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关键词:光刻技术;图像处理;自动调焦
中图分类号:TP317.4文献标识码:B
Auto-focus Base on Semiconductor Photo Lithography
WANG Peng,YANG Yong-yue,LI Qi-de
(School of Instrument Science and Opto-electronic Engineering,Hefei
University of Technology,Hefei230009,China)
Abstract:This paper has provided auto-focus method of semiconduct photo lithography on Digital Image Processing ,using arithmetic of digital image processing realize auto-focus .The result of experiment indicate that this method can achieve.
Keywords:lithography;image processing;auto focus
引言
光刻技术是半导体工业的核心、半导体行业前进的原动力,光刻技术每前进一步都会大大促进半导体技术的提升,半导体技术的每一次革命都是由新一代光刻机的问世引起的。从经济、国家安全角度来说,半导体技术对我们国家尤为重要:有了自己的芯片加工技术可以省去很多外购芯片和其他一些配件的资金;同时自身通讯的安全性也大为提高。自动调焦是半导体光刻技术中必要的一部分,在晶圆(wafer)对准过程中和后续曝光(explore)中都发挥着巨大作用。图1是曝光过程中离焦位置和不同曝光量对光刻效果的影响图,同时也是机器视觉、数字图像处理的重要一环。
1工作原理
光学光刻分辨率的提高带来焦深的急剧减少,从而要求严格控制曝光图形的表面与光刻物镜的高度,减少调焦误差,适应十分有限的焦深。国外的光刻机采用的调焦技术有自动调焦传感器、激光干涉仪等。本实验采用工业CCD和非感光波段的照明光源对曝光表面采集图像(如图2),硅片(wafer)被吸盘(chuck)吸附与平台(satge)固定在一起。移动垂直方向的平台,通过CCD采集图像,然后采用自动对焦算法计算非感光波段的焦点,最后给出感光波段与非感光波段的对焦偏移量,达到感光波段的焦点实现准确曝光。
对焦精度和重复性的要求:实验中选用工业CCD,选用尼康放大倍数为20X、焦深1.8mil的物镜。为了取得最好的曝光效果,必须使曝光位置处于焦深以内(图1中的Best Focus),即调焦后的位置在焦点±0.9mil范围内。
1.1自动调焦算法分析
通常使用的自动调焦算法有灰度梯度函数、频域函数(基于傅立叶变换)、信息学函数和统计学函数。频域要做复杂的数学变换,耗时较长;信息学和统计学函数做出的判断不稳定,经常把非焦点判断为焦点,而将焦点判断为非焦点;灰度梯度函数具有稳定、单峰、速度快的优点。所以这里采用灰度梯度函数作为自动调焦的评价函数。所谓灰度梯度函数就是利用一幅图像自身的对比度(图形的边缘的尖锐程度)来判断图像的清晰程度。
1.2图像清晰度与边缘特征的关系
边缘是图像最基本的特征之一。所谓边缘是指其周围像素灰度有阶跃性变化或屋顶变化的像素的集合。它存在于目标与背景、目标与目标、区域与区域之间。当系统成像清晰时,边缘点处的灰度阶跃性变化就大,不同灰度区域间的界线就清楚。当成像不清晰时,边缘点处灰度阶跃性变化小,不同灰度区域连成了一片,造成图像模糊。利用边缘点处灰度阶跃变化的程度来评价图像的清晰度具有直观性,不用再去考虑成像系统的特性。
1.3灰度梯度函数
这类函数主要利用对图像灰度的各种处理方法来表征图像清晰度. 假设图像某点(x, y) 处的灰度梯度值为g(x, y) , 每种算法所对应的g(x,y)不同,本实验采用SOBEL算法和KRISCH算法。
1.3.1Sobel算法
两个卷积形成sobel边缘检测算子(图3),图像中每个像素都用这两个核作卷积,一个核对垂直边缘影响最大,另一个对水平边缘影响最大。两个卷积的最大值作为该点的输出值g(x,y).数学表达如下:
Gx=C(x-1,y+1)+2*C(x-1,y)+C(x-1,y-1)-
C(x+1,y+1)+2*C(x+1,y)+C(x+1,y-1)
Gy=C(x-1,y-1)+2*C(x1,y-1)+C(x+1,y-1)-
C(x-1,y+1)+2*C(x1,y+1)+C(x+1,y+1)
g(x,y)=max(Gx,Gy),其中Gx为水平边缘影响,Gy为垂直边缘影响,C(x,y)为点(x,y)处的灰度值。
1.3.2Krisch算法
8个卷积核形成了Krisch边缘检测算子(图4),图像中的每个像素都用这8 个掩模进行卷积,每个掩模都对某个特定边缘方向作出最大响应,所有8个方向的最大值作为该点的输出值g(x,y)。清晰度的评价函数选择灰度梯度平方和■■x■y(g(x,y))■。
2实验数据
实验中的对焦图形选择垂直线条,用CCD采集wafer上的线条成像,其图形如图5 所示。
分别选取Sobel算子和Krisch算子作为评价函数的核,采用灰度平方和■■x■y(g(x,y))■评价函数。在不同离焦位置上的像,每隔100nm 采集一幅图像,在离焦位置前后共采集600幅图像,最后再用评价函数进行评价,得到Sobel评价函数的曲线(如图6所示)和Krisch评价函数的曲线(如图7所示)。
由曲线可以看到,Sobel和Krisch的清晰度评价函数曲线几乎没有噪声的影响;满足了对焦稳定性、单峰性的需求,且在正焦位置呈现最大值。
半导体光刻中对对焦重复性的要求很高,为此做了重复性实验。在焦点附近处(±10mil)反复对焦实验,重复性曲线如图8所示。计算标准差为111nm,3 sigma小于400nm;满足对焦后的点在焦深1.8mil以内的要求。
3结论
本文根据数字图像处理的方法,设计了基于半导体光刻技术的自动对焦实验。实验结果表明,采用图像处理方法可以实现快速、高精度的自动对焦。
参考文献
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[5] 胡涛, 陈世哲, 刘国栋, 浦昭邦.大范围自动调焦快速搜索算法[J].光电子・激光.2006,17(4).
在日常的教育教学中,我校充分利用教育网中的资源,为教师提供广阔的教学资源,不断提升教师的业务水平;为学生创设良好的学习平台,不断开阔学生的视野。通过网络平台,与省教委实现了网络资源的共享,实现了与专家的面对面的交流与学习,全面提升了我校整体的教育教学水平
一、运用远程教育资源,有利于数学教学情景的创设,有利于激发学生的学习兴趣,调动了学生的学习自主性和积极性。
《新课标》指出,学生是学习的主体,我们的教学要保证不同层次的学生,每天都有新的收获。数学知识来源于生活,但其自身的抽象性、严谨性及小学生的生活经验的匮乏和抽象思维的局限性,导致了许多小学生认为数学是一门枯燥、乏味、难教、难学的科目。在传统的课堂教学中,由于受多方面限制,老师又不能提供生动、直观的教学情景,使学生对教学过程中重难点的理解与掌握有一定困难,对数学知识的意义建构发生了困难。远程教育资源具有集信息于图、文、音、视、动、色为一体,综合表现力强的特性,以新颖性、趣味性、艺术性吸引学生的注意力和好奇心,调动学生的多种感官参与学习。通过多媒体的音、像画面,为学生创设有趣的学习情景,使学生入境动情,在轻松愉快的气氛和美的感受中学习知识,大大调动了学生课堂学习的积极性和兴趣。可见,远程教育资源是激发学生学习兴趣的良师益友,是教师教学的好帮手。
二、远程教育的呈现过程,有利于降低教学难度,发展学生的思维能力
小学生知识贮备有限,缺少生活经验,他们往往根据事物的外部特征进行概括做出判断。在他们的头脑里形象思维占主导地位,他们的抽象思维过程,仍离不开具体形象的支持。远程教育资源通过展示文字、图片、图像、声音于一体,将学生带进形象生动,色彩缤纷的教学情境中,使学生感官接受刺激,发展思维能力,拓展学生的空间概念,模拟仿真,呈现过程,化抽象为形象,加深对事物的理解,大大减轻了学生的认识难度,变难为易。例如:在“平移和旋转”的学习中,远程资源提供了用三角板量各种角的方法,小房子平移的过程等动画过程。这样打破时间和空间的限制,延伸和拓展教学时空,通过图像、声音、色彩和动画,传递教学信息,解决了由于时间和空间的限制所造成的教学难点,使学习内容变得容易被理解和掌握,培养并发展了学生获得信息,分析信息和处理信息的能力。
三、利用远程教育资源设置悬念,引导学生探究。
悬念可以造成一种急切期待的心理状态,具有强烈的诱惑力,能激起探索、追求的浓厚兴趣。这是老师常用来设计导入新课的一种方法。设置的悬念应具有“精”、”新”、“奇”的特点,在技巧上则应“引而下发”、“令人深思”。
四、利用远程教育资源,激发学生联想,有利于突破教学重难点
关键词:数字媒体艺术;“一体化”;教学模式
数字媒体艺术以信息化、数字化、网络化技术为基础,近年来被广泛应用到人们生活的各个方面;在这种时代形势下,我国对数字媒体艺术人才的需求量日益提升。根据相关数据显示,目前我国已经有大约1200所高校开设了该专业。数字媒体艺术涉及领域广泛,包括通信技术、计算机网络、建筑设计、美术和音乐、影视等。因此,数字媒体技术的课程设计也呈现出多样化的特点。由于各个高校的教学目标与定位不同,其在数字媒体艺术课程设置和教学模式方面也存在较大的差异性,教学质量也参差不齐。如何提升数字媒体艺术课程的教学效率,是当前教育教学需要思考的重要问题之一。“一体化”教学模式以其独有的优势条件,近年来逐渐被引入高校教学中,且取得了显著成绩。因此,高校若要提升数字媒体艺术课程的教学质量,就必须深入研究“一体化”教学模式的构建策略。
1 基于数字媒体艺术课程“一体化”教学模式中存在的问题
1.1 教学设备不完善
数字媒体艺术课程具有较强的实践性,而教学设备则是实践活动的基础,因此,高校在实施“一体化”教学模式时,应当完善教学设备,为数字媒体艺术专业学生的实际操作提供基本保障。由于数字媒体艺术课程具有明显的交叉性特点,涉及工业产品设计、数字媒体制作、网络游戏开发、影视后期、CG造型制作等,因此这些课程实践都需要高配置的实验室,这对资金投入的要求较大。但目前,部分高校由于缺乏教学资金,对数字媒体艺术课程教学设备投入较低,导致教学设备不完善且许多课程实践无法完成,无疑严重影响了课程教学的效率。
1.2 缺乏师资力量支持
当前,我国社会经济取得飞速进步与发展,与之相对应的是我国各个领域对数字媒体艺术人才的相关要求越来越高。教师作为培养数字媒体艺术人才的主要实施者,其素质直接影响课程的教学质量和“一体化”教学模式的实施效果。调查显示,当前许多高校数字媒体艺术专业教师的素质较低,难以满足产研“一体化”的教学需求。数字媒体艺术课程教学要求教师一方面要掌握扎实的专业知识,具有较高的艺术修养;另一方面要求其掌握一定的现代化传媒科学技术。但在实际教学中,许多教师虽然具有较高的学术造诣,但却未能掌握必要的现代科技手段,这使得产研“一体化”教学模式难以开展。部分高校的数字媒体艺术教师虽然具备传媒技术,但是缺乏艺术文化底蕴,其知识结构体系单一,同样无法在数字媒体艺术课程教学中准确把控教学进度和计划。
1.3 实践与理论不统一
当前,许多高校在数字媒体艺术教学中未能与时俱进,导致教学内容陈旧、教学模式单一,经常出现理论与实践脱轨的现象。尤其在实践过程中,一些教师或用人单位认为数字媒体艺术专业的大学生缺乏工作经验,因此,其多将学生安排在缺乏创造性的固定工作岗位上。这无疑严重制约了学生主观能动性的发挥,根本无法使学生掌握必要的专业技能和实践能力,也不利于提升“一体化”教学模式的效率。
2 基于数字媒体艺术课程“一体化”教学模式的构建策略
数字媒体艺术课程教学的目的是引导学生在美学和艺术理念影响下,积极探索数字理念、技术和创意的结合点,进而开展一系列艺术创造活动,可见,数字媒体艺术的创造性活动,必须重视技术掌握。因此,高校数字媒体艺术课程应当采用“一体化”教学模式,即将课程作业、综合练习和毕业设计有机结合在一起。调查显示,我国大部分高校数字媒体艺术课程实践、综合练习与毕业设计都是相互独立的环节,未能形成相互支撑的实践课程体系,这显然不符合“一体化”教学理念的内在要求。高校若要促使学生掌握数字媒体艺术知识,具备艺术创新思维与能力,则必须构建“一体化”教学体系。首先,要整合、梳理与数字媒体艺术相关的实验课程,并思考实验课程之间的联系与融合。其次,还要根据大学各个阶段专业课程的不同层次,将实习、创意和艺术认知等引入不同年级的综合实践中,促使数字媒体艺术专业学生对实习形成正确认识,并根据自身情况确定制作项目;进而使其在之后的学习过程中,围绕这一项目进行相关的专业知识研究和专业技能训练,将这一项目制作延伸到毕业设计,最终经过长期积累和训练形成毕业论文和设计项目。再次,要依据课程体系,科学地安排这些环节,使毕业设计、实习和实验在保持独立的同时,紧紧围绕课程体系有序开展。具体而言,要确认实践项目,在大学二年级的认识实习阶段,高校就应安排选题的综合训练,组织数字媒体艺术专业的学生参加专业讲座、参观实习基地等。教师应当根据学生的实际能力、学习兴趣、专业基础,制定合理的项目计划,并要求学生在实习过程中有计划地完成这一设计项目,并鼓励学生认真探究虚拟现实、动漫、网络、影视等方面的知识,进而确立毕业实习、创意实习、毕业设计的项目。此外,高校还应当加强学生的技能融合训练,鼓励学生在创意实习阶段自主选择项目,并依据相关要求进行技术组合训练。这有助于学生整体把握专业知识,打破单一的知识认知,进而产生相关的创意。最后,高校还应提升学生的技术能力与设计理念。在毕业设计、实习阶段,教师要指导学生在积累知识和技术的基础上,不断拓展自身的文化视野,并积极探索与制作项目相关的设计理念、资料与技术,制定切实可行的项目制作方案,进而促使其完成毕业论文和设计。
参考文献:
[1] 韩华静,黄心渊.关于数字媒体艺术专业培养方案的一点思考[J].计算机教育,2008.
[2] 杰.高校数字媒体艺术课程体系的研究与教学探索[J].A章,2009.
关键词:小学;体育课堂;数字化教学
一、当今小学体育教学课堂存在的不足
传统的体育教学倡导教授学生相关的体育技能,对体育理论知识方面的教学不够重视。传统体育教学以教师示范动作要领,学生模仿练习,加上相关的分解和辅助动作进行练习,再组织学生完整练习整个动作。在这样的教学过程中,忽视了学生对体育知识理解的重要性,忽视了学生创新思维的培养,有时还过分重视竞技因素,或仅仅为了完成各项测试任务,学生很难对体育感兴趣。随着社会的进步,小学体育课堂发展的实质是通过适当的身体活动,增进学生体质,培养良好的锻炼习惯,将理论知识的学习和运动技能的练习融为一体,真正达到终身体育锻炼的目的。
二、数字化教学的运用形式
对于体育课而言,数字化形式的运用主要分为两种:1.网络课。在网络课中,教师可以充分利用网络资源,根据学生的认知水平和求知需要,讲解一些关于体育健康教育方面的知识,可以通过观看体育图片、比赛视频、体育与健康方面的各类多媒体文件,给学生直观感受,让他们去了解体育,热爱体育。2.课件的使用。在体育室内课中,可以充分利用多媒体课件展示图片、音乐、动画、视频吸引学生的注意,让教师单一的讲解变得更具有内容性、针对性。尤其在面对低年级的学生,吸引他们眼球的就是那些可爱的动画,让知识从他们喜爱的动画口中呈现,远远要比从教师单一的讲授中学到的效果要好得多。
三、在小学体育课堂教学中应用数字化教学的作用
据了解,一般小学体育教师都有自己的专项,比如篮球、足球、田径、体操、武术等等。这样就会出现以下情况:对自己的专项教学比较熟练、讲解示范到位,学生掌握得较快;而对其他项目很可能就掌握不够好,讲解示范差强人意,课堂学习效果一般。小学体育教学内容涉及较广,教学目标也较多元化,并不会因体育教师个体的差异而不同。
那么如何有效解决这个问题呢?教师除了加强学习自己不擅长的专业知识技能外,应用数字化教学是一个好方法。在体育教学中应用数字化教学,不仅可以激发学生学习体育知识技能的兴趣,还可以提高体育课堂教学效果。比如,你对足球运动技能掌握不够,就可以通过网络及其他方面收集相关教学资料,课上应用多媒体设备进行教学。当学生在课上看到那些优秀运动员标准的运球、传球、射门等动作时,就会激起学习的热情,就可以达到事半功倍的效果。
另外,有些运动项目受到各项因素的限制,比如,体操、健美操等项目,体育教师年纪大了就很难按照标准动作要求做到正确示范,这时我们就可以应用数字化教学,课前收集资料,制作PPT课件,在课堂上通过多媒体设备进行播放,学生可以看到完整的、正确的技术过程,学生掌握动作有很好的效果。
因此,数字化教学应用于小学体育课堂教学中,有利于学生主动学习体育知识和练习体育技能,并促进学生的个性化发展,有利于学生创新能力的培养,对提高体育教学质量起着重要的作用。
四、结合小学体育学科的特点,正确、合理地使用现代信息技术
小学体育教学大多数内容都是在室外进行,但是有些教学内容需要结合数字化进行教学,可以提高体育课堂的教学效果。比如,在进行广播体操教学时,可以运用电脑或电视播放广播操教学视频,学生通过边看边模仿的方式进行学习,既直观又形象,而且正确。这时候教师可以进行个别指导和纠正,在学习完后,教师可以播放音乐口令,学生按照音乐口令进行练习,教师可以边检查边纠正学生做得不到位的地方。再如,在进行体育课堂常规教学时,如果教师只是按照传统的教学方法,除了讲解、示范,还是讲解、示范,久而久之学生就会感到枯燥乏味,学习兴趣就会下降,课堂的学习效果也就不尽如人意了。如果体育教师利用网络搜集资料,制作课件,下载相关教学视频,然后进行教学,学生很感兴趣,学习的主动性和积极性提高,自然能收到很好的教学效果。
这样的教学案例在小学体育课堂教学中还有很多。只要教师更新教育理念,认真钻研体育教材,结合学生的年龄特点和教材特点,在自己的教学中合理地应用数字化教学,相信一定会收到事半功倍的教学效果。
综上所述,在小学体育课堂教学中,只要我们能正确、合理地应用数字化教学,就能更好地提高课堂质量,营造出和谐的学习氛围,激发学生学习体育的兴趣,让体育课真正成为学生喜爱的学科。
【关键词】电工电子技术 教学模式 理实一体
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)08-0012-02
一、原有教学模式弊端
传统教学模式中授课教师以理论讲授为主,大篇幅的进行公式推导、计算,学生积极性不高,没有浓厚的学习兴趣,教师是整个教学过程的主体,忽略了学生的主体地位,忽略了课程对于学生思维方法的锻炼和创新能力的培养,在较大程度上束缚了学生的创造力,不利于全面、系统地培养学生的实践操作能力,严重影响了课程的教学质量。我们在对往届毕业生进行问卷调查过程中,了解到我院大部分毕业生到就业单位后,由于学校教育与企业实际工作环境的差别,学生的实际动手能力不强,另外,在工作中毕业生会遇到一些以往没有遇到过的问题,这就需要学生具备一定的分析、解决问题的能力,这正是理论讲授和实践教学脱节的弊端。为生产、管理、服务一线培养德智体美全面发展,实践能力强,具有良好职业道德的技术技能型人才是我们培养学生的目标,因此,在教学过程中对学生实践操作技能的培养是非常重要的,而传统的教学模式很难做到这一点,因此,必需对原有教学模式进行改革,将理论讲授和实践教学有机的结合在一起。
二、理实一体教学模式的涵义
理实一体教学模式融理论教学与实践教学于一体,[1]强调了学生的主体性,将学习的时间和空间进行有机结合。追根溯源,理实一体教学模式来源于教育家杜威“做中学”的实用主义教学理论,将基本知识讲解、操作技能培训有机的融合在一起,[2]学生在做中学、在学中做,有效地克服了传统教学模式中理论讲授与实践教学脱节的弊端,与高等职业教育培养高素质、高技能应用型人才的目标相一致,理实一体教学模式的构建实现了[3]理论与实践一体、教师与师傅一体、学生与学徒一体、教室与车间一体的四位一体教学模式。
三、《电工电子技术》课程的特点
四、理实一体教学模式举例
《电工电子技术》课程理实一体教学模式的构建需要建设“教、学、做”一体化的教学情境,使学生在真实产品及虚拟仿真为载体的项目课程中边学边做,对于培养学生动手能力及解决实际问题的能力具有及其重要作用。本课程依据基于工作过程导向的课程开发思路,将课程内容设计为触发器与时序逻辑电路装调、直流电路的分析及装调、正弦交流电路的安装与测试、晶体管电路的装调、门电路和组合逻辑电路装调等五个学习情境,每个学习情境划分为多个学习任务。下面以其中一个为例来阐述理实一体的教学模式构建。
以往在给学生讲解时仅是大篇幅的推导应用公式、分析电路进行计算,学生对这些枯燥的符号、公式毫无兴趣,教师讲授起来也很吃力。在理实一体的教学模式下讲解该部分内容时,可以借助Proteus ISIS电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上,可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路,通过选取所需元器件在图形编辑窗口内完成编辑和绘制电路原理图,并可以调整元器件的位置、放置方向以及改变元器件的电阻值、电压值等基本属性,从而验证相应的定理、定律,例如,在下图中验证节点B处基尔霍夫电流定律时,可以借助Proteus ISIS仿真软件绘图并在节点B的三个支路分别安装电流表A1、A2、A3,各元件参数确定运行后会在三只数字电流表上显示出该支路的电流值,学生可以直接读取I1、I2、I3的数值,从而直观、明显地来验证基尔霍夫电流定律。在验证基尔霍夫电压定律时可以选定所要验证的回路,在回路的每个元件两端并联电压表V1、V2、V3,各元件参数确定运行后会在三只数字电压表上显示出该元件两端的电压值,从而可以验证基尔霍夫电压定律。与过去传统的授课模式相比,学生更容易接受、更感兴趣。
五、理实一体教学模式的相关教学保障
理实一体教学模式需要充分利用多媒体等现代技术,建设仿真的职业环境及相关硬件设施环境,满足学生基本技能实训、岗位技能实训、综合实践训练等多种要求的仿真训练要求,从而有效解决理论教学与实践教学脱离的问题,提高教学效果。
教材建设也是理实一体教学模式建设的重要教学保障,传统教材更注重理论知识的连贯性、系统性,在理论和实践结合方面涉及较少,因此在理实一体教学模式建设中教材建设是非常关键的。参照国家职业标准,由企业专家和校内专任教师共同确定岗位职业能力的知识点,将所需掌握的知识和技能确定为典型工作任务,形成相应学习情境,体现了教材教学内容的实践性要求。
校企合作也是理实一体教学模式的重要保障。进一步推动校企的深度合作,围绕企业需求及时调整专业设置和教学内容,加强实训基地和双师教师队伍建设,各专业教师与企业专家紧密合作,将实践内容和行业前沿技术及时纳入理实一体教材中,及时调整教学内容,不断补充新知识、新技术,保证教材的实用性和针对性。校企共同设置专业、共同制定教学计划、共同促进毕业生就业,从入口到出口充分融入到人才培养的整个过程。
参考文献:
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摘 要 云计算作为一种大规模的资源整合与存储技术,为数字教学资源的开发和利用提供了方便。通过分析高校体育课程数字教学资源建设的瓶颈,提出了基于云计算的软件即服务(SaaS)、平台即服务(PaaS)和基础设施即服务(IaaS)建设高校体育课程数字教学资源。
关键词 云计算 高校体育课程数字教学资源 建设
随着信息技术的发展,我国高校掀起了数字教学资源建设的,与此同时,也出现了数字教学资源低水平重复和校际共建共享不足的现象。高校体育课程数字教学资源建设和应用有助于解决师资不足、学训矛盾等问题,基于云计算建设高校体育课程数字教学资源能够节省成本,提高资源利用效率。
一、云计算的内涵
云计算(cloud computing)是一种基于互联网的服务模式,为网络用户提供一组抽象的、虚拟化的、动态可扩展的、可管理的计算资源能力、存储能力、平台和服务的一种大规模分布式计算的聚合体。云计算有三种服务类型:软件即服务(SaaS)、平台即服务(PaaS)和基础设施即服务(IaaS),可为用户提供动态易扩展的、虚拟化的资源(软件、平台和基础设施)。云计算技术具备跨平台、跨时空的人机交互功能,基于云计算建设高校体育课程数字教学资源在一定程度上克服了目前硬件投资过大、人员技术要求较高、运营维护成本过高等缺点,有助于广大体育教师利用手机、iPad和台式机随时随地的建设数字课程资源。
二、高校体育课程数字教学资源建设存在的问题
(一)软件操作问题
专业的特点决定了大部分体育教师在体育场馆游刃有余,面对日新月异的计算机软件却手足失措。体育课程数字教学资源的建设需要应用多种软件才能完成,教学课件的制作、教学视频的录制与剪辑等设计到的文本、图片、声音、动画和视频编辑软件(如PowerPoint、Acdsee、Cool edit、Animantor、Flash、Camtasia Studio)的使用和版本升级让大多体育教师望而却步。
(二)平台应用问题
建设数字教学资源的目的是依靠网络平台实施教学的,高校体育课程数字教学资源有助于解决师资不足、学训矛盾等问题。但是,网络教学对教师的信息素养要求较高,需要教师灵活掌握和使用网络教学平台的作业、在线答疑、统计分析等功能,这对于习惯口传身授教学模式的体育教师来说也是很大的挑战。
(三)基础设施问题
数字教学资源的建设的基础设施主要包括相关软件和硬件。目前可用于网络教学的硬件有台式机、笔记本、iPad和智能手机等,软件包括操作系统(Windows、Android、iOS等),现有的网络教学平台存储兼容性不足,不能很好地跨平台实施教学,面对众多数码设备及其纷繁复杂的操作系统,体育教师大多会望而生畏。
三、基于云计算建设高校体育课程数字教学资源的对策
(一)使用网络软件,在线建设体育课程数字教学资源
软件即服务,云计算为学习者随时随地的学习提供了有利的技术支持,同时也带来了很多方便的网络软件。高校体育教师可以利用Baidu Wenku查找下d教学课件,利用在Google Docs创建教案,在Youku中查找或上传教学视频,也可以使用美图APP在体育场馆拍摄教学图片、使用美拍APP录制教学视频,并进行适当的编辑剪辑,然后使用美篇APP制作图文声色并茂的网络教学资源。
(二)借助网络平台,在线体育课程数字教学资源
平台即服务,云计算把开发环境作为一种服务来提供,用户可以使用中间商的设备来开发自己的资源。高校体育教师可以灵活使用现有的网络平台进行网络教学,如通过QQ群的作业功能作业信息,利用WeChat朋友圈共享自己开发的网络教学资源给学生学习,利用飞信课程通知信息,通过平台互动的状态数据来分析数字教学资源的利用情况。
(三)借助移动设备,在线分享体育课程数字教学资源
基础设施即服务,云计算通过虚拟化的云存储把数据存储到云端,解决了传统硬件设施的存储兼容性问题。高校体育教师可以通过在智能手机、iPad和台式机上分别登录QQ、WeChat或借助手机、电脑管家软件实现体育课程数字教学资源在不同设备之间的传输与分享,利用Baidu网盘、360网盘等云存储适时分享大容量的多媒体教学资源(如NBA、世界杯等大型体育比赛实况录像等)。
四、结语
云计算作为一种大规模的资源整合与存储技术,为数字教学资源的开发和利用提供了方便。高校体育教师要积极探索云计算对网络教学方式的影响,加大体育课程数字教学资源建设力度,努力提升体育课程数字教学资源的建设质量和使用效果,加快高校体育教育信息化进程。
基金项目:2016年湖南省哲学社会科学基金一般资助项目(16YBA181)。
参考文献:
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【关键词】教学质量评价 灰色理论 数字媒体技术专业
【基金项目】本文系湖北民族学院科技学院校内教学研究项目“数字媒体技术专业设计性课程考试改革与实践”(编号:KJY201418)的阶段性研究成果。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)32-0225-01
为了提高教学质量,许多高校采取了各种形式的教学质量评价方式[1]。目前高校评教主要采用统一的评价结构,这影响不同学科评教的合理性。数字媒体技术专业不同其他专业,数字媒体技术专业的各个课程比较重视艺术设计和软件的综合操作能力,采用统一的评价模式难以评价该课程是否能提高学生的艺术素养和实践操作能力。另外,在评教过程中,评教样本较少,不适合采用数理统计方法。灰色理论的基本思路是以小样本为基本出发点,实现对系统行为的正确认识[2]。数字媒体技术专业设计类课程教学质量评是根据该专业的教学目标为准则,判断课程教学效果与目标的实现程度。由于教学评估过程中既有已知明确的信息,也存在许多未知信息,因此,对数字媒体技术专业设计类课程教学质量评价是一个典型的灰色系统。
1.教学质量评价指标设计
数字媒体技术专业设计类课程教学质量评价的基础是评价指标的设计,评价指标应该具体化和可操作化,既有客观指标,也有主观指标,根据国内高校评教体系,我们将数字媒体技术专业设计类课程教学质量评价指标分为4个一级指标和16个二级指标。一级指标包括:教学内容、教学方法、教学态度和教学效果,二级指标分别表示为:教学内容(反映学科的新思想和新成果;内容充实、深浅适中;突出重点和难点;准确性和科学性)。教学方法(合理使用现代化教学辅助教学;注重学生创新意识和创新能力培养;教学方法形式多样化;注重理论联系实际)。教学态度(对教学内容和教学方法做了充分准备;教学认真、有耐心;教学中充满活力;遵守教师行为规范)和教学效果(学生注意力集中、学习兴趣浓;学生掌握了本课程知识内容和方法;学生的分析和解决问题能力得到提高;对学生实践能力有较强的指导意义)。
2.灰色理论综合评价方法
采用主观与客观结合的方式确定评价指标的权重。主观方法采用层次分析法,客观方法采用熵权方法。采用灰色理论进行评价的基本思路是对教师评价数据进行灰色聚类,判断教师教学质量属于哪个灰色类。下面以某次评教的4名教师得分为例,来说明灰色理论综合评价过程。首先构建评价特征向量,如表1所示,表示4名教师在各个评价指标上的得分(按照百分制计算)。
表1 教师的各个评价指标得分
其次,对原始特征向量进行标准化处理,使标准化后的数据在[0,1]之间。接着求序列差、最大差和最小差,以表中最大值作为参考序列,求出每个评价指标值与参考序列的差值,序列差Δij。接着可以求出教师的关联系数如表2所示。
表2 教师的灰色关联系数
关联度越大表示教师教学质量越接近最优值。教师的灰色关联度为:
教师1为0.61107,教师2为0.62644,教师3为0.62864,教师4为0.60978。
最后进行白化权函数聚类,将评价结果分为“优”、“良”、“中”、“差”等灰类,可以计算出这4个教师的评价得分都属于“良”类。
结论
评价教师的教学质量,不仅需要一个系统科学的评教体系,也需要有一定的评教水平,但是目前对教学评教体系的研究还不完善,有许多问题还不清楚,这说明评价系统是一个信息不完备、不确切的灰色系统,本文正是基于此而采用灰色理论评价方法,这能够提高评价效果。
参考文献:
关键词:过程教育资源;小学教学;教学效率
中图分类号:G623.5 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2013)03-0295-01
通过学习和认真研究,合理运用农村远程教育资源完全能够提高我们小学数学课堂教学效率,在这几年的学习和充分运用远程资源的体验中,让我收获不少,供同行参考:
1.远程教育资源在小学数学教学中的优势
人类已经进入到信息化时代,以计算机和网络为核心的现代技术的不断发展,正在越来越深刻地改变着我们的生产方式、生活方式、工作方式和学习方式。远程教育资源可以拓展学生的思维,促使学生进行自主、合作、探究式学习、培养学生的创新精神和实践能力,促进学生全面和终身发展,提高学生综合素质等方面显示出优势,为素质教育的真正实现提供广阔的发展空间。
1.1 信息呈现多媒化。远程教育具有集信息于图、文、音、视、动、色为一体的综合表现力强的特性,改变了传统的粉笔加黑板再加一张嘴的信息单一的表现形式。通过多媒体的声音、图像画面,为学生创设有趣的学习情景,使课堂生动有情趣,在轻松愉快的气氛和美的感受中学习知识,大大调动了学生课堂学习的积极性和兴趣。可见,远程教育资源是激发学生学习兴趣的良师益友,是教师教学的好帮手。新课标指出:有效的数学学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆,动手实践工、自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方式。
1.2 实现优质教育资源共享。远程教育资源信息量大,交互性强。动态视频色彩美,音吭响效果生动逼真。可以不受地域和时间的限制,教师们只要轻点鼠标,就能及时上网查阅资料,掌握课程改革的最新动态。足不出户就可以享受优质教育资源。同时更便于老师们交流以、学习研讨。
2.体会远程教育资源在小学数学教学中的作用
数学课程的特点之一是内容抽象。因此,考虑如何在传授知识的过程中做到生动形象,是我校数学组教师实践或时常思考的问题。面多媒体在数学教学中应用可以较好的解决这个难题。
远程教育资源有利于创设教学情境,培养学生学习兴趣,变抽象为直观,突破教学重点、难点、有利于激活学生思维,全面提高学生的素质。通过课题实验,我校数学教师充分感受到,如果能应用多媒体创设教学情境,就会激发学生学习数学的兴趣。例如在教学 "圆柱的认识"一课时,认识圆柱的侧面展开图是教学的重难点,特别是探索圆柱侧面展开图的长和宽与这个圆柱的关系时,学生比较难,因此,可在学生动手操作的基础上,运用远程教育的媒体资源动画展现,加深学生的理解,降低学生学习的难度。
3.通过课题实践,发现远程教育资源在小学数学课堂教学使用中的误区
3.1 手段变目的。多媒体应用应当从教学实际出发,充分发挥其优势。它只是一种教学手段,而不是教学的目的。我们不能忽略对最重要的教学观念,教学方法、教育规律的钻研。再好的教学手段倘若没有正确的教学观念的指导、恰到好处的教学方法的选择,特别是教师对教育规律的把握得当,都是不能充分发挥作用的。往往只以成为一个花架子。
关键词:激发兴趣;突出重难点;丰富资源
随着高校教学手段的不断丰富发展,现代化数字教学方式越来越受到广泛的关注。不同于传统教学方式下讲解与示范易产生分离的弱点,数字教学方式很好地实现了二者的统一,能够确保学生获得更好的信息接受效果。因此对高校体育教学中现代化数字教学应用进行研究,非常必要。
一、高校体育教学中应用现代化数字教学的意义
在高校体育教学中大力普及现代化数字教学模式,有着非常重要的意义。
1.激发学生学习热情。传统高校体育教学模式下老师只能以边讲解边示范的方式进行授课,学生的学习效果受到老师动作示范标准程度的影响。而利用数字教学方式,可以通过优秀运动员的动作讲解示范,使学生形成完整正确的技术概念,保持了学生很好的学习兴趣。
2.突出教学难点重点。体育教学中有很多难点重点问题很难通过教师的示范讲解达到良好的教学效果,学生观察理解清楚动作要领的难度很大。
3.降低事故伤害率。体育课程中难度比较高的动作练习,如跳远的空中滞空、体操的翻滚等,学生难以很好掌握。如果没有认真领悟好,很容易在练习中发生意外事故。而数字教学方式可以将这些动作以慢镜头的方式反复进行播放,同时将学生的动作同正确的示范动作进行对比,可以及时纠正学生练习中出现的各种问题,进而降低事故发生率。
二、高校体育课中现代化数字教学应用途径
高校体育教学中应高度重视应用现代化数字教学方式,并将其同传统体育教学模式相统一,促使学生在学习过程中获得更大的信息量、更好的教学指导,取得更佳的学习效果。
1.拓展教材的广度深度。利用数字教学的优势,可以突破常规教学内容的限制,更加能够激发学生的兴趣,提高教学内容的趣味性、科学性和实效性。应给予学生学习主动权,使其能够按照自己的兴趣和爱好选择学习的方法和内容。
2.丰富学习的资源范围。应大力发挥现代化数字教学模式的鲜明特点,利用其交互功能、丰富的表现形式、多变灵活的放映特点、生动的形象和鲜明的图像等特点,能够激发学生学习的兴趣,其所拥有的丰富的教学资源库,将会充分满足学生对体育运动的不同兴趣,新颖的教学手段也能够促使学生提高联想思维能力,符合学生的生理心理发展需求。数字教学方式能够将学生的意志过程、情感过程、认知过程等统一到教学中来,从而提高学生的自我学习动机,使其更加自觉地参与到学习之中。
3.解决教学的重点难点。由于很多体育运动项目对施教者本身的要求非常高,特别是一些高难度的动作,教授时对体育老师的素质能力要求很高,但有时老师会因个人素质、身体状况等方面的劣势,很难对这些动作做到很好的示范,一些空中动作比较多的项目就很难以“逐帧”播放的方式展现给学生,因此学生对这些内容的学习就会陷入较大的困难。而采取数字教学方式,能够充分利用其方便的重分、连间、快慢、动静等变换功能,在很短的时间内就解决了上述困难,将教学的难点重点形象地展示出来。
4.完善学生技术动作。学生形成正确的动作要领,必须经历一个模仿、训练、纠错、再训练的往复过程,这是运动技能的科学形成规律。而利用现代媒体摄像功能,可以在计算机中采集学生训练中的实际动作技术,有的数字教学系统还带有自动动作分析功能,其科学准确的动作分析对学生技术动作的完善,效果将会更好。
现代化数字教学是近年来高校教学方式改革的一大趋势。在体育教学中高校教育者应本着切实提高教学效率的目的,加大数字教学模式方法途径方面的研究,实现现代化教学方式同传统教学模式的有机结合,从而提高高校体育教学效率。
参考文献:
吴刚.高校体育课实施现代化数字教学的可行性研究[J].成