“问题引导”模式与建构主义学习理论在雷达原理课程中的应用

尚 尚 王召斌 邓小乔 李效龙江苏科技大学 江苏镇江 212003



“问题引导”模式与建构主义学习理论在雷达原理课程中的应用

尚 尚 王召斌 邓小乔 李效龙
江苏科技大学 江苏镇江 212003

摘 要：针对雷达原理课程现有传统教学过程中的不足，采用“问题引导”的教学模式，以建构主义学习理论为指导思想，将其强调的学习观、学生观、知识观、情境观应用于课程教学中，分别从教学内容、思想方法和情景教学三方面对教学模式、教学方法进行探讨，以实例阐述了以“问题”为主线，在建构主义环境下完成教学设计所需的步骤和内容，为该课程的教学改革提供了依据和指导方向。

关键词：问题引导；建构主义；雷达原理；教学模式；教学实践

素质教育的重点是突出对学生创造力与创造性思维的培养[1]。我国高等教育处在发展与改革的新阶段，以调动学生学习积极性、发挥教师主观能动性为目的的引导式、启发式等教学模式大量涌现，使得教师的引导作用得以增强，课堂教学效果也得到了较大层次的提高[2]。

传统的“课堂讲解”教学模式强调对学生记忆力的培养，优点是信息量大、效率高，但学生多处于被动状态，学习兴趣不高，不利于创造能力的培养。创造性思维始于问题，由问题带来思考，再升华到解决问题的方法。“问题引导”教学模式是以问题驱动教学，注重对学生创造性思维培养的一种全新的教学模式。而建构主义学习理论的核心思想是以学生为本，强调学生对所学知识的主动探寻、主动发现和学习意义的主动构建。

本文以建构主义学习理论为基础，结合“问题引导”教学模式的运用，探讨如何将该理论应用于“雷达原理”课程，以达到较好的教学效果。

1 现有课程教学中的不足

“雷达原理”教学过程大部分仍采用传统的教学模式，主要有以下不足：

(1)理论知识多，内容枯燥，学习难度大。“雷达原理”课程系统性强，理论抽象复杂，32学时来讲授完整的基础理论内容存在困难。

(2)“雷达原理”的传统教学方法只按“定义、理论公式推导、典型题讲解”的过程展开，而对于问题的设计，公式和定理的发现与发展过程、定义的引出，及运用数学手段解决工程问题等实践部分往往很少提及。

(3)在传统教学模式中，缺乏发散的思维和解题方法，不利于学生养成良好的学习习惯，影响了“雷达原理”在整个课程体系中的地位。

针对以上不足，可通过“问题引导”教学模式，提高学生的学习兴趣和学习积极性，并结合“建构主义学习理论”，以学生为本，强调学生对所学知识的主动探寻、主动发现和学习意义的主动构建，调动学生的主观能动性，培养其分析和解决问题的能力，从而达到改善“雷达原理”教学效果的目标。

2 “问题引导”课程教学模式与建构主义学习理论的内涵

“问题引导”教学模式最早由苏联学者莫托夫的“问题教学理论”和美国教育家约翰的“问题教学法”[3]发展而来的一种全新教学模式。

“问题引导”教学模式可包括三个过程：(1)通过教师构建问题情景来带动学生的乐趣，从而激发学生的学习欲望，形成学习期待，即发现问题过程；(2)通过教师辅助学生对问题进行分析，学生通过解题过程获取问题答案，从而使其习得基础知识，提高分析和解决问题的能力，即分析与解决问题过程；(3)由教师辅助学生把课堂讲授的知识在实践中运用，并引导学生在实际问题中，发现新问题，达到培养学生创新能力的最终目标[5]，即提高过程。

建构主义学习理论是在瑞士心理学家皮雅杰的结构主义理论基础上创建起来的一种学习理论。该理论由学习观、学生观、知识观及情境观构成[6]。建构主义的学习观强调探索学习、发现研究学习、动手实践等方式，使得学生的探索意识、创造性思维得以提高；建构主义的学生观认为学生是学习的主体，尊重学生的主人翁地位，因此有利于学生进行研究和思考问题；建构主义的知识观强调知识的个体性和情景性，在某种程度上延伸了知识范围，扩展了对现实研究的空间，从而为学生的创造性发挥创造条件；建构主义的情境观则强调学习过程的情境性与开放性，重视创设真实的学习情境，为了学生能够感觉身临其境，教师为学生提供现实的、综合的、多元的问题情境，并促进学生对习得知识的举一反三[7,8]。

3 雷达原理教学环节的构建

3.1 教学内容的构建

“雷达原理”的教学环节主要内容包过两个部分，(1)基本理论，包括雷达发射机、雷达接收机、终端、角度与目标测量、雷达信号处理等；(2)雷达的功能特征及应用场景。

基本理论是已形成普遍共识的知识，并不适合用建构主义模式进行讲授，因为很难从不同的经验角度对知识个体的不确定性进行强调。为更好地实现意义构建，在“雷达原理”基本理论部分教学应仍采用教师主导教学过程的方式，同时注重寻求雷达原理中实际问题与信号处理的关联。根据进行分析的目的，引导学生通过已经掌握的其他知识和分析手段进行理解，最后通过得到的结论，进行雷达原理相关问题的分析。

雷达的功能特征及应用部分实用性强，在实际工程中可以用不同的雷达组合方式实现相同探测距离，而具体方案的选取则有需求和要求的环境因素共同决定。所以可应用建构主义理论中的抛锚式教学方法，第一步通过教师的工程经验构建符合实际的情境，教师通过问题的设计，逐步抛出解答的线索，然后学生根据已有的知识，分组讨论结合主动积极学习，最终完成协作学习知识的过程，最后由教师对学生的答案进行综合评价。

随着数字信号处理技术的迅速发展，机会阵雷达、相控阵雷达等新型雷达大量涌现，它们的工作原理、电路设计等方面也使得雷达理论的外延不断扩大。同时民用、军事等领域也在不同侧面对雷达提出了不同的指标要求，且该课程还涉及很多不同学科交叉领域的问题，因此要求教师主动学习本学科的国内外前沿知识，多与大师交流，优化自身知识结构。

3.2 思想方法的建构

可以把雷达原理与信号处理之间的关联看成“点”，则这种“点”关联只能是散点式的，只有把已有知识的各种“点”连成“线”，并在教学过程中融会贯通，才能使教学内容融为有机整体[8]。从“点”到“线”的过程，可使学生对雷达原理的理论体系有更加深刻的认识，从而了解雷达原理的难点问题，如匹配滤波器的频率响应函数的求解，雷达方程的计算，雷达性能参数的测量等。构建“点”到“线”的过程，也使得学生的认知层次得以提高。考虑到雷达方程的设计分析是一个综合系统的过程，在教学中要特别注意寻求信号处理、电磁学等学科之间的区别与联系，最终提高学生的综合素质。

3.3 情景教学的构建

建构主义注重人与环境的耦合。为了让课堂教学过程直观、生动，对于“雷达原理”这类理论性较强相对枯燥的专业课程来说，必须使用现代化的教学方式。基于建构主义的课堂教学中，可使用图像、视频、多媒体课件、仿真演示等形象直观地展示各类雷达组件及其工作过程，对启发性的场景进行创建，实现师生教学过程的互动，从而提高学生兴趣，增强学生的主观能动性。应用现代数值计算工具(如Matlab)可给出更加形象直观的雷达工作处理过程，从而达到新教学手段创建合理教学场景的目的，如在雷达目标发现和监测过程的模拟，可向学生展示雷达方程、角度测量、脉冲积累等概念和原理，还可直观演示雷达在复杂电磁环境条件下的数据处理过程，实现结果的可视化，使得雷达各部分工作原理及处理结果一目了然，此时再结合基础理论的讲解，可谓事半功倍，既提高了学生的学习兴趣和主动性，又大幅提高了教学效果。

4 建构主义学习环境下的教学案例设计

现以雷达原理中的内容“如何增强雷达对隐身飞机的探测能力”为例，进行建构主义学习环境下“问题引导”的教学过程设计，包括教学目标思路设定、情境创建、问题引导式教学、主动与协作学习建构等过程。

4.1 基本教学思路分析

该问题的基本授课思路为，(1)发现问题阶段：通过创设“如何探测隐身飞机”的问题情景，来提高学生的兴趣，形成学习期待；(2)分析问题、解决问题阶段：引导学生对“飞机为什么能够隐身、雷达如何增加对隐身飞机的探测能力”等问题进行探究。整个教学过程围绕“问题”这条主线进行，整个授课过程以“问题”为核心，发展学生的创造力。在内容上则依据由易到难、逐层深入地讲解，使得整个教学理念环环相扣。

4.2 情境创设与引导式教学

情境创设与引导式教学阶段。教师构造问题情境可以使用仿真和视频等多媒体材料。而构建的基本原则是引起学生对新旧知识之间的冲突，引起学生巨大的学习兴趣，使学生主动发现问题。问题情景构建好后，学生将主动进入探寻及解决问题阶段。

探寻及解决问题阶段主要内容包括：教师通过设计的问题提纲指导学生对问题进行分析，学生通过自问自答来得到初步知识。“问题的设计”是重中之重。教师要以教学大纲要求的内容为蓝图，结合学生的疑问来设计问题提纲。可通过课前预习，分组讨论等方式来逐步揭开学生的疑问。在“雷达横截面积”教学活动中，学生最初的疑问是“什么飞机能够隐身？”，接而产生了 “隐身飞机如何隐身？”,“雷达如何探测隐身目标？”,“隐身飞机的雷达横截面积与什么有关？”等问题。教师在这个过程中主要负责记录学生的问题，并进行归纳和提炼，最后结合授课内容得到问题提纲：(1)雷达作用距离与哪些参数相关？(2)各参数的含义是什么？(3)隐身飞机通过改变上述哪种参数来实现隐身的目的？(4)雷达横截面积与哪些因素有关？(5)目标的雷达横截面积下降会对雷达哪些性能产生影响？问题提纲要涵盖基本教学内容，教师通过提纲中主要知识点的讲解，逐一解答上述问题。通过上述问题链的解答，使学生可以更好地理解知识点，并在问题的探索中逐渐形成严谨的逻辑思维能力。

4.3 自主学习与协作学习设计

在该过程的设计中，教师要了解所授课程的国内外发展动态，课前按照问题提纲涉及的内容查阅好相关文献，并把这些材料课前分发给已分好组的学生，这样更有利于学生在学习相对抽象的基础理论之前，了解其所涉及的科研动态，更好地在探究中主动学习，发挥学生个体的首创精神并进行自我反馈。然后在自我学习的基础上通过分组讨论协作过程，产生个体间不同理解的思维碰撞，使得问题的意义构建更加深刻与完善。最后由教师对各组的讨论情况及问题提纲中的问题进行总结，对学生的学习效果进行点评。

5 结束语

本文基于“问题引导”教学模式和建构主义思想提出的“雷达原理”课程教学方法，改变了重结果轻过程的传统教学模式，提高了学生的主动性和参与度，教师则只作为引导者，并依靠现代化的教学措施，组织开展积极的课堂教学，更有利于培养学生对雷达电子工程领域知识的建构能力。“教学有法，但无定法”，教学模式的改变，绝不是简单的代替与叠加，任何一种教学模式都不是万能的，而应根据不同授课对象、教学内容和目标，选用不同的教学模式，提高教学质量，从而真正实现学生创新能力的提高。

参考文献

[1] 董萍,吴世杰.“问题引导、任务驱动”教学模式探索:《社会保障学》的教学模式个案分析[J].中国科学教育,2006(12):4-7.

[2] 周丽芹,葛安亮.引导式和启发式课堂教学方法在《数字电子技术》课程中的应用[J].黑龙江科技信息,2008(7):138.

[3] 王名忠.生物问题教学模式[J].浙江教学研究,2003(4):9-11.

[4] 邓斌,刘庆华,姜朝毅,刘根.“问题引导式”教学模式在雷达装备教学中的应用[J].空军雷达学院学报,2009,23(3):219-222.

[5] 莱斯利.P.斯特弗,杰里.盖尔.教育中的建构主义[M].高文,徐斌燕,程可拉,译.上海:华东师范大学出版社,2002.

[6] 何克抗.建构主义的教学模式、教学方法与教学设计[J].北京师范大学学报:社会科学版,1997(5):74-81.

[7] 谭顶良,王华容.建构主义学习理论的困惑[J].南京师大学报:社会科学版,2005(6):103-107.

[8] 王召斌,尚尚,任万滨,翟国富.基于建构主义学习理论的《电器学》课程教学方法研究[J].机电元件,2014,34(6):52-55.

Research on the Radar Principles Course basing on Question Guiding Teaching Mode and Constructivism Theory

Shang Shang, Wang Zhaobin, Deng Xiaoqiao, Li Xiaolong
Jiangsu University of Science and Technology, Zhenjiang, 212003, China

Abstract:The course of radar principles is offered as a main course of professional direction for electronic and information engineering. Follow the question guiding teaching mode, in response to the problems and deficiencies of extant traditional teaching process, teaching mode, teaching methods are discussed are by teaching content, thought method and situational teaching based on the constructivism learning theory as the guiding ideology, which emphasis on knowledge view, learning view, student view, situational view application in the teaching curriculum. Finally, the contents and steps of teaching design were built by question guiding in constructivism environment. These studies provide the basis and direction for the teaching reform.

Key words:question guiding; constructivism; radar principles; teaching mode; teaching practice

收稿日期：2015-10-26

作者简介：尚尚，博士，讲师。王召斌，博士，讲师。邓小乔，博士，讲师。李效龙，硕士，讲师。

基金项目：江苏科技大学高等教育科学研究课题(编号：GJKTY2014-15)；江苏科技大学电子信息学院教学改革研究项目。