距离效应

提升课堂教学效果的方法与实践

作者:曲老师的课堂 / 关注公众号:KnowRadar  发布:2019-11-03

提升课堂教学质量的方法与实践-以本科生《雷达原理与系统》课为例一、课程基本情况分析
(1)雷达技术课程体系
雷达是航天测控、态势感知的主要设备,雷达工程技术人才培养是相关力量建设的必然需求。《雷达原理与系统》课程作为本科相关专业必须课程,在雷达技术课程体系中属于基础理论学习部分,按照目前规划的课程体系结构,自下而上的的雷达技术课程体系如图1所示。
图1 雷达技术课程体系
在雷达技术课程体系中,位于底层的是基础理论学习课程,包括《雷达原理与系统》、《雷达信号处理基础》两门课程,为本科阶段开设的雷达专业必修课程;主流技术创新部分包括《雷达信号处理》和《雷达系统》两门课程,为硕士研究生阶段课程的专业必修课程;前沿技术讨论部分包括《目标探测与识别》一门课程,为博士研究生必修课程;军事应用研究部分包括《新体制雷达技术与应用》一门课程,主要为职业教育阶段必修课程。
(2)课程的定位与特点
根据人才培养需求结合雷达相关专业课程体系设计,该课程内容设计应满足如下三点要求:
①覆盖全。为兼顾航天测控、态势感知两大专业雷达方向人才培养,课程应从雷达基本原理、基本方法的角度尽可能全的覆盖典型雷达体制与系统,注重强调严基础、宽口径;
②有侧重。针对应用单位以及工程技术雷达本科学员培养需求,侧重非合作体质雷达系统工作原理与应用与技术;
③涉前沿。由于雷达体制与信号处理技术的革新是推动雷达体制革新的主要动力,本课程要涉及必要的雷达体制前沿技术、并通过设置实验环节培养学员实践能力,为研究生阶段学习打基础。
(3)知识体系分析
分析雷达系统及其原理,依据其设计课程内容可以保证课程内容的系统性、完整性、科学性。雷达原理与系统可以分为分机、测量方法与系统三大部分,分机主要包括雷达发射机、雷达接收机、雷达终端,重点学习各个分机的组成、工作原理和质量指标;测量方法主要包括经典的测距、测角和测速的基本原理和各种实现途径,并相应的讨论多种雷达体制(系统)的基本原理,包括连续波雷达、脉冲多普勒雷达、、相控阵雷达、数字阵列雷达、脉冲压缩雷达、双基地雷达、合成孔径雷达等。
图2 雷达原理与系统知识体系分析
(4)课程教学目标设计
根据课程定位要求制定具体教学目标:
1.理解掌握雷达的基本组成、基本原理、工作频率以及发展与应用
2.理解掌握雷达发射机、接收机、终端的组成、工作原理与质量指标
3.理解掌握雷达方程、目标距离测量、角度测量基本理论与方法
4.了解动目标检测基本原理
5.了解不同体制雷达系统基本工作原理
6.能够通过编程实践,验证雷达系统基本原理、基本方法和结论,为解决雷达信号处理方面的工程实际问题以及为研究生阶段进一步研究学习奠定良好基础。
图3 课程教学目标设计
(5)课程教学内容设计
以雷达系统原理知识体系为基础,根据教学目标结合航天测控与太空态势感知雷达设备工作特点,结合学员已有知识结构,具体内容设计如下:
1. 第一章绪论
包括雷达的任务、雷达的基本组成、雷达的工作频率、雷达的应用和发展、电子展与军用雷达等知识点
2.第二章雷达发射机
包括雷达发射机的任务和功能、雷达发射机的主要质量指标、雷达发射机的主要部件和各种应用、真空管雷达发射机、固态雷达发射机、脉冲调制器等内容。
3.第三章雷达接收机
包括雷达接收机的基本原理与组成、雷达接收机的主要质量指标、常规雷达接收机和现代雷达接收机、接收机的噪声系数和灵敏度、接收机的高频部分、接收机的动态范围和增益控制、自动频率控制、频率源及其应用、波形产生的方法与应用、数字雷达接收机、数字阵列接收机等知识点。
4.第四章雷达终端
包括雷达显示器的类型及其质量指标、距离显示器、平面位置显示器、数字式雷达显示技术、随机扫描雷达显示系统、光栅扫描雷达显示系统、雷达点迹的录取、雷达数据处理等知识点。
5.第五章雷达的作用距离
包括雷达方程、最小可检测信号、脉冲记录对检测性能的改善、目标截面积及其起伏特性、系统损耗、传播过程各种因素的影响、雷达方程的其他形式等知识点。
6.第六章目标距离的测量
包括脉冲法测距、调频法测距、距离跟踪原理、数字式自动测距器等等知识点。
7.第七章目标角度的测量
包括测角方法及其比较、天线波束的扫描方法、三坐标雷达、自动测角原理、角度跟踪精度等知识点。
8.第八章运动目标检测
包括多普勒效应及其在雷达中的应用、动目标显示雷达的工作原理及主要组成、盲速、盲相的影响及其解决途径、回波和杂波的频率及动目标显示滤波器、动目标显示雷达的工作质量及质量指标、动目标检测、速度测量等知识点。
9.第九章基本雷达系统
包括连续波雷达、脉冲多普勒雷达、相控阵雷达、数字阵列雷达、脉冲压缩雷达、双基地雷达、合成孔径雷达等内容。
图4 课程教学内容设计
二、课程教学设计与实施
通过对《雷达原理与系统》课程的分析、知识体系的梳理、教学目标与教学内容的设计,明确了这么课程的主体定位、教学思路与主要教学内容,为了让这门这么专业课的“教”与“学”更加紧密的联系,实现“让老师教的清楚,让学员学的明白”的目标,通过课程学习能让学员真正学懂,更加坚实的掌握专业课知识,对这门课程教学实施过程与方法的进行设计。
(1)教学过程设计
教学过程“严”字当头。在教学过程中,对学员提出严格要求,按照“课前预习-课堂教学-课后复习-评价反馈”等四个步骤展开教学活动。
图5 教学过程严要求
1)课前预习要求“细”。
所以授课内容,课前必须预习!这是对所有学员提出的基本要求,通过“曲老师的课堂”公众号发布每堂课预习版本的课件,并利用微信平台监督学员的预习情况。
图6 课前预习要求“细”
2)课堂教学体现“活”。
在课堂教学环节,体现一个活字。采用先进教学手段和方法,引入“雨课堂”平台与在线远程教学手段提高课程互动程度以及对学员知识点掌握程度的掌握。授课过程力求实现学员对知识的掌握而不是盲目追求授课进度;授课过程语言运用灵活风趣、旁征博引,时刻抓住学员的注意力。
图7 课堂教学体现“活”
3)课后复习体现“准”。
在课后复习环节中,对每章节内容针对重要的知识点留了“大量”的作业,而不是以没节课为节点布置作业,作业以百分制形式要求学员独立完成,以抽查作业的形式进行作业的评分与讲评,每章作业评选“作业之星”学员并在课堂上进行表扬。
图8 课后复习体现“准”
4)评价反馈体现“晓”。
在评价反馈环节,通过公众号对每章教学情况进行问卷调查与授课质量评价,及时掌握学员对先关知识的掌握程度和对授课质量的满意程度。通过这四个环节,完成了对教学过程的闭环,实现教与学的良性互动。
图9 评价反馈体现“晓”
图10 第二章节评价反馈情况
(2)考核方法设计
在考核方式上,为了贯彻大学对课程考试的形成性综合考核要求,设计了笔试考核、实验考核、课程论文以及平时成绩等四个方面构成考试成绩的“多”样化考核方法。在笔试考核中实施三个阶段考核加期末考核的形式,实现了学员对知识记忆的“识记”-“保持”-“回忆”-“再认”全过程,让学员通过课前预习和课堂教学实现了对所学知识的初步认知(识记阶段),通过课后作业实现做所学知识的基本掌握(保持阶段),通过阶段考核实现对所学知识的加深理解(回忆阶段),最后通过期末考试实现对知识的完全掌握(再认阶段)。
图10 考核方法体现“多”
图11 教学设计体现知识记忆过程
1)平时成绩
平时成绩占总成绩的10%,按照出勤+课后作业的形式给出具体分数,其中课程缺勤多于2次课,平时成绩为0分,课后作业采取每章节(平均每周)留一次大作业、以百分制的形式给出作业。采取每次随机抽点30%的学员进行作业的检查评分,最后以学员每次作业百分制评分的平均分数折算成按照10总分的平时成绩。
图12 部分章节作业
2)课程论文
课程论文占总成绩的10%,在老师的指导下学员自主选题,按照给出的时间节点以及论文写作等相关要求,开展论文选题、构思、写作、交流。采取学员票选和老师推荐两种方式,推荐12篇论文参加论文交流。老师根据学员论文写作以及交流情况给与评分。
图13 课程论文要求
图14 课程论文选题
图15 推荐汇报论文
图16 论文成果展示
三、创新教学方法与手段
根据实施方案中关于“强化形成性考核环节,综合采取课堂表现、随堂测验、课后作业、课程报告、在线学习等多种形成性考核,优化综合考核方式,加强知识和能力素质的考核”,在《雷达原理与系统》的授课中新教学方法,为适应网络时代碎片化学习的特点,结合大学“教学质量提升年实施方案”相关精神,在相关机关的监督指导下所批准创办大学第一个用于专业课学习的微信公众号-“曲老师的课堂”。公众号中包括在线课堂、科技资讯和第二课堂模块,学员不仅在“曲老师的课堂”中利用课件学习、搜索相关资料,网上答疑,还在公众号中提交课后作业、上传课程论文。
在慕课课程的版块中,先后录制了“雷达是个什么东东?”、“基本雷达方程”、“发射机,谁主沉浮?”、“好机、坏机?”、“脉冲调制器”、“雷达接收机的灵敏度”等15-20分钟的教学视频,通过对重点知识点的梳理讲解,让学员对所学知识有了进一步深化理解。根据基地的对相控阵雷达专业知识的需求,公众号又开办了“相控阵雷达”专题慕课课程,受到了基地科技干部的广泛欢迎。
图17 创新教学方法
图18 相关法规依据
图18 曲老师的课堂公众号
图19“雨课堂”截图
在充分发挥微信公众号在提供学员业余碎片化时间利用的同时,在课堂授课过程中大胆采用清华大学开发的“雨课堂”在线教学互动平台,曲老师的课也成为了大学第一个允许学员将手机带入课堂教学的课程。通过“雨课堂”平台,学员能够通过手机实时控制课程教学进程(手机端随时翻阅授课课件),老师能够在授课过程中,通过在线问题实时掌握学员对关键知识点的理解。通过“雨课堂”平台,课堂授课氛围及其活跃,课程授课效果也获得极大的提高。
四、小结
教无常法,一个老师对课堂的热爱是上好每一堂课的关键,这份热爱来自其所担负的责任和使命,只有踏踏实实沉下心里来搞教学,只有把学员当初自己的孩子去教,才能获得学员的认可,学员才可能实现对知识的掌握和技能的提升,因为这是“教学”的最终目的。在课程考核完毕后,一名学员对我讲,这门课是他在大学学习中唯一真正理解、搞懂的一门课。“教”与“学”不是矛盾的对立面,而是统一体,“教”不是为了完成任务,而是为了让学生“学”明白,“学”不是为了拿到学分混到毕业,而是为了真正学会老师“教”的知识与技能。在如何解决教与学的矛盾上,通过《雷达原理与系统》课程的教学实践,希望能为大学提升专业课授课质量探索新的途径。


本文作者 :曲老师的课堂

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