前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的数字技术与教育主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词:幼儿教育;数字媒体技术;发展趋势一、数字媒体技术在幼儿教育体制中的应用现状
1.数字媒体技术使幼儿教育得到社会大众的更多关注
在我国,幼儿教育受到的关注及重视较少。但是,随着数字媒体技术应用到幼儿教育中,幼儿教育得到了社会大众的广泛关注,咨询了解幼儿教育的人增多,对幼儿教育对于幼儿成长的重要性也有了更深刻的J识。在数字媒体技术的辅助下,幼儿教育体制的科学性以及先进性得到了体现,幼儿教育的改革也被社会大众重视,不断优化幼儿教育体制成为社会大众共同关注的主题,也使数字媒体技术在幼儿教育体制中占据愈发重要的地位,幼儿教育体制的改革以及完善需要数字媒体技术的支持,可以说,数字媒体技术成为未来幼儿教育体制发展的趋势。
2.幼儿教育通过数字媒体技术打开幼儿的思维
在幼儿教育中,幼儿教师在课堂上充分引用数字媒体技术,丰富了幼儿的课堂学习形式。教师在应用数字媒体技术的时候,能够给幼儿全新的学习体验,使幼儿将自己学习到的知识应用到实际生活中,并且通过数字媒体技术的辅助,使幼儿对自己学到的知识进行全方位的认识,从感官的角度对所学的知识加深印象,为幼儿思维能力的发展做出了极大的贡献。
二、完善数字媒体技术在幼儿教育体制中的应用措施
1.用数字媒体技术改善幼儿教育体制的学习环境
在幼儿教育发展的过程中,数字媒体技术的应用能够给幼儿的成长教育创造更多的教育机会,幼儿教师可以使用数字媒体激发幼儿的课堂学习兴趣,使幼儿的注意力更加集中,并且,幼儿对于教师准备的学习内容也产生了更多的学习兴趣,幼儿教师使用新兴的数字媒体技术设计幼儿课堂的学习内容,利用数字网络资源丰富幼儿的学习内容,使学习内容具有一定的前沿性以及实用性。在网络媒体资源的支持下,幼儿的学习途径也变得非常丰富,幼儿不仅可以在幼儿园接受启蒙教育,在家休息的时候,家长也可以给孩子准备丰富的学习资源。可见,数字媒体的发展为幼儿教育创造了非常好的氛围,给幼儿教师更广阔的发展空间,也使幼儿教育的形式更加丰富多彩,幼儿学习到的知识更多。
2.数字媒体技术的发展给幼儿学习带来了更多发散思维的方式
在数字媒体技术的辅助下,幼儿接触到的知识更加丰富,教师能够从听觉、视觉、感觉等多个角度丰富幼儿的学习体验。幼儿能够从多个角度体验所学知识,从事物的形态、声音、色彩以及情感的角度认识社会,并且对于自己学习到的知识有更直观的认识,这对于解放幼儿的学习天性有非常大的帮助,也使幼儿通过更多的途径与外界社会建立联系。
3.幼儿教师从数字媒体技术角度为幼儿选择教育内容
在网络环境下,教师对幼儿教育的环境应当有全新的认识,也应当从更科学的角度设计幼儿教学内容,提升自身的教学专业能力,对幼儿教育理论进行研究以及创新,从幼儿的实际个性特征以及学习需求出发,有针对性地设计幼儿教育内容,创新幼儿教育活动形式,为幼儿教育体制的改革做出更大的贡献。为此,幼儿教师应当学习及研究新数字媒体技术,为幼儿搜集更多有意义的教育资料,并且从幼儿学习的角度出发,对幼儿的学习成果进行科学评价,适当地给予幼儿鼓励和肯定,使幼儿家长认识到数字媒体技术对于幼儿教育的重要意义,同时,家长在日常生活中要配合教师,从多个角度在幼儿的生活中渗透数字媒体技术,使幼儿在学习以及生活中时刻接触到媒体资源带给自己的优秀学习资源,这样有助于幼儿的认知水平以及思维水平的提高,也使家长认识到如何科学地开展幼儿教育,幼儿教师也能够在这一过程中掌握更多的教育和引导方法,从更科学的角度设计幼儿教学内容,从小培养幼儿的良好学习习惯,使幼儿对知识学习产生良好的学习兴趣,为后续、更复杂的知识学习奠定良好的基础。
三、总结
随着网络时代的到来,幼儿教育也面临着必要的改革,数字媒体技术在教育领域有非常深的应用,在幼儿教育体制之中也应当得到重视,使幼儿教育体制摆脱传统教育模式的弊端,从更科学、更全面的角度探究幼儿教育体制的改革,为幼儿教育的完善作出贡献,使幼儿从小就接触网络技术,并且鼓励幼儿养成良好的学习习惯,树立积极的学习态度,在心理上树立正确的人生观以及价值观,为幼儿的健康成长创造良好的环境,为幼儿的学习教育奠定良好的基础。
参考文献:
一、数字时代拓展了工艺美术教育的对象
数字技术的进步已经着实改变了我们的生活,而且这个影响远比历史中任何一次社会变革要来的迅猛和深刻,随着数字技术软硬件的不断提升,使原本复杂难懂的知识点直观的传递。秉着传承和发展的工艺美术随着近代美术教育体系的构建和完善,改革开放至今物质需求不断得到满足,工艺美术的地位业发展了转变,呈现出以下趋势:从小众趋于大众化,从博物馆走向美术馆,从纯艺术拓展到商业艺术。一部现代古装剧可以挖出很多传统工美元素,如木家具、金银工艺、玉雕工艺、染织工艺等。数字时代引发了当下人们对工艺美术的认知渴求与,从越来越多的年轻人开始把玩手串,玉器等传统文玩就能发现,工艺美术已经不再远离普通大众,更多的体现在生活审美中,因此工艺美术教育不仅仅是培养工行美术从业人员或者技法传承者,同时也开始发挥其“审美”层面的教育和传导功能,通过教育技法人们对中国传统文化的思考和批判,重新探索当下的意义和价值,这是当下工艺美术教育功能的一个重要拓展,也是数字时代对现行社会生活产生影响的客观事实。
二、数字时代对工艺美术教育提出要求
快速、个性、分享,这些名词是当下时代的特征,影响着从消费到体验的各个生活环节。三年挑水五年磨刀十年授业的传统工艺美术教学方式不能完全满足当下的时代节奏,如何在有限的时间内最大化的通过合理科学的方法传道授业是时代对工艺美术教育提出的要求。从工艺美术的构成来分析它由两个重要元素组成:工艺技法和审美内涵。技法的教学特征决定了某些领域的工艺技法无法在短时间内达到“掌握”,因此对于那些不是从事传统工艺美术从业人员,以传统为主要任务的学生来讲,“认知”就够了。但对于审美内涵则不同,个体的教育经历影响着对审美需求的层次深浅。从教学来讲,引导启发思考不完全依赖时间和反复实践,更多的是思考方法和纬度的拓展训练,期间的工艺技法修炼更多的通过实际动手操作更好的理解期中的审美体验。侧重点从教授技法逐步转为审美体验的过程中对教师提出了很大的要求,除了演练工艺技法,讲授评估标准,更要对技法和审美间的因果关系做出思考和提炼,并且运用数字化的教学手段去实现知识点的物化和传授。
三、数字技术提升了工艺美术教学效率
1课程内容的构建
数字电子技术的相关知识点是构建教学内容的核心,把知识点紧密联系实际应用电路、模拟电子技术等,使学生在学习该课程的同时,强化以往学过的知识,达到温故而知新的目的,也便于学生通过学习过程掌握相关知识的学习方法,建立相应的思维方式。在课程内容的设置中,围绕数字电子技术在学生专业课程中的应用、学生学习规律、学科实验实训课程体系来进行。课程设置的思路如图1所示。在铁道通信信号专业中,《数字电子技术》课程的教学内容,围绕数字电子在专业中的应用来展开。以门电路、逻辑代数、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲的产生与整形、A/D和D/A转换为主要的知识开展课程教学;结合学生专业,从专业课程中挑选部分与数字电子技术有关的电路来加以学习,增加了专业基础课与专业课的衔接。从学生学习的角度,学生应掌握进制及转换、逻辑代数化简、组合电路的分析、时序电路的分析、如何产生脉冲以及A/D和D/A转换的基本思路。通过学习《数字电子技术》能够熟练使用仪器、仪表,能完成相应的实验或实训项目,能判断、排除电路故障。整个学习过程应注重对学生学习能力的培养、如何对所学的知识进行运用和拓展,为后续学习单片机、数字信号处理及专业课程打下基础。根据学生认知过程、学习的规律、学生掌握知识点的过程进行研究,通过分析现状,构建了学生掌握和运用所学知识点的一个循环的体系,如图2所示。在课程教学中,把学生所需掌握的知识点细化,通过简洁的描述、仿真软件进行仿真教学或者动画等方式传授给学生。例如在讲授构成任意进制计数器的方法时,不同型号的元件构成同一进制的计数器方法不同,如果只是根据器件逻辑功能来分析构成方法,这不便于学生理解和认识,这时可以通过仿真软件来仿真结果,在这期间的各个过程都能直观看到,这样就把教学的重点放在了器件功能上,简化了分析过程,更便于学生掌握相关知识点。在学生尝试用所学知识解决实际问题时,可能会出现的各种状况,包括学生对知识点理解的程度、人为因素影响等,这些最终都有助于帮助学生提高对知识点的认识。同时,在这个环节中学生的思想潜移默化的受到影响,通过教师的引导,让学生能主动的思考问题并能分析其中的原因,教师再及时总结分析,让学生能更加深刻的认识所学的知识点,最终能将所学内化于心。在学习知识的过程中,解决实际问题、提高实际动手能力,是职业教育的重要目标。要想实现此目标,就必须设计相关的实验实训项目来帮助完成。在设计实验实训项目时,最好能设计与现实生活或学生所学专业有一定衔接的项目。如与生活相关的火灾报警器的制作、抢答电路的制作、数字电子钟的制作等,与专业课相关的监督定时器、故障-安全比较器等。这些实训项目不仅能提高学生对所学知识的应用,对学生的整个学习阶段都有积极的作用,它能提高学生学习兴趣,能让学生感受到学习的成就感,有助于增强学生的学习自信心。
2教学实施
为实现教育教学目标、完成教学任务,在教学方法上要有一定的改变,教学组织需要体现启发式教育,重视学生的学习能力培养。在教学中坚持以“学生为主体,教师为主导”的思想,对于职业教育还要加以任务驱动,驱使学生参与学习过程,培养学生学习兴趣与学习积极性,增强学生学习的成就感。要让学生把所学知识点内化,在教学的各个环节中,就应该让学生参与进来,在教学活动中重视与学生的互动,通过提问、反问、课后练习等方式,引导学生思考,让学生从以前被动学习、被动接受知识变为主动参与、主动思考,在讨论和总结的过程中掌握知识。在中等职业教育的过程中,要让学生主动参与、主动思考,说起来容易,做起来很难。首先要解决的问题就是学习自信心,多数学生因学习方法、学习习惯及环境因素等问题的影响,导致学习能力不足,学习动机不明显,从而对学习缺乏兴趣。结合任务驱动来提高学生学习的积极性,在理论教学前就把下次课的教学内容、难点、重点等告知学生,要求学生自主预习并完成预习小测验。在下次上课时,了解学生是否参与进来,再通过课后调查,看学生是否掌握了相关知识点,并对教学效果进行课后分析,分析该课的得失,以便在下次课的时候注意相关的问题。在课前预习中,对主动参与的学生给予积极肯定和表扬,对没有参与的学生加以督促和鼓励。结合学生的专业,把专业课程中有关数字电子电路放置在课程教学中,不仅能让学生感受到学习《数字电子技术》这门课程的作用和意义、引起学生重视,更能通过对相关电路分析,促进学生对专业课程的学习。如铁道通信信号专业,在数字电子技术教学中,通过把《车站信号》、《区间信号》、《信号电源》等课程中的部分数字电子电路加以分析。在人才培养计划中,上述的专业课程是在学完《数字电子技术》课程之后再进行的,考虑到学生目前不能把电路和专业课程相结合,所以在讲授中,主要分析其电路的功能,所运用的都是《数字电子技术》中的相关知识点,对于专业课程中的概念或专业术语不必介绍,以免增加学生的学习难度。这样既能和学生专业对接,让学有所用,也能为以后学生学习专业课减轻学习压力。针对教学内容设置实训项目,在相关的教学过程中或者教学内容结束后,对学生下达实训项目任务,学生通过收集相应资料和实训相关信息,设计能实现实训要求的电路。通过此实训,能让学生熟悉相关的元器件,在掌握理论知识的同时,实现对学生动手能力和创造力的培养,还能培养学生自主学习的能力。例如:在火灾报警器的实训中,学生首先要了解如何实现感应温度、烟雾、红外线,这时一些传感器就会进入学生的视野,如何将传感器感应到的信号综合起来,用什么样的元件来实现报警或不报警,这就用到了所学的知识,包括在模拟电子技术中学到功放电路及相关元件,这样也把以往所学进行了复习和运用。由于有多种元件都能实现电路功能,学生不会全部都去选择同一种元件。通过实训材料的收集和实训的设计,最终学生之间会出现多个实现相同功能的不同电路版本,有的电路版本可能复杂,有的可能简单;通过在学生中组织讨论,比较各自设计的电路所具有的特点,教师可以从中发现学生对知识点掌握程度,学生间也可以通过比较找出自己的不足。这样,一次实训教学,学生就可以收获多种思考问题的方式。实训时没有采用仿真软件,而是采用了较为传统的“面包板”和实际元件。这样做的目的一方面可以让学生熟悉相关工具的使用、认识实际元件;另一方面可以锻炼学生布线能力,以及根据电路图来构建实际电路的能力,培养具有与专业相关的技能。
3结语
摘要:本文分析了现有数字电子技术理论教材和实验教材的内容和不足之处,深入分析了该如何选择电子技术的理论和实验教材,以达到培养学生能力为重点,加强该课程的实践环节,使学生实践与理论结合,满足现代社会需要。
关键词:数字电子技术;现状;选择
中图分类号:TN79文献标识码:A文章编号:1006-026X(2012)04-0000-02
一、 引言
数字电子技术课程是电气工程、机电工程和信息工程等诸多专业一门重要的专业基础课,其对个专业的专业课程起着尤为重要的作用。随着信息技术的发展和知识的积累,在目前的高等教育中出现了两个问题,其一是课程数目的大幅增加导致每门课的平均课时数较大减少的问题;其二是平均课时数减少而课本内容增多的问题。比如过去本科四年需要学习的课程在35门以下,而现在增加到了45门以上;过去一门课的课时数为72学时,而现在只能减少为54学时。但是学生学习的课本不仅没有变薄,反而增加了学习内容和信息量,其最终的结果导致老师觉得课程难于教学,学生觉得课程难于学习,教学效果大不如以前。数字电路这门课程同样存在这样的问题,而解决该问题的有效措施是选择合适学时、合适教学的教材。
目前的数字电子技术教材主要有理论和实验教材两种。其中理论教材在内容上存在的问题是理论知识过于强调知识的理论性,缺少与实际应用的举例和论证,这样很难培养学生的实践技能;而实践教材存在的不足是没有与理论教材配套,导致实践教学很难与理论教材有效地结合起来。针对以上问题选择更有利于教学和培养学生能力的理论教材和实验教材显得至关重要。
二、数字电子技术教材的现状分析
(1) 现有的理论教材内容分析和不足
在目前的各高校中,重点高校一般是选择自己编写的理论教材,但是其他大部分一般高校选择国家级规划教材或者名校编著的教材。数字电子技术理论教材很多,很难一一细细分析比较,但总的来说,其内容上大致一样。现根据大部分数字电子技术教材分析该课程的内容和不足。
从内容上分析现有的数字电子技术教材,其一般包括逻辑代数基础、门电路、触发器、组合逻辑电路、时序逻辑电路、半导体存储器、数-模与模-数转换、脉冲波形的产生与整形、可编程逻辑器件、硬件描述语言等。其中逻辑代数基础、门电路、触发器、组合逻辑电路、时序逻辑电路是该课程的重点与基础。下面对以上基础重点部分详细分析其内容和不足之处。
针对该课程的第一部分――逻辑代数基础,其主要讲述了各种进制与进制之间的相互转换、各种编码、逻辑代数运算、基本公式、基本定理、逻辑函数化简方法及其表示方法等。在现代的教育中,很多同学在高中学习计算机时就学习了二进制、码制等内容,而且在学习该课程之前已经学习了C语言等编程语言,这些编程语言都都讲述了进制及其相互转换这方面的知识。对于逻辑函数的化简方法应该重点阐述,尤其是卡诺图,其在实际的应用中很常用。该部分的不足之处就是重复阐述了进制,浪费篇幅和时间。
在门电路章节中,其主要主要讲述了二极管、三极管、CMOS门电路、TTL集成电路等。对于大部分高校而言,在学习该课程之前都学习了模拟电路课程,该课程已经详细分析了二极管和三极管。因此该部分的主要不足之处在于过多地介绍了二极管、三极管特性分析。
在组合逻辑电路章节中,其主要讲述了组合逻辑电路的分析方法、组合逻辑电路的设计方法、常用的组合逻辑电路、组合逻辑电路中的竞争 - 冒险等内容。在该部分中,仔细分析其内容发现其有很多重复部分,主要在组合逻辑电路的设计方法这部分,由于大部分的设计方法都是大同小异,用了很多篇幅介绍。
在触发器章节中,其主要讲述了基本触发器原理、电平触发、脉冲触发、边沿触发的触发器、触发器的逻辑功能及其描述方法等内容。这部分基本上没有什么大的问题,因为内容较陌生,对后面的时序逻辑电路尤为重要,所以应该详细阐述。
在时序逻辑电路章节中 ,其主要讲述了时序逻辑电路的基本概念及其特点介绍 、时序电路的分析方法 、比较常见的时序逻辑电路及其设计原理等内容。在该部分中,仔细分析其内容发现其有很多重复部分,主要在时序逻辑电路的设计方法这部分,由于大部分的设计方法都是差不多,用了很多篇幅介绍。
在可编程逻辑器件和硬件描述语言章中,其主要讲述了现场可编程逻辑阵列(EPLA)、可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列(GAL)、CPLD、FPGA、Verilog语言及其简单示例等主要内容,该部分在以后的学习中会单独开设这方面的课程,可以大大减少这部分内容的介绍。
在脉冲波形的产生与整形章节中,其主要讲述了施密特触发器、单稳态触发器、波形发生器、555定时器及其应用等内容。这部分对于实验教学尤为重要,应该大部分介绍。
对于该课程最后一部分内容――A/D和D/A转换,其主要讲述了D/A转换器和A/D转换器。由于在实际的应用过程中我们是用芯片设计的,所以这部分只需简单的介绍各种转换器的原理而重点阐述各种转换器的特性和适用场合。
(2) 现有的实验教材内容分析和不足
实验教学对于实践性很强的课程而言无疑非常重要,它是理论联系实际的桥梁,是检验理论学习的一个重要环节。对数字电子技术课程也是同样的重要。目前该课程实验教学的教材很少,并且很杂,我们需要分析其实验教材的主要内容,指出其不足之处。大部分的实验教材内容也差不多,其主要根据理论教材来编写的。
数字电子技术的实验教材大部分包括三大部分,第一部分是基础实验,这些实验主要是验证理论学习中的一些基本原理、基本模块,为了加深对理论的理解。第二部分是综合实验,该部分主要是利用第一部分的基本模块,设计相对复杂的实验,可以提高同学的创新和实践能力。第三部分是实际设计制作部分,该部分主要是要求同学利用现有的条件设计制作一个实际的、满足实验要求的小作品。该部分旨在培养学生的实际动手能力,分析问题,解决问题的能力,增强学生的调试能力。
对于第一部分,其主要内容是TTL与非门的逻辑功能与参数测试,门电路逻辑功能测试与变换,编码器测试及其应用,译码器测试及其应用,数据选择器测试及其应用,数值比较器测试及其应用,触发器测试及其功能转换,移位寄存器测试及其应用,计数器测试及其应用,555定时器的应用。这部分内容主要是基本模块,篇幅不宜过大,但是实验平台往往选择数字电子技术实验箱,同学们只需要接线即可,然后完成相应的实验报告。
对于第二部分,其主要内容是组合逻辑电路的设计,一位数值比较电路的设计,同步时序逻辑电路的设计,计数、译码、显示电路的设计,60s定时显示电路的设计。这部分内容主要是利用第一部分的模块设计跟更为复杂的电路。可以详细阐述设计的思路,可能需要更大的篇幅。该实验的实验平台仍然是数字电子技术实验箱,同学们仍然只需要接线即可,然后详细完成实验报告。
对于第三部分,其主要的内容是数字电子钟,电子表,篮球计时器,多路抢答器,电子拔河游戏机,数字频率计,光控路灯,交通信号灯控制电路,彩灯循环控制电路等。这部分内容本意是需要实际制作与设计,需要同学们用电烙铁实际焊接,调试完成的,但是有些教材是使用一些仿真软件设计的,这样大大减轻了同学们的实际制作难度,无法真正达到提高实际调试制作能力。
三、浅析数字电子技术教材的选择
(1)理论教材的选择
对于数字电子技术理论教材的选择,我们根据第二部分数字电子技术理论教材的现状和不足,依次一部分一部分地阐述每章节的选择要求,以达到理论教学的目的。
对于逻辑代数基础章节,根据上面的分析可知需要选择的教材应该从内容上注意以下几点:
1.简单或者忽略介绍有关二进制、进制转换方面的内容。
2.着重介绍逻辑代数的化简方法,尤其是卡诺图。
对于门电路章节,根据上面的分析可知需要选择的教材应该从内容上注意以下几点:
1.简单介绍有关半导体二极管、三极管特征而着重介绍其工作在开关状态的原理和动态性能参数。
2.重点介绍CMOS集成门电路而减少介绍TTL集成门电路。
3.重点介绍TTL 电路的一些注意事项和一些比较重要而且常见的门电路 ,如与门、或门、非门、与非门、或非门、OC门、三态门等,简单介绍其他类型的TTL门电路。
对于组合逻辑电路章节,因为这章节在该教材中很重要,那么我们选择的时候应该从内容上注意很多,由于大部分组合逻辑电路的设计过程基本上相同,我们选择的时候需要注意介绍该部分的篇幅不宜过多,而应该把重点放在各种逻辑电路的逻辑特点、器件特点、器件性能的扩展与使用上,举例几个逻辑器件的设计说明就可以,对于比较特殊的逻辑器件应该详细介绍。这主要是因为我们实际使用到的数字电路不需要我们深入理解其中的内部工作原理,只需要知道该器件的使用方法,使用特点,注意事项即可,只需要把它当做模块按照需要拿来用即可。就像50年代时,一般的电子学教材书籍对电阻、电容和电感的内部工作原理大量深入的分析,但是我们现在的教材已经没有该部分内容,这主要是因为我们大家学习电子知识,旨在去应用它们,而不需要深入理解其内部从微观统计力学的原理角度去推倒电感值得具体公式。
对于触发器章节,根据上面的分析可知需要选择的教材应该从内容上注意尽量选择比较详细描述该章节的书籍,因为这部分知识对后续的学习尤为重要,如理解时序逻辑电路的工作原理,理解计算机存储器,寄存器、锁存器等等。
对于时序逻辑电路章节,根据上面的分析可知需要选择的教材应该从内容上注意选择时序逻辑电路的设计方法阐述较少的书籍,而是以举例的方式进行阐述和验证时序逻辑电路的工作原理。主要是因为在时序逻辑电路的设计方法这部分,由于大部分的设计方法都是差不多。
对于可编程逻辑器件和硬件描述语言章节,根据上面的分析可知需要选择的教材应该从内容上注意根据学校后续的学习课程来选择,如果学校后面有专门的课程学习这部分内容,那么我们只需要简单的介绍即可,如果没有的话那么我们选择比较详细描述这部分内容的教材。当然,不一定找得到这样的教材,那么我们可以选择两本书,一本是主体上课讲述数字电路技术的基本知识,而另外一本让同学们课外的学习和扩展。
对于脉冲波形的产生与整形章节,由于现有的教材都对这部分内容有比较好的阐述,这部分内容不仅对理论学习重要,而且在实际的实践过程中经常用到。所以尽量选择阐述比较详细的教材。
对于A/D和D/A转换章节,由于我们在实际的应用之中只是拿其芯片用,不过还是得尽量弄懂其内部工作原理,我们还是得详细分析和理解一些A/D和D/A转换器的工作原理和设计思路,对我们理解将来使用的芯片有一个更好的理解。在选择的时候我们可以不用考虑这部分。
综上所述,我们在选择这部分数字电子技术理论教材时,尽量满足以上各章节的要求,但是实际情况还得根据各高校的教学目的和教学层次,如果是研究类型高校,那么我们可以选择尽量详细介绍、深入分析其内部工作的教材,如果是应用型高校或者高职类学校,那么我们尽可以按照上面分析的要求来选择,如果一本教材无法满足上面的要求,可以选择一本为主,两外一本为辅的办法,以达到教学目的。
(1)实验教材的选择
对于数字电子技术实验教材的选择,我们根据第二部分数字电子技术实验教材的现状和不足,依次按照那三部分要求来选择,以达到理论教学的目的。
对于第一部分――基础实验,这部分主要是验证理论学习的一些基本知识,那么在选择的时候我们不求详细介绍个实验的实验步骤,而是要详细、多方面的涵盖理论学习的内容。不过还得考虑学校的实验教学设备情况,根据实验设备可以提供的实验,来灵活的选择实验。
对于第二部分――综合实验,这部分主要是利用第一部分的基本实验来完成该部分的,尽量选择可以覆盖主要知识模块的实验,已达到各知识、各模块的融会贯通、灵活创新。同理,这部分实验也是得依赖于学校的实验教学设备和实验教学学时,我们可以按照各高校的实际情况灵活选择实验。
对于第三部分――实际设计和制作,该部分主要是实际设计并制作完成一些具有现实意义的实验。那么在选择时我们得考虑一下高校的实际情况,包括实验条件和教学学时,但是这部分对于同学们的实践能力、分析问题、解决问题、创新思维的培养尤为重要。那么我们可以多选择实验,没有学时完成的可以让同学们在课外完成或者提供一个实验平台,组成兴趣实验小组,合作完成。这样带来的好处是可以培养学生合作精神、自己动手实践的能力,增强学生对学习电子知识的极大兴趣。
综上所述,我们在选择这部分数字电子技术实验教材时,根据学校的实际设备情况和实验教学学时,灵活多变的选择适合自己高校的实验教材,培养具有较强实践能力的学生。
四、总结
本文分析了数字电子技术理论教材和实验教材的现状和不足,根据现状和各高校的实际情况提出了选择合适的,可以培养学生能力的教材,增强学生的学习主动性和实践能力的教材,在学时不够的情况下满足各高校的教学目的的教材。
目前,对数字电子技术教材的选择还有一些问题,有许多的不尽完善支持,本文是作者根据多年的教学经验和实践心得提出的具有建设性的观点。旨在提高教学效果,培养学生的创新思维、实践能力、分析问题和解决问题的能力。
参考文献:
[1]余孟尝主编.数字电子技术基础简明教程 (第2 版).北京:高等教育出版社,2002
[2]江晓安等编著.数字电路.西安:西安电子科技大学出版社,2002
[3]郝波主编.数字电路.北京:电子工业出版社,2003
[4]王毓银主编.数字电路逻辑设计 (第 2 版).北京:高等教育出版社 ,2005
[5]朱正伟,何宝祥,刘训非编著.数字电路逻辑设计.北京:清华大学出版社 ,2006
[6]禹思敏,朱玉玺主编.数字电路与逻辑设计,广州:华南理工大学出版社 ,2006
关键词:数字电视 远程教育 终身教育
中图分类号:TN949.197 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)03-0114-02
在科学技术日新月异的当今,没有人可以通过一次教育获取终生所需的知识技能。要想在竞争激烈的环境中生存和发展,我们需要时不时地对自己进行“充电”,以此来获取知识,保持竞争力。数字电视是将传统的模拟电视信号经过抽样、量化和编码转换成用二进制数代表的数字是信号,然后进行各种功能的处理、传输、存储和记录,从电视节目录制、播出到发射、接受全部采用数字编码与数字传输技术的新一代电视系统。将数字电视技术运用到远程教育上,学生可以根据自己的时间、兴趣爱好有选择地进行学习,满足受教育者的个性化需求,实现远程教育资源利用最大化。因此,数字电视技术在远程教育中的运用和推广,将是远程教育发展的总体趋势,必将成为远程教育的一大闪光点。
1 数字电视应用的技术及其优势
数字电视(Digital TV)是指在整个电视传播过程实现了数字化的电视广播系统,无论是从电视的信号采集、信号的传播还是信号的接受均由数字化技术来完成。数字技术实现了电视设备技术性能的一大突破,使得电视图像质量大幅度提升,使得电视技术进入了一个新的发展时代。
1.1 数字电视应用的技术
数字电视应用的技术标准一直被欧美国家所垄断,比较著名的是美国的ATSC标准和欧洲的DVB标准。ATSC标准可以提供36Mb/s的码率,使得高清电视传播成为可能。DVB标准是目前覆盖面最为宽广的数字电视标准,当前我国开通的大多数数字电视也采用此系列标准。完整的数字电视传输标准,是由地面传输标准、有线电视标准和卫星电视标准组成的。尽管我国有点电视和卫星电视标准采用的是欧洲的DVB标准,但是地面传输标准却是采用我国自主研发的GB20600-2006标准,此标准自2007年8月1日开始成为我国数字电视必须采用的强制性国家标准。该标准是拥有自主知识产权的,大大降低了我国数字电视标准的专利费用,极大地促进了我国数字电视的发展,数字电视在我国的发展前景一片光明。
1.2 数字电视的优势
数字电视实现了电视传播全过程的数字化,相比较以往模拟电视,数字电视有着十分巨大的优势,主要体现在以下几个方面:
(1)电视信号质量高。数字电视采用二进制信号,其本身比传统模拟处理方式有着更强的抗干扰和抗非线性失真能力,即使经过了长距离以及长时间的传输,均能够很好地保持信息的本性,几乎无失真。因此,数字电视的信号质量更高,接收端接收到的电视图像以及声音,与电视演播室的真实原貌并无多大差别。电视图像分辨率高,画面清晰,音质更为优美真实。
(2)带宽资源利用率提高,电视节目丰富多彩。相比较传统模拟节目,数字电视通过压缩编码,大大降低了数字电视所需要的带宽。原本模拟电视一百多个频道的带宽,数字电视能够传送500套以上的节目,将带宽资源的利用效率大幅度提升,丰富了节目内容。
(3)数字电视更安全,电视网覆盖面积更大。数字电视通过数字机顶盒实现了对每套节目以及每个个体用户的管理,能够最大限度地排除非法收视和非法插播的现象出现,大大提高了电视传播的安全度。我国是一个农业大国,农村人口十分巨大,当前以及在很长一段时间,大部分农村都很难实现网络化,而电视的覆盖面积十分广,基本能覆盖到中国绝大部分地区。相比网络,电视的收费也要低的多。总之,在我国通过数字电视进行远程教育,具有很强的可操作性,有着十分巨大的发展空间。
2 远程教育对现代教育的重大意义
远程教育是为了克服传统教育拘泥于时间和空间的不足,打破时空束缚,实现随时随地均可以学习的新型教学目标。现代社会竞争越来越激烈,人们的生活、工作节奏越来越快,闲暇时间十分有限,但是又必须时常进行知识更新,否则将很快被淘汰。远程教育建立起来的快捷、经济的学习方式,在很大程度上满足了人们的教育需求,克服了时空矛盾。因此远程教育,对于我国现代教育具有十分重大的意义,是提升我国整体国民素质的一种重要途径,应该得到大力发展。
2.1 满足教育的个性化需求
随着社会的不断发展,人们对教育的需求也越来越大,对教育的内容也五花八门,越来越丰富。有的人学习是为了增加自身业务技能,提高工作能力;有的人学习是为了提升个人品位,提高生活质量;还有的人学习是个人兴趣爱好等等,总之,不同年龄段、不同层次的人学习的初衷不一,学习的内容也各有所异。因此,传统教育很难满足这些需求个性需求。而远程教育能够覆盖各行各业,它所特有的多样性成为解决个人要求多样化的恰当形式。
2.2 克服教育资源短缺
接受教育是每个公民的基本权利,良好的教育资源更是人人向往。然而,在我国高校容量有限,高校分布不均衡,教育资源多集中在少数几个发达的东部省份,许多中西部省份,教育资源相当匮乏,尤其是优质教育资源。远程教育能够摆脱时、空对教育的限制,无需解决校址以及学生食宿问题,方便学习的同时,费用也大大降低。因此,远程教育对于克服当前我国教育资源短缺、资源分布不均衡等问题,都是十分可行的。
2.3 促进终生教育体系和学习型社会的构建
随着科学技术的不断发展,人类已然进入了信息化时代。学习对于一个人安生立命都是至关重要的,学习不再是学生的专利,而应当贯穿在每个人的一生当中。正是基于这种时代需求,党和政府大力提倡学习型社会的构建,在社会中掀起了全民学习的热潮。构建学习型社会,提倡人人学习,很显然传统的教育模式很难完全承受如此巨大的社会需求。因此,在发展传统教育的同时,需要创新教育模式。远程教育必将和传统教育一块,为构建终身教育奉献力量。远程教育不仅仅是传统教育的一种补充,甚至可能在将来成为一种主流教育形式。总之,我国应当重视远程教育这一新鲜的教育模式,加大资金和技术投资,大力发展远程教育。
3 数字电视对远程教育的影响
一方面,社会发展,人们对教育的达需求与教育资源短缺,在我国形成了一个社会矛盾,远程教育应运而生;一方面,数字电视技术不断发展,其存在信号质量高、效率高以及覆盖广等优势,这必然促成数字电视技术在远程教育中的应用。数字电视技术的终极目标是要实现多功能的交互式电视,互动性是数字电视技术所不断追求的,这和互动性教育不谋而合,数字电视技术必将促进远程教育的发展。
3.1 增加远程教育形式的开放程度
教育要能够在社会推广,必须扩大教育在时空上的开放性。数字电视技术能够彻底打破时空的束缚,满足学生在学习时间和学习地点上的自由安排。学生可以选择任意自己适合的时间进行学习,这比传统的电视远程教育按时收看更显得灵活。数字电视技术在远程教育中的应用,还能提高教学过程的公平性,因为,无论职位高低、收入多寡,也无论年龄、种族、性别等,均可以获得平等地学习权利。
3.2 调动学生的学习自主性
相比较传统的“以师为主导、学生被动接受”的教学模式,数字电视可以大大提升学生学习的自主性。学生可以根据自己的个人兴趣爱好、学习能力、学习习惯等,做出最适合自己学习的学习计划,享有学习的完全自。这样能够提升学生的自主性,增大学习的效果。
3.3 丰富教学资源
数字电视技术还可以为学生提供丰富多彩的教学资源,拓宽学生学习领域,增长见识。数字电视技术能够将各种优质教学录像带转换成电子数据,并将其存放在视频服务器上,形成庞大的教学资源库。学生可以利用数字电视,从服务期中获取自己想学的教学资源。数字电视技术丰富的教学资源,使得学生可以全方位、广泛地获取自己所需要的知识和信息,丰富社会教育资源。
4 结语
社会不断发展,人们对于教育的需求日益增长,远程教育应运而生,能在很大程度上满足人们的学习需求。然而,传统的远程教育还存在诸多不足,数字电视技术的发展,给远程教育提供了全新的技术支持。通过数字电视技术,远程教育可以打破教学的时空限制、提升学生的自主学习能力以及丰富教学资源,能够更好地满足人们日益增长的教学需求。因此,我国应当大力推进数字电视技术在远程教育领域的推广和应用,促进学习型社会早日实现。
参考文献
[1]徐强.现代远程教育启示[J].继续教育研究,2005(4).
[2]方德葵.数字电视与高清晰度电视[M].北京:中国广播电视出版社,2005(10).
实验教学是学生进行科学实验训练、强化理解理论知识、提高实践操作技能和科技创新能力的重要环节,对于提高学生的综合素质和培养学生的创新精神具有特殊意义。“电工电子技术”实验内容涉及面广,理论性和实践性较强,同时科学技术的迅猛发展促使实验教学内容进一步扩充,使得教学内容和授课学时的矛盾日益突显,在一定程度上阻碍了实验教学质量的提升,影响了学生综合素质能力的提高。只有重视“电工电子技术”课程的实验教学环节,注重更新实验教学内容,开设出一批新的设计性、综合性、创新性实验,才能激发学生学习兴趣,促进学生将理论知识转化为实践能力,有效提高实验教学质量和效果,有助于大学生向社会所需的应用型、创新型人才转变,为奔赴高新技术人才领域夯实专业基础。(1)多元化的培养教育模式。巩固基础理论知识,培养电工电子电路分析设计能力,训练实践操作能力,激发创新意识和培养创新能力,经过反复讨论研究确定实验教学实施方案。实验课程体系的教学内容体现多层次、模块化教学,合理利用课时资源,理论与实践紧密结合,强化工程实际应用以满足学生的个性发展需要。“电工电子技术”课程实验部分十个设计实例和两个综合设计项目,与理论教学同步进行,以此强化理论知识的学习,为工程实际运用打下良好基础。学生根据实验项目来完成实验任务,使学生熟悉了解科学研究的基本过程和方式方法,在进行实验设计时就能抓住重要步骤,有助于发挥学生自我导向性研究学习和自由互协作学习,激发学生的学习热情,增强学生的创新实践能力和综合素质能力。基础知识实验以教师分析讲解指导为主,便于学生理解理论教学内容,熟悉了解电工电子仪器的使用方法和注意事项。实验技能基础实训包括元器件检测、合理布局,电路的安装、调试等,该模块帮助学生巩固基础理论知识,掌握基本实验技能,培养学生科学的逻辑思维方式,逐步掌握科学的实验设计思想。综合设计性实验以学生实际动手操作为主,拟定设计型实验项目,提出设计要求,审查实验设计方案,利用Multisim仿真软件构造虚拟环境仿真,由学生自由选择实验器材实施实际硬件实验操作,教师从侧面进行必要的指导。这部分综合设计性实验实训项目涉及多学科理论知识,项目选题应与工程实际相结合,具有知识性、灵活性、综合性与创新性,难易程度应符合大多数学生的知识水平,并融入现代科学技术成果。在这一层次教学过程中,教师应特别注意启发式教学、情景式教学和任务驱动式教学方法的运用,引导学生充分发挥主观能动性和创造性,鼓励学生发挥个性自由组队、自主选题或自定题目、自定性能指标和设计方案、自行搭建电路测试实现,对学生自主提出的具有一定水平的和前瞻性的题目要给予大力支持,着重培养学生的知识综合应用能力、信息获取能力和实践创新能力。(2)建立开放式多媒体实验教学平台,进行协作学习。规划制作开放式的“电工电子技术”多媒体实验教学平台,它由理论课件教学、交流辅导中心、虚拟实验室等系统构成。在“电工电子技术”实验教学中利用计算机多媒体教学设备将实验教学内容以文字、图像等多种模式展现给学生,从基础理论、实验内容、实训操作、教书育人等方面给予充分的考量,把教学中的实验原理、实验方法等形象地表现出来,帮助学生获得示范性实验技能教学培训。建议和指导学生查阅电子制作、电子设计竞赛、最新电子产品、日常生活电器维修、最新芯片的应用等资料,结合本门课程的学习内容,掌握先进的专业技术和实验技能。校园网内学生可随时进入理论课件教学子系统学习多媒体课件,在交流辅导中心查阅任课教师的各类教学信息。如:所留作业、习题解答、仿真软件介绍、考试通知等,或与教师在BBS上以在线或者留言方式进行交流讨论,还可以进入虚拟实验室系统进行实验课程的预习和复习巩固。总之,建立开放式多媒体教学平台,进行协作学习极大的激发了学生的学习兴趣,转变传统教学观念,培养学生的自主学习习惯,通过多种途径使他们的各种智能得到尽可能大的发挥,提升学习能力。
二、教学培养模式多样化
随着电子技术和计算机技术的迅猛发展,教学设施与软件设计平台日益完善,学生获取的知识是多样化的,而不再仅局限于课堂上。把先进的现代教育技术引入“电工电子技术”课程体系建设中,培养学生科学的设计理念,将理论、仿真和实践有机结合,从根本上转变传统的电工电子电路分析设计教学方法。当然,在实际的教学过程中不可重此轻彼,要做到理论与实践有机结合起来,引导学生更多地主动思考、主动探索、主动发现,加深对理论知识的认识,充分调动学生学习的积极性,有效提高学生的工程实践能力和创新能力。
1.计算机仿真与传统硬件实践相结合通过计算机仿真平台,由过去的简单验证实验现象、观察实验波形,转向深入分析电路设计思想,强调实验的真实性,尝试解决基本原理与工程实际相结合的难题,让学生在一个与实际工作相似的模拟环境下进行学习,培养学生科学思维、实验技能、设计能力和创新能力,增强他们走向社会的适应能力。Multisim仿真软件是ElectronicsWorkbench(简称EWB)的升级版本,它是加拿大的InteractiveImageTechnologies(IIT)公司于20世纪80年代推出的从电路仿真设计到版图生成全过程的电子设计虚拟电子工作平台,特别适合于电子电路的设计工作。[9]Multisim仿真软件最重要的特点是:(1)Multisim仿真软件中虚拟电子仪器可以对模拟、数字电路进行仿真,具有较强的电路仿真分析能力,元器件和仪器仪表与实际情况非常接近,采用内部提供的理想模型库构建电子电路,利用清晰明确的仿真过程使学生加深对基本理论知识的理解。[10](2)Multisim仿真软件提供的电路模型可以帮助学生了解电工电子技术中典型电路的实验原理和测试仪器仪表的使用,尤其是在电路仿真分析时不必担心元器件和电子仪器的损坏。学生在设计电路过程中,可以修改电路及其参数,随时观察结果进行仿真调试,同时与理论结果进行对照,还可以对电路进行故障设置,以观察故障条件下电路的各种现象,这是真实实验环境中是难以做到的。
2.教学资源信息化和网络化的建设及应用现代教育信息技术的全方位应用,如:注重网络教学资源建设,建立课程教学网站和网络实验教学平台。学生可在任何时间、地点,通过校园网络进行自主学习和交流讨论,在课程教学网站中开辟教学讨论区,开展师生之间、同学之间交流讨论并为学生答疑解惑。教师可通过网络交互平台,实时课程教学信息、教学计划、考核要求,开展网络答疑、专题讨论和教学情况调查等教学辅助工作。建立网络实验教学平台,集成了实验教材、多媒体网络实验课件、电子教案、元器件数据手册、实验教学案例等立体化教学资源。创建一个多角度学习、多方位交流的平台,为学生提供丰富的网络信息资源,满足“电工电子技术”课程教学改革的需要,也为实行开放式实验教学模式奠定基础。
三、综合能力量化考核方式
论文摘要:以现代教育技术理论为指导,探讨基于网络的数字电子技术创新教学模式研究,介绍了基于网络的数字电子技术教学的一些实践方法。
0前言
基于计算机网络的教育教学手段,以其特有的交互性强、信息量大等特点带来了全新的教学模式和学习方式,成为2l世纪现代教育技术发展的重要方向。充分运用网络技术,构建网络环境下的创新教学模式,提高和培养学生的创新意识,挖掘学生的创造潜力,训练和强化学生的协作能力,同时使自主学习、合作学习和探究式学习贯穿其中,不仅能为学生提供一门理想的学习认知工具,而且极大地拓展了教育教学的时空领域,有利于培养具有创新精神和实践能力的人才。
基于网络的创新教学模式的研究,就是利用网络作为教学工具、学习工具、环境构建工具,研究基于网络的创新教学模式及实现条件,包括内容有教师、学生、课程内容、教学手段、教学的进行组合等,以培养适应信息时展要求的高素质的创新人才。
1基于网络的创新教学模式
研究基于网络的创新教学,要从现代教育技术的角度,运用建构主义理论,将课程教学与网络有机地结合起来,以培养学生创新能力为出发点搞好各项教学改革。基于网络的教学模式有多种:
1.1传统式教学模式,它有同步和异步讲授两种方式:(1)同步讲授方式利用视频会议系统实现教师和学生同时在不同地点上课,师生之间可以利用通信手段进行简单的交互。教学过程中,教师讲解并呈现教学资料,学生通过网络同步浏览、听课、提出问题和回答问题,教师可以实时接收学生反馈信息并及时给予解释和应答。这种教学模式中,教师是教学活动的中心,学生仍然处于被动学习的状态。(2)异步讲授模式是教师将教学资源以一定的形式组织到网络上,学生随时通过网络学习使用这些资源。这种模式有利于学生自主学习,但缺乏授课过程中师生实时交互。
1.2个别辅导教学模式,它是利用教学专家系统实现网络环境下学生自主学习,能通过对学生的测试判断学生现有水平,引导学生以人机交互方式进行学习。这种模式能做到因材施教,提高个别化学习效果,有利于激发学生学习的主动性和积极性,但对系统要求高。
1.3讨论式教学模式,它一般是由专家或教师在网络上建立具有特定主题的讨论区,如电子公告板(BBS)、在线聊天室等进行交流,学生可在讨论区发表自己的观点和看法,每个人的发言都会及时被参与讨论的学习者和教师看到,并通过相互评论交流获取知识。
1.4探索学习教学模式,这种模式中学生按照自己的学习需要,通过在线教学资源、数字图书馆或Iternet中查询、获取相关资料。这种学习方式既有利于对学生进行个性化教育和创新教育,又能有效地激发学生学习的自主性和积极性。
1.5协作学习教学模式,它是通过利用计算机网络由多个学习者,针对同一学习内容彼此交流与合作,以达到对教学内容更加深刻的理解和掌握的过程。协作学习系统要求系统必须支持多个学习者同时在线进行交流合作,以使学生完成对同一主题进行分工协作、共同交流,达到共同完成对某个问题的解决方案的目的。这种模式有利于促进学生高级认知能力的发展,有利于培养团队协作精神。
基于网络的创新教学模式,其基本思想是在建构主义学习理论的指导下,以网络为纽带,充分整合现有的各种教育资源和教学模式,注重学生专业技能、自学能力与创新能力的训练,培养全面发展的创新型高素质人才。第一,让学生将网络资源学习与课堂教学相结合,创新性地开展个别化的学习,有针对性地解决学习中的问题,提高学生学习的积极主动性;第二,让学生通过网络实验的实践操练与设计,切实提高学生的实践操作能力和创新素质;第三,充分发挥网络资源优势,构建有利于培养学生创新能力的探索学习教学环境。
2基于网络的数字电子技术创新教学实践
2.1构建有利于学生创新学习的网络教学支撑环境资源丰富、学习平台设计系统良好是开展网络学习的前提条件。根据网络学习的模式要求,网络课程设计除了课程教学资源—包括课程相关的媒体素材、试题库、多媒体CAI课件、试卷、教学案例、文献资料、常见问题解答库、资料目录索引和网络课程等资源外,还需要设计:在线授课、在线讨论学习、在线答疑、作业提交和评阅、在线测试、在线考试和虚拟实验等。
为学生提供课程的学习资源时,要提供自主探索、多重交互、合作学习、资源共享的学习环境,把学生的主动性、积极性充分调动起来。在数字电子技术网络教学环境设计中,第一,将课程章节内容按“学习目标和基本要求、知识联系、主要内容、难点释疑、例题分析、自我检测、实验指导和知识扩展”等内容制作课件,同时将相关学习资源、网络课件资源都放在网络上给学生自主学习。第二,建设师生交流电子公告板,由教师根据学习主题拟定讨论课题供学生讨论交流,提高教学的有效性。学生学习情况和意见也通过电子信箱直接反馈给教师,便于教师了解学生学习状况及调整教学进度、教学方法。第三,逐步研究建设在线讨论和虚拟实验等平台,构建有利于学生创新学习的环境。
2.2利用网络积极开展创新实验设计数字电子技术教学不仅是让学生掌握电路的基本原理和方法,更重要的是培养学生对电路的分析、设计和创新能力。注意理论与实践并重,知识与技能并重,实验的作用不仅仅是验证理论的正确性和训练学生的操作技能,更重要的是在网络技术手段的支持下,不断改进实验内容、实验方法和实验手段,积极开展创新研究实践,努力提高学生的创新素质。
构建实验课程体系的创新能力培养模式,实现信息技术与电子技术相互渗透,电子技术实验课就必须运用计算机技术,引入虚拟实验内容。EDA技术是电子设计领域的一场革命,它改革实验内容、形式、方法,已成为高校现代教育技术建设的重要内容,对加强实践教学环节、改革教学内容、形式有着重要意义。
利用网络积极搞好虚拟实验的系统设计是开展创新学习重要的组成部分。与传统实验方式相比较,更能突出实验教学中以学生为中心的开放式教学模式,从而提高学生对电路的综合分析能力、设计能力以及创新能力。虚拟实验设计一般有二种方法:一种是利用电子技术进行设计和仿真教学的计算机软件MULTI.SIM、PSPICE、PROTEL99SE、PowerPCB等等开展。VHDL是通过语言实现硬件电路设计,一般采用自上而下的设计方法,通过分析系统总体所要实现的功能,自上而下地将系统总体功能分解成各模块的功能,通过实现各模块的功能设计来完成整个系统硬件电路的设计。另一种是制作虚拟实验系统,虚拟实验系统的主要任务是提供实验情景、交互操作、结果呈现、数据分析等功能。在虚拟实验场景中,系统能够模拟各个实验设备的功能以及实现在这些虚拟的“实验设备”之间的信号传递,以实现对真实实验的模拟,达到教学目的。
从培养学生分析能力和综合能力角度出发,实验课不应局限在单纯的数据测试与记录上,要求学生能对电路性能的比较,能即时仿真,捕捉电路故障,设计出符合要求的功能电路。如数字电子技术课程设计中,通过应用PLD器件和MAX+plusII等软件设计方法完成某一数字系统的设计,以更深刻理解EDA原理,提高PLD器件的应用和开发能力,培养创新型高素质人才。在实验内容安排上,以设计实验为主,验证性实验为辅;协调硬件实验与软件实验的关系,将硬件实验与软件实验有机结合,首先以计算机仿真分析和辅助设计的方式进行,其次开展实际实验,并与仿真结果进行对比验证。通过一个完整的电子电路的设计制作使学生初步了解产品开发、设计、研究的全过程,了解电子设计的新概念、新技术和新方法。在系统可编程技术的应用使得数字系统的设计不再受实验室器件设备的限制,学生有了发挥的余地和创新的空间。
在《数字电子技术》实践教学中,把实验课分为基础实验、设计实验和综合创新设计实验三个台阶,并运用EWB进行电子技术的仿真实验。“基础实验”训练常用电子仪器的使用方法和数字电子基础电路的基本测试方法,它所涉及的内容与课堂教学内容紧密相关,充分体现课程的实践性;“设计实验”是具有特定功能的数字系统的综合与实现,是学生将理论与实践相结合的过程,也是学生知识、能力和素质同步提高的阶段;“综合创新设计实验”是数字电路的电子系统的设计和实现,.是学生将所学习的知识进行综合运用的过程,也是学生进行交叉学科知识整合的过程,更是提高学生综合实践能力、培养创新能力的过程。在设计实验和综合创新设计实验别鼓励学生自拟实验项目,课内外学习相互结合,课堂教学与实践教学相融合,使学生视野开阔,有效地培养学生的创新思维和独立分析问题、解决问题的能力。第三,积极鼓励和引导学生开展第二课堂活动。组织电子课外活动小组,以电子竞赛的形式加强学生的训练,锻炼学生将理论知识应用于实际的能力;通过进行单片机、EDA和数字电子技术的专门培训,使学生掌握了相关的应用技术。
2.3开展网络探索协作学习。培养创新精神素质提供相关在线教学资源和相关Internet查询网站,方便学生获取相关课程学习资料,必须结合学生实际和课程特点努力建设。随着我国精品课程的建设,“积极推进网络教育资源开发和共享平台建设,建设面向全国高校的精品课程和立体化教材的数字化资源中心,建成一批具有示范作用和服务功能的数字化学习中心,实现精品课程的教案、大纲、习题、实验、教学文件以及参考资料等教学资源上网开放,为广大教师和学生提供免费享用的优质教育资源,完善服务终身学习的支持服务体系”,这也为学生开展探索学习教学提供了有利的条件。
在组织开展探索学习过程中,关键是要设计好需要探索的相关课题。如在数字电子技术网络学习中,设计一个探索课题一一“由计数集成电路74LS161如何构成39进制计数器?”这一课题目前国内各种教材论述不一,有些分析甚至是错误的。学生如果仅从课文内容去学习,学习效果就不明显。而充分利用网络学习,学生就能结合集成电路7415161的引脚功能、使用要求等方面分析,大家每个人都在BBS上各抒己见时,产生了争论,思考周密的学生就在言谈中扮演了指导者的角色,同时也拓展了分析问题的广度,形成了一个阶梯状的发展过程,学生创新精神素质也在探索过程中得到培养。
网站上相关的学习资料极其丰富。为了提高学生的探索协作能力,教学时让几个学生组成小组,就其中的某个探索协作学习任务(如数字电子技术中如何构成多谐振荡器?)进行专题深入研究。大家分工合作,先讨论各自的分工,达成一致的行动方案。经过分析、讨论,多数小组不仅掌握了方法:由施密特触发器、单稳态触发器、定时器等均可构成多谐振荡器;而且还对影响多谐振荡器性能指标的因素也有了深刻理解。
[关键词] 数字教育资源; 资源分类; 资源评价方法; 评价指标
[中图分类号] G434 [文献标志码] A
信息时代的教育教学改革以信息技术在教育系统的普及、渗透与应用为重要基础,并以数字资源在课程教学中的应用为突破口,不断推动教育的变革与创新。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》、《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》、教育部等九部门《关于加快推进教育信息化当前几项重点工作的通知》等文件,都强调推动优质数字教育资源的开发与普遍应用,促进优质教育资源的共享,以教育信息化带动教育现代化。为推进我国优质数字教育资源的共建共享,国家建设了“国家教育资源公共服务平台()”,以此推动数字教育资源的汇聚与应用。同时,《教育信息化十年发展规划(2011—2020年)》也明确指出需要“制订数字教育资源建设与共享的基本标准,建立数字教育资源评价与审查制度”。为保证国家教育资源公共服务平台资源建设的质量与规范,本研究在联合国儿童基金会“基础教育领域数字教育资源评价研究”、教育部中移动科研基金“教育信息化理论研究”等课题的支持下,由中央电教馆与华南师范大学成立联合课题组,系统研究与探索基础教育领域数字资源的评价问题,形成一套完善适用的评价体系,推动我国基础教育优质数字资源的建设与应用。
一、数字教育资源评价研究现状
针对数字教育资源的建设,国内外相当多的研究机构与标准化组织提供了系列技术规范、设计规范,如IEEE LTSC的LOM标准、IMS的学习设计规范、我国CELTSC的资源建设规范等,但尚缺乏全面、系统的数字教育资源评价标准。2002年,我国教育技术标准委员会针对网络课程的评价了《CELTS—22网络课程评价规范》,其他类型资源的评价规范则尚未。从研究文献上考察,资源评价的研究成果非常稀少,评价的主体、方法、模式、策略等内容鲜有人涉足。[1]从资源建设实践的角度考察,我国基础教育数字资源的建设部门在特定领域提出了一些具有一定操作性的评价指标,但目前尚缺乏系统性研究与实践。
国外关于数字教育资源评价的探索,主要体现在一些资源建设项目上。Connexions开放资源项目[2]采取“用户评价”、“专业人士审核”和“管理员审核”相结合的质量保证机制。用户通过资源平台的“透镜”工具标记和评论资源,专业人士综合用户意见对资源进行权威的评价,管理员则就资源内容的合法性及可靠性作出审核验证。MERLOT教育资源项目[3]则制定了一套有序的资源评价制度——“同行评审”、“用户评议”和“个人收藏”。“同行评审”是指同行评审员根据各学科资源质量评价标准,对已征得创作者评审许可的学习材料进行评审;“用户评议”是指资源用户以个人主观感受对资源进行星级评定和文字评论;“个人收藏”是用户自发选择喜爱而有用的资源的行为,可谓一种个性化资源推荐机制。Tracey L. Leacock,John C. Nesbit[4]介绍了专门用于评价学习对象的评价工具——LORI的结构和理论基础,从九个维度考察学习对象的质量,每一个维度分为五个等级(一至五颗星)和“不适用”。土耳其研究者Deniz和Marzo等人[5]在2008年国际EAEEIE会议上就EU Socrates EIE—Surveyor项目提出了一套针对在线学习资源的质量评价方法。该方法分成两个主要部分,分别是在线资源目录和在线资源调查。Ann Ooms[6]提出了改进数字教育资源的迭代评价模型,强调数字教育资源评价的四元素。Dr. Alivizos Sofos和Apostolos Kostas[7]关注教学过程,基于教学法和媒体教学理论,从教师这个使用者的角度研制小学数字教育资源的评价指标。《评价和选择学习资源指南》(Evaluation and Selection of Learning Resource: a Guide)[8]中给出了数字化学习资源的选择与评价标准,包括了教学内容、教学方法、教学评估、社会现实、学生特点、媒体特点、技术性七个评价维度,每一个评价维度下都涵盖具体的、体现不同程度的评价标准。《学习资源评价指导方针》(Learning Resources Evaluation Guidelines)[9]清晰地罗列了资源评价的五条准则。《开放教育资源评价量规》(Rubrics to Evaluate Open Educational Resources)[10]考虑七类评价量规,并详细描述了每一量规的细节。国外资源评价的研究与实践现状见表1。
总结对比分析国内外数字教育资源评价的研究和实践案例,可以看出:数字教育资源评价研究滞后于资源的研发与教学应用实践,教育资源评价的相关研究主要集中在评价指标体系的开发与应用、评价原则与方法的探讨上,并没有形成资源的基本评价理论体系;现有的资源评价指标风格各异,大都集中在内容因素、组织形式因素和运行情况因素,缺乏系统性,未能详细地反映教育资源本身的特征和教育资源应用于教学活动中的本质,忽略了预测教育资源实际教学效用的能力;评价机制、策略方面的研究成果缺乏,大规模有效的实践案例并不多见。由此可见,在数字教育资源评价领域,目前尚未形成成熟的评价理论体系和评价模型,大规模的实践应用也有待进一步探索。
二、数字教育资源评价体系的基本框架
数字教育资源的评价包括评价主体、评价对象、评价方法、评价指标等诸多要素,为构建科学有效的资源评价体系,需要厘清资源评价的相关要素,并建立一个科学合理的框架,如图1所示。
(一)数字教育资源评价的基本要素
1. 评价目标
评价目标是任何评价活动能够启动的先决条件。评价的所有标准都是围绕目标来制定的,数字教育资源的评价目标不仅包括对数字教育资源在教育性、社会性等方面的质量检验与优劣鉴定,同时也是对数字教育资源发展新方向及时、动态的预测与引导。
2. 评价主体
评价主体即评价者。数字教育资源的评价主体多样,不同的评价主体由于所处的立场和专业角度不同,所关心的侧重点也有差异。根据参与主体的特定专业身份,评价主体可分为教育资源的管理者、教育技术专家、学科专家以及使用者等几类。在评价时,根据具体评价需要,评价主体可以是单独个体,也可以是多个主体的组合。
3. 评价对象
评价对象,即被评价者。技术的驱动深刻地影响着教育资源的内涵和存在形式,人们对教育资源“质量保证”的要求越来越高。因此,评价对象不应仅仅是常规的数字教育资源实体,随着评价不断深入和推广,还可以扩展至对资源开发商资质和支持服务能力的全面考察,从而多渠道保证评价效能。
4. 评价方法
评价方法是实施数字教育资源评价的手段与途径。目前应用于数字资源评价的常见方法包括元数据方法、定性与定量相结合的方法、网络计量方法。[11]教育资源元数据指的是用于描述资源的数据,是对资源内容形式的全方位揭示,依靠教育资源描述的元数据,可以在某种程度上对资源的价值作出一定的判断。定性与定量相结合的方法是有关的定性方法和定量方法互补互促的高效产物,在主观评价上引入精确技术手段,将定性问题定量化处理,主流的方法有层次分析法、因素分析法、回归分析法、模糊综合评判法等。网络计量方法是指在网络环境中,运用文献计量、信息流计量、网络链接分析等方法,对数字化资源的组织、存储、分布、传递、相互引证及其功能和开发利用等作出定量描述并进行统计分析,以揭示其数量特征和内在规律的方法。例如通过资源的链接分析,由链接数量和频率的多少反映出资源质量的好坏。
5. 评价指标
评价指标是评价目标的可操作化分解,是评价目标某个部分的具体描述,回答对评价对象的哪些方面进行评价的问题。评价指标是根据评价目标和评价主体来设计的。数字教育资源的评价重点考察反映教育资源质量好坏并有利于教育资源优化发展的影响因素。
(二)数字教育资源评价的基本方式
针对不同的评价主体,基本的评价方式有管理者评价、专家评价、用户评价、机器评价等。管理者评价[12]面向教育资源运营系统的管理和运维,侧重于评价资源的系统性、丰富性、组织性、准确性、高效性、安全性、稳定性;专家评价是应用最为广泛的评价方式,领域专家往往更熟知教育资源的体系结构、教学特点和应用方向,可以凭借专业经验多方位地考察教育资源;用户评价是从用户的角度考察资源是否实用、好用、易用,属于开放式过程性评价,是对资源非正式的及时反馈;机器评价是借助技术实现的客观量化评价,由计算机智能技术自动对资源的技术参数进行测试,以及对资源的引用、点击、转发、收藏等信息进行分析计算,形成直观的评价结果。常用的数字教育资源评价方式与评价方法见表2。
(三)数字教育资源评价的指标体系
数字教育资源的评价指标体系是实现评价的核心,它由影响教育资源质量的不同象限列出的若干问题构成,是一组能清晰并有区分度地描述出数字教育资源价值特质的集合体,它为评价主体提供一套可参照的、较为统一的标尺。针对不同的评价主体与方法,可以建立不同的评价指标体系。
(四)数字教育资源评价的机制与策略
数字教育资源评价的机制与策略,是指有序化、规范化实施数字教育资源评价的基本方法、步骤和运行制度。只有建立科学的评价策略,形成有效的评价机制与方法,并在实践中不断完善,才能提高资源评价的整体质量与效率。
三、数字教育资源的基本分类
随着信息技术在教育过程中应用的不断渗透与深入,受不同认知学习理论、技术发展的影响,不同表现形式的教育资源不断涌现。目前数字教育资源发展的特点是:在内容组织上,由预设性、结构化内容组织的资源向生成性、动态性教学内容的资源发展;在教学功能上,由结构化、集成化的多媒体课件和专题学习网站等内容展示式资源,向探究式、互动式、开放性等带有强交互教学功能的教育资源发展;在教学应用上,由课堂教学课件向半开放的混合式课程、完全开放的社会化课程逐步发展;在技术应用上,由相对单一的终端支持向多种终端支持,由较单一的多媒体技术应用向网络化、智能化技术等多种新技术的集成应用方向发展。目前虚拟仿真实验室、微课、移动学习资源等新型数字教育资源受到广泛关注。针对不同类型的数字教育资源,建立分类评价指标,是开展数字教育资源评价的基本原则。
(一)数字教育资源的分类
随着各种新形态的数字教育资源不断涌现,要对基础教育领域的数字资源进行一个非常科学、规范的分类并不容易。从资源的文件类型角度,数字教育资源可分为文本、图像、动画、视频、网页等;从资源的承载物角度,数字教育资源可分光盘资源、IP资源、网络资源等;从资源服务教学对象的角度,数字教育资源可分为辅助教师教学的资源、满足学生学习的资源和支持教师专业发展的资源;从支持课程教学的知识粒度看,数字教育资源可分为教学素材、知识点课件、网络课程等;从资源表现的内容角度,数字教育资源可分为知识类、工具类、案例类、评估类、素材类等等。
本研究建议结合资源所服务的教育教学对象及其外在表现形式两个方面,把数字教育资源的第一层次分类为:面向教师教学的资源、面向学生学习的资源和面向教师专业发展的资源。第二层次分类为数字教育资源的表现形式,如:多媒体素材、教学课件、网络课程等等,第二层次分类的具体名称可根据技术发展与教学应用实际不断扩展。面向教师教的常见资源包括多媒体教学素材、教学单元课件、教学工具等;面向学生学习的常见资源包括学习工具、微课视频、主题探究学习与实践资源、高中网络选修课等;面向教师专业发展的常见资源包括教学案例、教师教育网络课程等。
(二)常见的数字教育资源
结合我国教育信息化教学发展实际,国家教育资源公共服务平台基础教育领域目前征集的主要资源类型包括教学素材、教学课件、网络课程、教学案例、教学工具与教育游戏等类型,并随着教育信息化的深入发展不断扩充与发展。
1. 教学素材。指教学过程中使用的文本、图形、图像、动画、视频、音频等多媒体材料,是教学课件、网络课程、教学案例等教学资源的基本组成元素,是承载教学信息的基本单位。
2. 教学课件。指根据教学需要,在一定的学习理论指导下,经过教学设计,以多种媒体表现,具有良好结构,满足某一单元或知识点教与学需要的一种软件。例如:演示文稿、动画课件、电子白板课件等。
3. 网络课程。指以计算机网络为基础实现的课程教学内容及实施的教学活动的总和。从组成内容来说,它包含教学目标、教学内容、教学活动和评价方法等课程教学必备的要素。从组成形式来说,它包含符合网络学习特点、按照一定的教学目标组织起来的课程教学内容和网络课程教学支撑环境,以及基于以上二者开展的网络教学活动。网络课程主要应用于教师教育、高中网络选修课等。
4. 教学案例。指记录教育教学过程中发生的教学活动、典型意义事例及相关信息的资源。概括来说,教学案例有两类,一类可用于教师总结教学经验,开展教研,促进教学水平提高。这一类教学案例需要包括教学设计方案、教学课件、课堂视频实录和教学反思四个部分(有的还包含专家点评)。一类用于帮助学生完成某个知识概念的理解与建构,如“微课”资源,围绕某个知识点或问题进行讲解的以视频为主的教学短片,授课时间一般不超过15分钟,比如:知识点授课视频、操作过程演示视频等;学前教育教学案例主要指幼儿学习探究过程和教师适时引导的幼儿园小组活动和区域活动案例。
5. 教学工具。指针对知识点(簇),能够在一个或多个方面为不同学生或教师的学与教活动提供有效支撑的软件,它可以一节课或一个单元为单位组织,也可以学科为单位组织。学科教学工具软件主要分为教师备课工具、学生学习工具和仿真实验室等。
6. 教育游戏。指根据教学需要,在一定的学习理论和游戏理论指导下开发的,兼顾教育特性和游戏特性,同时承载着一定的教育和娱乐目的,能够实现寓教于乐的计算机软件。
四、数字教育资源的评价指标体系
评价指标体系是资源评价中用得最广泛的评价工具,完整的评价指标体系应由评价指标、评价标准以及权重系数三个要素有机组合构成。针对不同的评价目标与评价主体,可以建立不同的评价指标体系。为配合国家数字教育资源公共服务平台的资源征集与评价,本研究初步建构了针对专家评价的资源评价指标体系。为使评价指标体系更加合理科学、更具有操作性,评价指标体系构建过程中须遵循科学性、系统性、可测性、动态性与导向性原则。
(一)数字教育资源评价指标体系的构建过程
评价指标体系的构建过程如下:
1. 提炼有效评价指标。通过相关研究项目与文献全面收集整理评价指标,根据Delphi法实行第一轮开放式咨询。
2. 设计评价标准。将二级指标细化衍生成的可观察或可测量的若干评价要点,以评语式的语言叙述出来。
3. 筛选评价指标。实行第二轮咨询,邀请专家分析出重要指标,述评评价标准细节,专家意见基本趋向一致,筛选出3个必备指标(所有资源评价都必须满足的指标)和64个可选指标。实行第三轮咨询,依照层次分析法的形式,编制《数字教育资源评价指标专家意见咨询表》,再次统计专家意见,对各级评价指标之间的相对重要性进行判断。
4. 分配指标权重。汇总咨询表中的重要性赋值,运用层次分析法(简称AHP)计算出指标权重。指标的权重计算主要借助Yaahp 层次分析法软件完成。
(二)数字教育资源的分类评价指标体系
国家数字教育资源公共服务平台的资源评价标准针对多媒体教学素材、教学单元课件、网络课程、教学工具、教学案例、专题教育资源、虚拟仿真系统等构建了相应的评价标准体系。其中所有资源都必须满足基本的审查条件:(1)思想性。符合国家的有关法律、法规、方针、政策,无政治性错误,无错误教育导向。(2)科学性。科学严谨,没有学术性、表述性错误,且能正确反映知识的规律性。(3)版权。符合国家出版规定,无侵犯著作权行为。
表3、表4分别给出了教学课件、教学工具的专家评价指标体系,其他类型资源的评价指标体系请见《国家教育资源公共服务平台教育资源评价指标体系》(教育部教信推办[2013]22号文)。
目前本研究中的相关评价指标体系已在“国家教育资源公共服务平台”资源征集活动中试用,评价工作表明本研究提出的评价指标体系具有较强的可操作性与应用价值,对教育资源建设具有较好的指导作用。
五、数字教育资源的评价机制与评价策略
为实现数字教育资源的有效评价,推动优质数字资源的汇聚与共享,需要制订科学的评价策略,建立可行的评价机制。
(一)定性评价与定量评价相结合
定性和定量结合的方法是最常见的综合评价方法,定性与定量相互补充,以定性评价的全面性和成熟度来弥补定量评价的不稳定性,以数学模型分析的可测定和客观性来弥补定性评价的经验判断。特别是从网络信息资源评价中引进的网络计量法,以“链接分析”和“流量分析”等方法,提供资源内在链接质量或访问量的客观数据,为资源的定量评价带来新的视角。
(二)人工评价与机器评价相结合
管理者评价、专家评价、用户评价和基于机器的自动化评价各有优势,为使评价客观、公平、可操作,应结合多种评价方式。在资源开发过程中聘请专家从专业角度分析教育资源中存在的不足;在资源投入使用前聘请有关专家组成评价小组对教育资源进行全面的评议;在资源之后通过开放式用户评价,如资源评级、反馈意见等方式,实现资源的持续性、真实性评价;管理者评价则侧重于资源的安全性、稳定性,保证资源运行顺利、维护高效。机器评价弥补了主观意见的不足,采用一定的工具自动记录和统计该资源的引用、点击、转发、收藏等信息,然后通过统计分析这些信息来评估资源。
(三)线上评价与线下评价相结合
组织专家、学科教师对数字资源进行集中评价,针对资源评价中出现的问题进行研讨交流,采用定量与定性评价相结合的方法,是线下数字资源评价的常用策略。网络技术为资源评价提供了新的平台与机制,基于网络的在线评价系统支持与各类教育共享资源平台无缝对接,实现资源评价与推送的高效管理。网络平台集教育资源申报、导入、审批、评价与管理于一身,适合于资源入库、资源和资源日常使用检测,评价人员可以借助网络平台开展评价活动,评价数据通过网络平台实现自动统计分析,可以大大提高资源评价的效率。线上评价与线下评价相结合的方式,是数字资源评价的有效机制。
(四)资源建设、资源应用与资源评价相结合
数字教育资源的建设、应用和评价相结合,建立评建结合、评用结合的机制将能保证数字教育资源的建设和应用进入到一个良性循环的状态。国家数字教育资源公共服务平台初步建立一个以评价为核心,实现“资源准入—资源共享—资源优化”的机制。资源准入:以国家资源公共服务平台为依托,建立统一的资源评审机制,采用线上评价与线下评价、定量与定性评价相结合的评价方式,评价通过的资源方能进入公共服务平台;资源共享:针对义务教育的公益性教育资源通过网络免费为师生提供;资源优化:通过线上用户评价收集使用者群体对资源的实际使用效果的评价意见,公共服务平台根据专家评价、用户评价与网络计量评价进一步优化、完善已有资源,建立有效的淘汰与鼓励机制,推动数字教育资源的良性进化。
六、研究结论
随着数字教育资源建设与应用的发展,资源的评价主体、评价对象、评价方法日益多元化,目前国内的资源评价普遍采用基于评价指标体系的“静态性”量化评价,国外的资源评价则更加注重资源的应用质量、支持服务、内容更新等动态性指标。数字教育资源评价首先需要厘清数字教育资源建设与应用系统的相关要素,建立合理的评价框架,让不同评价主体围绕评价目标,采用适当的评价方式与方法,形成有效的评价策略与机制,指导评价活动的开展;评价指标体系是资源评价的重要基础,通过科学的方法建立不同类型资源的评价指标体系,是开展资源评价的关键;从资源的生存与发展周期看,资源评价需要建立一个多方参与的持续性动态机制:“资源准入”前一般可采用线上或线下的专家评价,资源在共享过程中可采用线上的用户评价,资源的优化可采用专家评价、用户评价与网络计量评价相结合的评价。
数字教育资源的评价跟认知科学、教育教学理论与实践的发展、技术的变革与创新有着密切的关系,只有建立一套动态、多元、与时俱进的资源评价机制与方法,并在实践中不断完善,才能提高资源评价的整体质量与效率,指导教育资源的科学建设与良性发展。
[参考文献]
[1] 方圆媛,黄旭光.我国基础教育数字化资源研究的现状[J].中国远程教育,2012,(1):32~37.
[2] 吉喆,焦丽珍.连通开放教育资源——赖斯大学Connexions项目评析[J].现代教育技术,2011,(2):17~21.
[3] 黄德群, 陈丽亚.在线教与学多媒体教育资源(MERLOT)项目评析[J].现代教育技术,2011,(5):12~17.
[4] T. L. Leacock, J. C. Nesbit. A Framework for Evaluating the Quality of Multimedia Learning Resources[J]. Educational Technology & Society, 2007,10 (2), 44~59.
[5] D. Z. Deniz , J. L. Marzo ,D. Genon, et al. A Quality Assessmentmethodology for EIE Resourcesavailable through the Internet[A]. Proc. of 19th EAEEIE Annual Conf[C]. 2008, 82~87.
[6] A. Ooms. The Lterative Evaluation Model for Improving Online Educational Resource[D]. University of Minnesota,2005.
[7] A. Sofos,A. Kostas. Pedagogically-Oriented Evaluation Criteria for Educational Web Resources[EB/OL]. http://elearningeuropa.info/files/media/media21214.pdf,2009.
[8] Evaluation and Selection of Learning Resource:a Guide.Prince Edward Island Department of Education PO Box 2000 Charlottetown, Prince Edward Island, Canada, C1A 7N8: 66~71[EB/OL].http://gov.pe.ca/photos/original/ed_ESLR_08.pdf.
[9] Learning Resources Evaluation Guidelines. Student Achievement and Supports Branch Saskatchewan Ministry of Education[EB/OL]. http://education.gov.sk.ca/learning-resource-evaluation-guidelines.
[10] José Vladimir Burgos Aguilar. Rubrics to evaluate Open Educational Resources (OER) [EB/OL]. http://temoa.info/sites/default/files/OER_Rubrics_0.pdf,2011.
关键词 数字电子技术;教学改革;CDIO;教学模式
中图分类号:G642.0 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)06-0081-02
Teaching Reform of Digital Electronic Technology based on CDIO Teaching Model//Tang Min
Abstract Digital electronic technology is one of the major foundational courses for electronics and electrics engineering. According to the teaching model of CDIO, several teaching reform measures of digital electronic technology are carried out, including combining multimedia approach with traditional teaching method; query, induction and comparison within measure; and digesting points in the whole curriculum or intersectional disciplines. The author’s rich practical experiences demonstrate that these teaching reform measures can foster the students’ abilities, inspire their interests and therefore improve the teaching effect greatly.
Key words digital electronic technology; teaching reform; CDIO; teaching model
Author’s address School of Electronics and Information, Nantong University, Nantong, Jiangsu, China 226007
数字电子技术是针对电类专业学习数字逻辑设计的知识要求而开设的重要专业基础课之一。它是研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的重要学科,是一门理论与实际紧密联系的课程,具有发展速度快、理论抽象、实践性强等特点。该课程教学效果的好坏直接影响后续一些专业课程的教学。
随着时代的前进,数字电子技术的发展突飞猛进,传统的教学方法已经明显单调和落后,严重束缚了学生学习的积极性,也使这门课程的教学质量难以提高。为实现培养高质量人才的目标,必须对目前的教学现状实施改革。本文介绍笔者基于CDIO模式的数字电子技术课程教学改革方面的一些经验。
1 CDIO教学模式
CDIO教学模式是近年来国外工程教育改革的最新成果,其中C代表构思(Conceive),D代表设计(Design),I代表实现(Implement),O代表运作(Operate)。CDIO模式是以产品研发到产品运行的生命周期为载体,强调让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习工程,并以综合培养的方式使学生在多方面达到工程师的预定目标。实践证明,CDIO教学模式比传统教学模式适应面更宽,更有助于提高教学质量,尤为重要的是CDIO模式中的新评测标准,为工程教育的系统化发展奠定基础[1]。
2 数字电子技术教改措施
2.1 将多媒体教学和传统教学手段有机结合
目前高校授课中普遍存在两种极端:一种是只板书授课,形式单调,内容枯燥,课堂时间无法有效利用,知识容量小;另一种则完全采用多媒体授课,课堂教学变成单纯地播放幻灯片,缺乏学生参与互动的空间和可能。
笔者强调打造“多媒体+板书”的高质量精品课堂。一方面,优秀的教学课件能提升和精炼教材内容,通过利用图像、声音和动画等多媒体技术将教材中相关概念、定律及应用转化成形象逼真的影像展示给学生,介绍前沿知识和电路原理,有利于扩大学生知识面,有效利用课堂时间。另一方面,将板书穿插于多媒体教学中,对关键步骤进行推导和典型例题的讲解,目的在于展示教学进度、层次和重点,有利于学生对重要知识点的系统把握,有效避免知识讲授过程中的“碎片化”现象[2-3]。
2.2 适度质疑、归纳和比较,培养学生的学习技能
质疑是思维的导火线,也是学习的内驱力,它可以促使学生的求知欲由潜伏状态转入激活状态。因此,教师在教学中适当设疑,设计符合学生认知水平且富有启发性的问题,激发学生对新知识学习的积极性。例如,在讲授OC门时提问:“为什么要引入OC门?”通过讲解一般TTL门输出并联的问题,进一步让学生思考并掌握OC门及其特点和作用[4]。
课程讲授过程中,引导学生触类旁通,理解知识点之间的相互关联,从而举一反三。例如,在讲授触发器逻辑功能时,首先详细介绍JK触发器的特性表、特性方程和状态图,推导三者之间的转换关系;然后引导学生采用相同的方法学习和掌握D、T和T′触发器的相关原理,推导相应的逻辑功能;最后引导学生总结得出“触发器的电路形式和逻辑功能是两个不同的概念,具有某种功能的触发器可以用不同的电路结构实现,而同一电路结构的触发器也可构成不同的逻辑功能”这一结论。
对相关知识点进行比较,帮助学生了解知识点之间的异同,有助于知识的灵活掌握和应用。例如,讲解锁存器和触发器的具体工作原理之前,引导学生掌握两者的共同点,即均可存储并自行保持0和1两个稳定状态;同时也应使学生充分认识上述两种器件的不同点,即锁存器对脉冲电平敏感,而触发器对脉冲边沿敏感。又如,讲解集成计数器74LVC161的应用时,引导学生比较反馈清零法、反馈置数法中置0和置最小数这两类三种接线方式上的差异,从而便于学生灵活应用该芯片构成任意数制计数器。
2.3 加强课程整体以及课程之间的融会贯通
学习是一种认知活动,通过对课程整体内容的联系和比较,有助于学生对重要知识点的理解和掌握。例如,在讲解十-二进制转换的基础上,引导学生总结出对整数除权取余和对小数乘权取整的数制转换的一般方法。又如,集成译码器74HC138和集成数据选择器74HC151都可用作逻辑函数产生器,此时引导学生比较这两种芯片在接线方式上的差异。
此外,由于数字电子技术和模拟电子技术以及电路课程密不可分,因此不能将它们孤立对待,而应在授课期间不断提醒学生将这三门课程内容融会贯通。例如,将电路分析中的三要素法应用于典型脉冲电路输出波形的参数计算中来,同时也可适当布置一些数字电路和模拟电路相结合的实例设计分析题,这样既强调了电子技术这门课程的整体性,又增强了学生的实践动手能力。
3 结论
本文结合笔者多年来的教学经验,在简要介绍CDIO教学模式的基础上,针对数字电子技术理论教学方面提出一些改革措施,今后还将围绕实践教学环节的改革开展一些有益的探索。
参考文献
[1]杨雪,王玫.CDIO在数字电子技术教学模式改革中的应用[J].南京工程学院学报:社会科学版,2010,10(1):65-68.
[2]马晓娜,刘春梅,皮红梅,等.《数字电子技术》教学改革与实践[J].世纪桥,2010,200(9):140-141.