互动式教学由于使教与学有机地统一起来，教师与学生在课堂上互相呼应，无论是课堂提问还是案例讨论，气氛变得活跃，师生间的距离得以拉近，从而有利于教学双方最佳状态的发挥。
在“信息论基础”课程教学中，互动式教学的实施策略主要可采用如下几种。
1.精心设计教学内容，充分利用“互动点”
采用互动式教学，必定意味着教师要大幅度提高在教学备课方面的时间和精力投入。互动式教学要求教师必须充分做好课前准备工作——备课与准备教案。备课与准备教案是增强课堂互动式教学效果的有效手段，在课堂教学中发挥着举足轻重的作用。在准备教案时应根据教材各部分之间的逻辑关系和学生的认识规律，科学合理地组织教学内容，针对即将讲授的某些重点、难点，精心设计“互动点”，为课堂上的“互动”做好准备。以“互信息在系统分析中的应用”一节为例，便可设置“用互信息来解释多次测量所获信息量增加”，“串联信道输出端获得的信息量不会大于信源发出的信息量”等多个互动点，如此不但可较好地联系工程与现场实际，而且还能加深学生的理解，启发学生深入思考。
在教学过程中要明确一点，那就是学生是学习的主体，所以必须坚持教师主导与学生主体相结合的原则，多一些归纳，少一些演绎；多一些启发，少一些说教；多一些鼓励，少一些批评。教师尤其应鼓励那些有独特见解的学生踊跃发言，注重培养学生思维上的批判性和创新性。例如：“绪论”一章中有一个例题：有8只灯泡，只知其中有一只灯丝已断，用一节电池来测，问只需测几次就可解除其不定度。一般学生会回答一共需测3次，获得3bit信息。这时可启发学生思考还有没有更好的方法，学生通过积极思考，就能想出可以通过并联的方法一次就能测出来。
2.灵活运用“反馈”，善于活跃课堂气氛
在教学过程中，要运用“反馈”机制构成“闭环”系统，决不能采用无反馈的开环系统，因为没有反馈就无法把握课堂节奏。讲课时必须实时地从学生的眼神和表情中获取反馈信息，当发现有异常（无反应、反应过度等）反馈时，应及时调整讲课节奏，使学生从内心与教师互动起来，跟着教师的思路走，而不走神。任课教师不仅要在学生的学习兴趣和动力方面进行引导，还要善于利用一切因素活跃课堂气氛。教师要善于以自身良好的情绪带动、调控学生的互动情绪，使学生紧跟教师的思路，在紧张的学习过程中始终保持高度集中的注意力，思维处于积极活跃状态，从而取得课堂互动式教学的良好效果。课后答疑及作业也是反馈信息的来源，通过课后答疑和作业可以了解学生有哪些概念和问题不理解，在后续教学环节中要有重点地反复渗透，加深学生对难点的理解。
3.注重创新思维的培养
教师的教与学生的学是教学过程中的一对矛盾。在这一矛盾中，教是主要方面，发挥教师的主导作用是实现教学目的的关键；教师的关键作用更多地体现在引导、点拨、激发学生的内在学习动力及发挥其独立性和创造性方面。在教学实践中，教师应结合工程实际激励学生，采用“创设问题情境、布点设疑、诱发深入”，“多向思考、拓展思路”，“举一反三、触类旁通”等方法，努力培养学生的创新思维，以增强学生的知识迁移能力。启发、引导学生采用多种思维方式思考问题，引导他们多考虑一些“为什么”、“怎么样”、“反之又会怎样”激励他们敢于产生“新”、“奇”、“怪”的个性思维，引导他们深入思考分析，突破已有的方案与计划，提高独立解决实际工程问题的能力。
4.教学与科研结合
教师应善于根据教学内容和工程中的实际问题进行广泛联系与深度发掘，进行灵感性一闪式的发挥，这对引发学生的学习兴趣，使之积极参与教学互动有推波助澜之效。可有意识地将社会生产中的知识、经常遇到的问题和难题引入教学中，将这些内容作为部分思考题或研究课题留给学生思考、解决。例如，如何用香农信道容量公式去解释实际通信系统中的信息传输容量、信噪比、带宽之间的互换关系，在解决这些问题时，学生或查阅资料，或进行、讨论，教师也可以参与讨论，给予精心指点。此举可以使学生清楚地意识到，这样的互动能够使他们顺利完成由学生到社会生产者的角色转变，将来能够很快适应所从事的工作和研究。
四、结束语
“信息论基础”课程对数学理论要求较高，随着现代通信技术的不断发展，该门课程不仅成为学生理解与通信专业有关的专业课程的基础，同时引发了学生在信息论和编码方向进行研究的兴趣，对学生今后的发展益处匪浅。对于这样经典的课程进行教学改革不是一件简单的事情，而是一项长期而艰巨的教学改革任务。本文仅对该门课程的教学方法改革进行了初步的探索与思考，今后还要在实践中进一步探索、总结和提高。
参考文献
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“计算机控制系统”研究性教学探索
周永华，付文秀，张三同
（北京交通大学电子信息工程学院，100044）
摘要：研究性教学要求教师改变传统的教学方法，将研究探索活动纳入到知识的传授过程中，建立教、学、研互动的教学模式，使学生从单纯的知识学习转变到探索性的模拟研究的过程，进而达到培养学生的综合能力、创新能力和探索能力的目标。教师对研究性教学内容和教学场景的设计、课堂有效引导和学生的积极参与是研究性教学成功实施的基本条件。本文结合笔者在“计算机控制系统”课程中的研究性教学实践，探讨了研究性教学的特点、过程、方法、评价体系等内容。
关键词：计算机控制系统 研究性教学 教学改革
知识经济的发展历程表明一个国家和地区的繁荣有赖于于高科技创新企业的带头作用，而高科技创新企业的形成需要研究型大学的支持，建立研究型大学是世界各地高等教育机构发展的目标。研究性教学是建立研究型大学的重要环节，它通过在教学活动中融入研究环节，培养学生的创新精神和创新能力，将研究的思想贯穿于整个教学活动中，变学生被动接受知识为主动探索新知识。作者在“计算机控制系统”课程的讲授中开展了研究性教学，以下是作者的体会。
一、研究性教学的特点
（一）要求教师、学生转变角色
在传统教学中，教师在知识的传授过程中采用填鸭式方式和灌输式方式，学生被动地吸收和消化知识，因此，传统教学的考核目标是学生对知识的记忆、理解和应用程度。在研究性教学中，教师是引导者、敦促者、启发者，教师的作用不仅仅是传授知识，还要培养学生的研究习惯和研究能力。研究性教学强调师生之间的互动，要求学生自主学习、成为主动的思考者和积极的参与者，因此，研究性教学强调学习的过程而不是学习的结果，强调知识建立过程和建立方法的学习，强调学生提出问题、解决问题和探索问题能力的培养。
（二）建立教、学、研互动的教学模式
当今时代科学技术的高速发展呈现出多学科交叉、相互渗透的综合化趋势，这对新世纪人才的培养提出了更高的要求。高校要培养出具有综合性知识结构、善于综合分析、富有创新能力的人才，就必须建立教、学、研互动的人才培养模式，不仅要传授学生知识，还要对学生进行综合能力、研究能力和创新能力的培养。教、学、研互动的教学模式强调学生主动学习，以教学为牵引，教学与综合能力和研究能力的培养紧密结合。在教、学、研的互动中应重视学科知识的综合应用、学生实践应用能力和创新能力的培养，增强学生学习的自主意识，使他们的学习积极性不断高涨，知识水平、能力和素质得到全面提高。
（三）改革教学评价体系，建立相应的激励机制
与传统教学向研究性教学转变相配套，教学评价体系也应作相应的变化。传统的教学评价体系是平时课堂表现、作业成绩和考试成绩的综合。改革现行的考核制度和评价体系，建立与研究性教学相适应的多层次评价体系和激励机制，是研究性教学成功实施的有力保障。
建立“教、学、研”相结合的人才培养模式，不仅需要教师的引导，还依赖于学生的主动配合。通过改革教学评价体系，转变学生的观念，使学生认识到知识学习和研究能力的培养是高等教育的两个必要环节；采用相应的激励机制，让学生积极参与到研究性教学环节中去。
（四）对教师和学生的要求
研究性教学要求教师备课不仅是准备讲授内容，还要求教师在备课中精心设计研究内容和研究场景，让学生步入研究的殿堂。在教学过程中应注重运用科学研究的方法，包括问题提出、资料查阅、实地调查、解决方案设计、仿真分析、实际验证、归纳总结等各个环节。
研究性教学中研究能力的培养主要体现在传授科学研究方法，帮助学生树立正确的科学研究态度等方面。学生的学习也应该以研究性学习为主，主动适应教师的研究性教育。学生在教师的指导下以类似科学研究的过程进行探索学习，从获取知识、运用知识、提出问题、解决问题各个方面，培养综合素质、创新精神和实践能力。
二、“计算机控制系统”研究性教学实践
（一）精心分析教学内容，提炼研究性教学素材
计算机控制系统是自动化、机电一体化、电子、计算机等专业高年级本科生的专业基础课，其先修课程包括“模拟电路”、“数字电路”、“微机原理与接口技术”、“计算机文化基础”、“经典控制理论”、“现代控制理论”等。“计算机控制系统”是一门跨科学、应用性强的现代技术课程。通过此课程的学习，使学生掌握计算机控制系统的结构、控制原理和设计方法，培养学生根据实际问题设计和组成计算机控制系统的能力。
计算机控制系统课程非常适合研究性教学，其中的控制器设计、系统设计过程本身就是研究过程。计算机控制系统课程的研究性教学素材很多，如离散系统的建模方法、离散控制系统的性能分析方法、数字调节器的PID 参数的整定方法、最小拍系统与最小拍无纹波系统设计、时滞系统控制的大林算法、数字调节器的状态空间设计方法、PLC 控制系统设计、计算机控制系统的输入输出通道设计、可靠性设计、总体设计等。在准备这些知识点的时候，应精心设计问题提出、解决方案、详细设计、仿真试验和实际验证等各个环节，引导和启发学生分析问题、解决问题。
（二）在课堂上提出问题、讨论并解决问题、归纳总结是研究性教学的基本环节
课堂引导和研究过程的模拟是研究性教学的基本方面，应该特别注重问题的提出、问题解决方案的讨论和结论得出这些环节。笔者在讲授最小拍系统与最小拍无纹波系统设计时，先结合Z 变换的概念和控制系统误差的分析方法，引导学生认识最小拍系统的基本实现条件，即误差的Z 变换应为有限项。然后，通过课堂Simulink 仿真，帮助学生发现仅仅具备基本实现条件是不够的，还存在控制器的可实现性和稳定性、整个控制系统的稳定性问题。接着，引导学生去解决这些问题。经过讨论，对闭环传递函数、误差传递函数的选取原则就非常顺利地推出。在后续的课堂中，又通过课堂Simulink 仿真发现前面的设计方法在采样点之间有纹波，告诉学生纹波的存在会增加执行机构的磨损，提出控制系统的设计应该设法消除纹波的问题。通过仿真分析，学生认识到纹波产生的根源是控制器输出的波动。紧接着引出问题，如何使控制器的输出无波动。仿照前面的设计方法引导，学生得出只要保证控制器输出的Z 变换是有限项或者经过有限拍稳定即可。最后，经过讨论，学生得出最小拍无纹波系统的设计方法。通过问题提出、问题解决方案讨论、归纳总结环环相扣，将学生被动的知识接受变成有思考和探索过程的学习。
