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一、理实一体化教学的概念及意义
理实一体化教学是指在同一空间和时间理论和实践交替进行的教学。没有固定的先实后理或先理后实顺序,而是理中有实,实中有理。通过设定教学任务和教学目标,让师生双方边教、边学、边做,全程构建知识和技能培养框架,丰富课堂教学和实践教学环节,提高教学质量。理实一体化教学具有三个特性:①空间和时间的同一性;②认识过程的同步性;③认识形式的交错性。
理实一体化教学以提高学生的理论水平和操作技能为目标,融理论教学与实践教学为一体,由同一教师采用灵活多样的教学手段、方法组织教学,是一种实时、互动的教与学,使教学更形象、直观,便于学生理解和掌握。
二、理实一体化教学的优势
1.理实一体化教学模式能充分体现职业教育特色。理实一体化教学作为一种创新的教学模式,体现了中等职业教育的特色。一体化教学突破了传统的“文化课—专业基础课—专业理论课—专业技能课”的教学模式的框架。在注重专业理论知识教学的同时,更注重对学生实际操作技能的训练,因此一体化教学是中等职业教育的一个鲜明特征。
2.理实一体化教学模式有利于提高学生的学习兴趣。在中职学校,大多数学生都是理论学习的“失败者”,长期的“失败”经历使他们对理论学习产生了恐惧和厌恶心理。理实一体化教学模式以学生学习特点为基础,从有趣的实践或问题着手,真实而且实用,可大大提高学生的学习兴趣。同时可以让他们感受到理论学习的必要性,进一步激发他们学习理论的动机。
3. 理实一体化教学模式有利于学生知识、技能和能力的迁移。知识、技能和能力三者相互独立又相互联系、相互促进与转化的现象称为迁移。知识、能力是掌握技能的前提,制约着技能形成的程度,而技能的形成与发展又有助于掌握知识和能力的发展,技能是知识化为能力的中间环节。理实一体化教学将知识传授、技能训练和能力培养融于一体,让学生在教中学、在做中学、在学中做,既有助于学生技能的形成,又有助于学生知识的掌握和能力的培养,实现了学生知识、技能和能力的迁移。
4.理实一体化教学模式能推动双师型教师队伍的建设。与传统的教学模式相比,一体化教学对教师提出了更高的要求。教师不仅要具备一定的理论知识,还必须具备相应的操作技能。因此理实一体化教学要求建设一支“双师型”的教师队伍,要求教师本身要不断地学习,自我充电,自我提高,不仅要在理论上提高,也要在实践动手能力上有所提高。
5.理实一体化教学模式有利于教学资源的配置。中职教育是由教师、学生、教学设施、设备以及教学时间构成的资源系统,合理配置并充分利用宝贵的职业教育资源,在人才紧缺、经费不足、设施落后、时间紧迫的中等职业学校显得尤为重要。理实一体化教学很好地解决了这一问题。学校可以充分利用一体化师资,统筹考虑师资配置,减少岗位设置,提高人员效率,解决师资紧缺问题。一体化教学将知识和技能体系重新组合,节约了教学课时,保证了技能训练的有效性和针对性,很好地解决了中职学校技能培养过程中方法论的问题,实现了教学资源的合理配置与优化组合。
三、理实一体化教学的实施
1.教材编写。依据模块化、项目化的要求,按科学性、合理性、实用性、针对性、适时性、有效性原则编写出项目课程教材。以项目任务为载体,对《电子技术基础》课程进行“知识点”整合,将近似或同类的“知识点”集中编排,密切“知识点”的关联,使学生在完成项目训练的同时,加深对专业理论知识的理解。
2.师资培训。现在电子专业教师,有些常年只上专业基础课和专业理论课,很少上实训课。为能胜任理实一体化的课程教学,必须对专业教师进行必要的专业理论和专业技能培训。培训方式可采用组织教师利用节假日进工厂顶岗锻炼;实训指导教师传、帮、带;有计划地组织教师参加技能培训;从企业引进优秀的工程技术和管理人员充实教学一线;聘请既有实践经验又有较高理论水平的工程技术人员作为兼职实习指导教师等等。多种方式提高教师的生产实践水平,满足项目课程教学的需要。
3.硬件设施的完善。建设“理实一体化”教学基地是实施一体化教学的保障。要实施“理实一体化”教学,就必须具有既能满足理论教学,又能满足实训教学的“一体化”场所。其间应包括理论教学用的桌椅、黑板,也包括实训教学用的设备、工具、仪器仪表,还包括现代教学手段所用的电脑、投影、音响、电子黑板、仿真等多媒体教学设备。
4.教学方法的选择。“理实一体化”教学强调理论与实践的结合。目前在职业教育教学改革中产生了一些好的教学方法,如:项目教学法、实践导向法、行为引导法、探究式教学法、任务驱动法等。“教学有法,教无定法”,具体怎么实施“理实一体化”教学,应根据教学目的、教学内容、教学条件、教学对象等灵活选择。
5.教学质量考核。本课程考核采用实训考核与理论考试相结合的办法,考核模块化,即每进行完一个模块,就对实训和理论分别考核一次,并将每次的成绩纳入期末总评。其中理论、实训成绩各占总评分的40%,平时成绩(包括出勤、作业、学习态度和课堂纪律)占总评分的20%。
四、理实一体化教学存在的误区
上虞市区整转快三个月了,随着整体转换力度的不断加大,数字电视用户的不断增多,用户反映的故障也越来越多,但多数问题都是由于操作失误导致的,现将整转现场中用户经常会碰到的一些问题以及解决方法总结一下,当然这个都是在保证机房和前端设备运行正常的前提下。
(1)不能正常接收某一频点上的数字电视节目,出现“无节目流”提示,缺少频道节目
造成这种现象有可能是用户线和用户盒不规范,也有可能是分支分配器输入和输出口接反,还有可能是电缆指标不合格(这种电缆在某一频点衰减过大),或是机顶盒本身的问题等等情况都有可能出现这种故障。
先检查用户线两端的连接头是否规范,如果连接头符合要求,再检查用户盒是否是有线电视专用的。在数字信号的传输中,使用的器件必须规范,不能使用一些非正规企业生产的外观漂亮实际不符合传输要求的用户盒和用户线,这样的用户盒用于接收模拟电视时没有其他影响,但是对于数字信号,这样的用户盒或用户线就会出现陷波点造成某一个频点上的数字电视节目接收不全,如果在检查时发现有这样非标准的用户盒,必须更换。
在检测完用户线和用户盒以及分配网络都符合要求的情况下,还有一种情况就是传输网络中的分支器或分配器输入输出口的位置装反了,或者网络中的连接头不规范,造成接地不好。
如果是因为某段电缆线不规范造成的,在征得用户同意的情况下,更换电缆线。
如果换为另外一台机顶盒使用同一信号却能接收,就可判断是此台机顶盒本身的问题造成的。高频头有个体差异,有的高频头恰好就在这一频点处接收的性能比较差,因此就不能收到该频点的节目。
(2)收到的节目出现马赛克现象
首先检查机顶盒的信号输入口和用户盒输出的信号线连接是否紧密,用户线连接的线头是否规范,接地是否良好。遇到这样的一些情况,需要更换用户线,检查机顶盒的信号输入是否正确。
用户家里的电平偏低或过高,对高频头的解码能力也有影响,它要求在一个电平范围之内,这样就需要维护人员对用户家里的信号电平进行测试,如果不满足机顶盒接收的要求,必须对网络做相应的调整。现在的入户信号一般都够了,用户家里自己装了放大器,反而接收会不好,拆除放大器。
如果用同一信号,换另外一台机顶盒就能正常接收,很有可能是高频头本身有问题,需要更换高频头。
如果某一频道在不同的地区同时都出现这样的问题,而其他节目都正常,很可能是信号源的问题引起的。这样的情况一般都是受到其他外界因素的干扰造成的,比较少见,如果出现也只是短暂的,很快就能恢复。
(3)打开电视机和机顶盒后只显示雪花点无图像
这种情况主要是没信号或是误操作造成,主要原因是音视频损坏,或电视没有转换等。
检查机顶盒的音视频线是否与电视机对应的音视频输入接口连接好。如果连接符合要求,机顶盒的电源灯和工作指示灯都变亮,那可能是电视机没有切换到视频输入的方式,这也是整转中碰到最多的现象。有的厂家生产的电视机不能对视频进行自动保存,在每次开机的时候都需要切换一次。
(4)显示无法识别智能卡
机顶盒和卡没有正确的接触,可能是卡插反了,或是机顶盒坏了,或是卡坏了。
(5)电视有图像无声音或者电视有声音无图像
这种情况一般是没有音频输入电视机,音频线坏或者视频线没有连接好,误操作。重新连接后还是存在问题,更换一组音视频连接线,以及输入口。对于音频,还要注意是否设置了静音。
(6)图像没有色彩
这种情况可能是电视机的彩色信号没有输入,电视机的视频输入与机顶盒的视频输出没有相对应,或是电视制式不对,或是电视机坏或机顶盒坏,电视制式不对占多数。
检查机顶盒的信号输出接口是否与电视机的输入接口相对应,如果接线都正确, 且电视机切换到对应的视频上,首先考虑电视机的制式设置,在电视机的系统设置或机顶盒的菜单设置里将电视机的制式调为自动或PAL制式。次之,考虑更换电视机的视频输入接口,将机顶盒的视频输出接入电视机的另一组视频输入,对于只有一组视频输入接口的电视机,用砂纸或者其他的工具伸入电视机视频口,进行清理,接触不好也会引起图像不好的现象。再之,就是机顶盒和电视机的问题了。
(7)出现“无信号”提示 ,“未授权”提示
对于“无信号”提示,机顶盒的信号输入连接线是否正确,有的用户仍将信号线的另一端插入电视机而不是用户盒。
对于“未授权”提示,用户购买的节目已经到期或者没有购买该节目,另外检查该卡是否与机顶盒做了机卡绑定。如果都正确,重新操作机卡配对和授权。
(8)遥控器不能操作
这种情况是遥控器电池过期,或是距离不对,或是机顶盒面板被挡住或是遥控器坏了。
遥控器要对准机顶盒的前面板,检查遥控器电池是否接反,电池电量是否充足。
(9)前面板电源指示灯布亮,工作指示灯不亮
关键词:理实一体化;电子技术;课程改革
中图分类号:TN05-4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0182-01
近年来,在我国就业形势十分严峻的情况下,我国高技能人才却出现了严重的短缺。现代社会对劳动者知识水平、认知能力、实践能力及创新精神的要求越来越高,对高素质劳动者和技能型人才的需求更加迫切。这也给职业教育深层次教学改革带来了契机,培养动手能力强的实用型人才便成了目前各类职业学校办学的方向。切实提高学生的创新意识与实践应用能力,这决定了职业教育必须从实际出发,在加强文化课和专业理论课同时,大力加强实践技能教学。如何提高教学质量,培养动手能力强,训练有素,技术过硬,有创新能力的毕业生,是当前职业教育的最主要的任务。
一、电子技术课程现状
电子技术课程是机电类专业普遍开设的一门专业基础课,它为学生系统掌握本专业后续课程提供必要的专业理论知识和实践技能,是培养学生应用理论知识分析、解决实际问题、训练科学实践能力的重要基础,是一门实践性很强的技术基础课。电子技术课程的特点是:专业理论多,逻辑性强,内容抽象,难度较大;实验教学仅仅为辅助理论教学,与实际应用的结合不够紧密;传统的教学手段重理论轻实践,实践教学环节相对薄弱;职业院校的学生学习基础差,遇上电子技术这些抽象、理论强的课程就有些不知所措了。鉴于这种现状,我们职业教师必须改变教学理念,积极探索科学有效的教学方式方法取得理想的课堂效果。
二、教学资料和实验设备的统一
根据职业院校学生特点及电子技术课程特色,我们需要对现有教材进行优化重组,不是单一选择一本教材。根据职业院校学生的知识体系和现有实验设备条件,选择多个合适的任务作为教学载体,所选择任务应尽量包含整个课程的知识体系,理论教师与实习指导教师应紧密合作,实时调整教学任务,达到理论内容和实践项目能够紧密联系,教师运用现场教学模式替代过去由不同教师、不同部门承担理论讲授、实操训练的授课模式。通过一体化教学逐步实现了三个转变:即如何“教给”学生(从以教师为中心)向如何“教会”学生(以学生为中心)转变;从以教材为中心向以培养目标为中心转变;从以课堂为中心向以实验室为中心转变。也就是说通过一体化教学实现如下的目标:
1.教材一体化,即理论课教材与实习课教材构成了一体;
2.教室一体化,即理论教室和实操场地构成了一体;
3.教师一体化,即专业理论课教师与实习指导课教师构成了一体。
根据教材知识体系和实验设备具体情况进行课时分配方案如下。
三、方案的实施
系统的理论知识分布到各个任务里,完成每个任务就是完成知识点得学习,怎样很好的完成任务,在做任务中学习掌握知识点,那就要对任务的实施要很好计划和保障。为了很好的实施一体化教学,要满足以下几点。
1.一体化教室:根据实训室的规划,能进行满足本门课程一体化教学。实训场地和相应的配件要具体保障。满足每班分组的教学要求。
2.师资:本门课程是比较成熟的一门课程,由一名教师和一名实训指导教师组成教学团队负责教学的实施。理论教师负责课堂的总体设计,理论教学、实操指导;实训指导教师负责实训场地、工具的准备、管理和实操的指导。
3.排课方式:为达到授课效果,排课方式采用四节连排的排课方式,用集中时间完成一个任务的教学。
4.考核方式:每个项目均有相应的教学基本要求和考核要求,所以考核形式采用过程考核,这样便于学生发现问题及时修正。
四、选用科学的教学方法
为了很好的达到课堂效果,在组织课堂教学时就要积极主动运用合适的方法,譬如实施任务驱动的教学方法,不仅节省课时,还能充分调动学生的积极性。
为获得最好的学习效果,分组尽可能的多,每组人数尽可能的少。根据具体的情况,进行分组学习。每个任务均有相应的教学基本要求和考核要求,所以考核形式采用过程考核,这样便于学生发现问题及时修正。
在一体化实施过程中,打破传统的教学方式,激发了同学的学习积极性,有的组的同学主动去其他完成任务的组的同学那学习讨论,由原来的被动消极学习转变为主动积极的学习态度。所以,作为职业院校的教师,一定要不断分析学生特点,针对不同课程进行研究和教学方式方法的探索,使学生更好掌握专业技能,提高他们的综合能力,更好更快的适应用人单位的要求。
总之,职业教育的宗旨是培养在生产、服务、管理第一线工作的实用型技能人才和高素质劳动者。“一体化教学”教学模式有效解决了理论教学与实践教学脱节的问题,提高了学生的学习兴趣和分析问题、解决问题的能力,是职业教育教学改革的突破口,是保证人才培养质量的根本途径和方法。
参考文献:
[1]盛继华.浅谈《电子技术》一体化教学[J].科学咨询(教育科研),2007,09
为了保护各地有线电视运营商的利益,我国的国标数字地面电视发展非常迟缓,标准迟迟未定,各大城市广电部门面对各种地面数字电视方案的选用犹豫不决。至2006年,奥运临近了,广电总局总算将标准确认下来,即采用融合了清华凌汛DMB-T多载波方案和上海交大ADTB-T单载波方案的TDMB-T方案。这是一个给机顶盒增加生产成本与复杂性的方案,虽然让人不好理解,但好歹是定下来了。之前各地试验采用的欧洲标准的DVB-T多载波数字地面电视方案面临淘汰,率先试验地面数字电视广播的广电单位和生产厂家为此自酿苦酒,血本无归。国标数字地面电视标准虽然定下来了,但推动并不顺利,广电行业内对采用那一种方案仍有很大争议。就在这时,香港广电行业在当地做了几次测试后,即宣布采用国标地面数字电视多载波DMB-T调制方式播出数字电视。
香港广电以香港人特有的高效率,在2007年底正式在慈云山转播台播出了三个频道的数字地面电视,播出两套高清及十一套标清数字电视节目。随后深圳广电也不甘落后,在北京奥运之前开播了两个频道的数字电视广播,播出一套高清和八套标清节目。由于深圳、香港地区信号相互覆盖,这两地及珠江三角洲部分地区成为我国地面数字电视接收的福地,能接收到多达22套免费的高清、标清数字电视节目。从广播的效果及影响来看,深港两地走在全国广电前列,他们成功的经验无疑可以给各地广电部门开展数字电视广播提供宝贵的参考意见和示范作用。
由于未见官方公开的资料,我根据个人实践经验整理此文,有错漏之处欢迎批评指正。
香港选用国标地面数字电视标准的影响
香港以前作为英国多年的殖民地,在广播电视制式上自然也追随英国标准。在模拟电视时代时采用英国彩色电视标准PAL-I制式,与大陆的PAL-D/K制式在伴音载波上是不同的。这也导致后来在珠江三角洲地区的电视基本都要兼容PAL-I制式,否则无法解调香港电视伴音。香港电视的NICAM立体声/多语音电视伴音标准也采用英国标准而非大陆标准(千呼万唤始出来的大陆NICAM立体声/多语音电视伴音标准从诞生到淘汰就没有一家电视台真正采用过)。香港电视广播行业此前受大陆影响甚小,相反,倒是大陆电视受香港相对先进的技术影响颇深,如珠江三角洲的电视机都要兼容香港的PAL-I制式的伴音,深圳地区当年很多人购买彩色电视机时都选购能接收香港立体声/多语音电视伴音(NICAM)的电视机,深圳有线电视台(天威视讯)为了保持香港立体声/多语音电视伴音的正常播放,不得不以PAL-I制式进行转播,同时为了保证有线电视网络中的制式统一,减少观众设置的麻烦,干脆将网络中的全部电视频道改成PAL-I制式而非采用国家标准的PAL-D/K制式。深圳当地的地面开路电视广播,为了照顾香港电视观众的接收,也采用PAL-I制式进行广播。
后,在很多方面在逐步摆脱和淡化以前的殖民影响。在广播电视方面,虽然欧美的地面数字电视发展很快,但香港方面考虑数字电视要与国家标准适应,故放弃选用已在多个国家成功采用、并经过大量测试后改进定型的欧洲地面数字电视DVB-T标准。因大陆迟迟未推出国家标准,使香港方面也一直处于等待中。
2006年国标融合方案出台以后,香港方面根据清华DMB-T多载波、上海交大ADTB-T单载波在香港的测试结果对比,认为清华DMB-T多载波方案有更好的抗多径反射与支持移动接收的作用,更适合香港多山多楼宇的恶劣环境,遂决定采用清华DMB-T多载波广播标准播出数字地面电视。而认为上海交大ADTB-T单载波标准在适合邻频传输、兼容原有模拟发射机、性价比高等方面的优势对香港吸引力不大。实际上上海交大ADTB-T单载波标准经多次改进后也完全拥有上述多载波广播的优点,但还是被香港广电部门否决了。
本来在内地单载波与多载波推广上,上海交大的方案有很大的性价比优势,但随着香港采用多载波广播,使清华凌汛的多载波方案一下子前景光明。由于香港的示范作用,深圳也不得不跟着采用多载波广播,可以预料,澳门、珠海、东莞等地也很有可能向香港看齐。一时间,在珠三角似乎变成清华DMB-T多载波方案独占鳌头。
香港的地面数字电视广播发展很快。继慈云山转播台以后,在奥运会之前,九龙坑山、青山等发射台也同步转发了13套高清、标清电视节目,信号基本覆盖全香港与深圳大部地区,在深港两地掀起了地面数字电视接收热潮。
深港各电视发射站简介
目前香港、深圳几个广播电视大功率发射站位置示意图见图1:
香港弹丸之地,却拥有3个大功率电视转播台及四十多个小功率电视差转台,通过大大小小转播台将模拟信号基本覆盖全香港。最初在香港很多地方可以使用室内天线轻松接收到清晰的模拟电视节目,但随着城市化的发展,香港大楼、高山引起的遮挡和多径反射严重影响了模拟电视的接收。这导致香港的共用天线发展很普及,而有线电视虽然能提供更多的节目,但在香港地区普及率并不高,因为香港四套地面电视节目办得较好,收视率很高,大家对有线电视众多质量平平的电视节目兴趣并不高。这就使得香港的四套地面电视节目一直拥有稳定的收视群体,甚至珠三角地区在有线电视网里也公开转播经过剪辑、延时处理过的香港地面四套模拟电视节目。
在模拟电视时代,为解决覆盖问题,主要通过多建差转台向用户提供大功率电视信号,后因多径干扰严重不得不发展共用天线,这使得建立众多的差转台失去本来意义。但数字电视时代,香港似乎仍顺着这条路子走下去,让人不解。因为在香港任何地点,采用室外天线或共用天线,一般都有机会把慈云山、九龙坑山、青山三个转播台中某个台的信号接收下来。而遍布香港的近四十多个小功率转播台,其密度堪称世界之最,不仅浪费大量的金钱、物力、人力,也造成较大的电磁污染。这是欧美国家很忌讳的,不知为何香港反而热衷采用?
另外,香港的电视差转台并没有建立在海拔最高的大帽山上。大帽山海拔约950m,是深港地区最高点,也靠近香港中心位置,山上已建有FM调频广播发射台,信号覆盖整个珠三角。如果在大帽山建电视转播台,可轻松覆盖香港大部分地区。也许是考虑对大陆的影响,当年香港广电没有在此山上建电视转播台,而是采用多点建大小功率转播台的办法。实际上这是一种劳民伤财、掩耳盗铃的做法,因为其他差转台的溢波信号一样覆盖大陆珠三角地区。而多个大功率电视转播台的建立,既浪费资金能源,更添加了很多无谓的电磁污染,也使得香港、深圳地区UHF频段的频率资源非常紧张,深港的天空很“脏”。
香港慈云山电视转播台位于九龙半岛慈云山上,海拔约460m,信号覆盖九龙半岛、港岛北、部份沙田地区及大屿山东部,该台数字电视采用482MHz、586MHz、602MHz频率,与原有四套模拟电视(即无线翡翠、明珠台、亚洲电视本港、国际台,俗称老四台)同塔发射。原老四台频率对应大陆13、15、17、19频道,482MHz对应14频道,可知13、14、15频道为邻频传输,且在实际广播中并无邻频干扰现象,证明地面数字电视广播在采用好设备的情况下是完全可以进行邻频传输的。对照香港各差转台的频率,586MHz、602MHz中间的594MHz并无大功率的电视广播,但不知为何两个频点不采用邻频传输呢?
482MHz用于转播老四台,是多频网,而586MHz、602MHz是单频网,用于转播新增的无线、亚洲的标清、高清数字电视节目。在实际接收中,发现多频网广播要比单频网广播更稳定(详见后文分析)。
九龙坑山电视转播台,海拔约460m,信号覆盖大埔、粉岭、上水等。老四台频率为546MHz,另有5866MHz、602MHz单频网的节目。
青山电视转播台(图2),海拔约550m,信号覆盖屯门、元朗、天水围、东冲等。老四台频率为650MHz,另有5866MHz、602MHz单频网的节目。
慈云山、九龙坑山、青山等发射台的功率均在100~1000W以上,其溢波信号覆盖深圳、珠海大部、东莞、惠州部分地区。最远处有发烧友在一百多公里外的佛山顺德、开平等地用天线阵或网锅远程接收香港地面数字电视成功的例子。其他还有飞鹅山、金山、南丫岛、聂高信山等地电视转播台,因其功率相对较小,对大陆的影响小,暂时忽略不计。
深圳梧桐山电视发射台,海拔约650m,塔高近200m。信号覆盖深圳大部地区及香港、惠州、东莞、珠海部分地区。深圳广电集团传输中心在北京奥运会之前,在706MHz、786MHz两个频道播出国标地面数字电视。706MHz为多载波传输,64QAM调制,水平极化,转发6套原开路电视经数字编码后的深圳一台都市频道、二台电视剧频道、CCTV-1台、CCTV-4台、广东卫视、珠江台等;786MHz为单载波传输,垂直极化,16QAM调制,转发CCTV-HD央视高清综合频道、央视新闻台、深圳卫视等三套节目;两个频道功率均为3000W。
由于深圳地面数字电视分别采用水平、垂直极化发射,在信号较弱的地区,就无法用一副天线接收下来,要使用两副天线按水平、垂直极化架设才行,增加了接收难度和成本。目前深圳尚未安排单频网广播,能够接收到的信号还是很稳定的。实际接收中,采用单载波16QAM调制的786MHz高清频道门限要低于采用多载波64QAM调制的706MHz标清频道。
在此前约2005年开始,深圳广电集团成立移动电视公司,在地铁线上开始使用722MHz的频率播出欧洲标准的DVB-T数字地面电视,内容有深圳移动电视一台、二台、CCTV-1台等三套标清节目。后移动电视公司投入巨资在地面建立多个小功率转播台,信号覆盖全市,为公交车、户外广告提供信号源,形成一个完整的发射接收体系。虽然现在明确规定今后将采用国标代替欧标,但一下子淘汰现有设备并无必要,加之移动电视公司这套体系主要用于户外及公交车广告上,基本没有走进普通用户家中,故其实际应用暂时不受影响。
目前存在的一些问题
香港对国标地面数字电视的选用上,先是舍弃了多个国家采用的欧洲DVB-T地面数字电视广播标准,继而在国标中选择了清华DMB-T多载波标准,开始了数字地面电视国标。从扶持民族产业角度来看,香港方面此次无疑是雪中送炭,清华多载波标准得到香港的强有力支持,为其提供了市场开拓期一个非常好的成功示范案例。严格的说来,我们的国标地面数字电视方案的测试没有欧洲美国地面数字电视广播测试详尽,我们期待国标系统从幼稚走向成熟,希望能进一步完善。这就需要我们共同找出国标地面数字电视广播在实践中存在的一些问题,解决了问题,我们才会有进一步的提高。没有一劳永逸的方案,技术总会不断进步。我们提出问题,不是为了批判嘲讽,而是希望我们的方案能得到改善与提高。下面,我就自己及某些网友在实践中遇到的一些问题提出自己的看法,未必正确,仅供参考。
1. 单频网组网存在的一些问题与解决办法
香港广电部门在地面数字电视试播时采用的方式实在叫人纳闷。对老四台的转播,使用多频网技术,即各个差转台转播该节目时使用不同频率播出。在实际接收中,多频网的信号是非常稳定的。而在转播新增的数字电视时,采用的则是单频网,即所有发射站使用相同的频率广播,数字电视信号通过光缆或微波传送到各差转台后,各个发射站会以GPS或其它方式实行精确同步,以保证一模一样的讯号在同一个时间发出。在实际接收中,单频网在一些地区出现同频干扰问题,严重时会导致机顶盒完全无法正确解码。
在单频网中,虽然所有的发射站都使用同一频率,在同一时间发射相同数据,但会有部份接收机在重叠区域及与各发射站距离不同,这些接收机将会收到来自多个发射站但不同时间到达的讯号,由于每个副载波的速率很低,小量时间差的影响也是非常有限。为了容许较大的时间差,在副载波里的每个「符号之间加上「保护间隔,只要不同发射站讯号到达的时间差小于「保护间隔,便不会构成干扰。(图3)
图3中间为三大网同时覆盖的地方,彩色部分为两个差转台信号重叠的地方。实际上因为发射功率较大,重叠覆盖的地方还要大得多。在香港境内离发射台20公里的地方,不同差转台到达某接收地点的信号的时间差非常小,在机顶盒解调的保护间隔内,接收机可以正常解码。但超过20公里的地方如深圳境内,如果能同时接收到不同转播台传来的时间差不同的单频网信号,时间差往往超出保护间隔,就容易出现同频干扰,数据误码率过高,严重时根本无法解码,尽管此时信号强度足够,但用户就是无法收看单频网的节目。这就是深圳很多可以同时接收香港两个以上差转台信号的地方,接收多频网信号正常,而无法接收单频网信号的原因。
我们在实际接收中,几个转播台的多频网广播接收都比较容易,信号也很稳定。但在频率资源宝贵的深港地区,对广电业者来说,多频网模式还是不如单频网模式更有吸引力。
因为对单频网的特殊技术要求,其建设及维护成本亦比多频网相对提高。但单频网有一个非常突出的优势,即节省频率资源。以前香港用近50个大大小小电视差转台,转播老四台的模拟电视节目,其结果是占用了几乎全部的UHF波段的频率,导致现在深港地区UHF波段的频率资源非常紧张。如果以后香港取消模拟电视后,全部采用单频网组网,无疑将腾出大量的频率用于其他用途。
但同时让人不解的是,既然单频网有这么好的特性,为何香港转播数字老四台时却选用传统的多频网模式而舍弃更先进的单频网广播?难道对单频网应用还有顾虑,而通过两种方式同时进行广播后再另行确定最后选择?这些事情应该在测试阶段完成的呀!这让人感觉香港无线管理总局其实对单频网与多频网的技术方案采用并没有100%的信心,似乎在商用过程中还在进行最后考察(其实香港是国内首个真正把单频网方案大规模商用地方,很多问题是当初国内国标方案的制订者都不曾有机会接触到的)。现在香港的地面数字电视广播,其实更像是在圈地先占用频率资源。
很显然,单频网广播模式能够使全港地区使用相同的频率转播相同的电视节目,节省了大量的频率资源。在大功率转播站的阴影区采用相同频率转播自然没有任何问题,但实际上很多地方是有交叉覆盖的,即一个地方可能收到来自两个或两个以上转播台传来的单频网数字电视广播。根据国标单频网的理论及实际测试,证明在一定范围内,如主站信号和副站信号强度相差10dB以上、或接收点离多个转播台的距离在20公里以内,则不同发射站讯号到达机顶盒的时间差小于「保护间隔,其干扰是可以被消除的,接收机可以正常解码;而超过以上数值,就不可能正常解码。目前香港数字地面电视的单频网广播在香港地区基本正常,而距离较远的深圳地区,由于地势较平坦,同一接收地点收到不同方向传来的单频网直射波或反射波的可能性很大,如两个不同转播台的单频网信号强度差小于10dB,加之与差转台的距离已超过保护间隔,就很难接收好单频网信号。但这已经能满足香港当地采用单频网转播电视节目的初衷了,可以说单频网在香港的运用是成功的。深圳的溢波信号不正常,反而是应该的,因为本来深圳方面就不打算让香港信号越境覆盖。
单频网同频干扰的解决办法:(1)选用方向性尖锐的多单元八木天线或网状天线;(2)更换接收地点,利用建筑物等屏蔽掉其中一方或多方的同频信号,使接收到信号仅剩一个发射台的,信号变得干净,自然就降低了同频干扰的影响。
2. 单载波和多载波选用的问题
当初香港不再追随英国广播电视标准,舍弃相对成熟、拥有大量成功运用案例的欧洲DVB-T方案,就是为了在制式上与国家标准统一,进而与珠三角未来的地面数字电视广播兼容。而国标系统最后确定为清华多载波与交大单载波融合方案,故香港只能取其一的多载波方案。香港一旦采用了多载波广播制式,就迅速普及推广,速度之快,出乎内地广电人意料。由于香港的示范作用,深圳也跟着采用多载波将原六套模拟电视转成数字电视后对深圳、香港地区进行转播。至此,多载波广播在深港地区大获全胜。
但单载波既然也被国标融合了,仍有一线生机。单载波与传统模拟电视带宽一致的特征,使得其在发射、接收、滤波、频道处理、邻频传输等方面全面兼容原有模拟设备,转换、推广的成本很低,生产门槛也很低,其成本明显低于多载波系统。内地一些地方广电部门经过测试、试用后,得出的结论是单载波系统成本低,适合内地市场。而更为重要的是,单载波在抗多径干扰、移动接收方面并没有像当初某些专家认为的不可靠,而是一样稳定可靠。尤其是传输相同码流的数据时,单载波的接收门限比其他方式还低约3dB,在信号弱的地方,这3dB是非常宝贵的,这意味着单载波覆盖距离更远、范围更广。
在奥运会前,各大奥运城市均已采用多载波广播,但此时广电总局统一意见,决定采用单载波来传输地面高清数字电视广播,这意味着广电高层认可单载波具有更大的优势。深圳采用786的频率传输单载波的CCTV-HD高清综合频道,这导致了香港已有的几十万台多载波高清机顶盒无法收看到其节目,很显然这种广播不能给深圳电视台带来更多的数字电视观众,但也证明了内地广电部门对单载波的态度。经过近一年的运作,经深圳及周边地区的无线电爱好者的测试,证明单载波在接收门限上的表现是非常好的。
以深圳梧桐山发射台同塔同功率的706MHz多载波(水平极化,64QAM调制)、786MHz单载波(垂直极化,16QAM调制)信号为例,在极化正常的情况下,786MHz单载波信号更容易接收。在很多收发天线处于视距的地方,直接使用水平极化也可以把706MHz多载波和786MHz单载波信号稳定接收下来。
根据我们的经验与实测结果,我们建议以后的地面数字电视广播,尽可能采用单载波方式,覆盖效果更好,价格更低,其配套设备全面兼容原模拟设备(如发射机、天线放大器、转频器、滤波器等),维护方便。
3. 发射功率选用问题
深圳、香港的地面数字电视广播均采用较大功率,深圳的706MHz和786MHz两频点的发射功率为3000W,香港慈云山/九龙坑山三个数字电视频道发射功率均为1000W,而青山的老四台(650MHz)功率为100W、586MHz与602MHz两频道均为320W。有意思的是,在无遮挡的视距范围内(50公里),其接收效果都差不多,并未因为谁的功率大就传的更远或效果更好(因为只要过了门限都是最好的图像)。他们之间唯一的区别,可能就是在几公里的视距范围内,大功率的节目可以用室内天线直接接收,而功率小的可能要使用室外天线接收。但为了让少量用户使用室内天线接收而加大功率的做法是不可取的,因为就是在离发射台很近的地方,一样有很多观众因为建筑物的遮挡而无法使用室内天线接收信号,非得使用室外天线或共用天线不可,使得大功率的发射意义不大。而大功率发射机对电能的消耗惊人,价格昂贵,更不能容忍的是会造成严重的电磁污染。在注重环保节能的今天,这一点显得尤为重要。
根据我们远程测试香港不同功率数字电视发射接收的效果,发现即使是100W的青山发射站信号,如果没有遮挡,在视距范围内(50公里)与慈云山、九龙坑山1000W的接收效果相当。这证明了在数字电视时代,没有必要片面强调发射功率。由于地球是圆的,除非发射与接收天线都架设得非常高,否则UHF的信号绕射能力总是有限的,超过视距范围的信号发射,实际已射向太空,功率白白浪费掉了。超过60公里的地面电视接收,基本都需要动用天线阵或抛物面接收天线,对普通电视用户来说,成本高,架设困难,并没有太大意义,不值得提倡推广。以后各地会逐步开展地面数字电视广播,更要注意各地发射功率不宜过高,够用就行,否则不仅浪费资金和能源,也会影响到临近地区的电视广播。
根据我们在内地的实践经验,在一个县的中心,其半径约30~50公里,采用一台200W宽带发射机,即可把几套数字电视节目发送到全县。如无遮挡,全境均可接收;如有遮挡或大范围阴影区,就需要建立小功率补点发射站,企图靠加大发射功率来实现全部覆盖是不可取的,即造成资金浪费与能源浪费,对覆盖效果的提高并不明显。如深圳西丽地区,由于有山峦阻挡,梧桐山和香港信号均接收不到,多大的发射功率对它都没有意义,而在当地建立低成本小功率转播站,却可以轻易解决这一问题。
故我们认为,香港与深圳地面数字电视的发射功率偏大了,没有实际意义,完全可以降低发射功率至几百瓦,即能保证有效覆盖区内接收效果不变,又减少了电磁污染与能耗,也降低溢波信号对其他地区的干扰。
4. 邻频传输问题
当初香港地区为解决模拟电视在多山多楼宇的全港覆盖问题,处兴建多个大功率转播台以外,还在各小区兴建多达四十多个中小功率的转播台。因为是开路发射,均使用隔频传输的办法,导致香港地区UHF频段的频率基本被占用,频率资源非常紧张。在数字电视年代,仍采用隔频的方式转播数字电视节目。如586MHz、602MHz,中间隔了一个频道。这导致中间的594 MHz频道给浪费掉了。在实际应用中,我们发现,实际上数字电视广播与模拟电视很多也是邻频发射的,如在慈云山转播台发射的482MHz的老四台数字电视,其上下频道就有两个同基站的大功率模拟频道也在发射,这实际上就是邻频发射,并无影响;同样,九龙坑山转播台发射的546 MHz的老四台数字电视,其上下频道就有两个深圳梧桐山的大功率模拟频道也在发射,但实际接收并无影响。证明地面数字电视广播完全可以采用邻频传输。而根据我们在内地很多地方承建的地面数字电视广播,也都采用邻频传输而不影响接收,节省了宝贵的频率资源。
5.信号源编码问题
香港地区为了在数字电视广播制式上遵循国家标准,不惜放弃已有大量成功应用案例的DVB-T欧洲地面数字电视广播标准,采用刚通过国家广电总局确认的融合方案,是对国标方案的极大支持。香港国标地面数字电视广播,可以说是多载波方案的第一次真正大规模商业化运作。但令人费解的是,其数字电视节目的编码方式:原老四台图像采用MPEG-2的编码方式,而高清电视及另外几套新增的标清数字电视则采用H.264编码方式(原来有意采用国标AVS编码,但当时AVS未能让香港广播电视管理局放心采纳,错过了非常好的步入产业化的机会),伴音编码采用的不是国标方案的MPEG-2编码,而是采用需缴纳较高专利费用的更复杂的杜比AC-3技术进行编码。老四台刚试播是伴音采用的是MPEG-2编码,后也改成杜比AC-3编码,这就使得早期国内一批厂家,出口到香港用于接收老四台标清数字电视节目的机顶盒,由于无杜比AC-3解码功能,无法解调伴音,成了废品。香港数字老四台、新增的标清节目和高清节目如果要进入珠三角的有线电视网络,其节目的TS流还不能直接复用,还要经过图像编码从H.264转MPEG-2、伴音编码从杜比AC-3转MPEG-2编码,无疑增加了成本,兼容性无从谈起,使得香港采用的“国标”实际变成了香港标准。国内出口到香港的机顶盒,除伴音上的要兼容杜比AC-3伴音外,高清机顶盒还要兼容H.264编码,才能正确收看到香港数字电视节目。
由于数字地面电视广播单频道传输的码流最高只有20~24M(对应单载波16QAM、多载波64QAM),故每频道按MPEG-2编码时,只能压缩4套左右的标清电视节目(每套码率5~6M,如香港老四台)电视转播的706MHz频道,用MPEG-2压缩了6套节目,每套码率只有3.5M左右,图像质量受到一定影响,活动画面起格现象很明显,影响了观看效果。很多观众也反应706MHz的节目图像质量不如原模拟电视和有线数字电视,这是有道理的。如采用H.264编码,会有所改善,但这就要求机顶盒兼容H.264解码,增加了成本。
内地某些电视台开展地面数字电视广播时,为了在一个频道里传送更多节目,采用一种所谓“超级编码”的方式,即在一个频道内用MPEG-2压缩6~12套电视节目,每套节目码率仅1.5~3M,图像质量严重劣化,尤其是运动画面马赛克很明显,这是让人非常难以接收的,这种方式很不可取。
香港的数字地面电视广播采用较之内地的广播,有几项技术是领先的:1、电视节目采用16:9宽屏格式摄录(兼容显示4:3格式);以适应越来越多的宽屏电视完美显示16:9的电视节目;2、伴音采用杜比AC-3 5.1多声道立体声技术,音效非常好,尤其在使用高级音响设备播放音乐与电影节目时具有相当震撼的效果; 3、采用外挂字幕,用户可通过遥控器选择显示或关闭字幕(与DVD功能一样),这是内地所有的电视台目前都没有采用的;4、全部节目都配有详尽的电子节目菜单(EPG),可方便观众直接通过遥控器在屏幕上查询到一周以内所有的电视节目播出时间安排和内容简介(部分内地电视台有采用,但多数电视台的数字电视节目仍无EPG);5、还有互动新闻,可通过互联网实现某些新闻节目双向互动接收(目前出口香港的部分国产高清机顶盒已添加此功能)。
另外,香港的数字电视节目是由720 × 576的4:3信号(现在各地数字有线的标清频道也是这样的传送格式),变形拉伸(因为制作时由宽变窄,重放时由窄变宽,所以显示正常)为1280×576i的16:9进行显示的,也就是说:香港台的标清有576i,而普通DVD只有480i,VCD只有不足230i,可见香港16:9的信号像素是比较高的,尤其在16:9宽屏幕的等离子或液晶平板电视上显示时,画面是非常让人赏心悦目的。而目前中国大陆除高清电视以外,标清节目均以4:3频宽比来显示,这在16:9宽屏幕的等离子或液晶平板电视日益普及的今天,显然是不能让人满意的。
关键词:电工与电子技术;多元化考核;反馈;评价标准
1绪论
电工与电子技术是本科高校非电类专业的一门重要的技术基础课程。学生通过本课程的学习,可获得有关电工与电子技术方面必要的基本理论、基本知识和基本技能。并为学习后续课程以及从事本专业有关的工作和科学研究工作打下一定的基础。传统以闭卷考试为主的考核方式已难以满足新形势下对创新人才培养的需要。考核方式必须进行必要的改革,以适应高等教育快速发展的需要。[1]目前在各个高校都普遍存在考试功能失衡的现象,尤其是对于考试的导向、反馈功能基本未有体现。而检测及评价功能却充当着重要的角色。[2]
2电工与电子技术课程考核现状及问题
2.1学生学习热情较低,评价标准不统一
电工与电子技术课程讲授效果和学习效果有限的原因有两个,一是本身课程难度较大,讲解内容较多;而是开设学期设置在大二或大三,学生的心态发生了较大变化,特别是对专业边缘的课程热情不高,应付考试心理强烈。二是电工与电子技术课程开设专业、开设班级较多,需要多名教师共同授课,每位教师的评价标准不统一,也使成绩的公平性大打折扣,同时不利于总结分析同一专业的共性问题,教学效果反馈不佳。
2.2教学评价主体、教学目标、考核方式单一
在实际的电工与电子技术课程教学中,教学目标只注重认知目标、教学大纲的重点;以期末考试试卷成绩作为衡量学生学习成果的主要评价标准;评价主体是教师,忽略学生的主观能动性,创造性,团队协作能力的培养。因此,注重过程考查和能力评价的形式多元化的考核改革并构建考核质量监控体系,对于教学效果的改善、创新人才的培养能起到良好的作用。
3改革的具体措施和反馈机制的建立方案
3.1加强过程评价,细化评价基本要素
针对目前电工与电子技术课程理论考核比重较大的情况,加大平时形成性过程评价比重,细化评分标准。此部分满分100分,占比总评成绩20%。(1)平时成绩—考勤与纪律:根据情况进行考勤,并根据考勤情况记录分数。即:旷课,早退,迟到扣取相应分数;根据平时课堂纪律情况进行考核,如讲话、玩手机等。(2)平时成绩—作业:根据学习进度抽查两次作业,并要求同学自主总结各章重点和公式,老师批改并给出评语、分数。(3)平时成绩—章节测试或期中、期末自测:根据不同章节的学习内容或学习效果的反馈,进行章节测试或期中、期末自测,随机抽查,每位同学至少抽查一次测试成绩并记录,并保证反馈分析的覆盖面。(4)平时成绩—学习态度:通过对每一位同学学习状态、努力程度等的全面了解,给出分数并记录。(5)平时成绩—课堂提问与表现:该项要素的评分主要在平时教学中,保证每一位同学都被提问,都有互动,根据其课堂上的情况当场给分并记录。针对电工与电子技术“理实一体化”特点,进行实验环节课程考核改革。加大实验成绩比重;实验报告评分标准细化,全程检验学生的实践应用能力。并建立教师主评,实验小组互评的评价模式。此部分满分100分,占比总评成绩20%。(1)实验成绩—实验报告(教师主评):例如:电工与电子技术课程共进行4次实验,其中每张实验报告满分20分,预习情况3分;学习态度与遵守纪律情况5分;操作与测试情况7分;实验报告的完整性与工整性情况5分,在报告批改中体现各要素得分并记录。(2)实验成绩-实验小组组员互评:以三人为单位成立实验小组,通过其团队协作能力、领导能力、动手实践能力等方面,互评得分。
3.2考试题型多样化、合理化
针对电工与电子技术课程性质,题目类型由闭卷笔试的选择、填空、判断等可加入画图、分析等;合理选择客观题和主观题比重,减小死记硬背的概念性问题,增加通过理解,应用定理、概念解决问题的试题,从而提高试题质量。同时可进行试题库建设,试题库可以以单套试卷形式或题型形式,每个题要标明考核知识点所在章节、考核内涵及观测点,便于提高课程重要知识点的覆盖范围和成绩反馈跟踪。
3.3构建考核监督体系,跟踪、反馈、调整
构建课程考核质量监控体系,如电工与的电子技术课程,教授班级较多,需要多名教师共同授课,通过研讨确定考核质量目标和标准、收集反馈信息、比较自授班与其他教师所教班级的考核结果、针对每一道题进行细致的试卷分析,其中分析得分率、观测点、平均分等,采取应对措施、纠正偏差,从而提高教学质量和人才培养质量。建议长期研究、跟踪、反馈、改进以提高实效。
关键词:教学内容;改革手段;
一、教学内容改革
1.1 根据不同专业的要求设置教学大纲电子技术基础作为专业基础课涉及电气、电子信息类等相关专业。但不同专业对电子技术基础的教学要求不同,另外该课程在不同专业的人才培养规划中地位也不同,必需根据不同专业对该课程分层次教学。内容及要求在调查研究的基础上,结合各个专业的实际情况进行分类。通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术等专业在后继课程中重点强调信号的传递、滤波、通信;电子科学与技术、集成电路设计与集成系统等专业强调半导体器件的内部工作原理和结构构造、光刻工艺;自动化、机械电子工程等专业强调过程控制、信号转换、嵌入式开发;计算机科学与技术等专业则强调半导体器件的存储、信号的同步、复位等……基于上述情况,按照不同的专业要求和专业基础,对该课程的教学大纲进行整合修订。修订后的教学大纲按专业分层次提出要求,使教学内容与专业基础相适应;重视基本概念、基本分析方法、基本技能;强调新技术与新知识的应用,反映电子信息技术的新进展。
1.2 理论教学内容注重工程能力培养工科学院的学生,必须具备良好的工程设计、解决工程实际问题的能力。学生的工程素质养成至关重要。为达到这样的目标,我们对理论课的结构、内容进行了调整。
1.2.1 电路的设计内容可分解为两部分。
一部分是电路元器件的选择,安排在半导体器件之中讲解;另一部分是电路模型的设计,分别溶入相应的电路分析内容中讲解,有利于与电路计算、分析、设计紧密结合,便于学生的理解及运用。
1.2.2 在课程内容上删减了纯理论推导的内容,增加了实用的工程实例电路,不仅使学生的理论与工程实践紧密结合,而且极大地调动了学生学习的积极性,开发其创造性。
1.2.3 将与电子技术相关的各门课程知识进行归纳与总结,将其渗透到理论课程教学中,并有针对性地进行应用技能的强化训练。如将传感器内部电路与控制电路显示电路等有机的结合起来,突出了分析与设计能力的培养,有效地克服了相关内容之间联系差、应用脱节的弊病,收到了较好的效果。
1.3 实践教学内容注重动手能力、创新能力提高
1.3.1以电子技术实验为核心,将与之相关的电工学、嵌入式系统、单片机、传感器等课程的实验内容引进电子技术实验课内,进行合理地调整与组合,将独立分散的,互不相干的实验,有机结合成综合性、设计性、实用性较强的实验项目。使实验更具有目的性、关联性。
1.3.2 将综合实验内容划分为三个层次。基本综合型、提高综合型、基本设计型,根据学生的不同知识层次及实验目的,开设相应的实验项目和内容。基本综合型、提高综合型、基本设计型的实验题目由教师指定,综合设计型和创新型实验可由教师指定,也可由学生自拟,给学生更大的自主性和灵活性,能够给学生足够的空间充分发挥学生的想象力。
1.3.3 为突出工程应用能力和实际技能的训练,增加了实用的工程实例电路的实验项目,不仅使学生的理论与工程实践紧密结合,而且极大地调动了学生学习的积极性,开发其创造性。突出了“以应用为目的,密切联系工程实际,重在工程素质培养”的教学改革要求,使课程的内容更具有针对性、实用性。
1.3.4 根据实验内容安排实验学时,避免了有的学生“吃不饱”,有的学生“吃不下”。
二、教学方法与教学手段改革
2.1 采用启发式教学法
启发式教学法,即从最基本的单元电路入手,分析电路组成及工作原理、总结电路特点、指出电路存在的问题、引导学生如何解决所存在的问题、怎样改进电路,然后提出改进后的电路;对于改进后的电路,进一步分析其电路特点,再启发学生思考由于电路结构的改进而给性能带来的变化,这样通过分析问题、解决问题、归纳提高的思路来讲解相关内容。比如讲解触发器的电路结构时,先基本触发器,然后钟控同步触发器、主从 RS 触发器、主从 JK 触发器、最后边沿触发器的顺序进行,在分析前者存在问题的基础上启发学生引出后一种电路形式。采用这种启发式教学方法,不仅可使学生熟悉相关电路的形成过程,而且学生通过教学过程,体会分析问题解决问题的真正含义。
2.2 改进传统教学方法和手段,适当利用多媒体辅助教学。
传统的电子技术基础教学手段是教师讲述、板书、推导、挂图等,然而这种教学模式使学生缺乏感性的认识,学生不能从直观感知信息中获得知识,可适当使用多媒体辅助教学。把枯燥抽象的内容以声音、图像、视频、动画等形式生动形象地表现出来,有助于促进和加深学生对抽象内容的理解和记忆,使之简单、清晰、明朗化。
2.3加强双语教学
由于现在互联网飞速发展,地球已经真正变成“村子”。交流的便利给中国带来了快速发展的机遇,我们也需要大量的具有国际竞争能力的人才。具有国际竞争力的人才应该具有很好的和世界沟通能力。这就需要我们在培养学生的过程中,既要注重知识的体系,也要注重语言的的“国际化”。授课过程中,我们应采用中英文并用的形式,中文当然是主体,但是关键性术语应该给出具体的英文单词。并给出相应的英文参考文献,鼓励学生阅读原版英文教材,了解具体器件中外的不同应用和差距。
三、总结
3.1适当引入电子技术学史、联系时代前沿。
电子技术学史是研究电子线路发展历史的科学,电子线路的发展史,就是一部创新史,电子线路的新发现,新产品,都蕴涵着科技工作者的创新活动。在教学过程中有序地介绍一些电子线路学史可以激发起学生了解和学习电子线路的欲望。在研究电子学史过程中,同学会发现电子线路理论的建立无法和生产、科学实验相脱离。从而使学生了解实验的重要作用。在教学过程中按照电子技术的理论体系进行讲授的同时,对一些电路规律,可以从历史的角度讲述电路定律的建立过程,同时介绍与之相关的科学家在建立该理论时研究问题的思维路线、解决方法,注意把学生带进科学家的复杂思维和艰苦创造的“情景”中去,从而使学生了解科学家对显而易见的事实提出的质疑常常是发现问题的前提,善于观察、勤于思考是创新的基础。随着科学技术的发展,电路的发展也由离散的单个器件变成集成化。与之对应的电子技术的更新换代也在同时进行。因此,除了教材内容,教师还应根据各专业领域的新发展、新课题,结合教材内容,不断地将实践中正在使用和即将推广使用但还没来得及进入教材的新知识和新技术充实到课堂教学中来。这些前沿知识和技术与学生周围的生产和生活实际息息相关,这样的课堂具有现代气息,既开阔了学生的视野,又激发了学生的求知欲和研究兴趣。
3.2明确教学目的,改革考试、考核方式。
鉴于电子技术基础的教学目的,新时期电子技术的发展特点。考试方法也应做适当调整,综合运用多样化的考核办法,建立合理考评机制。对理论课可以将出勤情况、作业完成情况、专题研讨、阶段考核等量化成分值作为本课程的平时成绩。采用课堂表现、平时成绩、小论文、期末闭卷考试相结合的评分方式。任课教师不自己出期末试卷,而由教研室依据教学大纲在试题库中抽题,实现教考分离。从根本上保证试卷中试题的覆盖面、试题的质量;提高了试卷的保密性,避免了人为因素。
关键词:数字电子技术;精品课程建设;质量工程
作者简介:江捷(1965-),女,浙江奉化人,北京工业大学电子信息与控制工程学院,副教授;王铁流(1954-),男,天津人,北京工业大学电子信息与控制工程学院,教授。(北京100124)
基金项目:本文系北京市属高等学校人才强教计划资助项目(项目编号:05002211200601)、北京市高等教育学会“十一五”专项规划重点项目(项目编号:2007030)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)14-0071-02
随着我国高等教育由精英教育步入大众化教育,办学定位、人才培养模式和规格都趋于多样化。作为教学活动重要载体的教材,其多层次、多样化的特点将更为突出,才能适应不同类型、不同定位人才培养的需要,体现不同学校的办学特色。
在扩招形势下为提高高等学校本科教学质量,教育部实施了“质量工程”,将“课程、教材建设与资源共享”等列为重点建设内容。[1]按照“分类指导、鼓励特色、重在改革”的原则,启动了“万种新教材建设项目”,加强新教材和立体化教材建设。[2]在此背景下和多项市级教改项目的牵引下,立足地方重点院校进行了“数字电子技术”课程的系列化、立体化教材建设,并以此推进精品课程建设。
一、教材建设的基本原则
1.在素材选取上,坚持求真务实
美国著名教育家奥苏伯尔认为:“在教学过程中,学习活动是否有效,主要看新的学习内容能否与学习者认知结构中原有的、恰当的知识系统建立实质性的联系。”[3]因此,教材建设必须处理两个关系:一是学生原有知识和本课程的纵向关系;二是相关课程之间的横向关系。在大众化教育快速发展的现阶段,教材建设应该与学生的现有认知状况相适应,与人才培养目标相衔接,以求真务实为原则,不能过分追求“档次”和知识的“新”与“深”。
2.在知识结构上,力求严谨清晰
教材不仅是知识的载体,更是认知过程和思维方法的载体。[4]因此,教材内容的组织应遵循科学发展规律和人类认知规律,通过问题的提出、分析、解决、延伸等环节将教学内容有机融合。[5]
3.在内容表述上,力求言简意赅
教材是为学生服务的,因此,必须体现学生本位的原则,以有利于学生知识构建为目标,把教材的可读性、可学性放到重要位置。在内容表述上,应突出重点、难点,注重知识的内在联系;化繁为简,以简洁的方式描述复杂的概念和理论。
二、立足地方重点院校,编写理论教材
《数字电子技术基础》这本教材是依据教育部高等学校电子信息与电气信息类基础课程教学指导委员会最新制订的电子技术基础课程教学基本要求,按照“分类指导”原则,立足地方重点院校,根据教学研究型大学的人才培养目标、结合北京工业大学(以下简称“我校”)学生实际,由从事数字电子技术课程教学的一线教师,在多年教学实践的基础上,总结凝练并不断改进而成的。该教材已作为我校北京市精品课程“数字电子技术”的指定教材,连续三届实际用于课程教学,受到学生和同行专家的好评。
1.系列配套
以《数字电子技术基础》为核心,与之配套的《数字电子技术基础学习指导》《数字电子技术多媒体课件》《数字设计基础》(双语教学版)《数字设计基础双语教学多媒体课件》均已同步出版,《数字电子技术实验教程》也已纳入出版计划。它们与“数字电子技术”试题库(中文版+双语版)、电子教案等配套使用,基本涵盖了课程教学的各个环节,为学生自学和教师教学提供了丰富的系列化、立体化教学资源。
2.以学习者为本,增强可读性
教材编写过程中,坚持以学习者为中心,以利于学习为出发点。内容编排顺序合理,逻辑性强;叙述简明扼要,深入浅出,通俗易懂,易于自学。
3.保证基础,面向发展和应用
在强调基础内容的完整性和基本理论系统性的同时,将学科发展的新成果、新技术融入教学内容,妥善处理传统内容的继承与现代应用的引进之间的关系。例如,在“可编程逻辑器件”一节,教材结合目前流行的Altera公司的MAX7000系列产品,介绍了CPLD器件的基本结构和工作原理,并增设了“基于CPLD的数码管扫描显示”等三个必做的数字电路综合实验。在“硬件描述语言VHDL基础”一章,基于问题的编写,配以典型的实例和丰富的练习,适合学生快速入门,即学即用。
4.精选内容,优化讲法
挑选最基本的内容、方法和典型应用,注重对问题的提出和解决思路的阐述,力求再现知识发生和技术发展的过程。在“触发器”一章,始终以问题引出讨论,以固有问题的解决、新问题的提出组织教学。例如,“如何才能使电路具有记忆功能”,有了基本触发器,“为什么还要设计同步触发器?为什么需要同步?如何实现同步”、“为什么要设计主从触发器?如何设计,才能解决同步触发器不可避免的空翻问题”、“为什么要设计边沿触发器?如何才能提高触发器的抗干扰能力”等等。
5.从例中学,学以致用
教材正文与例题、习题密切配合,示例丰富。例题选取兼顾典型性和实用性,引导学生“从例中学”,加深理解,帮助学生在较短时间内掌握课程基本内容,并学以致用。例如,在介绍了格雷码的特点后,就以学生熟悉的汽车调速系统为例,分析了5个档位速度应如何编码,以及用格雷码为什么可以解决换挡抖动问题。
6.发散思维
对典型例题在讲述解题思路、方法和步骤的同时,给出多种解题方法并加以比较和归纳,启发读者进行发散性思维。例如,在介绍利用集成计数器实现任意进制计数时,列举了清零法、置数法、分解法等多种方法,并比较了这些方法的特点和适用条件。
三、以学生为本,编写配套助学教材
《数字电子技术基础学习指导》是为配合《数字电子技术基础》而编写的,既可作为学生的学习辅导教材,也可作为教师的教学参考。全书共分十章,每章均由内容提要、教学基本要求、重点与难点、习题类型与解题方法、典型例题解析、习题解答六部分组成。其中:“内容提要部分”归纳总结了各章的主要内容和知识要点;“教学基本要求”将各章主要内容划分为掌握、理解和了解三个层次,为学生复习和自学提供了方向和目标;“重点与难点”提炼了各章的重点和难点内容;“习题类型与解题方法”归纳了各章的常见习题类型,逐一给出了解题思路、方法和步骤;“典型例题解析”举例说明了各种常见习题类型的求解过程,对部分典型题目给出多种解题方法,并加以比较,归纳各种方法的特点和适用条件;“习题解答”对《数字电子技术基础》中的所有习题进行了详细解析。
本书在编写风格上力求简练、突出重点。力图从解题思路、方法和步骤等方面给读者以指导,使其举一反三,加深对基本概念、基本理论和基本方法的理解和掌握。为便于阅读,本书的内容体系、章节顺序和习题编号均与《数字电子技术基础》保持一致。该书已与《数字电子技术基础》同步出版,并作为配套教材,实际用于教学,受到学生的普遍欢迎。
四、扭转实验教学对理论教学的依附,编写实验教材
1.实验教学“独立化”
为逐步扭转长期形成的实验教学在内容上依附于理论教学、在时间上滞后于理论教学的观念,方便学生的超前学习和实验预习,推进“从做中学”,笔者以实验模块为主线,用简练的语言、浅显的示例,系统讲述了相关的知识要点,使学生只需阅读实验教材,即可完成基础性实验设计,达到实验教学的基本要求。
2.实验内容“阶梯化”
增加大量不同难度的实验题目,使实验内容阶梯化,以满足不同水平学生的不同需求,激发学生的潜能。同时,也便于教师根据学生实验的实际完成数量和质量,给出合理的分数。通过实验内容和难度的“阶梯化”,在保证实验基本要求的前提下,使学生实验成绩“阶梯化”,为电子竞赛等选拔优秀学生。
3.实验项目“生活化”
适量补充具有实际应用背景的研究性实验项目,为优秀学生提供发挥空间。这些项目只以任务书的形式规定要实现的功能,没有具体设计方案,要求学生自由选题、自愿组合,合作完成。设计报告按贡献大小依次署名,作为教师评定成绩的重要依据。
4.实验手段“虚拟化”
利用美国NI公司提供的虚拟设备,增加动态参数测试、动态过程演示等专题实验,使学生建立对虚拟仪器、虚拟实验的初步认识。
《数字电子技术实验教程》已于2007年用于我院06级实验班的实验教学,拟进一步充实完善后正式出版(已纳入我校出版社的出版计划)。
五、结束语
“数字电子技术”课程系列化教材建设的各种思路都源于教学实践,各项建设成果也都回归教学实践,服务于本科教学,取得了较好的使用效果。教材建设成果也将课程建设推上了一个新台阶。
参考文献:
[1]周济.实施“质量工程” 贯彻“2号文件” 全面提高高等教育质量[J].中国大学教学,2007,(3):4-8.
[2]教高(2007)2号.教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见[J].中国大学教学,2007,(3):9-11.
[3]梁前德,王青林.应用型本科教材建设的基本依据和价值取向[J].中国大学教学,2008,(6):94-96.
【关键词】素质教育;高职电子技术;评价体系
随着素质教育的深入发展,高职院校的专业教学也已经逐步由应试教育转变为素质教育。随着这种转变,传统的完全唯分数的学业成绩评价的原则、模式和方法已不能适应现实素质教育的需要,不符合人材成长环境的需要。因此要全面地、长期地、有过程地评价学生的学业成绩、综合素质、创新能力和实践能力,改变对学生原来的学习成绩评价标准、方式及成绩的呈现方式,让评价更进一步发挥正确的导向、激励作用,树立学生学习自信心,给学生以成功的教育,促进学生的发展和学业水平的不断提高,最终促进学生生动、活泼、主动地学习,成为时代教育发展的基本要求,在全面实施素质教育中具有现实意义和可行性。
电子技术是当今世界上发展速度最快,应用最广的一门技术。《电子技术》课程是电子信息工程、电气工程和计算机等专业的基础课,其中的基本理论和实践技能是许多后续课程的基础。对学生学业成绩的评价方法如何衡量学生的学习情况是当今许多高职院校头疼的问题,因此我们需要研究制定出一套评价体系,不仅能评价学生学业成绩也能评价教师教学水平。
一、良好评价体系的重要性
高职教育主要培养面向生产和服务第一线的高技术应用性人才,要求毕业生是专业理论够用,生产技术操作熟练的人才。我认为高职教育的成绩评价方式既要体现人才培养目标和课程目标要求,又要有利于培养学生运用所学知识和技能分析问题和解决问题的能力,真正做到既考知识,又考能力和素质,由于《电子技术》课程是一门重要的专业基础课,因此更应该严格考评学生学业成绩,认真做好基础理论知识考核和基本技能、素质的考核以促进专业教学。
二、传统评价体系
学习过程是学生在教师的指导下,索取知识、同化知识、物化知识、应用知识、迁移知识的过程,这是一个复杂的认识过程,学生在学习的每个阶段里,都将付出极大的代价,然而未必换来等值的结果,当付出与获得失去平衡时,说明学习过程遇到困难,或者在某一阶段出现障碍,如不及时发现并及时纠正,将会导致最终结果的失调。目前《电子技术》成绩检查评价存在的问题:成绩检查评价方式单一,均为笔试,一卷定音,这种检查忽视了对学生操作能力、学习态度、实际问题解决、及学习习惯等各个环节的考查;学生学习成绩的取得主要取决于学习过程,而目前成绩评价只评价结果而不评价过程,忽视学生思维能力的培养,随着研究性学习的开展,单从分数上更难评价学生的研究性学习能力。
三、新的评价体系思路
1.评价要全面。评价遵循科学规律,既评价学习的结果,也评价产生结果的过程,既评价学生的智力因素,也评价学生的非智力因素,既要评价学生的学,也要评价教师的教。因为教师的教学成果除结合学生的期中、期终成绩进行评价外,还应对学生的平时成绩、解决问题过程中所表现的创新能力等进行评价。
2.调整总评成绩结构比例。针对现有单一注重理论卷面考试成绩存在的弊端我提出在《电子技术》课程学生学业成绩评价中应加强平时过程性考核,注重实践技能操作考试,合理调整知识、能力、素质考核的比例,形成综合性考核格局。
3.改革考试内容。考试内容应包括知识、技能和素质多个维度,并应侧重于技能、能力和素质,与国家职业资格鉴定行业资格鉴定考试内容相接轨,突出针对性、应用性和实践性。
4.考试方式多元化。考试方式不能只局限于笔试,而应采用笔试、口试、操作、书面报告等多样化的考试方式相结合,综合考评学生的综合能力和素养。
5.考教分离。可根据培养目标要求分别建立合适的理论考试题库和实践考试题库,考试时由专门的负责小组根据要求从中抽取,以更有效检验教学双方的成绩。
四、高职《电子技术》课程学生学业成绩评价具体方法
总体指导原则:过程性考核和终结性考核相结合,理论和技能并抓,以百分制计。
1.过程性考核
过程性考核主要由学生职业素养评价、平时课堂学习情况和作业情况三部分组成。
①学生职业素养评价。评价内容:学习态度、学习习惯、上课纪律、出勤、实验实训操作规范。
②平时课堂学习情况。评价内容:平时课堂回答问题的积极性、回答问题质量情况、课堂实践任务的完成情况、实验实训数据、现象等结论的整理、分析、归纳能力、问题的分析和解决能力、获得结论的正确性和认知发展能力。
③作业情况。评价内容:作业次数、作业质量及是否准时上交。
2.理论考试
理论考试包括平时单元测验和期中、期末考试。单元测验能很快检测学生学习情况,便于学生及时复习,而且能一定程度上催促学生查漏补缺,也能使任课教师掌握学生掌握知识的情况。单元测验的试卷应由同一个备课组老师一起讨论确定知识点,然后制订试卷。期中考试和期末考试实行教考分离,出卷教师根据任课教师共同讨论出的知识点进行出卷。当然必须提出的是,要想真正实行教考分离,学校对于教师教学质量的评价不能只看学生最后的卷面成绩,而应该考虑各班级的学生差异,综合考虑教师教学质量。另外,试卷要有层次性,通过考核,能测试出学生的学习能力。
3.技能考试应会部。评价内容:期末实践技能操作综合考核。主要考核仪器仪表的使用能力,电子元器件的识别和应用能力,电子技术基本原理在实际电路中的应用及分析能力,常见电路故障判断与排除能力,及与以上能力相关的基本技能。除了要求完成实践操作外,还可以通过口头陈述或书面报告的形式来评价。
4.分层次评价。对于部分优秀的学生学业评价不能仅停留考试的分数上,而应结合学生的实际情况,对一部分有特长生的学生采取分数加特长分的评价方法。对于学习的困难生每次测试尽可能地给他们得分,只要有点滴可取之处,教师都要加以承认,不断暗示他们一直在进步,树立他们的学习信心,辅之教师的个别辅导,相信这部分学生会不断取得进步的,最终走向成功。
关键词:高职教育;混合学习;SPOC课程;电工电子技术
1高职教育开展SPOC课程的优势
1.1设计良好的SPOC课程,可以很好地与学校教育的知识要求相结合
目前,高职高专院校正在建设一批慕课课程。专业基础课电工电子技术于2014年被浙江工商职业技术学院立项为重点建设MOOC课程之一,2015年被列为宁波市数字图书馆第2批慕课建设课程。SPOC可以在一定程度上解决MOOC的教学法缺失这一症结,带来完全不同的在线教育体验。因此,学校可以利用MOOC和SPOC课程共有的在线学习部分的实现方式和平台技术,在混合学习视野下对MOOC的创新――SPOC课程进行深入研究,开发特定教学对象和不同教学策略的SPOC课程。
1.2适合高职教育的混合学习模式有待开发和实践
混合学习理念最早是为了解决e-learning培训效果不理想而提出的,试图将传统教育与e-learning在线学习的优势结合起来。国内外关于混合学习的定义经历了由宽泛到细化、由广义到狭义的过程。经过10多年的发展,混合学习已经从广义的“混合”,逐渐过渡到狭义的“混合”,即特指通过面对面学习与在线学习相结合的方式达到学习的目的。适合高职教育的线上线下教学模式的融合、翻转课堂的实施、在线评估功能的开发使用等信息化教学手段,能够帮助校内学生实现混合学习下更好的学习效果。
1.3创新型SPOC课程在高职教育专业基础平台课中的应用
浙江工商职业技术学院的电工电子技术课程主要面向大一学生,在机电一体化技术、数控技术、应用电子技术、工业自动化、楼宇自动化等多类专业中开设,是一门受众非常广泛的专业基础平台类课程。SPOC课程全面的“交互式学习”和线上线下的结合模式,能使大众更快更好地获得电工和电子技术方面的基本知识和基本技能,其中丰富的富媒体资源体现出无可代替的先进性和实时性,适合技术领域的学习,使学生能更好地了解电气技术和其他领域相互联系和相互促进的关系;同时,体验学习理论强调学习者应在“做中学”“知行合一”,这也为MOOC教学系统的构建及教学活动的设计提供了全新的视角。基于体验学习理论的新兴网络教学活动设计在高职教育专业平台课程中的应用势在必行。
2基于混合学习理论的SPOC设计与实施
2.1基于混合学习的SPOC课程设计思路
本项目的设计思路是基于混合学习理论,以高职高专专业基础平台课程电工电子技术为例,试图实现混合学习视角下的SPOC教学活动设计,如图1所示。该模式主要包括以下几部分:第1部分为前期准备,包括对学习者、学习内容和学习环境的分析准备以及对学习资源的设计开发,其中学习资源设计与开发包括引进、改进和自建3种模式,本课程的学习资源以自建和改进为主,内容包括视频、动画、国标图纸等技术资料及习题试题;第2部分为混合学习活动设计,以问题解决式学习活动为设计主线,包括课前辅导、课中研学、课后练学3个环节;第3部分为学习活动的实践与评价,根据课程的实施效果及时提供评价和反馈,优化教学。
2.2知识点碎片化的SPOC学习内容构建
SPOC课程建设中,学习内容要求精炼简洁和思路清晰,对原课程知识点进行解构、拆分并择取、凝练核心知识点,然后重新进行创意设计、重组课程结构、拍摄制作、翻译、校对,最后课程上线。至少一半的学生能够养成课前预习的习惯,对碎片化的资源实现按需学习并收获丰富的学习行为和学习效果的反馈。此外,我们还采用多种教学手段呈现学习内容,如生动的教学录像、直观的实物模型、图文并茂的教学课件等。
从美国三大慕课平台的实际运行效果和统计分析结果来看,课程周数在4―10周的课程比较受学习者欢迎,此类课程的选修率和结业率最高。鉴于此,我们计划SPOC的慕课课程以10周为宜,每周授课时数在6节左右,每节平均10~15min。SPOC课程内容碎片化设计见表1。
2.3混合式SPOC课程教学评价体系
由于混合学习是多方面、多层次的学习,因此评价方式也不能只局限于课程的考试成绩,应该是多元化、多方面的。电工电子技术课程是2015年宁波市慕课联盟建设课程之一,具有富媒体化、课程内容知识单元化、学习流程管理化等特点。在课程体系评价方面,利用网站提供的学习流程管理功能,基本能够对教学效果实现多元化、多方面的考核。混合教学评价法见表2。
首先,通过网站丰富的富媒体内容,学生可以实现自主与个性化在线学习;通过视频播放、讨论、答疑、作业、考试、评估等功能,可以实现挑战式、闯关式、自由式等慕课学习并获得线上线下混合式教学的支持。其次,结合对学生的登录时间、访问次数、观看时长、最快和最慢进度、平均进度等的统计结果,教师可以通过反馈数据判断内容的难点、进度及学生学习的情况,从而做到有的放矢地在课堂上开展教学。
另外,SPOC课程提供明确的考核办法与考核标准,分为知识单元考核与课程整体考核两种,可建设丰富的题库用于作业及考试,测试题包括判断、选择等客观题,还可以设置有效答题时间段并自动批阅和统计学生成绩,最终通过以上综合评价,生成学生本门课的综合成绩。