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中图分类号:G434 文献标识码:A 论文编号:1674-2117(2015)01-0117-03
引言
MOOCs的概念自2008年提出以来,短短几年间犹如一股威力巨大的龙卷风迅速席卷全球。在我国,从2013年起大规模开放在线课程已经成为各大新闻媒体、公司企业、教育机构和社会公众关注的热门话题。MOOCs能在如此短暂的时间内得到迅速的发展,它的魅力何在?笔者认为,除了课程时间和空间的不限制,课程受众面广等突出特点外,MOOCs的多媒体表现力也是原因之一。为此,本文基于现有的相关文献和“Coursera”、“学堂在线”两大优秀MOOCs平台,分析MOOCs的多媒体表现力并归纳得出相关结论,为学习者、教学者和课程制作者提出相关建议。
多媒体表现力概述
多媒体指能够同时采集、处理、编辑、存储和展示两个或以上不同类型信息媒体的技术。[1]表现力指在完成某项具体的工作过程中,所显示自身潜在能力特点的凸显和流露。[2]目前关于多媒体表现力还没有具体的定义,笔者结合前人的研究以及上述多媒体和表现力的定义,在本文中将多媒体表现力界定为:运用多媒体技术展示信息多样化,通过合适的角色加入表现教学艺术感染力,交互性强、共享性大,能提高学习效率。
MOOCs的多媒体表现力分析
为对MOOCs的多媒体表现力进行分析,笔者从MOOCs优秀平台中选取“Coursera”和“学堂在线”两大平台的教学视频作为资料来源。“Coursera”是目前发展最大的MOOC平台,拥有将近500门来自世界各地大学的课程,门类丰富[3];“学堂在线”是清华大学基于edX开放源代码研发的中文在线教育平台,其合作伙伴包括北京大学、浙江大学、南京大学、上海交通大学等部分联盟高校。[4]本文根据两大平台的课程分类以及结合实际操作的可行性随机抽取多门课程样本,并对这些样本中的部分教学视频从时间长短设置、表现形式、练习题设置和功能四个方面进行分析。
1.教学视频时间长短设置表现分析
从“Coursera”平台随机抽取了《生物信息学:导论与方法》(北大)和《分析化学及仪器分析》(莱斯大学)两门课程统计其教学视频的时间长短设置(如表1、表2)。
2.教学视频表现形式分析
教学视频是MOOCs课程中最重要元素,也是授课教师与学生产生眼神交流的唯一窗口。其中,“Coursera”和“学堂在线”两个MOOCs平台教学视频种类繁多,笔者综合相关课程案例研究的结果,将教学视频的表现形式分为如下六种类型:①出镜讲解,授课者的形象出现在视频当中来讲解知识点。②手写讲解,授课者在概念上标注重点或在推导演示等方法来讲解知识点。③实景授课,授课者根据课程需要走出教室限制,到相应的实际情镜中进行授课。④动画演示,用动画来演示相关知识点。⑤专题短片,将要学习的知识以短片的形式呈现。⑥访谈式教学,将电视访谈类节目的形式运用于课堂之上。
笔者就以上六种类型,对选取的“Coursera”和“学堂在线”两个平台上的课程进行了归类,如果存在一门课程同时出现多种表现形式,则全部列举出来。分布情况如表3所示。
由表3可以看出,出镜讲解这种表现形式占的比重最高。笔者认为其缘由是该表现形式容易抓住学习者的注意力,形成面对面、一对一授课的感觉,并能使得教学者与学习者产生眼神上的交流,让学习者更加迅速地融入教学情境并沉浸其中。绝大多数的教学视频都可以采用这种方式,特别是那些不太涉及推导过程讲解的课程,如艺术类和人文科学类的课程等。
手写讲解这种表现方式具备传统课堂中板书讲解的全部优点,通过后期加工制作可以减去讲解的拖沓,提升教学效率。与手写讲解比重不差上下的,还有实景授课,这种表现形式是对传统课堂的极大补充,使授课变得更为生动,将抽象的知识直接化为具体实际,有利于学生掌握相关知识,提高学习效率。
动画演示、专题短片、访谈式教学这三种表现形式涉及的课程比较特别。比如,动画演示适合计算机科学和物理学类等较为抽象且难以理解的课程类型,专题短片适用于介绍历史背景等课程,访谈式教学适合于思想政治教育类课程等。
3.教学视频练习题设置表现分析
在MOOCs的课程教学视频中,当讲解完某一知识点,教学视频中一般会出现相应的练习,如相关选择题、填空题、配对题和简答题等,学习者完成练习还会有相应的反馈表达,答对了才可以进入接下来的视频学习。例如,在耶鲁大学《宪法》这门课程的“总统权力讲授课”这一节共设置了3道练习题,第一道单项选择题,如果选错就会有信息“Incorrect.Try again”的选项跳出告知答案错误;如果答对就会弹出“Continue”按钮,点击按钮则可以继续往下学习;如有学习者不想做练习巩固,则可以点击“Skip”按钮,跳过继续往下学习。
4.教学视频功能分析
MOOCs课程的教学视频相对于传统教学视频显得其功能更为完善强悍。分别有语速快慢调节、讨论区链接、上下视频翻页、字幕显示和功能快捷键提示新增功能,更大限度地发挥了学习者的自主性。例如,杜克大学的《怪诞行为学》这门课程就有中文、英文和葡萄牙文三种字幕,即使有些学习者英文功底较差,也不会妨碍其学习。
分析结论
1.视频短小精湛,种类繁多,信息展示多样化
从对教学视频时间长短设置的情况数据处理和分析,可以看出MOOCs的课程视频时间设置主要集中在1~20分钟。MOOCs的课程视频短小精湛告别了传统教学视频的臃肿和漫长,符合心理学上人的注意力集中时间规律,从而提高了学习者的学习效率。由教学视频表现形式可以看出MOOCs视频种类繁多,信息的呈现趋向多样化,因此MOOCs课程可以根据授课知识的需要,不受场地、设备的限制,更自由地编排教学视频的形式和内容。MOOCs课程视频中呈现的实景授课、专题短片和访谈式教学等多种教学形式就很好地展示了MOOCs课程中的多媒体强大的空间表现力,使得抽象的知识点自然而然地转化为具体能见的事物,这样就给学习者带来了视觉上的冲击,使原本枯燥的教学活动充满了魅力。
2.视频录制角色加入,穿插练习,交互性强
传统的教学视频是对课堂的搬家,课程教学者无法与线上学习者产生良好的交流互动。相反,教学视频表现形式种类中的出镜讲解,其视频的录制直接对准授课者,这样学习者在学习的课程中就能感受到授课者的眼神交流,形成一对一对话的感觉。这种角色的加入,使得编辑效果更好地体现出“因材施教的个别化教学”。此外,还在教学过程中设置选择题、填空题等相应的练习题等。这样的MOOCs课程视频通过创建引人入胜的交互式内容,不仅可以使学习者由被动的旁观者转变为主动的参与者,而且可以让学习者在学习过程中根据自己对知识的把握情况来自动调整学习进度。另外,对学习者的学习效果也能进行监控,使其在学习过程中保持注意力的集中。这也充分体现了多媒体强大的交互性特点。
3.视频功能完善,共享性大
网络技术的快速发展,促使教学资源在全球共享变得可能。以网络为载体的MOOCs,提供了丰富的教学资源共享。而MOOCs平台的国际化更凸显了网络和多媒体技术的共享性。从对课程视频的功能分析可知MOOCs课程绝大部分具有中英文两种以上的教学字幕。这样不仅扩大了MOOCs的学习者规模,更展现了多媒体的共享性。
建议
1.学习者的角色
MOOCs课程的参与者规模庞大,靠师生的直接交互完成学习是不现实的。为此,MOOCs学习者要对MOOCs学习平台的功能使用以及多媒体表现力清楚明了。再结合自己的实际情况制定相应的学习规划。比如,语言能力较弱的学习者最好能选择一些本国的或有熟悉语言字幕翻译的课程进行学习,也可使用教学视频中的语速调节按钮,将播放讲解的语速放慢以符合自己的学习习惯。此外,要善于利用MOOCs强大的网络共享性,多参与国外的免费学习课程,多了解国际文化,开拓视野,让自己原有的知识框架体系与国际接轨。
2.教学者的角色
教学者在MOOCs中担任的是主持人的角色。教学者在课程设计的时候要多与相关技术人员沟通,结合MOOCs平台的多媒体特性以及表现力对课程进行设计。例如,教学者可结合MOOCs表现信息的多样化,教学形式的具体化,同时也应思考如何展示知识点,如何调节知识点呈现方式的切换,对理论性较强的知识如何展示,什么样的讲解方式才能抓住学习者的心理,吸引其注意并产生学习兴趣,提高学习效率。
3.课程制作者的角色
优秀的教学视频应是将多种媒体整合,课程信息展示多样化,重难点要有所突出;教学者与学习者之间要有良好的交流互动;文件要足够小,响应时间要快,共享性要大等。作为课程制作者要深入思考,如何利用多媒体强大的表现力清楚地展示课程知识点,突出教学重难点,使课程教学吸引人,直观好看,充满美感,进而彰显授课者的魅力。此外,在制作过程中要和学习者不断进行沟通交流,探讨如何更好地实现知识的高效传输。
结束语
MOOCs能风靡全球正是因为其区别于网络公开课那种传统的课堂搬家模式,灵活运用多媒体进行教学,全面展现多媒体的强大表现力。目前,我国对MOOCs的探究尚处于起步阶段,广大教师、课程制作者应不断借鉴MOOCs的成功之处,更新建设理念,优化教学行为,打造属于中国特色的MOOCs课程学习平台。
参考文献:
[1]http:///view/3323.htm?fr=aladdin,2014-04-21.
[2]http:///view/4275067.htm?fr=aladdin,2014-5-25.
【关键词】地震 桥梁抗震 课程教学 本科教育 现状分析
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)11-0247-01
引言
众所周知,近年来世界范围内发生了多次大震强震,特别是2008年的汶川地震、2011年的日本地震等,给人民的生命财产造成巨大的损失。桥梁作为生命线工程,在抗震救灾的交通运输中发挥着重要的作用。而《桥梁抗震》课程作为众多高等院校土木工程专业本科生的专业必修课,它的教学效果的好坏将直接影响学生就业后处理工程实践问题的能力和自我专业素养的发展能力,因此是土木工程专业本科生十分重要的一门基础专业课。
笔者作为桥梁抗震课程的主讲教师,在多年的教学实践中体会到该课程的教学内容、教学方法和教学手段等很多方面存在一定的不足,尚需要进一步改革和完善。尤其在当今全球地震频发的自然环境下,该课程的教学研究对提高本科学生分析问题和处理工程实践问题的能力具有重要的意义。
1.《桥梁抗震》课程的本科教学现状
1.1缺乏适合本科生教育的桥梁抗震教材
现有一些与桥梁结构抗震相关的书籍,总体上分为两类:一类称为工程结构抗震,如《建筑与桥梁抗震设计》、《工程结构抗震》等,这类书中较全面的涉及了各种房屋建筑结构的抗震,而对桥梁结构的抗震内容一般只涉及一章简支梁桥或简单的规范条文,知识量较少,内容片面且偏简单,远远不能满足本科生的专业学习需求。另一类书是专门针对各种大跨径桥梁的桥梁抗震书籍,主要为同济大学范立础编写,如《桥梁抗震》、《大跨度桥梁抗震设计》、《桥梁减隔振设计》、《桥梁抗震研究》、《高架桥梁抗震设计》等,这类书大多为研究生学习用书,理论深奥,难以理解,有的内容片面,没有很好地结合本科学生实际的理论水平和实践基础,使得他们在学习时不知从何入手,使用时不知用在何处。此外,人民交通出版社出版的叶爱君等编著的《桥梁抗震》教材第2版,相比之下在章节划分上所涉及桥梁抗震的内容点比较全面,而且在一定程度上能结合现行规范,但是该教材总页数偏少,书中的很多基本概念描述过于简单,对于初学桥梁抗震的本科生来讲,还需要由教师补充很多资料,扩充很多基本内容。
另外,桥梁抗震课程教学所依据的重要学习资料即为抗震设计规范,但是规范的内容大多是经过提炼的结论性的条文,只能作为辅助参考工具,不能作为本科生学习基本理论基础知识和解决实际工程问题的教学用书。
因此目前的土木工程专业本科生,迫切需要一本难度适宜、易于掌握、内容全面、指导性和实践性较强的桥梁抗震教材。这也是作为本课程的教学老师需要进一步做的工作。
1.2 授课学时少,内容难度大
针对目前我国大学教育正经历着从精英教育向大众教育的转型,桥梁抗震课程面临学时少,内容多的问题,学生学习起来感觉很有难度。 原因是:一方面该课程的基础理论与基础课(如动力学、 高等数学、 材料力学、结构力学等)联系紧密,学生淡忘的内容不少。教师需给出本课程与其它课程的结合点及本课程知识的定位点,让学生建立概念,顺利过渡。
本课程内容的特点相对较为抽象,尤其在结构设计和计算部分理论推导占有比例较大,多为枯燥和抽象的公式,使学生难于接受并产生兴趣。但是如果讲课内容过于简单,则学生所学知识缺乏深度,获取的专业信息较少。因此本课程在教学内容与课程体系应进行相应的调整,合理安排难易知识点。
1.3教学理念和教学模式需要改进
桥梁抗震课程的目的是介绍地震作用的基本原理和桥梁结构抗震的方法,使学生掌握结构抗震的基本理论和设计方法。由于涉及知识面广,同时对专业知识掌握程度的要求高,因此教师在授课过程中,学生普遍感觉难度较大。另外,过去对于本课程的讲授过于强调理论而忽视了与实践相结合的案例分析,缺乏实际地震和现场灾害调查资料,这些是我们专业课程教师需要改进和提高的方面。
首先,在课程的教学理念上,应以培养学生获取和应用知识的能力为目标,教学时注重学生对基本知识和基本概念的理解和把握。其次,在本课程教学中应探讨和尝试新的教学方法和教学手段,变被动学习为主动学习。目前,现代化的教学手段尚未得到充分利用,缺乏生动,适用的高质量多媒体课件。在传授知识的同时,应调动学生的主动思维和学习兴趣,通过课堂讨论、撰写小论文、观摩抗震试验、组织结构设计大赛等活动,提高学生学习和研究分析问题的能力。
1.4 缺少典型的优秀试题和案例分析
计算机辅助教学近年来在高等教育教学中得到较广泛的应用,并将逐步成为教学环节的一个重要手段。但针对桥梁抗震课程的教学课件及其习题库还不成熟,存在着分散、孤立、低水平重复的弊端。要想对课程内容有一个比较系统而全面的了解,培养学生学习的自觉性和兴趣很重要,因此除了传统的讲课、批作业、面对面答疑之外,可以建立该课程相应的习题库供学生自我训练和测试,不仅可以减轻老师的负担,提高教学效率,还可使学生在短时间内尽量扩大学习的信息量,有助于培养学生的独立学习能力和思维创造能力。由于目前未形成一个系统的习题库,制约了学生课下对本门课程的学习和进一步思考。
2.结论
《桥梁抗震》课程是土木工程本科教学中很重要的年轻的一门专业课,本文通过对本课程教学内容、教学理念、教学模式的现状分析,对该课程的本科教学改革方向进行了研究和探讨,以进一步提升本课程的教学质量,提高本科学生分析问题和处理工程实践问题的能力。
桥梁抗震是一个复杂的系统工程,但由于课程课时有限,还需在教学过程中不断总结前进。
参考文献:
[1]蒋永生,李爱群,曹双寅,邱洪兴. 土木工程专业培养人才的知识结构与能力结构.高等建筑教育.1999(3):34~36
关键词:应用型本科;“保险学”;案例分析法
一、“保险学”课程教学过程中存在的问题
“保险学”是一门以应用为导向的学科,对人才的培养要求理论和实践并重。然而,在目前高校的“保险学”课程教学过程中,由于以下几方面原因,导致其教学仍旧停留在以传授式教学、试卷类考试为主的传统模式上,没有紧跟应用型大学的办学目标进行调整。
(一)教学资源限制
高校现阶段的“保险学”课程安排主要以保险基础知识为主,包含基本的保险理论、保险合同、三大险种等基本知识以及保险公司的经营管理方法,知识容量比较大。然而,目前课程的学时安排及教材选择并不能满足对该课程较为深入的讲授和学习。学时比较短、课本知识比较浅显导致任课教师不能充分对其中与实践结合比较紧密的部分进行进一步的讲授,也不能安排相应的实践性教学环节,使课程教学仅停留在理论知识的层面,不利于学生应用能力的培养。
(二)任课教师实践经验缺乏
目前从事“保险学”教学的教师,学历、职称层次比较丰富,上至教授、下至助教都承担相应的教学任务,但其中有保险业从业经历的教师少之又少。针对这门实践性很强的课程,没有从业经验的老师在教学中往往只是进行单纯课本理论的灌输,无法使学生从应用性的角度掌握保险学的实践知识,不能很好地发挥应用型本科院校培养人才的作用。
(三)考核形式单一
目前“保险学”课程的考核形式,仍多以平时成绩、期中考试、期末考试为主要组成部分的卷面考试形式为主,仅以考查书本理论知识为主。对于“保险学”这门应用性很强的课程来说,不利于帮助学生提高相关的应用与实践能力,使这门课最终停留在理论教学的层面上。
二、案例分析法在“保险学”课程教学中的作用
案例分析法是以案例为基础的一种开放式、互动式的新型教学方式。案例本质上是提出一种教育的两难情境,没有特定的解决之道,教师在教学中扮演着设计者和激励者的角色,鼓励学生积极参与讨论。案例教学要经过事先周密的策划和准备,要使用特定的案例并指导学生提前阅读,组织学生开展讨论或争论,形成反复的互动与交流。“保险学”作为一门金融学专业学生的必修课程,其应用性及实务性比较强。在教学过程中如果只注重理论知识的讲授,学生对于这门课的理解就较为粗浅,很难把书本知识和实际相联系,对于以后指导实践并不会有太大帮助。因此,在应用型本科院校的“保险学”课程的教学过程中,除了讲授理论知识,也需要结合一定的案例来体现书本知识的指导实践意义。因此,在“保险学”的教学过程中推广案例教学法,对学生、教师都有非常重要的意义。
(一)避免单方面的理论灌输
高校的“保险学”课程教学,多以传统的教学方式为主,理论知识的讲解一直占较大比例。但从笔者对教学过程的观察来看,学生的学习热情并不很高。单纯的理论教学,教师单方面进行理论讲授,很难引起学生的积极回应。一堂课下来,学生对书本知识的印象并不是很深刻,最终可能导致学生不仅没有学到理论知识,而且实践能力也没有得到锻炼。若在教学过程中引入案例教学法,教师在讲解理论知识的同时,选取合适的对应案例,既能活跃课堂气氛,又能引起学生的积极思考,进一步加深学生对相关理论知识的理解,避免单纯理论灌输带来的负面效果。更为重要的是,可以使学生对保险实务有所了解并锻炼其相应的实践能力。
(二)激发学生主动学习的能力
案例教学法所选取的案例都是与日常生活密切相关的。把生活中实际发生的案例拿到课堂上来,能够让学生更好体会到保险知识在实际中的运用,并激发学生学习的主动性。比如,在讲授保险合同投保人、受益人相关知识的时候,教师可以结合课程内容设计一些与学生自身相关的案例,使学生成为保险合同的当事人,设身处地体会投保人、受益人应有的权利和义务,从而更好地理解相关保险知识及其运用。
(三)培养学生融会贯通的能力
案例教学法还能够通过某个案例串联起较多的知识点。对于大部分保险案例来说,无论是有关财产保险的案例还是有关人寿保险的案例,或是和保险原则及保险合同有关的案例,亦或是关于保险公司运行及监管方面的案例,它们都不是独立的、隔离的,每个案例中所涉及的知识点都是前后关联的。案例教学法最突出的一个特点就是可以一次性地将不同章节分散的知识点有效地贯穿在一起,使学生能够在一次案例分析中强化不同部分的知识点,达到温故知新、融会贯通的目的,避免了学生学习中容易造成的间断性和片面性,有利于培养学生的综合思维能力。
(四)强化学生理论联系实际的能力
案例教学实际上也就是现实情景在课堂上的模拟,它一方面使学生明白保险在现实中的应用,另一方面使学生学会运用所学理论知识去解决实际中遇到的保险问题,锻炼和培养了学生结合实际的思维能力和应用能力。通过案例教学,学生积极主动地参与教学互动,促进学生对知识点进行梳理、分析。通过实际案例来解读、强化理论知识,对于推进培养保险学背景的应用型人才有着不可或缺的作用。
三、实施案例教学法的要求
1.明确案例教学的目标
(1)通过具体案例,培养学生对保险实务知识点的分析梳理能力,使学生能够将理论知识熟练运用于实际案例的判断与解析。(2)在实务能力要求较高的部分,如在保险合同的订立、保险合同纠纷、保险理赔等方面,配合案例营造与实战相近的背景与氛围。(3)增强学生独立思考的能力,尽量使学生能够多方位地从保险人、被保险人、受益人等角度根据不同的案例锻炼相应的思路。
2.选择合适的教学案例
在案例教学过程中,能否将案例合理有效地与教学内容相结合,适应并满足教学需要,案例的选择十分重要。首先,案例的选择应该具有代表性和针对性,既能代表保险业中发生的大多数情况,又能突出体现相关的保险学知识内容。其次,案例的选择也要具有先进性和时效性。由于保险的特殊性,相关的知识和法规在不断地完善和改进中,所以在选择案例时,要特别注意相关法律法规以及保险环境的更新与变化,不能出现所提供案例和实际不符的问题。再次,案例的选择也要注意具有一定的深度和可分析性,能够使学生产生不同意见进而激发讨论,加深对相关知识点的理解与运用。若是选择那些观点特别简单直白的案例,学生很容易就可以得出一致结论,就会使案例教学的形式大于作用。最后,要多选择那些综合性强的案例,尽可能多地包含所学的知识点,使学生更容易将前后知识联系起来进行综合分析,在培养实践能力的同时也提高学生的综合判断与分析能力。
3.注意案例分析教学的组织形式
首先,要根据教学对象的不同,对案例教学组织形式进行相应的调整。这就需要针对涉及不同知识点的案例,对教学过程和背景设置进行调整。同时,也要丰富案例分析教学的形式,例如模拟场景、案例重现等,从而更有效地发挥案例分析在教学过程中的实践指导作用,使案例分析与教学知识点更好地结合起来,真正发挥案例分析教学的作用。其次,案例分析教学的中心环节就是对案例的分析、梳理及讨论。在实施案例分析教学法的过程中,要特别注意安排好案例分析教学的讨论流程。这个过程一般可以分为四步,分别为提出案例、分析案例、讨论案例和总结案例。核心环节就是分析案例和讨论案例,进而得出有关案例的最后结论。在分析案例和讨论案例环节:首先,老师应将学生分成小组,使其围绕案例进行资料查阅以及小组讨论,经过讨论得出本组的汇总意见;其次,要求每个小组代表在全班进行讨论并积极发言,使不同小组的意见得到充分的交流;最后,教师进行总结点评,对每个小组的结论以及全班范围内进行的讨论进行梳理和评判。教师要注意在这个环节既要肯定学生有价值的见解,鼓励学生的积极发言与讨论,也要在此基础上指出学生的不足与存在的问题,帮助学生在以后的案例教学过程中取得进步。
四、案例教学中需要注意的地方
(一)注意理论教学与案例教学相结合
始终要明确理论教学是基础,“保险学”的主要课程内容由保险基本理论知识、保险业务种类、保险市场及保险公司经营管理等几部分组成。其教学内容决定了理论知识始终是“保险学”教学的基础,案例分析教学是在保证理论教学的基础上,为增强教学效果的实用性和实践指导性所采取的辅教学方法,注意不要本末倒置,不能过分强调案例教学的使用而削弱对理论知识的掌握和巩固。
(二)增强授课教师的社会实践经验
要实现实务教学的目标,首先应保证授课教师具有保险业务相关的社会实践经历。笔者建议,高校应为相关课程的授课教师提供深入保险公司和保险监督机构的社会实践机会。这样,授课教师参与了保险社会实践,有了第一手的社会实践经验,才能游刃有余地组织相关的案例教学,也才能使教学过程更生动灵活,更有针对性,对学生也更有吸引力。
(三)强化案例分析在考核中所占比重
案例分析教学法不能只停留在课堂教学中,还应注意在课后作业加以体现。毕竟课堂教学的学时安排有限,在课堂上进行了案例教学之后,在课后作业中也要布置一些与课堂教学内容相关的案例,让学生通过案例分析对理论知识进行巩固。同时,学生的案例分析作业也能反映出学生对案例分析教学方法的适应程度与存在的问题,从而可以在后续的教学中有所侧重。同样,案例分析教学方法的实施效果,与考核方式也密不可分。教师应对学生的成绩构成方法进行改革,改变原来一张试卷定成绩的考核模式,将案例分析中学生的平时表现纳入考核要素中。比如将平时案例教学中的作业和课堂表现作为平时成绩的构成,或者加大案例作业占最终成绩的比例,或者将期中考试设计成专门的案例分析形式,对学生的综合表现打分,并入到期末成绩中;也可以加大期末试卷考题中案例分析题目所占的比例,这样不仅能够考核学生对理论知识的掌握程度,也同样考查了学生对相关案例的判断与分析能力。
关键词:现场教学 微生物 课程开发
《微生物分析检测技术》是包头轻工职业技术学院工业分析与检验专业开设的一门专业课程,是从事分析化验工作人员所必备的专业知识。传统的教学方法是以课堂讲授为主,学生实习、实训为辅的教学方法,这样就造成了学生对于学习这门课程的意义缺乏认识,学生学习的积极性不高,即使掌握了一些理论知识,也不可能对其在生产实践中的作用有较深刻的理解。而现场教学法,可以很好的规避这些矛盾,学生不仅能较容易地学好理论知识,而且能较早的接触和体验到实际工作场地和工作内容。
1 《微生物分析检测技术》课程中应用现场教学法的必要性
在职业教育中,培养学生的动手和应用能力是非常重要的,针对于《微生物分析检测技术》这样一门实践性很强的课程,实施现场教学法无疑是最佳的选择。第一,现场教学法突出教学的现实性,能引起学生的学习兴趣,使学生积极主动地融入教学过程中,教师不再直接告诉学生如何去做,而是让学生通过已经学过的知识,去分析问题、解决问题,使理论和时间有机的结合起来。第二,现场教学法实现了以学生为主体,改变传统教学教学方法中始终以教师为主导的现状,在现场教学环境中,学生通过教师的引导分析问题,提出解决方案,始终处于主导地位。第三,现场教学法充分调动了教学的互动性,整个教学过程始终处于动态之中,改变传统教学时间和空间的制约,实现师生的双向互动,提高学生的沟通和交流的能力,并且很好的学习并践行了团队精神。第四,现场教学法完善了对学生的评价,现场教学中,对学生最终成绩的评定体现在三个方面,分别是理论考试、技能考试、平时表现成绩三个部分,能对学生的综合表现给予全面的评价。
2 《微生物分析检测技术》课程中应用现场教学法的条件
现场教学法与传统的教学在实施过程中有很大的不同,因此实施现场教学法必须具备相应的条件。第一,师资条件,从事现场教学法的教师首先要具有良好的职业操守;要具有较强的理论基础,并且实践动手能力和综合能力必须过硬,同时最好有在企业的工作经验。第二,配套的教学环境,现场教学法打破了传统的教学模式,教师不再是站在讲台上授课,学生也不是坐在教室里一味的听,而是教室与学生同时进入企业或仿真实训基地,使学生对陌生的专业知识有一个感性的认知,所以教学环境的选择和建设是非常重要的。第三,合适的教材,现场教学法改变了传统的章节式的教学内容,而是以典型的工作任务为单元进行,所以合适的教材也是必备条件之一。
3 《微生物分析检测技术》课程中应用现场教学法的实施效果
我包头轻工职业技术学院工业分析与检验专业于2003年开始对《微生物分析检验技术》这门课程实施教学改革,通过实践证明,现场教学法直观、生动,与理论教学相辅相成,取得了良好的效果。第一,课堂气氛明显改善,学习热情显著增强,现场教学法实现了边做边学的教学模式,使学习环境变得灵活宽松了,学习内容与实践贴近,更加生动有趣了,师生间的互动明显增强,师生关系更加融洽了。第二,学生的动手能力明显提高,学习成绩显著改善,通过具体的操作训练,提高了学生对各项微生物分析检测技术的掌握程度,更好地体现了高职教育的培养目标。第三,团队精神明显增强,协作意识显著提升,现场教学法中学生的学习与实践均以小组形式进行,通过无数次的讨论、争辩以及合作,团队精神和协作意识不知不觉的在学生心中生根了。
4 结语
经过一年的教学实践,虽然现场教学法在《微生物分析检测技术》课程教学中的应用取得了预期的教学效果。但在今后的教学实践中还要进一步加大投入,组织教师编写适合的教材,完善教学现场所需的各种仪器设备,创造更好的现场条件以取得更好的现场教学效果。
参考文献:
[1]鲁德银.现场教学的三大要领[J].教学与管理,2001(1):51-52.
[2]浙江行政学院课题组,刘振华.现场教学法研究[J].天津行政学院学报,2008(05).
[3]周永.基于校企对接的现场教学法在专业课程教学中的应用[J].长春理工大学学报,2013(01).
关键词:湿陷性黄土,浸水试验,沉降量
中图分类号:P642.13+1
1、引言
郑西客运专线是我国中长期铁路规划中10条客运专线中徐兰客运专线(徐州-郑州-西安-宝鸡-兰州)最先开工的一段,也是我国在湿陷性黄土地区建设的第一条高速铁路。
郑州至西安客运专线线路全长458.8km,而湿陷性黄土区段占全线总长度的65%,其中自重湿陷性黄土约占线路全长的27%,湿陷程度从轻微(Ⅰ级)到很严重(Ⅳ级)在整个专线路段均有分布,涵盖了我国湿陷性黄土的全部类型。鉴于沿线湿陷性黄土的特殊性和复杂性,以及高速客运专线对地基的特殊要求,为了对郑西铁路客运专线湿陷性黄土场地的湿陷性做出准确评价,沿线设立了8个黄土地基现场试坑浸水试验工点。
2、工程概况
郑西客运专线华阴段由于黄土湿陷性的特殊性和复杂性,先后进行了黄土地基试坑浸水试验和补充桩基静载浸水试验,其中补充桩基静载浸水试验为铁道部重点科研项目。
浸水试验工点位于陕西省华阴市卫峪乡延城村西侧距附近延城村约400m处的渭河二级阶地上,占地面积约10亩,试验场地及其周围无复杂地貌,地势平坦,地形开阔。此处为渭河南岸,黄土深约70米。
通过对两次浸水试验的监测,掌握该区段黄土在自然条件下的最大湿陷量,和有试桩的环境下的黄土湿陷量及桩体的沉降量。
3、试坑及标志布置
黄土地基试验试坑呈圆形,直径25m,深度0.5m,坑底部铺设10cm厚的砂砾石。观测标志共布置100个,其中浅标点64个,深标点36个。浅标点是由试坑中心向夹角为120°的3个方向放射状布置,每个方向21个,试坑中心1个,共计64个。浅标点埋深0.5m。深标点是在与浅标点测线两侧夹角30°的方向共计6条测线上布置,每个方向6个测点,共计36个。深标点间距1.5m,不同方向的埋深不同,同一方向不同位置的埋深也不同。
桩基试验试坑距“试坑浸水试验”试坑北约70m,为椭圆形,长轴(东西向)30m,短轴(南北向)25m,深度0.5m。试坑内共布设试桩2根,锚桩6根,观测标志72个。浅标点共布设48个,其中44个仍为夹角120°的3个方向放射状布置,间距为1.0m、1.5m、2.0m、3.0m不等,其中两个方向上各布设15个,一个方向上布设14个,另外4个分布于试桩与锚桩中间;深标点呈东西、南北对称的方式布设,共计24个;另试桩南北两侧各布设1个标志,每根锚桩上也布设了1个标志。
4、成果对比分析
4.1监测统计
黄土地基浸水试验沉降观测工作从2005年8月27日测定初始值开始,到同年12月23日最后一次沉降观测工作结束,历时125天,其中基准网观测19次,标点观测124次;
桩基静载试验沉降观测工作从2006年4月7日测定初始值开始,到同年5月25日最后一次沉降观测工作结束,历时48天,其中基准网观测8次,标点观测49次。
4.2沉降量统计
黄土地基浸水试验中最大沉降量为1602.8mm,最小沉降量为11.0mm,坑内浅标点平均沉降量为1423.8mm,深标点平均沉降量为655.1mm,距坑边最远的浅标点的平均沉降量为29.5mm。
桩基静载试验中最大沉降量为794.4mm,最小沉降量为0.1mm,坑内浅标点平均沉降量为660.7mm,深标点平均沉降量为260.3mm,距坑边最远的浅标点的平均沉降量为1.3mm;试桩浸水期间平均沉降量为5.4mm,锚桩浸水期间平均沉降量为1.7mm;
4.3沉降量对比分析
通过对黄土地基浸水试验与桩基静载浸水试验现场监测,标点沉降趋于稳定后的桩基静载浸水试验的实际注水量和基坑周边地面裂缝数量明显小于黄土地基浸水试验。从上述监测数据对比表及数据成果累计沉降量曲线图的对比分析,桩基静载试验的标点累计沉降量明显远小于黄土地基浸水试验,但两者的沉降趋于却相近,为计算桩基的负摩阻力的提供了可靠的数据。
6、结论
对监测成果整理分析后,不仅使理论计算湿陷量的“漏斗型”在试验现场和监测成果中都得以验证;还为准确查明试验场地的湿陷类型,确定自重湿陷性土层的下限深度、自重湿陷敏感性及变化规律等提供基础数据;同时为地基处理和防排水设计、对沿线代表性黄土湿陷性做出评价以及进一步优化沿线湿陷性黄土地基处理方案提供了数据支持。
参考文献
[1] 陕西省计划委员会.《湿陷性黄土地区建筑规范》(GB50025-2004)[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.
(1)以学习者为中心。要以学习者的学习活动为中心,围绕学习者的实际需求,创设符合学习者个性化特质的学习任务与活动,提供丰富的参与机会,引导学习过程;以充分的支撑性条件集,灵活地辅助和促进学习者的参与过程;通过恰当的评价和反馈机制,帮助学习者掌握自己的学习过程,督促有效学习的发生。
(2)课程制作精良且开放访问。粗糙低质量的课程会使得学生的在线学习效率低下,没有充分发挥在线课程的优势,所以应该尽可能提供制作精良的课程并且是开放访问的。
(3)教学内容微型化与课程结构模块化。教学内容趋于小而精,由易到难、由浅到深,逐步地使学生掌握学习内容,易于控制教学过程,有及时反馈的优点;单一、僵化的课程结构不利于学生的全面发展,难以满足学生的个体化需求,应该课程结构模块化,设置灵活多样化的课程结构。
(4)学习活动的时效性和社交化。学习活动的意义在于能够及时的消化和理解学习理念和激发创新思维,学习活动的时效性尤为重要;学习活动社交化,学习活动应促进学生之间关注、沟通、分享、交流和互动等行为产生,学习过程更加充分。
(5)自动化评测与同伴互评。作为在线课程一种必备的功能,充分发挥互联网的优势,可进行自动化测评与同伴之间的相互评价。
(6)基于大数据技术的学习分析。学习分析不应是单一的,利用好大数据时代的特点,形成综合性学习分析。
二、面向共享开放的在线课程建设的需求
(1)内容能够快速迭代。要求已有数字化资源尽快上线,更新速度保持在一个较高的水准。
(2)评测中学习活动设计。教师的教学要求体现在给学生的任务序列上,教师通过一系列有规划的教学任务,这些教学任务能够清晰地反映出该阶段教师的教学要求。
(3)支持教学设计创新。教学改革过程中在线课程的动态生成,平台上的在线课程不是静态的,而是可以在优化教学的过程中动态的更新和替换,与教学改革步伐保持一致。
(4)提供给过程数据用于分析。分析用于反馈,并调整教学过程,也可用于平台反馈,发现教学平台中出现的问题并进行优化。
根据需求,面向共享开放的在线课程建设首先应了解信息模型,再设计学习活动,组织教学内容,及时记录互动信息,最后将分析反馈信息回归应用到了解信息模型这一环节,形成良性循环。
三、在线课程的信息模型
关键词:多样化;教育教学;背景;开放;在线课程
我国在开放性的教育资源上进行了多方面的实施,并且也做了更多的在线课程实践,在这种多样化的教育教学背景下需要对开放性的在线课程进行多方面的研究分析。
一、looc区域性开放在线课程
Looc课程的主要特点是能够对一个区域进行多方面的服务,参加到此课程中的成员具有统一的学术标准要求,有地理区域性的分析。呈现出地方性和区域性的特点,地方性主要是课程当中针对一种群体,例如,M101在线开放性课程仅仅提供给的是英属哥伦比亚大学的社区。区域开放性的在线课程当中,学习者要参与到课程学习过程中,只有本区域内部的成员才能够在课程活动中进行过程的参与和信息的发表。在此类型的开放性在线课程当中还倡导的是自我导向的学习形式,在不依赖教师的情况下进行多方面的导向性学习,有这方面的体验学生对于学习材料也能够有更加清晰的认识。在所有学习者的力量共同支撑之下不断的更新学习的主要内容,例如在M101当中很多学习资源和学习材料都是学生提供的,要经过多方面的审查才能够进入到网站之中,后续学习者也可以对此进行评价,按照建设的基本需要做好改进性的分析。在学习形式基础上学习的资源要和同伴之间进行共同的管理,让学习资源能够实现动态化使用。和其他所有的开放性在线课程同样,资格认证是此课程要重点关注和解决的问题,相关的学习者参与到课程学习过程中,LOOC也提供不同方式认证,争取能够在大学之内获得此课程的电子徽章认证[1]。
二、sooc小型化的在线开放课程
慕课依靠自己的大量资源取得了胜利,相反,sooc是以一种小型,精细化的学习支持服务进行多方面的教学活动构建。SOOC具有多方面的特点,首先是学习者的选择,在平台基础上对学习者的学习水平和学习特点进行统计分析,在筛选以后,针对这一部分的学习者学习特点进行多方面的讨论工作,做好互动,让教学对象更具有同类的属性,有鲜明的特点和针对性。开展有特色的学习支持服务,和慕课的形式一样,sooc具有较多的在线教学基本优势,多数教学资源还有信息也是能够进行公开使用和共享的,在网络上被传播开,并不存在时间上还有地点上的限制性,因此针对于学习者自身的特点,还需要进行个性化学习的辅导,给学习者更多的支持和服务,争取在很大程度上降低学习者学习的参与时间。小规模的学习效应,因此参与到此种开放性在线教学中的人数数量被控制,不能和慕课有对应,因此在小平台之也节约了更多的存储成本和带宽成本,更加减少了教学方面团队的数量。集中体现出自我小型化和细致化的优势,已经成为值得关注的在线开放性教学课程之一。参与到此种课程的学生都是有共同特点和兴趣点的学生,因此参与课程有着非常高的积极性和主动性,在共同学习的基础上也能够获得更好的成绩。不同模块的学员之间可以进行相互的交流和写作,每一个学员之间也能够进行信息的共享和交流。时间上具有灵活性,每一个学习者都有自己的个性特点,背景不同,学习的基础也不同,因此在教学活动的构建过程中需要有时间的确定,还有形式的确定,能够促进彼此之间展开
交流[2]。
三、booc大型开放在线课程
这种大型的在线课程在规模上非常大,对于学习者没有机构方面的限制,也没有人数上的限制,一般是在500人以下。课程的内容有非常强的针对性,相对比,DOOC课程更加关注学生的学习过程、学习经历还有学习的背景,让学生能够掌握更多的知识,掌握更多的学习内容,有更多的实践经验。在此过程中互动和交流性明显提升,关注学生学习动力的激发和学习兴趣的培养。学生在此种在线课程的学习过程中明显学习积极性得到了提升[3]。
四、结束语:
综上所述,本文对多样化教育教学背景下的开放在线课程进行了分析和研究。不同的在开放课程表现出了自己不同的属性,在此过程中需要按照学校的实际情况和学生的实际情况对课程进行选择,由此也能够更好的发挥出在线课程的基本作用,让在线课程能够有更多方面的展现。
参考文献:
[1]刘月霞,牛志尧,吴宁等.面向大规模在线开放课程的编程题多特征综合自动评分方法[J].西安交通大学学报,2016,50(10):64-70..
近年来,网络技术的发展不仅改变了当前世界的发展模式以及人们的生活习惯,同时也给世界带来了无限的可能性,目前网络技术以及计算机技术的适用范围日益扩张,而作为社会发展根本的教育事业,同样在计算机以及网络技术发展趋于成熟的今天应用了在线课程教学,与此同时,MOOCS系统的出现,使得教学模式以及师生关系得到了极大的改善,但是MOOCS模式的教学方式并没有达到目的,所以,一种基于MOOCS的新的教学模式――SPOC被应用在高职课堂上。
1 SPOC综述
1.1 SPOC的起源与概念
随着计算机技术日益成熟,个人电脑以及网络化越来越普遍,当今世界的人们已经达到足不出户便知天下事的地步,因此便有教育家设想足不出户进行学习,而MOOCS系统便是在这样的背景下诞生的,但是MOOCS教学系统属于大规模在线课程,在线率极高但结业率却极低,这既不利于网上教学的普及,也影响教学质量,因此,SPOC教学模式便应运而生。相较于MOOCS系统,SPOC的全称为Small Private Online Course,不仅对在线人数有一定的限制,更是对教学课程的内容以及讲解者有一定的要求。
1.2 SPOC的特征
顾名思义,SPOC教学系统的教学特色就是“短小精悍”,对接受者以及提供者都有着严苛的要求,随着SPOC教学系统的普及,目前这种教学模式在高职课程中尤为广泛。一般常用的SPOC教学模式有两种,第一种教学模式即网上教学与实体教学相辅相成,一般由学生课下对老师所要进行的课程内容进行预习,在实体课程中,老师可以根据学生的学习情况灵活、生动的讲解课程,既保证了教学质量,又能保证学生的结业质量,这种教学模式最为明显的就是智慧树网上在线课程;而第二种教学模式即类似于尔雅的网上在线课程,欠缺灵活性以及生动性,并且无法保证课程质量以及学生的结业质量,因此目前在高职课程中更倾向于使用第一种模式的SPOC教学模式,即智慧树网上在线课程。
1.3 SPOC的教学优势
随着MOOCS在线课程教学与SPOC在线课程教学逐渐深入人心,在线课程教学逐渐进入了各大高校以及高职学校,目前,一些通识性的课程已经逐渐采用SPOC在线课程教学,这主要是有SPOC有非常明显的教学优势。相对于创传统的教学方式,SPOC在线课程在一定程度上改善了师生之间的关系,令教师对学生的学习情况有了更为直观的认识,且具有丰富的课程资源,能有效地提高学生的学习兴趣;并且由于SPOC在线课程系统严苛的选取规则,使得教师的质量得到了一定的提升,而在线课程的普及也促进了教学改革,而更为重要的是,SPOC在线课程教学模式不仅符合教学的发展,同样也符合社会的发展,换句话说,SPOC教学模式是科技以及更个行业发展相互交叉并作用在教学上的社会发展之必然结果。
2 SPOC教学的研究现状
2012年,基于计算机技术以及教育学家的期盼,使得MOOCS在线课程系统迅速在世界范围内掀起了一场网上学习以及网上教学的风暴,但与此同时,MOOCS的一些短板使得SPOC在线课程系统逐渐取代了MOOCS的在线课程地位,而至2014年,国内才开始对SPOC在线课程进行更为深刻的研究,目前,国内对SPOC的研究主要集中于SPOC平台的搭建,并随着研究的逐渐深入,国内SPOC的使用越来越广,但是与此同时,使用SPOC在线课程教学系统所出现的一些问题也逐渐成为了研究的重点。其中影响SPOC教学质量的问题包括SPOC的教学设计问题、SPOC教学系统的滥用行为以及教学评价体系的不健全等问题。
3 改善SPOC的教学现状
既为了满足教育改革后的教学需求,也为了提高教学质量,改善SPOC的教学现状对于满足社会对人才的需求有着十分重要的作用。
3.1 优化SPOC教学设计
由于SPOC是基于MOOCS而应运而生的新一代在线课程教学,因此,SPOC同样具有丰富的教学资源,而这些教学资源虽然极大地满足了学生的求知欲,但是相应地,教师的教学设计环节被出现了一定的问题,SPOC在线课程教学区别于传统教学模式最明显的一定就是灵动性以及延展性,因此教师在进行教学设计时,必须根据自己的特色合理地选取教学资源,并对课间的讨论环节进行针对性探讨,增强高职学生的学习兴趣。
3.2 合理应用SPOC教学
正是由于SPOC在线课程的普及性以及课程资源的丰富性,再加上SPOC在线课程的教学优势,使得目前高职课程中,SPOC在线课程教学的应用过于泛滥,这严重违背了教学的本质,所以必须合理地应用SPOC在线课程教学系统。虽然SPOC在线课程教学理论上目前所有的课程均可应用,但是理论性较为强的课程利用SPOC在线课程教学时缺乏专业性,除此之外,在应用SPOC在线课程系统时,必须进行一定的研究,无论是课程设计还是课堂测试都必须具有系统性。
3.3 做好SPOC的教学评价体系
教学评价是保障教学质量的一道坚固的围墙,而在SPOC中教学评价体系的建立既是保障教学质量的一道围墙,同样也是衡量SPOC在线课程系统实用性的一杆秤,因此,做好SPOC的教学评价体系不论对教学质量的提高还是对SPOC系统的发展都有着深远的意义。由于SPOC属于在线课程教学,所以对于教学评价方式具有多样化的特点,不仅可以采取最基本的问卷调查的方式,同样可以采取平面分析法。此外,表分析同样也是十分有效的一种评价分析法。总之,无论采取何种评价法,客观的评价才是SPOC的教学评价体系的基本原则。
4 SPOC教学的发展前景
科技是不断进步的,社会也是在不断前进的,飞速发展的经济以及工业化水平使得当今世界日新月异,而这种变化就目前来看属于一种积极的现象,而SPOC教学模式的出现无疑使得教育进行了深化的改革,并日益受到使用者的喜爱,而无论是SPOC丰富的线上资源?是人性化的设计都使得SPOC符合当今时代教育的发展,也符合社会的发展,而随着时间的推移,SPOC在线课程教学系统将不仅仅只局限于高校,而更适应于整个社会。
关键词:网络化教学系统;在线实验;公式在线录入;公式搜索
Abstract:Inviewofmathematicscoursesinengineeringknowledge,abstractproblem,andothersubjectscloselyrelatedtothedesigncharacteristicsofthenetworkteachingsystem.Tosolvetheproblemofinteractiveon-lineparametersExperimentalusingIIS6.0andMatlabWebServertobuildacommonon-linetestsystemsothatstudentssubmiton-lineparametersExperimentalcorrespondingmanner,theoutputresults.Inordertosolvecomplexmathematicalformulaofentry,storage,searchanddisplay,MathMLbasedontheASCIIcodeforthetranslationfunction,theclientsoftwaretoinstallMathPlayeronthebasisoftheformulatoachievetheon-lineentry,search.Inaddition,thesystemhastolearngardendesign,teachingresources,onlineexaminationsandsoon,havebettersupportteachingfunction.Thesystemasaqualityschoolcurriculumconstructionprojecthasbeenrunningfornearlyayear,receivedgoodresults.
Keywords:network-basedteachingsystems;onlineexperiment;formulaon-lineentry;formulasearch
1引言
网络辅助教学首先是传统教学的工具和手段。提高了教学效率,弥补了由于知识激增、课时缩短、特殊学科和课程需求而造成的不足。由最初的演示教学,拓展为自主学习、协作学习、讨论学习、个别辅导和探索学习等多种教学模式。网络辅助教学目前自身还存在互动性不够、缺乏灵活性等缺陷[1]。对此,基于学校精品课程建设项目,设计了本系统。主要提供了在线实验、在线交流等功能。为解决在线实验参数交互问题,采用IIS6.0和MatlabWebServer构建在线实验系统[2],使学生通过在线提交参数的方式完成相应实验,输出实验结果。为了解决复杂数学公式的录入、存储和搜索的问题,基于MathML的对ASCII码的翻译功能[3],将Mathplayer嵌入网页,使学生可以在线录入公式,并进行相关问题及公式的搜索。
2工科课程网络化教学的特点
工科课程的网络化教学是教育信息化的重要分支,而课程本身具有实用性强、理论内容丰富且涉及知识面广的特点。课程涉及的数学知识多,包括高等代数、数值分析、概率统计、随机过程等[4-5]。同时,无论是电路分析基础、模拟电路、数字电路和信号与系统等基础课程,还是通信理论、计算机、微电子技术以至人工智能、模式识别、神经网络等新兴学科研究都成为工科教学中的重点和难点。然而,学生在学习这门课程时,普遍感到课程的概念抽象,对其中的分析方法与基本理论不能很好地理解与掌握。因此,如何帮助学生理解与掌握课程中的基本概念、基本原理、基本分析方法以及综合应用所学知识解决实际问题的能力,是本课程教学中所要解决的关键问题。
本文作者针对工科课程的特点,建立了网络化辅助课程教学系统,实现了在线实验、网上交流、在线考试等功能。
3系统设计
硬件系统主要由两台IBM服务器构成。系统网络结构如图1所示。
图1硬件系统结构图
系统软件部分可以分为:课程简介、学习园地、教学资源、在线实验、网上交流、在线考试六项内容。
课程简介主要介绍数字信号处理课程的特点和内容体系,给出学习本课程所需要的先修课程,使学生对课程的主体结构予以掌握。
学习园地主要是对数字信号处理课程的进一步扩展,从传统的频谱分析到现代频谱分析,从一维信号到图像的二维信号处理,以及与数字信号处理的软件、硬件实现方法相关的文献和资料。
教学资源主要提供课程讲义和教师上课的视频录像的在线播放和下载,针对各知识点的Matlab单机版程序,为学生课下学习调试提供方便。
在线实验主要针对课程中的重点难点,使学生能采用交互的形式实现在网上通过简单的操作就能看到该参数下的处理结果。便于学生对所学知识进一步深化理解。
网上交流部分其主要功能是一个留言板,有疑问的同学可以直接将问题贴在留言板上,老师定期查看留言。这不仅为学生提供了一个开放、自由的提问空间,更成为老师能及时发现教学中的问题进而及时改进的重要途径。
在线考试主要是将课程内容按照知识点形成试题存放在SQL2000数据库中,学生在题库中随机抽题,并在规定的时间内完成做题并提交答案。系统自动对学生答题情况进行评分,并进一步根据学生答题情况得到对该学生知识掌握情况的定量评价,从而为教师课堂教学提供依据,并可作为下一次抽题的参考。
系统的六个功能模块之间互相补充,从内容上互相呼应,共同促进学生对课堂内容的学习和掌握。
4网上交流功能模块的设计
系统提供了网上交流答疑的功能,其主要部分是一个开放式的留言系统,然而现在绝大多数留言系统、论坛系统对于数学公式的支持功能较差,通常是将数学公式转换成图片的形式加以保存和显示,公式录入也多通过贴图的方式进行,对学生在线提问造成很大的不便,更不利于公式搜索。对此,作者基于MathML的对ASCII码的翻译功能,将Mathplayer嵌入网页进行公式显示,这样存储在数据库中的文字信息,可以方便快捷的进行复杂的数学公式的录入、显示及搜索。系统中公式的显示需要客户端安装Firefox浏览器或在IE6.0浏览器的基础上安装MathPlayer软件。公式录入界面如图2所示,运行结果如图3所示。
在输入公式之前以$表示公式的开始和结束。
对“Σ”的搜索可直接在搜索栏中输入“sum”实现,运行结果如图4所示。
图4对“Σ”搜索结果
5在线实验功能模块的设计
为完成“数字信号处理”课程中算法的在线实验和演示,本文利用Matlab强大的信号处理功能基于IIS6.0+MatlabWebSever进行开发,实现了信号参数的在线提交
、给定参数信号波形生成、FFT频谱分析和FIR、IIR滤波,处理过程参数均可通过网页在线提交。运行界面及结果如图5、图6所示。
此外,在生成给定参数信号和信噪比的基础上,通过编制Matlab程序实现了生成信号的FFT谱分析,通过带噪声信号的频谱是学生直观认识信号的频谱结构。进一步,系统提供了参数滤波器频率特性分析功能,学生可以通过自己输入滤波器参数的方式查看该参数下滤波器的频率特性,从而增强学生对滤波器工作过程的理解。此外,通过设置不同的截止频率、通带增益、阻带增益等参数对所产生的信号进行滤波分析,并将滤波后信号的波形显示在网页中。
在线实验系统以Windows自带的IIS6.0信息服务作为网站调试过程中可能会遇到“connect()failure”错误,这是因为MatlabServer服务未被启动,只要到“控制面板—>服务”启动该项服务即可。
6结束语
本文设计的数字信号处理课程网络化教学系统在传统网络化教学系统的基础上,针对“数字信号处理”课程的特点,增加了在线实验和网上交流的功能模块,实现了在线参数提交、信号在线生成、结果显示下载的功能,并且针对传统网络化教学系统中数学公式在线录入的难题设计了在线交流子模块,实现了复杂数学公式的在线录入、存储、显示和搜索。
该系统已正常运行近一年,效果良好。基于现有研究,作者认为该系统在以下方面有待进一步完善:网上考试系统的进一步完善,在线实验模块信号波形动态显示功能的实现及完善。
参考文献
[1]龚德良,袁敏.基于校园网的网络化教学系统设计与实施方案.湖南学院学报,2007,28(2):89-93
[2]朱勇.MatlabWebServer在交互式网络课件开发中的应用.阜阳师范学院学报(自然科学版),2005,22(2):49-52
[3]周俊,冯军焕,钮小明.基于WEB的数学公式编辑系统设计.中国远程教育,2004,15:69-70,75