姚直象 孔曉鵬 姜可宇

摘要“水聲信道分析”是碩士研究生專業(yè)核心課程，課程內容難度較大，為提高課程學習效果，將課前預習作為重要的環(huán)節(jié)。采用了PPT課件、教材、MOOC、文獻庫等四種預習手段，選擇了合適的預習時間，提供了相應的預習資料和有針對性的預習指導。多個班次實踐表明，所采取的多手段綜合預習方法在課程教學中發(fā)揮了良好作用。

關鍵詞 有效預習 自主學習 綜合預習 預習指導

中圖分類號：G643文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.25.010

The Teaching Practice of Comprehensive Preview in the Postgraduate Course

YAO Zhixiang， KONG Xiaopeng， JIANG Keyu

（College of Electronic Engineering， Navy University of Engineering， Wuhan， Hubei 430033）

AbstractThe underwater acoustic channel analysis， which is a core course of postgraduate students， is very difficult for learning. The preview is a very important procedure for learning this course well. PPT， teaching material， MOOC and references were used for the preview. The proper time， specific materials and guidance were offered. The multiple preview methods played a useful role in the teaching， which was proved by many classes.

Keywordseffective preview； independent learning； comprehensive preview； the guidance of preview

0引言

從學習的整個過程來看，學生的學習是由課前預習、課上學習和課后復習這三個部分組成的。這三個部分作為學生學習的三個環(huán)節(jié)，既相對獨立又有先后依賴關系，都對學生的學習效果產(chǎn)生影響，應該在教學過程中受到足夠的重視。其中，預習是整個學習程序中的第一步，它在學習中起著重要的作用。隨著我國教學理論從“以教為本”到“以生為本”，再到“以學為本”的轉變，教育越來越關注學生的自主學習能力。預習是學生先于課堂學習的獨立性學習行為，它是自主學習行動的一種具體表現(xiàn)，可以說預習是自主學習的基石。水聲工程專業(yè)是研究聲在海洋中的傳播，以及利用聲能進行水下目標檢測、參數(shù)測量、識別、通信的學科，“水聲信道分析”課程是我校水聲工程專業(yè)碩士研究生必修課，該課程對于理解和掌握聲能在海洋中的傳播規(guī)律及其對水聲設備性能的影響具有重要意義，課程將水聲物理和水聲信號處理聯(lián)系起來，內容有一定難度。在教學過程中，課程組結合在線教育資源、學生學習特點，抓住課前預習的環(huán)節(jié)，開展了有針對性的教學實踐，逐漸形成了課前以學生預習為基礎的自主學習、課上采用研討式和翻轉課堂等以學生為主體的教學方式、課后以習題與總結強化知識點和知識體系的三階段教學模式，取得了較好的教學效果，本文圍繞課前預習階段的教學實踐展開分析和討論。

1對課前預習的需求分析

關于課程是否需要預習，以及預習到什么程度，不同課程、不同老師會有不同見解。“水聲信道分析”課程不僅涉及水聲物理知識，還涉及水聲信號處理知識，學習起來有一定難度，所以課前深度預習是搞好課程學習不可或缺的一個教學階段。

1.1課程內容要求學生提前做功課

“水聲信道分析”作為我校水聲工程專業(yè)研究生的必修核心課程，對培養(yǎng)研究生的水聲專業(yè)素養(yǎng)具有重要意義。水聲設備性能受“人-裝備-環(huán)境”耦合因素影響，這里的“環(huán)”即為海洋水聲環(huán)境，它是時變、空變的，聲能量在其中傳播規(guī)律與水聲環(huán)境緊密相關，水聲設備需要結合水聲信道特點進行優(yōu)化設計，在使用時也要結合海洋環(huán)境特性才能達到最佳使用效果。因此，聲納設計人員和使用人員不僅要掌握信號處理方面的知識，還需要了解海洋環(huán)境對水聲設備性能的影響，該課程從水聲信號處理的角度研究和分析海洋，將海洋看作水下“聲信道”，研究信道對信息進行的各種變換以及聲納系統(tǒng)如何與聲信道相適配的問題。課程內容抽象、難懂，對基礎要求較高。如“隨機散射信道”知識點，數(shù)學變換多、統(tǒng)計分析多，既是理解水聲信道特點的重點，也是教學上的難點。因此，學生提前進行深度預習是學好這門課的前提保證。

1.2教學設計要求學生課前深度預習

經(jīng)過本科階段的畢業(yè)設計、小論文撰寫等綜合訓練，研究生學生具有一定的系統(tǒng)學習能力訓練，普遍掌握了專業(yè)知識的學習方法，能夠根據(jù)主題查找文獻，梳理總結提煉問題、分析問題、解決問題，具備一定的自主學習能力，這為研討式教學、翻轉課堂等教學方式奠定了基礎，這些教學方式有別于傳統(tǒng)課堂“填鴨式”教學，教學效果較好，但對學生和老師的要求也更高。在本課程教學資源方面，國內兄弟院校已開設高水平“水下聲信道”MOOC課程，為課程采用線上和線下混合式教學創(chuàng)造了條件。因此，本課程教學設計時考慮將小班化、研討式、翻轉課堂、線上與線下相結合等多種教學手段和方式相結合，這些教學方式都要求學生提前進行深度、有效的預習。

2課前預習方式

傳統(tǒng)的預習是學生只依靠教材進行獨立的自主學習活動，這種方式對簡單內容或學習能力非常強的學生，可以達到比較好的預習效果，對于大多數(shù)學生可能會因為枯燥、看不懂等原因無法完成有效的預習。隨著網(wǎng)絡和信息技術的發(fā)展，除了教材之外，我們還可以為學生提供更多的預習素材，如在線視頻、PPT課件、文獻資料，大大豐富學生的預習手段，提高預習興趣。本課程主要采用以下幾種預習方式：

2.1 PPT預習

課堂教學中為了全面深入地講解課程知識點，PPT課件內容也會全面、細致。預習PPT與課堂教學PPT的作用不同，主要是為了幫助學生梳理課程內容脈絡、建立課程知識框架。內容包括課程目標、基礎要求、知識體系、學習重點和難點、主要知識點的概要講解等。學生在后期觀看視頻時可以翻閱PPT加深對原理的理解和知識體系的建立，PPT中還標注了課堂教學中的仿真實驗內容步驟和安排、課程考核要求等學習注意事項，使學生在開課前就對課程內容體系、要求和安排做到心中有數(shù)。根據(jù)每一屆學生學情分析情況，特別是本科階段專業(yè)知識學習情況，尤其要注意跨專業(yè)來源的研究生以往專業(yè)課學習情況，根據(jù)學情分析情況適當調整預習PPT的內容和安排，以便更有針對性。

2.2教材預習

這是傳統(tǒng)的預習手段，用于幫助學生全面熟悉、理解課程知識內容，構建知識體系，把握重點和難點。由于歷史原因和學科特點，目前國內水聲信道方面的專業(yè)教材只有一本，是由國防工業(yè)出版社出版的《水下聲信道第2版》，在行業(yè)內具有較高的權威性，是本課程選定的主教材。該教材具有將水聲物理和聲納工程設計相結合的特色，并結合近年國內外聲納技術發(fā)展的新特點，增加聲納設計發(fā)展新方向及實踐工作結合更加密切的章節(jié)。與預習PPT課件和MOOC課程相比，教材在知識體系完整性、理論及公式表述充分性、細節(jié)性方面更有優(yōu)勢，便于學生結合MOOC課程、預習PPT進行深入完整的理論學習和詳細的公式推導。

2.3 MOOC預習

用于幫助學生找到課堂教學的感覺，理解和掌握重難點知識。在線視頻課程可以讓學生在任何時間和任何地點，只要借助于網(wǎng)絡就可以進行觀看，重難點部分可以進行反復觀看。學堂在線“水下聲信道”MOOC課程，是目前水下聲信道方面唯一的在線課程，由國內水聲工程專業(yè)最強的學校-哈爾濱工程大學水聲工程學院開設，課程制作精良，選課人數(shù)眾多，與本課程教學內容強相關。因此將該在線視頻資源作為課前預習資源，要求學生注冊學習。充分利用在線課程的教學方式，將其學習成果作為后續(xù)課堂研討的基礎，將參與課程在線測試、在線學習情況作為平時成績，激發(fā)學生學習積極性。學生可以在自己預習的基礎上聽“老師”講，自主控制進度，制訂個性化的學習計劃，對已經(jīng)掌握的知識點可以少學，重難點知識點可以反復學，通過這種方式既可以讓學生對知識點的理解變得更扎實，也可以將不同基礎的學生盡量拉到同一“起跑線”，以便后續(xù)更好地組織課堂教學。

2.4文獻預習

用于幫助學生拓寬視野，打開思路。課程組根據(jù)多年的教學和科研積累，并跟蹤國內外水聲信道方面的最新文獻，匯總制作水聲信道文獻庫，按照章節(jié)進行分類，在正式上課前提供給學生，節(jié)約了學生查找文獻的時間。同時，為鍛煉學生的文獻檢索能力，要求當期學生查找最近1年水聲信道方面新發(fā)表的文獻，并補充到文獻庫中。通過文獻預習，培養(yǎng)了學生自主預習的能力，也滿足了不同層次學生的預習需求。

與傳統(tǒng)的單一預習方式不同，本課程采用了四種手段的綜合預習模式，以形成優(yōu)勢互補，提高預習效果。需要說明的是，自主預習并不是說老師完全不用參與，相反本課程的以上四種預習方式都是在老師引導下進行的，課程組將四種預習模式所需的資料分階段發(fā)布在學習小組中，要求學生分步推進完成，實現(xiàn)四種預習模式的有機組合，對課程內容和知識點的掌握從粗到細、由淺入深，達到最佳預習效果，為課堂教學打下良好基礎。

3預習指導策略

預習固然很重要，但實際教學過程中，學生確實存在諸如沒時間、沒興趣、沒方法的現(xiàn)象，導致不能預習、不想預習、不會預習的局面。面對學生的這些問題，如果只提預習要求，不加以指導，這樣的預習對學生幫助通常不大，有可能是浪費時間的低效預習，甚至還會加重學生學習負擔。因此，老師不僅要參與到學生的預習中，將教學工作前移，還需要制定有針對性的預習指導策略，目的是保障學生預習時間、激發(fā)預習興趣、培養(yǎng)預習能力，最終提高預習效果。

3.1在合適的時間開展預習

“水聲信道分析”是碩士研究生第一學年上學期的必修課程，相比研究生新生入學后的各種活動及課程安排，開學前的暑假時間相對寬松、靈活。對于新錄取的研究生，在入學前通過面試等環(huán)節(jié)可以做充分的學情分析，對生源是本校本專業(yè)畢業(yè)的本科生情況掌握得還會更全面。針對這些特點，課程組將課前預習工作前置，從研究生面試工作開始后，及時跟蹤了解研究生新生情況；正式確定錄取人員后，與新錄取研究生建立聯(lián)系，組建課程學習小組；在課程學習小組中說明本課程性質、地位、學習特點和教學安排，在充分溝通的基礎上，布置課程預習任務，要求學生利用入學前的假期和入學后正式開課前的時間進行課前預習，充分保障本課程的課前預習時間。

3.2讓學生感受到課程的樂趣

興趣是最好的老師，激發(fā)學生的預習興趣對以生為本的自主學習非常重要。課程組選擇難易程度合適，又能反映課程特點的知識點，圍繞“聲在海洋中的傳播方式”以深海典型聲速分布為例，展示聲線在海洋中的彎曲和多途的傳播軌跡；圍繞“相干多途信道對聲信號的影響”“信道的梳狀濾波特性”兩個知識點，以脈沖信號通過相干多途信道前后的波形、寬帶信號通過水聲信道前后的頻譜為例，引導學生將水聲信道看成濾波器，利用學過的數(shù)字信號處理知識分析水聲信道特點；在文獻庫中提供兼顧學術性和趣味性的文獻，提高課程親和力。通過這些方式激發(fā)學生預習興趣，讓學生愿意預習。

3.3讓學生具備預習能力

從培養(yǎng)學生能力方面來說，課前預習與課堂教學都是一樣的，不僅要讓學生通過預習某一個知識點，達到理解掌握這個知識點的目的，同時也能收獲“對待知識”的態(tài)度和“獲得知識”“理解知識”的能力。如在“相干多途信道對聲信號的影響”“信道的梳狀濾波特性”兩個知識點的預習過程中，需要學生根據(jù)已掌握的數(shù)字信號處理方面的知識，來學習、分析水聲信道中新知識，這既體現(xiàn)了基礎知識與專業(yè)知識的聯(lián)系，也需要學生在獲取新知識方面的能力躍升。因此，要合理設置能夠培養(yǎng)和提高學生預習能力的知識點，既不能太難讓學生無從下手，也不能太容易讓學生一看就會，最好是在充分了解學生學習基礎的前提下，讓學生能夠直接或間接利用已有知識來分析和解決問題。通過設置這種跳一跳就能夠得著的預習內容，在兼顧知識點學習的同時，端正學生學習態(tài)度，培養(yǎng)學生預習能力。

4總結

“水聲信道分析”作為水聲工程專業(yè)碩士研究生核心必修課程，是最能體現(xiàn)水聲專業(yè)特點的課程之一，課程內容抽象、學習難度較大，對學生要求高。為保障課程學習效果，結合我校研究生特點，合理設計課堂教學模式。為滿足課堂教學需求，將課前預習作為課程學習的重要環(huán)節(jié)，制訂專門的預習指導策略，在時間上將預習工作前置，安排在研究生新生入學前的暑假和入學后正式開課前，并關注學生的預習興趣，合理設置培養(yǎng)預習能力的知識點；綜合了預習PPT課件、課程教材、MOOC課程、文獻庫等預習手段，以保障預習效果。通過多年的教學實踐，取得了較好的教學效果。

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