生對學習產(chǎn)生了厭倦情緒,這就給教學工作的開展帶來了較大的難度,對于不同這樣差距比較大的學生,在本學期的教學工作中要做好每一個學生的工作,因材施教,使他們喜歡學化學,愛學化學,在各自原有的基礎上不斷發(fā)展進步。
二、主要教學內(nèi)容
第一單元 開啟化學之門 從三個方面向?qū)W生介紹了化學是一門以實驗為基礎的自然科學,通過一些日常生活中的化學現(xiàn)象將學生帶入化學的殿堂,從而很自然地接受這門新的課程,并激發(fā)了學生的學習興趣。
第二單元我們身邊的化學 首先從學生最熟悉的物質(zhì)空氣著手,研究了空氣的組成,學習了空氣中與人生命息息相關的一種氣體——氧氣,并探究了氧氣的實驗與工業(yè)制法。學習,并探究了二氧化碳的制法,學習了自然界的水從水的組成,又對水的凈化與水資源的保護進行了分析。
第三單元物質(zhì)構(gòu)成的奧秘 這一單元抽象地向?qū)W生介紹了物質(zhì)的微觀構(gòu)成,使學生學會去理解物質(zhì)是怎樣構(gòu)成的,為今后的探究打下基礎。
第四單元燃燒燃料 從燃燒的現(xiàn)象開始,去探究燃燒的條件,同時得出滅火的方法。讓學生從身邊去發(fā)現(xiàn)化學知識,了解燃料的種類以及燃燒對環(huán)境的影響。
第五單元金屬與礦物 研究和認識金屬及化合物的性質(zhì)、制備、存在的用途。
三、學期目標
(1) 理論知識聯(lián)系生產(chǎn)實際、自然和社會現(xiàn)象的實際,學生的生活實際,使學生學以致用。激發(fā)學生學習化學的興趣。培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科學的學習方法,培養(yǎng)學生的能力和創(chuàng)新精神,使學生會初步運用化學知識解釋或解決一些簡單的化學問題。
(2)重視基礎知識和基本技能,注意啟發(fā)學生的智力,培養(yǎng)學生的能力。使學生學習一些化學基本概念和基本原理,學習幾種常見的元素和一些重要的化合物的基礎知識,學習一些化學實驗和化學計算的基本技能,了解化學在實際中的應用。
(3)培養(yǎng)學生的科技意識、資源意識、環(huán)保意識等現(xiàn)代意識,對學生進行安全教育和愛國主義教育。
四、教學策略和提高教學質(zhì)量此文來自優(yōu)秀教育資源網(wǎng)斐斐,課件園的措施
(1)重視基本概念的教學
化學基本概念的教學對于學生學好化學是很重要的。在教學中,既要注意概念的科學性,又要注意概念形成的階段性。由于概念是逐步發(fā)展的,因此要特別注意遵循循序漸進,由淺入深的原則。對于某些概念不能一次就透徹地揭示其涵義,也不應把一些初步的概念絕對化。在教學中要盡可能做到通俗易懂,通過對實驗現(xiàn)象和事實的分析、比較、抽象、概括,使學生形成概念,并注意引導學生在學習,生活和勞動中應用學過的概念,以便不斷加深對概念的理解和提高運用化學知識的能力。
(2)加強化學用語的教學
元素符號、化學式和化學方程式等是用來表示物質(zhì)的組成及變化的化學用語,是學習化學的重要工具。在教學中,要讓學生結(jié)合實物和化學反應,學習相應的化學用語,結(jié)合化學用語聯(lián)想相應的實物和化學反應。這樣,既有利于學生記憶,又有利于加深他們對化學用語涵義的理解。還應注意對化學用語進行分散教學,通過生動有趣的學習活動和有計劃的練習,使學生逐步掌握這些學習化學的重要工具。
(3)重視元素化合物知識的教學
元素化合物知識對于學生打好化學學習的基礎十分重要。為了使學生學好元素化合物知識,在教學中要注意緊密聯(lián)系實際,加強直觀教學,實驗教學和電化教學,讓學生多接觸實物,多做些實驗,以增加感性知識。要采取各種方式,幫助他們在理解的基礎上記憶重要的元素化合物知識。在學生逐步掌握了一定的元素化合物知識以后,教師要重視引導學生理解元素化合物知識間的內(nèi)在聯(lián)系,讓學生理解元素化合物的性質(zhì),制法和用途間的聯(lián)系,并注意加強化學基本概念和原理對元素化合物知識學習的指導作用。
【范文三】
一、學生基本情況分析:
化學是一門九年級剛開設的新課程,與生活的聯(lián)系較多,學生學習的熱情較高,教師應正確引導,以期取得好的成績。我要做好每一個學生的工作,因材施教,使他們在各自原有的基礎上不斷發(fā)展進步。
二、教學目的和要求:
(1) 理論知識聯(lián)系生活實際、 學生的生活實際,使學生學以致用。
(2)重視基礎知識和基本技能,注意啟發(fā)學生的智力,培養(yǎng)學生的能力。使學生學習一些化學基本概念和基本原理,學習幾種常見的元素和一些重要的化合物的基礎知識,學習一些化學實驗和化學計算的基本技能,了解化學在實際中的應用。
三、具體措施:
(1)重視基本概念的教學。化學基本概念的教學對于學生學好化學是很重要的。在教學中,既要注意概念的科學性,又要注意概念形成的階段性。
(2)加強化學用語的教學。元素符號、化學式和化學方程式等是用采表示物質(zhì)的組成及變化的化學用語,是學習化學的 重要工具。在教學中,要讓學生結(jié)合實物和化學反應,學習相應的化學用語,結(jié)合化學用語聯(lián)想相應的實物和化學反應。這樣,既有利于學生記憶,又有利于加深他們對化學用語涵義的理解。
論文摘要:舒爾曼提出的“學科教學知識”推動了教育研究與實踐的向前發(fā)展。高校《通信原理》課程學科教學的知識結(jié)構(gòu)與內(nèi)容框架主要包括通信原理課程教學模式等七個方面,對《通信原理》課程教學策略的知識應用進行論述,具有較強的理論和現(xiàn)實意義。
一、教師的學科教學知識
在20世紀80年代的西方教師專業(yè)化運動中,美國斯坦福大學的Shulman教授,針對當時在對教師的資格認證中,將教師的教學能力簡單理解為教師具備的學科知識和教學知識的問題,指出對教師知識的分析是推動我們對教師行為分析的最主要的因素,提出了“學科教學知識”(pedagogical content knowledge/PCK,也有人譯為教育學內(nèi)容知識、教學學科知識、教學專業(yè)知能、學科內(nèi)容教學知識等)這一重要概念。舒爾曼認為,學科教學知識是學科知識和教育學知識的特殊混合體,是教師對學科知識獨特的專業(yè)理解,為教師所特有,是“教師對如何幫助學生理解具體學科內(nèi)容而做出的理解”。學科教學知識使教師學會如何組織和呈現(xiàn)具體學科的主題、問題、結(jié)果,使之與學習者多樣的興趣與能力相適應,從而組織教學。學科教學知識的提出,為教師的專業(yè)化發(fā)展提供了理論基礎。
學科教學知識是教師在教學中將特定的學科教學內(nèi)容加工轉(zhuǎn)化而形成的能為學生接受的知識。學科教學知識的形成需要教師對學科知識、教學知識、學生知識、情景知識等進行整合,并對教學經(jīng)驗不斷歸納、總結(jié)與調(diào)整。因此,學科教學知識具有實踐性、情景性和個體性。學科教學知識的形成揭示了教師教學能力發(fā)展的復雜過程,使對教師教學能力的研究更為深人與科學。
舒爾曼提出的“學科教學知識”概念引起了學者們對與教師教學實踐相關知識的重視,學者們進行了大量的論述與研究,“學科教學知識”理論成為教師教育、課堂教學行為分析、科學教育等學科教育研究的重要內(nèi)容與基礎框架。后經(jīng)過修改和補充,舒爾曼又進一步闡釋了學科教學知識的框架。以此為基礎,學者根據(jù)自己的理解,提出了學科教學知識的內(nèi)涵;盡管不同的學者有不同的見解,但大同小異,基本上都認為學科教學知識包括:教師教育信念、學科知識、教育學知識、關于學生的知識、教學情境知識等幾個方面。
二、《通信原理》課程教師的學科教學知識
現(xiàn)代社會是信息社會,電子與通信類專業(yè)從而也成為極為熱門的專業(yè)。在電子與通信類專業(yè)的課程結(jié)構(gòu)中,《通信原理》是極為重要的專業(yè)基礎課程。此課程的主要任務在于研究通信系統(tǒng)中的基本概念和基本原理,讓學生掌握通信系統(tǒng)的基本組成、理論原理、實現(xiàn)方法和系統(tǒng)性能,能夠在后續(xù)課程的學習和工作中靈活應用,并激發(fā)他們對通信學科方面的學習興趣和熱情,使他們有足夠的自信和能力來適應這一日新月異的領域。該課程內(nèi)容涉及隨機過程、復變函數(shù)與積分變換、信息論、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理等多方面的知識。高等教育是人才培養(yǎng)的主渠道,而教師則是決定學校教育質(zhì)量的關鍵。在創(chuàng)新人才教育的大背景下,有必要對《通信原理》課程教師的知識結(jié)構(gòu)框架進行分析、研究。
對于教師學科教學知識框架,除理論研究之外,也要進行實證研究,如調(diào)查分析、測量、比較等;而教師知識結(jié)構(gòu)必然會涉及學科和專業(yè)。以往的研究多涉及基礎教育領域的教師;近年來,高等教育專業(yè)的教師學科教學知識也開始受到重視。筆者在理論分析、聽課、親歷教學的基礎上,提出了高校《通信原理》課程教師的學科教學知識框架。高校《通信原理》課程教師的學科教學知識應該包括如下主要內(nèi)容:
(一)《通信原理》課程教學模式知識
《通信原理》課程教學方法因課程中具體內(nèi)容的性質(zhì)而有所不同,常用的教學模式有:仿專家思考模式,是要求學生像通信專家一樣思考,強調(diào)學術嚴謹,以傳授專業(yè)知識為主的教學模式。概念轉(zhuǎn)換模式,是通過使學生產(chǎn)生情景上的沖突,改變學生原有的概念,幫助他們建立通信科學概念的模式。探究模式,包括一般意義上的探究和以學習共同體為中心、分工負責、利用實驗室條件進行研究的“小組合作學習”或“合作探究”模式。基于項目或課題的教學模式,即以“導向”性的問題為中心,圍繞一個主題組織概念、原理,指導學生通過實驗和調(diào)查得出解決方案等。
在熟悉《通信原理》課程教學模式的基礎上,應根據(jù)本科和高職專科的《通信原理》課程教學目標的不同和學生基礎的不同,采用不同的課程教學模式。根據(jù)作者的經(jīng)驗,本科教學中適合采用仿專家思考模式、概念轉(zhuǎn)換模式、探究模式;高職專科教學中,則宜運用基于項目或課題的教學模式和探究模式。這些模式在教學中還需要靈活交替使用。不論采用何種教學模式,《通信原理》課程的教師都應當具備體現(xiàn)《通信原理》課程特點的教學策略。筆者在教學中大量使用了理論教學與實驗、實習相結(jié)合,以及案例教學的策略。
(二)通信專業(yè)課程專業(yè)培養(yǎng)目標和教學目標知識
通信專業(yè)的培養(yǎng)目標是:培養(yǎng)一批具有堅實的理論基礎、很強的創(chuàng)新意識和動手能力的人才,主要培養(yǎng)德智體全面發(fā)展、基礎扎實、知識面寬、素質(zhì)高、富有創(chuàng)新意識、在通信領域內(nèi)獲得專業(yè)訓練的高級技術人才,以適應國家加速信息化發(fā)展對人才的需要。專業(yè)是以通信技術為主,結(jié)合計算機應用的寬口徑專業(yè)。根據(jù)教學目標,我們應該重點圍繞通信系統(tǒng)設計、智能信息處理、無線通信及測控、現(xiàn)代交換技術、光通信技術、計算機視覺與圖像處理等展開教學應用型人才的培養(yǎng)。
只有從總體上理解了通信專業(yè)課程專業(yè)培養(yǎng)目標和教學目標,才能在課程教學中處理好《通信原理》和其他課程的關系,達到預期的專業(yè)培養(yǎng)目標。為此,我們需要根據(jù)創(chuàng)新人才教育的大思路,從高等教育特點和各學校具體條件出發(fā),結(jié)合各個專業(yè)的特點,加強專業(yè)理論教學、實驗教學、實踐教學活動。
(三)《通信原理》課程目標與內(nèi)容知識
為了適應新世紀的需要,《通信原理》課程的培養(yǎng)目標是:培養(yǎng)具有厚基礎、寬口徑、高素質(zhì)、強能力,特別是具有工程實踐能力和創(chuàng)新能力的科技人才。通過本課程的學習,使學生獲得必要的信息通信與傳輸方面的基礎理論知識和基本技能,為后續(xù)專業(yè)課程的學習打下扎實的理論基礎和動手能力;使學生在模擬和數(shù)字通信方面建立清晰的系統(tǒng)概念,掌握通信系統(tǒng)的一般分析方法,并具備一定的通信系統(tǒng)設計能力;使學生了解通信技術的最新發(fā)展方向,從而把握通信學科發(fā)展脈絡,激發(fā)學生的主動性與創(chuàng)新性,提高學生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力,為培養(yǎng)能夠解決挑戰(zhàn)性問題的新一代工程師打下堅實的基礎。
《通信原理》課程內(nèi)容具體包括:通信的概念、通信系統(tǒng)基本組成、數(shù)字通信系統(tǒng)、信道簡介;信息嫡的基本概念;AWGN信道下香農(nóng)信道容量理論;信號的頻域分析方法,自相關函數(shù)與功率譜密度,互相關函數(shù)與互譜密度;Hillbert變換,解析信號,等效基帶分析;隨機信號與平穩(wěn)隨機信號,窄帶平穩(wěn)隨機信號,高斯白噪聲過程;模擬調(diào)制;模擬信號的數(shù)字化;高斯白噪聲信道中的數(shù)字傳輸;帶限AWGN信道下的數(shù)字傳輸?shù)取@些內(nèi)容的深入了解和精深掌握是做好《通信原理》課程教學的前提條件。
除了對這些基礎知識的牢固掌握以外,教師還應該對通信的研究史和發(fā)現(xiàn)史、學科研究與開發(fā)最新進展,特別是光電子通信有較多的了解,并在教學中適當進行最新研究與開發(fā)成果介紹。
(四)學生對本專業(yè)知識的理解能力知識
通信專業(yè)教師應該了解學生對具體專業(yè)知識的理解能力,包括學生學習需要和學習困難的知識。所謂學生學習需要的知識指的是學生在學習某個通信原理課程內(nèi)容之前必備的專業(yè)知識和技能。學生的學科理解能力是影響教學效果的重要原因。只有深人了解學生學習《通信原理》課程需要哪些預備知識、難點是哪些等,才能有的放矢,提高學生學習的積極性,提高教學效果。學生學習《通信原理》課程時,較難理解和接受的知識包括通信的抽象概念、隨機過程概念、信息熵、Hillbert變換,教師教學中應該努力讓學生掌握這些方面的內(nèi)容。
(五)通信安全意識
通信安全涉及國家、單位,以及個人的通信秘密保障,關乎國家、社會征集、經(jīng)濟、軍事等各方面的安全。現(xiàn)有的《通信原理》課程教材都不涉及通信安全教育,這是一個很大的缺陷。《通信原理》課程教師不僅自己應該具有一定的通信安全知識和相關思考,更應該將其滲透于《通信原理》課程的教學之中。
三、《通信原理》課程學科教學知識的運用
《通信原理》課程教師應該具備上述學科教學知識,并能熟練地運用于教學實踐活動中。作者在自己的教學實踐中對《通信原理》課程學科教學知識進行了靈活運用。下面對其中的教學策略知識的運用舉例說明如下:
(一)學科知識傳授方面,教學重點放在數(shù)字通信系統(tǒng)部分
《通信原理》內(nèi)容包括通信的基本理論、模擬調(diào)制、數(shù)字傳輸、編碼技術幾個大部分。由于現(xiàn)代通信的發(fā)展方向是數(shù)字通信,因此,教學重點在數(shù)字通信系統(tǒng)部分。在課程的開始階段,讓學生準確把握數(shù)字通信系統(tǒng)的組成、各模塊的功能,使得學生能夠把本課程的內(nèi)容有機地組合起來,在學習具體知識點時能明確它們在通信系統(tǒng)中所起的作用,收到“既見樹木,又見森林”的效果。《通信原理》是一門理論和實踐并重的課程,在理論教學方面,要讓學生掌握通信系統(tǒng)的基本組成、理論原理、分析方法。為了提高教學效果,在課堂上采用設問思考和逆向思考提問等教學方法,啟發(fā)學生思考、誘發(fā)學生的思維、激起學生的求知欲望。在教學過程中注重考慮學生的學習方法和接受能力,在備課時,采用換位思考方法,感受學生的困惑,考慮講解的技巧,以在最短的時間內(nèi)收到最佳的教學效果。同時根據(jù)不同的教學內(nèi)容和教學對象,注意將學生自學和精講重點、難點結(jié)合起來。在每章及每小節(jié)結(jié)束時,注意進行課程總結(jié),讓學生及時鞏固所學內(nèi)容,便于繼續(xù)學習新的內(nèi)容。
(二)通過介紹新技術進展,提高學生學習的興趣
《通信原理》是通信專業(yè)的基礎課程,涉及的最新技術不多,而本院電子信息與科學技術專業(yè)通信方面的后續(xù)課程也不多。而且,在中國的高等教育中,工科教育的一個較明顯的缺陷是最新科研與開發(fā)成果很難及時在教材中體現(xiàn),用什么教材講什么內(nèi)容的傳統(tǒng)也使得最新科研與開發(fā)成果很難在教師的授課過程中被包括進來。通信的發(fā)展日新月異,新技術層出不窮,如何在有限的課時里讓學生掌握通信基本理論的同時,盡量了解更多關于通信方面的新理論和新技術是教學中需要解決的問題之一。作者在教學中采用課內(nèi)附帶介紹最新進展的形式來實現(xiàn)。例如,在講解基本內(nèi)容的同時,附帶介紹了移動通信的發(fā)展狀況、移動通信中常用多址方式、3G技術及其現(xiàn)狀等內(nèi)容,既能提高學生的學習興趣,開拓其視野,也能為他們將來從事這方面的研究和開發(fā)指明方向。
(三)通過CAI和仿真輔助教學,加深對理論的理解
大量使用多媒體進行教學,并在課件設計上注意突破簡單的演示型模式,體現(xiàn)知識的建構(gòu)過程,重視知識要點的剖析,提高學生主體的參與程度;在課堂講解上,注意將重點內(nèi)容在黑板上列出,避免讓學生有看電影的感覺,同時便于學生理解掌握原理,從而彌補了傳統(tǒng)教學和多媒體教學各自的不足;同時,利用仿真軟件對通信系統(tǒng)進行仿真觀察,提高了學生對理論的理解能力,培養(yǎng)了學生的系統(tǒng)觀念。
(四)加強教學實踐,鞏固所學內(nèi)容
《通信原理》是一門實驗性很強的課程,為了幫助學生鞏固所學的內(nèi)容,加深理解,筆者在教學中采用兩種方法來進行教學實踐。其一,精心設計實驗,利用本系現(xiàn)有的實驗設備,設計實驗內(nèi)容;其二,利用MATLAB仿真軟件,編寫仿真程序,采用課堂演示的方法。比如,通過仿真實現(xiàn)多種解調(diào)方式的誤碼率曲線,可以讓學生們直觀地了解它們的性能差異,體會“面對面”交流的樂趣。而編程基礎比較好的同學可以開發(fā)一個簡單的數(shù)字通信系統(tǒng),重點讓學生練習使用信源編碼信道及接收機的仿真實現(xiàn)等。這樣,既提高了學生的編程能力,也加深了其對整個通信系統(tǒng)的理解。