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摘 要:“互聯網+”與教育的深度融合為傳統的高等教育帶來了新的機遇和挑戰。文章以《信息論基礎》課程中的最佳不等長編碼章節為例,介紹了課程實施的以學生為中心的“導師式”線上線下混合教學新模式以及獲得的教學成效。課程通過課堂中創建學習場景,進行互動環節的導演設計、引導啟發學生進行思考、通過課程思政進行思想引領和疏導,通過先進的教學內容和多樣化的教學手段激發學生學習的興趣和能動性,培養學生的主動學習能力、實踐能力、合作能力和分析問題解決問題的能力和在情感、價值觀等方面的綜合素質。
關鍵詞:混合式教學;自主學習;合作學習;高階思維
隨著互聯網、信息技術、人工智能快速發展,線上線下混合式教學成為新型教學形態,它需要綜合運用學習理論、技術手段和應用方式,對教學資源建設、教學設計和教學管理提出了更高的要求。其中,教學設計是線上線下混合式教學是否成功有效的關鍵,如何充分發揮線上線下優勢,平衡二者關系,達到線上教學與線下教學功能效益最大化,是混合式教學亟待解決的難點問題。本文以《信息論基礎》最佳不等編碼章節為例,探索導師式混合教學模式。
一、背景介紹
《信息論基礎》是信息與通信工程學科的基礎骨干課程,面向本科三年級學生開設。完成課程學習后,學生能夠理解并掌握信息的提取、傳輸和處理的基本理論和基本方法,建立最優化信息傳輸系統設計的整體概念;能夠將信息論與編碼理論用于工程應用中的信息表示、信號傳輸、信號處理等問題;能夠結合數學,將信息論與編碼理論用于表達、分析、處理本專業相關的工程問題;能夠從數學的角度對工程問題的解決方案進行分析與改進。進一步通過融入課程思政,培養學生熱愛祖國、熱愛科學的精神與核心素養。
以教學內容改革創新為核心,對課程知識體系進行了重構與優化,構建了“以實踐與創新為導向”的“導師式”混合教學模式,如圖1所示,下文以以《最佳不等長編碼》為例說明混合式教學設計。
作為《信息論基礎》的重要章節,最佳不等長編碼要求通過尋找最佳不等長編碼的方法的過程,啟發學生如何分析問題和解決問題;通過證明Huffman編碼的最佳性,鍛煉學生應用數學工具分析工程問題的能力;通過Huffman編碼的實際應用,鍛煉學生應用專業知識解決實際問題的能力。
(一)傳統教學的局限
1. 傳統教學課堂以教師傳授知識為主,師生互動討論為輔。由于學生欠缺學習的主動性,在課堂學習中遇到的問題未能及時反饋給教師,從而無法得到教師及時地有效地個性化指導,課堂教學質量無法保證。
2. 學生的學習能力參差不齊,學習能力強的學生覺著進度太慢,學習能力弱的學生覺著進度太快,班級整體的學習效率低下。
3. 由于課時限制,教師將重點放在三種編碼方法以及Huffman編碼的最佳性證明,沒有時間將理論知識與實踐相結合、沒有時間引入擴展性問題和應用性問題,更談不上綜合能力鍛煉。
4. 由于課時限制,沒有足夠時間以小組為單位進行合作學習,培養團隊合作意識,鍛煉學生分析問題和解決問題的能力,以達到課程能力要求。
(二)本方案預期到達的效果
本方案預期達到的效果如下,均與課程的教學目標相呼應。
首先,達到傳統教學的基本目標。即掌握幾種不等長編碼方法(包括Shannon編碼、Fano編碼、Huffman編碼);掌握Huffman編碼最佳性證明;理解信源編碼Shannon限。
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