課程設計與開發技術范文
時間:2023-10-11 17:25:58
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篇1
關鍵詞:多路錄播;視頻制作;教學設計;演播室;錄制系統
中圖分類號:G43 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2017)03-0209-02
筆者目前在廣東開放大學課程建設與教育技術中心從事網絡課程視頻的制作等工作,中心以大規模的、自動化、高效率的課程視頻制作生產線的建設為主要工作目標。以前的工作模式是在一個大的演播室,一位技術人員負責攝像機,一位技術人員負責錄制系統,錄制對老師的形態及專業知識有很高的要求,很多老師因為在演播室錄制,沒有學生,授課無法達到課堂的水平,影響教學視頻。另一方面原因,隨著學校的發展,網絡課程涉及的學科越來越多,需要錄制和制作的課程也隨之增加,而一次錄制課程至少需要三位技術人員配合,耗時耗力,所以為了改變現狀決定建設一套智能錄課系統解決現存問題,能夠建設高質量的網絡視頻課程以支持學校的教學任務。
1 國內現狀
視頻課程是一種基于互聯網絡平臺的以視頻為載體呈現某一門課程的具體教學內容與教學活動的新型課程形式,它具有教育性、可視性、共享性、便捷性、交互性等諸多特點,是傳統視頻課程在網絡教育環境下的延續和發展。目前我國各高校建設的中國大學 MOOC、視頻公開課和精品課程等視頻教學資源均是網絡視頻課程的一種具體展現形式。國內網絡視頻課程的大批量出現開始于國家推動精品課程項目的建設,其實施辦法中要求國家精品課程應提供至少 50 分鐘的現場教學錄像。但由于各院校對現場教學錄像的錄制環境、錄制方式以及拍攝水平的要求高低不一,致使網絡視頻課程的質量參差不齊,存在如環境吵雜、教學內容冗長、畫面質量低等問題,人們主動觀看網絡視頻課程的興趣不濃。國內教育技術工作者已對如何建設優質的網絡視頻課程展開了深入的探討和研究,主要從技術與策略的角度探討了網絡視頻課程的開發與優化,對新信息技術教育環境下如何圍繞以網絡學生的學習為中心進行系統性的設計與制作網絡視頻課件的研究涉及較少。
2 基于多路錄播技術搭建視頻錄制系統
為達到高質量的視頻課件錄制,本方案采用全高清廣播級專業攝錄一體機作為高清視頻的采集設備、并采用HD-SDI傳輸方式完成整個高清視頻的采集和錄制;利用廣播級視音頻及控制技術、計算機技術、網絡技術、自動跟蹤技術(可切換)、多媒體技術,遵循標準的網絡協議,構建具有演播室教學應用,支持網絡點播、廣播、直播,具有存儲、后期編輯等多種應用的多路廣播級全自動全高清課程智能制作系統。系統可以按照設計采集出不同編碼、不同壓縮率的、符合課程需要的視音頻源,文件封裝格式根據需要可選。建設設計框圖如下:
制作系統完成后,任課教師經過短期培訓基本上能夠勝任在超小型演播室的課程錄播工作,技術人員在中央控制室負責跟蹤控制4個演播室的畫面切換、聲音調整、播出、臨時編輯、存儲等工作
3 網絡視頻課程的設計
3.1 網絡視頻課程的教學設計
教學設計是根據教學對象和教學目標,將教學內容進行系統的規劃和安排,指導教學活動的整體過程。網絡視頻課程的知識載體主要是視頻,它跟傳統的授課方式有很大差別,教學者與受教學者是通過網絡連接,遠程學習者人群很廣泛。根據網絡視頻課程的特點進行教學設計,以廣東開放大學《社會學概論》課程為例進行設計。
1)課程前期分析:教學對象分析、課程內容分析及教學目標分析。本門課程是針對廣東開放大學成人本科法學專業的學生開設的一門專業基礎課程,教學內容以教材、視頻資源為主。以在職人員的學歷教育教學和非學歷培訓為主要目標。
2)教學內容設計:網絡資源呈現方式,教學課件或視頻課件。該課程網絡教學資源主要是教學視頻為主,以“單元”形式呈現,包括教學大綱、課程說明、考核說明、拓展閱讀、綜合案例等欄目,結合該課程的特點,還配置了專家視頻課程和微課視頻,豐富學生的學習內容。
3)教學實施設計:根據教學內容設計視頻課件,實施教學活動,錄制教學視頻,完成授課,最后對課程的教學過程進行分析評價。
3.2 網絡視頻課程的稿本設計
進行文字與分鏡頭稿本設計,可以更好的編排教學內容,為后期拍攝和剪輯提供依據。
1)文字稿本設計:根據教學內容編寫文字稿本,確定視頻課程類型,主要描述使用何種形式的屏幕畫面和解說詞來呈現教學內容,將視頻課程設計的內容范圍、知識結構、媒體素材、呈現方式等元素有序的編排在一起。
2)分鏡頭稿本設計:將文字稿本上的描述轉化為一個個可拍攝的鏡頭,依據視覺心理規律和鏡頭組接原則排列鏡頭,并寫出鏡頭的解說詞、音樂效果、拍攝鏡頭的類別已技巧等。
4 網絡視頻課程的開發
4.1 拍攝準備
前期設計完成后,根據選定課程需要,確定拍攝方案,布置拍攝環境,準備拍攝道具(教學背景)、教師形象姿態的設計。
1)視頻課程的錄制一般在布置好的演播室進行拍攝,專業的課程錄制環境是提高教學視頻質量的重要前提。專業的演播室可依據課程錄制需要進行燈光調節,采音設備專業,能有效消除外界噪音對錄制聲音的干擾,錄制出的視頻質量較高。
2)教學背景設計主要是為了突出授課教師與演示內容主體,一般分為實體背景和虛擬背景,實體背景是利用噴繪技術將設計好的圖像制作成背景板,背景板要貼切課程內容與主題,又要與教師有明顯對比;虛擬背景是現場錄制時用藍色或綠色幕布代替背景,編輯時利用軟件進行摳圖,用電腦制作好的圖像進行替換背景,虛擬背景高效、快捷、科技感強、樣式多變等特點。
3)教師是視頻課程的主要形象人,教師的活動直接影響觀看者的興趣和注意力,教師的衣著、語言、表情和動作等元素構成教師在視頻中的形象。教師的形象設計主要是服飾、儀態和語言。儀態要端莊,服飾要簡潔大方,色彩要與背景相搭配;講話要自然從容,克服講課中的口頭禪、小動作等不良習慣。如出錯,可停頓幾秒,調整狀態再繼續,為方便后期剪輯。
4.2 錄制教學視頻
1)實景錄制:在系統上搭建錄制平臺,設計圖如下:
圖2 錄制系統拓撲圖
該錄制平臺采用雙機位拍攝,配置自動跟蹤教師與學生活動的功能,一號機從講臺方向拍攝全景,二號機拍攝教師授課近景或學生鏡頭,PPT自動錄入服務器。這種拍攝方式能夠完整記錄課堂教學,視頻畫面的現場感較強,景別豐富。
2)錄制屏幕:錄屏類的視頻操作很簡單,利用實景錄制的演播室設備,錄制屏幕,采集教師授課聲音,教師只在電腦屏幕上進行展示和操作,不需要教師和學生的畫面。
以前期設計為主,根據錄制實際情況進行素材剪輯、音效處理、包裝理等。一般步驟如下:
4.4 成品
完成制作后,輸出成品,一般為WMV、MOV、FLV等文件格式,利用構建的系統進行媒體數據上載。
基于多路錄播技術搭建的視頻錄制系統為教師錄課提供了智能化方法,易操作,大大提升了教師錄制視頻的質量,同時也縮短了制作周期,形成大規模的、自動化、高效率的課程視頻制作生產線,為學校的學歷教育提供教學保障。
參考文獻:
[1] 李運林.教育技術學科發展:走進信息化教育[J].電化教育研究,2015(5):5-11.
[2] 冀燕麗,王玉清.高校精品課程制作中自動錄播系統的設計與應用[J].中國現代教育裝備,2009(14):44-46.
篇2
關鍵詞:顯示技術;網絡課程;設計;開發
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)23-0125-02
光電信息工程專業旨在培養具備光學、電子學、信息技術等寬厚專業知識,同時具有較強的創新精神,扎實的工程實踐能力,以及能夠不斷更新該領域新理論、新技術的高級人才。[1]為此,針對本校高年級本科生,在光電子學、半導體物理學、激光原理、光輻射及測量等專業基礎課的基礎上開設“顯示技術”作為專業選修課,設32學時2學分,旨在通過該課程的學習使本專業學生能夠對之前的理論知識進行綜合理解,并逐步向專業實踐過渡。另一方面,江蘇省以昆山光電產業園、南京高新技術產業開發區、無錫經濟開發區等一批國家級平板顯示產業園為依托,在南京、蘇州、昆山、鎮江等蘇南地區形成產業集聚,產值突破4000億,對中高級光電顯示技術人才需求旺盛。[2]所以,“顯示技術”課程對于本專業學生理論知識體系和實踐能力的培養尤為重要。
目前“顯示技術”主要教授主流的平板顯示技術,包括液晶顯示(LCD)、等離子體顯示(PDP)、發光二極管顯示(LED)、有機發光二極管顯示(OLED)、激光投影顯示(LPD),另外也涵蓋立體顯示(3D)的基礎原理等內容。[3]該課程具有知識結構復合度高、知識點更新迅速、實踐性與應用性強等特點,對于授課教師的知識儲備、實踐能力、教學能力均有較高的要求。對于學生而言,一方面由于該課程與專業吻合度較高,就業前景樂觀,對該課程的學習興趣比較強烈;另一方面,由于課程內容較多且相對獨立,并且涉及液晶物理、氣體放電、固體物理、工程光學、信息光學、微電子工藝等諸多知識點,學習難度較大。
為了提高學生自主學習的興趣與效率,更加豐富全面地呈現該課程的學習資源,加強師生間的互動與交流,教研組特基于Blackboard教學管理平臺設計和開發“顯示技術”網絡課程,實現了該課程在基于web環境下學習的交互性、共享性與開放性。
一、網絡課程開發的目標
網絡課程是指在先進的教育思想、教學理論與學習理論指導下基于Web的課程,具有交互性、共享性與開放性等基本特征。其中交互性是指基于計算機學習環境下,能夠使學生與課程內容、課程資源之間,學生與教師之間實現相互作用。共享性是指參與教學活動的師生在教學資源和教學經驗上的共享。開放性是指相對于傳統教學方式,網絡課程的教學時間、空間是開放的,學習資源是開放的,學習過程以及學習評價是開放的。
在專業課程的網絡課程建設中應體現其主要特征,使其不能停留在僅僅將書本上的內容搬到網絡平臺上,而是綜合利用網絡技術實施的手段和途徑,體現網絡課程理念,努力將教師在教學過程的主體地位和學生在學習中的主體地位均發揮出來,調動教與學雙方面的積極性和主動性。[4,5]
基于上述目標,本教研組圍繞如何在網絡課程中突出體現教師的主導地位和學生的主體地位,以學生的認知特點和原有認知水平為基礎,以教師提出問題,引導問題思考為主導,協調教師、學生在教學中的角色,綜合進行網絡課程的教學設計、學習環境設計、資源設計、互動平臺設計,進行顯示技術網絡課程的開發,并通過學生的使用和學習情況進行綜合評價。開發設計流程如圖1所示。
二、網絡課程開發的實踐
1.教學設計的開發
“顯示技術”的課程目標是讓學生了解顯示技術的發展歷史和發展前景,掌握視覺和電視技術基本原理,重點掌握各種平板顯示技術的基本概念、基本原理和基本分析方法,達到初步具有從事顯示相關行業工程管理、技術研發的能力。根據課程大綱要求,將整個教學內容按照不同的層次進行針對性的開發設計。
對于顯示產業發展歷史、現狀及前景,主要目的是激發學生的學習興趣,了解專業前沿與自身知識體系的關系,在網絡課程的開發中主要以師生之間的互動為主,包括在網絡平臺上的發言與討論,由教師發起關于陰極射線顯示器件與平板顯示器件、平板顯示器件與柔性顯示器件、柔性顯示器件與立體顯示器件等話題,引導學生通過各種途徑查閱資料進行調研,對于同一問題進行討論,在對問題調研中理解顯示技術發展的歷史和趨勢。
對于視覺原理和電視傳像原理,主要目的是讓學生了解所有工業產品設計均要以人為本,將課堂原理的講授與網絡平臺視頻資料和視覺圖像資源相結合,調動所有學生參與視覺感知測試,并結合自身感受體會加深對光度學、色度學、逐行掃描、隔行掃描等知識點的理解。
對于整個教學內容的重點,如液晶顯示(LCD)、等離子體顯示(PDP)、發光二極管顯示(LED)、有機發光二極管顯示(OLED)、激光投影顯示(LPD)的顯示原理及制備工藝等章節,則按照每種器件的教學要求將課程教學的總體目標劃分為若干單元目標,每個單元目標主要圍繞器件原理及與前期知識基礎之間的聯系,按照物理基礎、結構特點、制備工藝、驅動電路設計展開,既做到統一協調,又各有側重。當學生進入在線學習平臺,點擊各子單元模塊,可以查看該器件的具體教學內容、教學目標、學習目標,在學習的同時可以隨時保存學習筆記,并能夠用郵件或通知等形式將問題告知教師。
2.學習環境的開發
網絡課程側重學生學習的主體地位,學習環境應當首先分析學生的需求,按照教學內容結構將不同教學構件設置在學習界面之中,建立不同構件之間的相互鏈接關系,同時提供一定的幫助工具和技術支持。
對于該課程而言,基于Blackboard教學管理平臺所提供的教學環境,以學習者的角度對環境模塊進行設置,主要包括課程信息、課程資源、課程作業、課程實驗、課程討論。為了讓學生在學習過程對于課程有總體的了解,在課程信息添加課程大綱、教學進度;為了突出“顯示技術”課程體系豐富、理論與實踐結合緊密的特點,與理論課程進度相匹配的基礎上,在課程實驗中添加液晶指向矢模擬計算、等離子體顯示器發光效率測試、LED顯示屏動態掃面電路驅動實驗、OLED載流子注入及復合機理模擬計算等4個實驗指導,方便學生進行學習和在線模擬。對于課程資源和課程討論模塊的設計分別在下面進行探討。
3.教學資源的開發
對于與視覺、色彩、工藝、實踐結合極為緊密的顯示技術而言,線上線下的教學資源均極為豐富,如何選擇有特色的教學資源、如何合理安排教學資源、如何將網絡平臺的多媒體表現形式充分利用、如何將資源庫的開放性與共享性利用率最優化是本教研組在進行教學資源開發過程中反復思考的問題。
首先,對于整個教學資源進行分類,主要包括電子課件區、視頻資源區、文獻資源區、程序模擬區和外部鏈接區。其次,對于每個資源區內的資源劃分為不同單元,分別為視覺理論基礎、液晶顯示、等離子體顯示、發光二極管顯示、有機發光二極管顯示、激光投影顯示、立體顯示。為了滿足不同基礎和不同學習需求的學生,在資源的設置上將大綱的基本要求與課程的前沿知識相結合,將中文資料與英文文獻相結合,將理論體系與實驗指導相結合。
同時為了體現該網絡課程的開放性,特設計外部鏈接區,將與顯示技術密切相關的就業網站(光電英才網)、行業內的代表性網站(江蘇省真空協會、平板顯示)以及在該技術領域屬于國內一流的高校(東南大學顯示中心、上海交大顯示中心、浙江大學顯示中心)作為外部鏈接區供學生作為擴展學習,借助網絡平臺的便利性提高學生學習的興趣和方向性,增強自身專業屬性。
4.互動平臺的開發
對于網絡客戶層的交互平臺的開發主要圍繞人與資源、人與人之間的交互進行設計。[6]其中人與資源的交互包括學生與學習內容、課程資源之間的互動,教師根據反饋對課程資源的更新;人與人的交互包括學生與學生之間的互動,學生與教師之間的互動。
互動平臺設計一直作為網絡課程設計的主要任務。在該課程的開發中,教師及時跟蹤學生在學習過程中認知層面的活動,在課程目標的指導下合理配置教學資源,調整教學策略,完成對學習過程的支持和引導。在交互方法的設計上,該課程主要的實施手段:針對學習過程記錄,適時提供指導,調整進度,在線反饋;利用討論版發起話題,引導學生之間、師生之間進行討論,對教學過程適時反思,補充或刪減教學資源;根據學習過程需要,將學習任務進行分層設計,在當前學習基礎上適當引導個人或小組進入下一個任務學習。
三、結束語
“顯示技術”網絡課程自2012年在常熟理工學院光電信息科學與技術專業開設以來,教研組從教學設計、學習環境、教學資源、互動平臺等多方面進行不斷完善,極大激發了學生學習該課程的興趣。通過兩屆學生的教學實踐和使用體會,該網絡課程得到了學生的認可,在教學資源、互動平臺等方面得到了豐富和完善。學生通過在線網絡課程的學習,對于顯示技術產業背景、主流平板技術原理、制備工藝等內容有更深入和全面的理解,為培養學生的實踐能力打下基礎。
參考文獻:
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篇3
摘要: 基于工作過程開發的課程建設,遵循高職教育發展規律,是推行工學結合人才培養模式的具體實踐。本文總結了基于工作過程開發的中藥制劑技術課程建設,主要從課程定位、教學內容設計、教學方法選用、教學團隊構建及考核評價體系等方面進行了闡述。
Abstract: The course construction based on the development of work process, following higher vocational education development rule, is to implement the combination of talent training mode specific practice. This paper summarized the course construction of the traditional Chinese medical preparation based on the development of work process, and the course orientation, the teaching contents design, the teaching methods selection, the teaching team building and the evaluation system was discussed.
關鍵詞: 中藥制劑技術;工作過程;課程建設
Key words: technology of traditional Chinese medical preparation;work process;course construction
0 引言
多年來,高職教育受本科教育的影響,課程建設從內容選取、課程排序、教學場所、教學方法等方面的選擇脫離真實工作世界,造成高職院校培養的學生與企業所需人才存在結構性矛盾[1]。2006年,教育部下發《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》文件,強調工學結合模式是高職教育深化改革的切入點,工學結合不僅在于人才培養模式的改革,關鍵在于務實的課程設計與實施[2-3]。如何以[2006]教育部教高16號文件精神為指南,基于工作過程進行課程建設,創新工學結合的人才培養模式,是擺在我們面前亟待解決的問題。鄭州牧業高等專科學校的中藥制劑技術課程是中藥制藥、中藥貿易及生物制藥等專業的專業核心技能課,我們在以項目為導向的專業改革指引下,以工作過程為課程設計的主線,以“教、學、做合一”為教學模式的主體,對課程建設進行了大膽的嘗試與實踐。
1 基于工作過程、精心設計教學內容
中藥制劑技術課程內容多、涉及面廣,與中藥制劑生產過程操作緊密相連,實踐性、操作性很強,按傳統學科教育是依次講解固體制劑、浸提制劑、液體制劑、滅菌液體制劑、外用膏劑、栓劑、氣霧劑等劑型的制備,理論過于抽象,高職學生較難接受和掌握。我們對該課程建設緊扣專業培養目標,以提高學生的中藥制藥技能為主線,通過調研中藥制藥生產崗位的工作過程、工藝流程、技術要求和職業資格標準,分析生產崗位對從業人員的知識與技能要求,明確學生在本課程學習中需要掌握的基本技術、關鍵技術和綜合技能,以真實工作任務選取教學內容,以工作過程為出發點對教學內容進行整合、序化、優化,最后與企業技術人員共同構建了基于工作過程的中藥制劑技術課程標準,采用工作過程導向的系統化方案,以“中藥制粉中藥浸提中藥精制物料濃縮物料制備制劑包裝制劑質控”的企業產品流程為主線,依據不同環節職業技能需求設計教學內容,傳授的基本理論、基本原理以“必需、夠用”為度,打破以知識傳授為主要特征的傳統學科課程模式,轉變以工作任務為中心組織課程內容,課程內容突出對學生職業能力的訓練,理論知識的選取緊緊圍繞工作任務的完成來進行,較好地體現了職業性、實踐性和開放性的課程設計理念。
2 工學互動、培養雙師型教學團隊
根據“引進和培養并重,學歷提高和業務能力提高并舉”的原則,著力培養和引進一批高水平的“雙師型”教學帶頭人,一方面加大教師生產鍛煉、對外交流的力度,另一方面在學校優惠政策的支持下,調入優秀的企業、行業專家和引進有企業工作經歷的高學歷人員,同時挑選優秀的企業技術人員作為兼職教師。此外借助于引進行業專家的優勢資源和“校企合作、資源共享”的平臺,開展應用性研究,在校企合作模式上不斷找到新的結合點,為任務驅動、工學交替教學模式的實施奠定基礎。
3 更新教學理念、優化教學方法
采用案例法、討論法將中藥制藥生產中成功與失敗的典型例證引入課堂,讓學生在分析討論中得出答案;用角色扮演法促進學生個性的發展及綜合素質的提高,讓學生走上講臺,進行闡述見解、歸納中心內容、設計項目等活動;用任務法、項目法培養學生獨立工作能力,將操作性強的技能分解成任務或項目,讓學生在驅動中激發學習動機,主動掌握教學內容,達到教學目標;用工學結合法提高學生的專業技能,將實訓、教學實習、基地生產、參觀考察、社會實踐、頂崗實習等實踐教學環節合理安排,使之環環相扣,層層遞進,形成一個循序漸進的動態方案。用多媒體手段建立虛擬生產現場,將中藥制藥生產技術的操作過程通過課件、視頻、圖片等形式展現出來;用網絡建立自學、自測及師生互動的平臺,利用學校網絡中心及本課程網站的資源,為學生自主性學習及網上輔導提供便利條件;用豐富的實踐教學活動全面培養學生的綜合職業能力,將實訓、基地實習、頂崗實習、參觀、專題講座等實踐教學活動合理穿插于教學過程中,既使實踐教學不斷線,又使實踐教學的深度層層遞進,不斷加強。
4 營造GMP仿真車間、創設真實學習情景
營造GMP仿真車間是提高學生職業技能與職業道德的重要途徑[4],我們借助校內實訓基地的優勢,采用理論與實踐一體化的行動導向模式,以任務驅動、項目導向為突破口,科學設計、合理安排理論教學和實驗教學內容,圍繞該教學模式,通過課堂理論講授、動手實驗、實訓操作、頂崗實習,將“教、學、做一體化”融入教學全過程,在GMP仿真車間或企業生產車間組織教學,實現“工”與“學”的契合與對接。在校內教學中,我們采取車間主任、班組長等分組、任命形式和企業車間生產記錄代替傳統實驗記錄的模式為學生營造企業氛圍,給學生創設企業真實環境。
5 大膽改革考核方法
我們對學生的考核圍繞能力培養來進行,突出過程、突出實踐、突出態度??己送耆珜n程標準中各崗位的內容要求,將每一個考核項目再進一步分解為小項目,對每個小項目在整個生產流程中的作用分配以恰當的分值,考核標準的設計即符合生產崗位的要求,又體現職業氛圍??己朔桨阜譃槠綍r考核和期終考核,其中平時考核是按照各個學習情景的操作過程,過程操作的準確性、熟練程度、工作態度占60%,實驗、實習報告和項目設計書占40%,期終考核平時成績占60%,期終考試占40%。同時根據一定的客觀標準對教學過程和教學結果所進行的客觀的教學評價,基本作用是調節、改善和提高教學活動本身,我們在校內評價的基礎上,更加注重社會評價,其中校內評價是在學校督導組評價、同行評價、學生評價中,社會評價是以行業、企業對學生知識、能力、素質綜合表現的滿意度為評價最終目標,并及時反饋,改進教學。
6 結語
構建以工作過程為導向,職業能力培養為主線,教學項目為載體的工學結合模式的課程體系已經成為我國高職院校的共識[5]。我們不斷較準教學與市場接軌的切入點,借助社會和企業力量,實現了本課程的培養目標,基于工作過程開發的課程建設才是課程建設與改革的出路所在,也將是今后課程建設研究的重點內容。
參考文獻
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篇4
關鍵詞:電子技術;精品課程;課程建設;課程開發;實踐策略
近年來,現代科學技術的日新月異推動了社會的發展,電子產業也隨之發展壯大,面對市場的全新需求,高職院校應結合當前經濟發展的客觀需要對人才進行有針對性的專業培養,以此來更好符合當前經濟發展的現實狀況。現階段,高職院校電子技術專業人才的綜合能力難以與行業需求相適應,面對此種狀況,高職院校應逐步加快自身的教學改革進程,構建精品化和內涵化并存的新型教學模式,以此來培養高層次的技能人才?;诋斍半娮蛹夹g的大范圍滲透,各個行業都在迎合時代的發展浪潮加大改革創新力度。而高等教育作為社會人才培養的重要陣地,唯有對傳統課程的建設與開發模式與時俱進地創新,才能切實立足于對學生實踐應用能力的培養,更好地滿足行業創新發展的實際需求?!半娮蛹夹g”廣泛應用于當前高職教育體系之中,如機械維修、軟件技術開發、工程自動化等,但是其作為基礎教育課程,在新的發展形勢之下,也逐漸暴露出自身存在的弊端,這對人才培養質量的根本性提升極為不利。因此,深入研究“電子技術”精品課程建設與開發與實踐策略具有著積極的現實意義。
一、以精品課程建設為導向的高校教育改革的意義
當前,社會的發展已進入全新的轉型階段,包括高職教育在內的高等教育改革已然成為大勢所趨。為此,教育界針對教育改革的理論與實踐研究成果也在不斷深化。從高等職業教育的定位來看,該種教育體系側重于學生工作技能、職業能力的培養與發展,德國教育實踐理論為其奠定了穩固的基礎,并為其有序發展指明了前進方向。德國實踐教育理論的應用能夠更好的提高人才培養的綜合水平,對但是德國教育模式的重新構建起到了良好的推動與促進作用,從這一層面來說,德國實踐教育理論是教育模式改革的重要驅動力。在千禧年初期,我國高等教育體系深受德國實踐教育理論的影響,并且將其應用在學生理論能力教育與崗位結合的模式構建之中,對我國教育體系的整體發展產生了深遠影響。相關人員將德國實踐教育理論與我國現階段的發展國情相結合,并由此創建了工學結合的教育機制,這對學生職業能力的培養、應用能力的深化具有極為重要的現實意義。同時,教育者作為高職教育事業的主力軍,需要對工學結合教學模式進行全面深化理解,明確職業教育與普通高校教育之間的差別,以便為人才的日后發展做出科學指導,促使人才的未來職業生涯進一步步入正軌[1]。由此可見,工學結合教學模式關注學生社會能力、職業能力的培養,引導學生將學習理論更好地應用在實際工作之中,并在實際中檢驗理論項目。因此,這種新型的教學模式符合高職院校自身的教學定位。同時,以精品課程建設為導向加強高職院校教學改革,是相應我國國家教育方略、迎合我國素質教育改革形勢的具體舉措,要求教育者要制定明確、精準的教學計劃,通過自身能力的提升來為高職院校提供強有力的師資隊伍,為精品課程建設奠定見識穩固的基礎,借助創新性和科學性并存的教學模式來更好的彰顯課程改革的實際價值,在教學過程中兼顧理論與實踐教育,強化學生的綜合素養,為學生的職業規劃創設更為良好的教學環境?!半娮蛹夹g”的教學已經成為了社會發展新形勢下的重要基礎,教學要求明確提出不僅應當全面重視起對學生基礎知識的灌輸,更應當重點培養學生將理論轉化為實踐的能力,并以此能力為基礎,形成運用電子技術解決實際問題的創新能力。因此,該學科課程內容的改革也應以此為指導,使學生通過對此的學習充分掌握電子技術設計內容,以為未來工程的應用與實踐打下堅實的基礎。
二、“電子技術”精品課程建設與開發實踐策略
現在大部分電子技術相關課程皆通過大熒幕方式來實現,即運用多媒體實現教學,正是由于此種方式顯示出信息較多,才更應注重課程的建設與開發。雖然大熒幕教學方式實現了教學效率的提升,但落后的教育方式尚未受到關注,進而使得電子技術課程教學效果仍然無法發揮,更不能有效的吸引學生的注意力,導致多媒體技術應用如同雞肋。長此以往不僅不會提升學生的學習興趣,更會因為枯燥技術知識灌輸而使得課程學習如同“填鴨”,運用電子技術是現代教育發展的要求,是提升當代教學效率的重要方式,但無法有效的利用電子技術則將會成為學生學習的另一大羈絆。從當前電子技術課程學習現狀來看,學生通常死記硬背基礎知識,進而使得電子技術知識無法應用于實際操作之中,久而久之,將會學生知識的增加而逐漸被遺忘。電子技術基礎應用類課程較為繁雜,內容之多,操作之細,眾多項目皆要求著學生不僅要掌握充足的知識,還要進行上機實驗,在實際操作后將知識轉變為能力。對電子技術精品課程的建設與開發也就成為了必要舉措。
(一)結合實際崗位需要致力于對學生電子應用能力的培養
“電子技術”精品課程的建設與發展,要結合當前崗位需求的現實情況進行有針對性的科學設置,致力于培養學生的電子應用能力,以便更好的相應社會經濟、市場發展對人才的客觀需要,為高等教育事業的新發展打下穩固的課程基礎。對此,筆者認為相關教育者及教材編撰者要對市場的現實情況、崗位對人才的實際需要進行調研分析,將所搜集到的數據資料進行重新整合,借助數據、圖表的形式來更好的為教材優化做出依據。教育者要還需要將教學思想與學生實踐能力的培養相結合,不斷提高“電子技術”精品課程教學效率。在教學項目的實施過程中,要增加實訓環節,提高學生理論能力的同時,保證職業能力、崗位技能的深化發展,更好的為我國社會發展所服務,從而提高人才的專業素養[2]。與此同時,更要將培育的目標進行實際定位,從目標著手,以培養出具有高素質人才為出發點,綜合學生的各項素質,以此融合實踐技術與應用知識,逐漸引導學生在遇到問題時,學會運用所學習的知識來解決問題,以此不斷的提升學生綜合實踐能力。針對不同專業的相關要求,應逐漸明確人才培養之間的異處,以此進一步保證電子技術精品課程改革的科學性。
(二)落實“雙證制”
要落實“雙證制”教學措施,從制度和模式兩方面入手加快“電子技術”精品課程建設與開發的進程,推動高職院校教育模式的新發展?!半娮蛹夹g”課程作為高職院校理工科專業學生的基礎性課程,在教育過程中扮演舉足輕重的教學地位,能夠鞏固學生的專業理論能力,進而在實際工作之中起到學以致用的效果。應試教育思想仍舊根深蒂固,在教育過程中,依舊有不少教師沿用傳統模式,這對學生工作能力、職業素養的發展極為不利。對此,教育者需要運用德國實踐應用理論進一步提高專業課程教育的應用性,對學生職業生涯的規劃給予足夠的重視,深刻認識到學生實踐應用能力培養的重要性,進而促使“電子技術”精品課程的建設與應用。同時,筆者認為高職院校要加強對學生的正確引導,鼓勵學生在重視畢業證書獲取的同時,要積極考取與電子技術相關的資格證書,將此作為學生日后能力證明的重要標志,實現人才理論能力和實踐能力的雙向互動式、協同均衡發展。
(三)強化實踐教學模式促進學生實踐能力的提升
實踐是電子技術課程的靈魂,關注學生的實踐能力是電子技術課程發展的必然要求。對此,應該通過實踐教學模式的強化訓練來進一步促進學生實踐能力的提升,鞏固“電子技術”精品課程的教學成果。高職院校學生要從自身做起,將“電子課程”的專業學習與自我的可持續發展相結合,明確認識到該課程的學習能夠更好的滿足自身崗位的客觀需要,實現自我能力與崗位需求、市場發展之間的融會貫通。在注重電子技術理論能力培養的同時,還需要通過實踐活動來將自身所學習到的知識更好的應用在實際工作之中,強化對自身崗位業務流程的熟悉程度。同時,教育者要對電子課程教學體系進行重新調整,優化課程教學結構,增強實踐訓練在課程教學中的所占比例,為學生創設更為廣闊的實訓空間和能力拓展領域,從而進一步提高學生的社會適應能力。
(四)打造校內外一體化教學格局近年來,校企合作教學模式的影響程度不斷深入,并且對高職院校教育事業的發展、學生綜合能力的提升均具有積極的現實意義。故此,想要保證電子技術精品課程建設與開發的實踐效果,就應將教育教學與專業應用相融合,以培養專業人才與社會需求相互連接,搭建電子技術的精品課程新模式,協調專業人才與社會需求之間的要求,不斷更新知識。“電子技術”精品課程的建設需要在理論研究的基礎之上得到進一步的深化發展與實踐論證,通過直接有效的實踐方式來對教學成果進行檢驗與評價。對此,筆者認為要對校企合作教學模式的領域、內容、理念、形式等方面進行深化研究,堅持“兩定”原則,即定量分析、定性分析,以此來為學生呈現更為優質的校企合作教學體系,打造校內外一體化教學格局。具體來說,高職院??梢匝埰髽I資深崗位者來校進行指導,并通過崗位實訓的形式促使學生將所學知識投入到工作之中,以此來完成相應的教學任務。
三、結語
高職院校要結合“電子技術”課程教學的實際情況為基礎,通過行之有效地創新做好精品課程的開發。以搭建綜合性教學模式為出發點,關注自主創新,探索創新,在提升個人觀念基礎上,逐漸整合各種教學內容,重新搭建更高效率的教學水準,充分的發揮電子技術課程的優點,搭建高素質應用型人才培養新模式,更好的提升電子技術課程教學質量。
參考文獻:
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篇5
關鍵詞:網絡教育;藝術設計專業;課程資源開發
中圖分類號:TP319文獻標識碼:A文章編號:16727800(2013)004009802
0引言
隨著數字時代的來臨,教育面臨著新一輪的改革,教育理念也經歷著重大改變,以前學生是被動地學,現在則要求學生主動去學。就高校人才培養方案來說,理論課時從以前的3 000多減到目前大多數院校的2 400學時左右,縮減課時的目的在于讓學生有更多自由的時間去獲取和探索知識。
網絡教育風靡全球,這種教學方式能將自主的理念更好地實踐起來,而且網絡可以使學習不再受時間和空間的限制,能極大地方便學習者學習。分布在不同地域的學習者通過網絡能夠得到他們想要的教學資源,教師可以通過網絡和不同地方的學者進行交互。同時,現今各大高校幾乎都已普及校園網,這也使得學生能夠更容易、更快捷地獲取教育信息,并通過網絡進行學習。另外,教學模式的改革,提倡教學從傳統的以教師為主體、學生為客體的教學模式向以學生為主體的自主學習和個人學習的學習模式轉變。所謂“師傅領進門,修行在個人”,大學生作為成人,已經具備成熟的思維和自主能力,能夠自己確定目標或者根據課程資源中給定的目標,借助網絡資源,自主選擇課程內容和學習方法,自己制定學習計劃,自己掌握學習進程,自己負責學習效果,并從中摸索成功學習的途徑,熟悉自我評價的方法,進行自我反思和測試自己的學習情況。
1課程資源管理平臺的研究內容
美國教育技術界將數字化環境下的學習內容分為四大類:學生學習內容、教師準備材料、學生作品、特殊興趣。學生學習內容來源包括多媒體片段、錄像、教科書、參考作品、期刊、數據庫等多個方面;教師準備材料包括單元或課、教學方案、活動及指南或必要的培訓等;學生作品則是數字化學習過程中的學生成果,包括數字作品和活動方案等;特殊興趣是學習過程中提升學習者興趣的內容或手段,如競賽、游戲、內容獎品等。參考借鑒這種分類方式,把一門課程學習的課程資源分為:學生學習的內容、教師準備的材料、學生作品、特殊興趣(也可叫后援支持內容,包括一些技術操作信息、興趣刺激信息),如果建立一個專門的系統管理這些課程資源,將對學生的學習產生較大的幫助。對于藝術設計專業,由于其專業的特殊性,很多課程的學習中教師講授的內容很少,而是需要學生大量地去獲得資料進行自主學習,因而便利地獲得資源就顯得尤為重要。
目前,高等院校教學中出現的課堂大、課程周期短等情況,特別是藝術設計專業的課程周期和別的專業不同。據筆者調查所知,大部分藝術設計專業的課程上課周期是一個月,也就是一個月要把一門課程結束,這樣雖有利于學生集中精力學習一門課程的知識,但是也有很多學生反映,感覺剛入門了,課程也結束了,很多學生希望拿到教師的PPT或者其它一些學習資源,以便后續學習和鞏固。同時,課堂大、課程周期短又使得和學生的交流及溝通時間有限。目前,很多教師通過QQ、MSN等軟件和學生進行聯絡及溝通,但是也有不少學生表示,希望有一個專門的平臺,來進行師生之間的互動交流。
在教師教學和學生學習的過程積累了很多的教學資源,比如教師的講義、教案,學生學習過程中的作品和成果等,都是在教學過程中產生的教學資源,如果不對其加以歸類、整理,并展示出來,它們就會繼續分散、無序,以致最后消失,這是資源的一個巨大浪費。基于該種情況,建立課程資源管理系統,是非常具有現實意義的。
本文正是針對這些原因,提出創建藝術設計專業的課程資源管理系統,對院系教師課程教學和學生課程學習這一全過程中所涉及到的一些課程資源進行組織和建設,并把這些資源在平臺上展示出來,實現資源共享和資源利用。另外,針對高校教學中師生缺乏交流的情況,在系統中創建師生交流平臺,教師和學生可以就一門課程進行交流,也可以進行更為廣泛的交流。
本系統是以網絡教學資源庫為建構模型,以教師的課程教學為中心,圍繞課程,實現課程資源的網上、查詢、瀏覽和更新。另外通過網上答疑、師生交流和專題討論等形式實現師生之間的交互,為課程資源的建設管理和師生交流提供平臺。
2系統功能設計與分析
本系統建立的目的在于為藝術設計專業的教師和學生建立一個課程資源管理系統,教師和學生可以通過Irtnaet、Ietmet或者通過手機瀏覽和利用本系統,其它學習者和兄弟院校也可以通過本系統了解院系的教學資源情況,做到資源共享和互通有無。本系統的功能設計分為如下方面:
2.1用戶管理
這一模塊主要實現的功能是用戶的注冊信息認證和用戶信息的修改。在本系統中把用戶分為4類:一是教師,主要指藝術專業院系的教師,在教師用戶中,如果某一教師創建了課程,他就成為該門課程的課程管理員,承擔該門課程資源建設的義務;二是學生,指本院系在讀的學生;三是一般用戶,指教師和學生以外的用戶;四是系統管理員。在系統中,各類用戶的角色不同,其被給予的訪問權限也不同,其系統操作的內容也不同。
2.2課程創建管理
這一模塊也是本系統的主體,主要實現新課程的創建,以及創建一門課程后,課程管理員對課程資源的上傳、審核、刪除等相關管理工作。
2.3課程管理
這一模塊是對所有添加在系統里的課程進行管理。
2.4用戶課程管理
這一模塊實現的是對某一個用戶所添加的所有課程進行管理。
2.5課程資源管理
實現的功能是按照課程組織呈現資源,這些資源包括課程資源的四大部分:學生學習內容、教師準備材料、學生作品、特殊興趣。在學生學習內容中,資源包括與課程教學相關的視頻、動畫、數字書籍、參考作品、期刊文章等;教師準備材料中,資源包括教學方案(教學大綱、教案、PPT、單元或課)、課程中安排的活動、教學指南或試卷試題等;學生作品包括學生學習過程中的作品或者學生習得成果;特殊興趣包括一些競賽信息、一些激勵學生學習的文章等,以實現資源檢索、下載、上傳及審核與錄用的功能。
2.6課程公告管理
這一模塊是對課程公告信息的管理,主要是添加和刪除公告。這些公告包括課程的上課安排、調課安排、考試安排等。
2.7課程留言板管理
這一模塊是實現課程留言的管理,主要是留言的瀏覽、簽寫、回復和刪除。
2.8系統管理
這一模塊是對各類用戶權限的管理,還有對系統進行各種更新和維護。
本系統由功能模塊組成,其中,課程資源管理模塊又分為:學生學習內容管理、教師準備材料管理、學生作品管理、特殊興趣管理4個子模塊。
本系統的結構框架如圖1所示。
3研究課程資源管理平臺的意義
教師教學和學生學習過程的資源是教學資源的一個來源,將這些資源合理地建設組織起來,是校園網建設的一個重要途徑。豐富的校園網教學資源對教師的網上教學和學生的網上學習提供了便利的資源,因此,建立教學資源管理平臺,為教學提供一種全新的工具,不但是教學模式改革的保證,也是實現學科與信息技術整合的重要途徑。同時將這些資源整合起來,既避免了資源的浪費,也為資源的發展和評價提供了依據。
網絡教育的前提條件就是資源共享和實時交流。提供豐富的課程資源讓師生共享,提供可靠的環境讓師生進行交流是網絡學習必須解決的問題,也是網絡化課程學習必備的條件。建設課程資源管理平臺將教師教學和學生學習過程中所產生的文本、圖形、圖像、音頻或視頻等各種各樣形式的資源管理和組織起來,同時為師生交流提供通道,意義在于通過平臺建設讓學生更好地利用網絡進行自主學習和個別化學習,這對學生利用網絡進行學習的能力是一種鍛煉,也是培養學生信息化素養的一種很好的方式。
參考文獻:
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篇6
關鍵詞:化工生產技術;工作過程;課程開發;整體設計
中圖分類號: G712 文獻標識碼: A
1 前言
課程建設與改革是提高教學質量的核心,也是教學改革的重點和難點。,教育部高職課程建設工作目標主要放在 “ 積極與行業企業合作開發課程;建立突出職業能力培養的課程標準;與行業企業共同開發緊密結合生產實際的實訓教材;利用網絡資源建設教學資源庫”。[1]
基于工作過程的學習領域課程研究成為職業教育專業核心課程改革的重點和熱點,《化工生產技術》作為化工技術類專業核心課程的開發,就是基于工作過程的課程開發和行動導向的教學過程設計的理念進行設計的。[2] 在該課程開發過程中,泰勒課程理論具有重要指導和借鑒作用。泰勒的《課程與教學的基本原理》提出的“課程基本原理”的統稱。其中,課程基本原理主要圍繞四個中心問題展開,即:學校應該達到哪些教育目標?提供哪些教育經驗才能實現這些目標?怎樣才能有效地組織這些教育經驗?我們怎樣才能確定這些目標正在得到實現?簡而言之,泰勒把課程編制過程分為確定教育目標、選擇學習經驗、組織學習經驗、驗證評價效果四個步驟,泰勒認為要從事課程編制活動,就必須得先考慮這四個步驟。盡管泰勒在他的 《課程與教學的基本原理》一書中并沒有直接提及高職課程編制的問題,但他提出的課程編制的四個基本步驟已經滲入到高職課程建設的各個環節。正如瑞典學者胡森所說的那樣,“ 如果不探討泰勒的4個基本問題,就不可能全面地探討課程問題”[3] 。本文將結合泰勒原理針對《化工生產技術》課程的整體設計思路和教學組織實施進行闡述。
2 課程整體設計思路
課程在化工類專業課程體系中為專業核心課程,從確定培養目標、教學內容選擇、教學組織和實施、教學效果評價等方面進行設計。
2.1確定課程培養目標
應用化工技術專業是培養化工生產崗位操作技能型人才,因此通過走訪企業,組織教學人員與企業生產專家研討,對化工產品生產職業崗位的職業性質及崗位要求進行分析,化工產品生產崗位能力要求是: 通過查閱相關資料、收集技術數據,參照工藝流程圖、 設備圖等,對所要生產產品的生產過程進行工藝分析、 設備分析、 原材料分析,選擇合理的工藝條件,熟練操作和維護化工生產設備、 裝置,借助DCS 控制技術, 使得生產裝備安全運行, 最終生產出合格的產品。因而確定本課程的總體培養目標:通過本課程的學習,學生能建立有機化工工藝流程觀念,能根據有機化工生產任務和化學反應特點,綜合運用所掌握的知識,能識讀工藝流程PID圖,能識別主要設備類型及結構,能根據儀表顯示數據對化工生產運行狀態的正常與否進行判斷,對導致工況異常狀態的原因進行分析,能選擇正確措施消除工況的異常狀態,維護裝置正常運轉。結合教學實際可以細化為能力目標、知識目標和綜合素質目標。
2.2選擇教學內容
《化工生產技術》課程是專業核心課程, 要緊緊圍繞典型的職業活動,以職業能力為核心,打破學科界限,突出課程的實踐應用性,完成課程培養目標。根據這一原則,依據化工企業生產產品的種類繁多、工藝流程復雜等特點和崗位設備類型情況,緊緊依托校內外實訓基地的軟硬件條件,選擇典型化工產品生產裝置或實訓裝置為載體, 以其生產過程為實施任務, 設計規劃學習情境。共選擇了六個典型產品的生產工藝,分別為:烴類熱裂解制乙烯、甲醇的生產、醋酸的生產、苯乙烯的生產、均苯四甲酸二酐的生產、合成氨,對應設置六個學習情境, 從原料投加到產品產出的完整工作過程進行教學設計,根據崗位典型工作任務,在各個教學情境中設計了相應的具體工作任務,通過完成工作任務實施課程教學。下面以烴類熱裂解制乙烯為例說明,其他情境類似。
2.3組織實施教學內容
組織學習經驗也即教學內容時,泰勒認為應遵守三個準則:連續性(continuity)、順序性(sequence) 和整合性(integration)。連續性指直線式地陳述主要的課程要素;順序性是強調每一后續經驗以前面的經驗為基礎,同時又對有關內容加以深入、廣泛的展開;整合性是指各種學習經驗之間的橫向關系,便于學生獲得統一的觀點,把自己的行為與所學的課程內容統一起來”[4] 。依據這一理念,對所選定的教學情境的工作任務進行組織安排,注重培養學生自主學習能力角度,又遵循認識事物的客觀規律,各個任務按照:布置工作任務、搜集整理資料和預習、認識工藝流程、分組討論和講解流程及工藝原理、仿真實訓操作、工藝學習匯報與總結、教師點評等步驟實施教學過程,真正實現“教中學,學中做”的模式。
2.4設計學習效果評價
關于課程評價,16號文件主要提出“ 校內成績考核與企業實踐考核相結合……吸收用人單位參與教學質量評價”。結合泰勒原理,實際上要求教師對學生課程學習結果要進行多主體、全方位、立體式考評,從而走出以往課程考核單一式、平面式的誤區,忽略了對實際操作能力、工作態度和團隊合作能力等方面的考核。
理論考試于期末進行,占30%;平時過程性考核占70%。其中,平時考核在每個能力訓練項目的同步完成的。實訓過程考核包括:裝置運行穩定性、操作規范、學習態度、勞動紀律等構成。此外,資料整理、收集和形成報告,安全知識和遵守紀律情況等列為第三方面。實行百分制。每個項目形成一個過程考核結果,期末三項平均即為該課程的過程性核成績??己吮砼e例如表2所示。
3 結 論
《化工生產技術》課程在以工作過程為導向的課程改革和開發中,對本課程培養目標的設置、課程內容選擇、課程教學內容的組織和課程教學效果評價方式緊跟社會和經濟發展的需要進行了改革,經部分班級教學,比較收到了比較明顯的效果,在目標設置上具有更清晰的思路和更準確的定位,使教學內容的選擇更加符合實際,在教學組織上更加具有科學性和邏輯性,特別是在評價體系方面能較全面客觀地反映學生掌握理論知識,實際操作的能力和水平。
參考文獻:
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篇7
論文摘要:通過對相關課程設計與開發能力在教育技術人才培養中核心地位的論證,總結出課程設計與開發實驗中心在教育技術實驗室中所起的作用—功能,并依此對課程設計與開發實驗中心的組成模塊做了大致的功能性分析.
課程建設是高學校深入開展教育教學改革、提高教學質量的重要環節.面對教育技術專業在全國遍地開花的景象,一個能夠適應社會的前進和發展、體現自己特色的教育技術專業課程體系就成為各高校教育技術學科科研人員研究的重點.對于教育技術學科來講,教學系統設計在教育技術理論中具有核心的地位,相應的課程設計與開發能力也應該成為教育技術專業學生能力培養中的重點能力的培養,離不開一個完善的實踐環境.對于開發類課程來說,一個理想的實驗室更是可以起到強大的支持作用.根據教育技術的學科性質及教育技術學實驗室在高校中的地位,課程開發實驗室的功能不僅僅是支持本專業學生的實驗教學,它還要能夠支持其它師范類專業學生的實驗教學;同時還要具有科研功能,支持相應的課程建設研究仁作.由此,筆者提出了教育技術學實驗室建設的一個分實驗模塊—課程設計與開發實驗中心,用以支持與課程設計開發有關的教學和科研任務
1課程設計與開發實驗中心的功能分析
結合aect’94定義,教育技術有五大研究范疇即設計、開發、運用、管理和評價.而設計和開發的對象里面都包含一個重要的因素—教學系統,按照-i匕京師范大學出版社出版的2002年版《教育技術學》里的描述,教學系統開發和課程開發具有相同的理論基礎,都要依據學習理論、教學理論所提供的基本原理,可以將教學系統引中為課程,課程的設計與開發在教育技術研究中同樣具有核心的地位,針對教育技術人才培養來講,課程的設計與開發能力培養更是重中之重.一切對學習過程和學習資源的設計、開發、運用、管理和評價工作都包含在對課程的設計與開發里面,因為一個完整課程的成型都少不了這五個方面.設計與開發技能具有實踐性強的特點,除了一定的課程設計理論的講授外,鍛煉實際動手能力也應成為教學計劃的一部分.
參照教育部高等學校實驗教學指導委員會倡導的建設具有產學研功能的高校實驗室的思想,結合本學科性質和教育技術學實驗室在高校實驗室建設中的地位,筆者認為,課程設計與開發實驗中心應該具有四大主要功能:支持教育技術研究人員進行教育技術學專業課程開發、支持教育技術專業學生進行課程設計實驗、支持師范類學生教學技能實驗、支持學校開展精品課程建設.實現了這四大功能,才能真正實現教育技術實驗室在高校實驗室中應該發揮的作用,完成對本校教育技術學科發展的支持作用.在研究過程中,筆者還對西北師范大學、華南師范大學、北京師范大學、華中師范大學、東北師范大學、江西師范大學等六所國內開辦教育技術專業較早的師范類院校的實驗室建設情況進行了調研,發現這五所高校都設置了與課程設計相關的實驗項日,成立了相關的配套設施,但功能不完善,除了華中師范大學成立了專門的教育技術課程設計實驗室外,其它學校都將這些實驗項目安排在微格教學實驗室進行,目標定位在對學生教學技能的培養上,基本沒有體現科研這一功能.綜合以上分析,筆者將與課程設計有關的實驗室統一命名為課程設計與開發實驗中心,包括兩個模塊:課程設計與開發實驗室、數字化微格教學實驗室.
2模塊系統分析
2.1課程設計與開發實驗室
該分實驗室土要具有兩大功能:為教育技術人員進行教育技術學專業課程開發提供環境;為教育技術專業學生進行課程設計實驗提供實踐環境.
作為一門迅速“發展”起來的學科,當人們看到教育技術專業教育呈現繁榮景象的同時,也發出了許多反思性的聲音,其中最顯著的問題就是專業設置方面的問題,如一些高校設置龐雜的教育技術專業課程體系;教育技術專業課程體系老化和僵化;教育技術專業課程設置缺乏自身的特色等,這些問題不由得讓我們感受到了高校教育技術專業課程體系建設的緊迫壓力,這似乎成了目前各高校教育技術專業發展最急需解決的問題.教育部《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》(教高脾005]2號)明確指出,高校課程建設要以加強師資隊伍建設、改革教學內容、教學方法和教學手段為重點;以加強教學基礎條件建設與課程評估體系為保障;通過系統的課程建設,達到有利于加強學生的自學能力,分析問題、解決問題的能力,促進教育教學質量不斷提高.分析文件精神,不難發現,課程建設不僅需要一個強大的師資隊伍,更需要完善的教學基礎設施做保障.因此,作為教育技術實驗室一部分的課程設計與開發實驗室必須具有支持教育技術人員進行教育技術學專業課程開發提供環境的功能。
該分實驗室的另外一個功能就是為教育技術專業學生進行課程設計實驗提供實踐環境它可以為教育技術專業大部分專業課或專業基礎課提供綜合性、設計性、研究性實驗環境,為教育技術專業學生學生提供課程設計、畢業設計、各類計算機應用競賽提供學習、研究、實驗、培訓及參賽的實驗環境,培養學生高水平實驗能力.
參考華中師范大學對課程設計實驗室的功能定位,該分實驗室可以承擔三方面的實驗任務:信息技術與課程整合研究;cai課件設計與開發;網絡課程的設計與開發.該實驗室是一個教學與科研并重的實驗室,不僅承擔針對教育技術專業學生的課程設計教學任務,而且承擔教育技術人員進行課程設計研究的任務,甚至可以利用這個環境開發一些可以投放市場的教學產品,真正實現實驗室的產學研并進發展.
整個系統的組成要體現高度的資源共享性、充分的協作性,具備多媒體教學網的各種功能,方便教師進行個別化教學、小組教學和團體教學,各電腦終端連入校園資源中心和互聯網.大致如下,硬件:多媒體計算機、服務器、防火墻等網絡一設備;軟件:操作系統、網絡課程開發軟件、課件開發軟件、媒體素材處理軟件等一系列課程開發所需的輔助應用軟件.
2.2數字化微格實驗室
微格教學是一種建立在現代教學理論和現代教學技術基礎上系統培訓師范生和在職教師基本技能的方法岡.隨著以多媒體計算機和網絡通信技術為代表的信息技術的發展,有效地實現信息技術與課程的整合成為現代教育技術促進教育改革所關注的重點,于是數字化微格實驗室就成為了教育技術學實驗室建設的一部分.
數字化微格教學實驗室承擔教育技術專業的教學設計實驗和師范專業的教育技能公共課教學,以及為相關的研究工作提供支持.針對教育技術學專業本??茖哟螌W生,其畢業后很有可能走上初高中教學工作崗位,這就對他們的教學技能提出了更高的要求,特別是能熟練地將信息技術應用到學科教學當中去.通過微格實驗室提供的教學模擬環境及先進的現場錄播設備,學生可以直接在教學實踐中發現問題,進而解決在教學當中存在的問題.另外,微格實驗室還支持相關信息技術與課程整合的研究工作,例如基于信息技術,對現代教育教學理念和方法論的研究;對基于信息技術教學的數字化評價的研究;基于課堂的網絡教學研究;信息化教學的實驗對比研究等.教師和學生都可以利用實驗室進行現代教學的研究工作,為師生提供把書本知識轉化為實踐能力的機會,并且在實踐活動中還能夠培養學生的創新思維和精神.學生利用這塊基地,進行自主學習和協作學習,自己制作課件,自己使用課件教學,充分體現了學生是教學過程中的主體.
為了推動高等學校教育質量的提高,現在全國的高校都在開展國家精品課程建設評比工作.網絡精品課程建設都有教學錄像這一欄目,如果只是一些講授性的課程,就可以將課程直接安排在微格實驗室進行.利用該實驗室先進的錄播設備,可以實現最佳的錄制效果,滿足國家精品課程對錄象品質的高質量追求.另外,現在流行的課程教學錄播設備都支持網絡直播,而且可以同時進行多場景切換,均采用國際標準asf流媒體文件格式,只要學生的終端接入了互連網,學生就可以通過ie瀏覽器和流媒體播放器直接觀看.如上海卓越睿新電子有限公司研發和生產的smart-pr全自動錄播系統.當然,如果不是一些純粹的講授性課程,如電子技術實驗、化學實驗等一些需要在實驗室進行的實驗課程教學,微格實驗室就需要配備一套便攜式精品課程錄播設備,工作人員將其帶到教室或實驗室進行現場錄播,只要實驗室接進了校園網,照樣可以方便的實現精品課程輸出,并且質量不減.如可以選用現代中慶公司生產的育港便攜式精品課程工作站,該工作站具有兩大突出功能:精品課程直播:將教師的多媒體課件、講解實況、教室實況合成一個畫面,同步壓縮,同步網絡傳輸,現場直播;精品課程實錄:將精品課程的教師視頻、學生視頻、多媒體課件的vga圖像三流合一,錄制成一個文件,供網絡點播,或分別錄制成二個文件供課后編輯.
系統大致組成:共分成兩部分,微格教學室和控制室.微格教學室:各種教學媒體(白板、投影、視頻展視儀、錄像機、dvd機、多媒體計算機等)、一整套全自動錄播系統等;控制室主要設備有:多媒體與網絡教學控制平臺、彩色四畫面分割器、彩色電視機、視頻切換器、錄相機等.另外,再配備一套便攜式精品課程工作站.
篇8
關鍵詞:綜合性課程設計;軟件工程;教學實踐;創新模式
中圖分類號:G642 文獻標識碼:A
1引言
軟件工程課程具有綜合性強,實踐性要求高的特點。但是,通過教學實踐發現學生普遍感覺軟件工程課程中的概念抽象,不容易在課堂講授中獲取切身的體會和認識。同時,大部分學生的編程實踐較少,很少參與開發實際的軟件項目,對項目的背景了解甚少,欠缺在實際環境中綜合運用知識的能力。因此,僅僅是在上軟件工程課程的時候以固定課時的方式進行實驗訓練,學生很難真正理解和掌握軟件工程的內涵。從實驗過程來說,學生也沒有足夠的時間為具體的項目做好充分的準備,以完成資料查找、閱讀、系統分析、設計、編碼和測試等軟件開發工作。此外,很多學生重視編程等技術的學習而忽視了必要的文獻查找、閱讀和寫作的訓練。
開展綜合性課程設計主要是要解決本科生在學習中重理論輕實踐,缺乏綜合運用各種知識來完成實際工作的問題。軟件工程綜合性課程設計作為培養學生軟件開發能力的重要教學手段為軟件工程課程教學提供了理論與實踐相結合的有效途徑。通過參與綜合性課程設計,學生能更好地掌握軟件開發的基本技能,培養動手能力,鍛煉分析和解決問題的能力。通過經歷整個軟件開發過程,學生發現和解決各種問題,能進一步培養學生的創新素質;同時,經過工程實踐,學生還能建立起獨立開展軟件開發工作的信心和動力。
2課程設計的組織
課程設計以學生為主體,為學生提供一個既動腦又動手,并且獨立實踐的機會。首先實驗題目要能激發學生的興趣而不僅僅是一些常規的示例性課題。其次,課程設計的時間安排、實驗的開展都需要學生自己把握。因此,在實踐過程中不能按通常的課程教學來組織,需要圍繞給定的具體題目指導學生自己查閱相關的資料,自學必要的開發工具,搭建實驗的開發環境,完成編程和測試工作。除了軟件開發實踐以外,還要在此過程中培養學生的項目組織和管理能力,以及團隊協作精神。老師主要是通過指引方向、討論問題、提出建議、評價和考核完成情況為學生提供一個將所學知識進行融會貫通的環境,讓學生在這個環境中自由的成長。
圍繞上述的教學理念,教學過程的組織主要包括以下三個方面:
(1) 制定目標和要求。讓學生明確綜合課程設計的重要性、需要完成的任務和考核目標,給出具體的問題領域和題目。綜合性設計的題目可以按照不同的標準進行劃分,例如:研究型和應用型題目,或科研型和教學型題目。研究型題目可以指定學生完成某個特定的研究問題,例如:某些比較復雜且學生沒有學過的算法。應用型題目則偏重軟件開發實踐,訓練學生掌握新的技術,例如對于網站開發類題目,不僅是簡單的實現網站構建,而是引入當前IT領域最新的技術(如Ajax),使學生學會如何在較短時間內掌握一門新的開發技術。
(2) 按學生的實際水平和情況進行分組管理。學生在知識掌握和運用方面有一定的差異。有的學生具有較強的分析、理解能力,但是動手能力較差;而有的學生動手能力較強,但在寫作方面的訓練較少。不少的學生在接觸到自己不熟悉的領域時,感覺進入陌生的領域很困難,缺乏完成題目的信心。另外,很多學生由于認識上的問題,關心編程鍛煉而忽視寫作練習。針對這些問題,在組織管理時,要充分了解學生各自的特點,把不同類型的學生劃分到一個小組中,例如:在一個小組中以五個人為上限,進行合理組合和搭配使在一個團隊中既有具有較強管理意識的學生、編程能力較強的學生,又有一定寫作能力的學生。在管理小組時,讓每個人去嘗試其他小組成員的角色,讓他們從團隊中學習,既發揮各自的專長,又能全面培養軟件開發的才能。
(3) 項目實施和指導。采用定期檢查任務進度、召開團隊會議、討論問題等形式關注并檢查學生的工作情況。在時間安排方面,通過一個學期來實施整個課程設計,所有實踐不占用課程時間,學生利用課余時間來完成分配的任務。前期老師對如何開展工作進行指導,然后定期對學生的階段性成果進行檢查。根據學生所積累的問題的數量和重要程度不定期的做一些軟件開發知識的專題指導,如軟件編程規范、界面和數據庫設計、軟件體系架構等。在完成系統后,指導學生依據文檔規范撰寫實驗報告。針對在寫作過程中出現的條理混亂、表述不清等問題,通過講解相應的寫作模板和案例來加強學生的寫作訓練。最后,對學生提交的各種文檔采用分析、討論等方式進行評審和考核。
3教學實踐
在綜合考慮各情況的基礎上,以實驗項目的形式開展綜合課程設計的教學活動。設計的實驗題目涉及多領域的知識和工程背景。老師在指導過程中,運用引導、輔助等手段來充分發揮學生在實踐中的主導作用,加強創新能力的培養,讓學生充滿熱情地參與到系統開發,從中獲取知識和經驗。
(1) 引導學生進入課程設計
開始課程設計時,首先召集學生,建立小組聯系方式,確立項目的開發團隊。給小組成員講解綜合性課程設計的目的和意義、題目背景,以及所涉及的知識領域。大多數學生是第一次完成這樣較大的軟件開發題目,缺乏足夠的自信,老師需要通過鼓勵來幫助學生掃清心理障礙。剛開始學生對整個工作沒有明確的思路和規劃,因此要引導學生按照項目的開發方式進行規劃,包括時間安排、任務分配、確定重點、查閱資料文獻,等等。通過培養學生獨立查閱文獻資料的能力和對系統進行分析和設計的能力,使他們能獨立地思考問題,逐步擺脫對老師的依賴。
對于項目完成的成果,給出明確的規范和考核標準。在開始課程設計前需要向參加項目的成員介紹軟件開發需要建立哪些文檔,例如:需求規格說明書、概要設計說明書,等等,要求學生按照標準的軟件工程文檔來完成課程設計報告。概要講解有關的軟件開發工具,包括設計工具(MS Visio等)、開發環境工具(MS Visual Studio,Eclipse等)、測試工具(JUnit等)。這些工具的安裝、配置和使用要學生通過搜索Internet、查找圖書館資料來自學掌握。
(2) 培養創新能力
軟件工程教學如果僅僅在抽象的概念、術語和圖表上進行分析、講解,學生沒有直接的項目開發體驗,不了解真實用戶的需求,就很難發現在軟件開發中存在的問題,這樣也就限制了學生用新的思維或新的角度去思考問題。從很多IT行業的成功例子中可以發現很多優秀的人才在實踐中發現問題、解決問題從而創造了新的產品和技術,甚至開拓了一個新的市場或領域。例如,Google、Facebook、P2P軟件等都是從最初一點想法和實踐發展起來的。因此,在綜合性的課程設計中要充分考慮發揮學生自己的想象力,訓練學生的創新思維。
在綜合性課程設計中提出四種創新模式,通過不同的創新模式引導學生突破傳統和常規的思維方式,盡可能以創造性的方式去解決實踐中遇到的問題。
① 應用創新。應用創新以實際工程中的用戶需求為核心,以多領域相結合,強調軟件系統的實用性,例如:在指導學生確定題目時,把P2P網絡和信息檢索相結合提出應用軟件課題。
② 技術創新。開發一個具體的軟件系統需要各門課程,甚至是其他學科的知識,因此,掌握新的技術,并對多種技術進行融合創新,能極大地激發學生的積極性。例如:根據學生已掌握的操作系統知識,在實驗中結合多核技術擬定“基于多核實現矩陣并行運算”的題目。
③ 研究創新。研究創新強調問題驅動和研究導向,通過給出能激發學生興趣的研究問題,進行研討式分析和實驗。老師指導學生閱讀某個研究領域前沿性的論文,在論文的基礎上實現相關的算法和系統,在逐步積累的基礎上,對不足的地方加以改進,實現創新。
④ 管理創新。在實際的軟件項目開發中,管理比技術更重要。通過實踐要讓學生重視管理,學會管理,培養管理能力,實現管理創新。例如,在軟件開發中經常會出現各種變化,包括軟件需求、設計、源代碼等都會在開發過程中出現這樣或那樣的改變,學生通過在實踐中體會這些變化對軟件開發的影響,思考如何從管理的角度去解決這些問題,從而發揮創造性。
(3) 評價與考核
在實驗過程中要進行階段性評價,以討論的方式找出軟件系統和文檔中的問題。將文檔分發給團隊成員,每個人要對其他成員的工作進行分析和衡量,對程序代碼和各種文檔進行評估,提出自己的看法。通過討論以及批判性和創造性的思考,來強化學生之間的知識交流,提高其分析能力,鍛煉交流和溝通技能。老師在評價時要考察學生的開發進度、商討解決出現的技術問題,協調管理中的矛盾。在總結學生工作時要對學生作出指導,并給出改進建議。
考核方式主要是對學生開發的軟件系統和課程設計報告進行評分。在評分時,要綜合考慮學生的平時表現、提交的源代碼、課程設計報告,以及是否具有創新性。具體來說,考核分為三個部分:第一部分是軟件系統的需求分析,這一部分占 30分,主要根據文檔考察學生對系統的認識和分析能力;第二部分是軟件系統的設計,這一部分占30分,主要考核學生運用各種圖表和語言進行系統分解和設計的能力;第三部分是軟件系統的編碼和測試,這一部分占40分,主要考核學生的邏輯思維能力和動手能力。
4總結
當前本科生除了掌握基本的理論知識和技能外,還需要通過訓練學會如何運用各種知識來解決實際問題。綜合性課程設計以培養學生的綜合素質和能力為目標,以發揮學生主觀能動性為指導思想,注重學生在實踐過程中各方面能力的培養。通過開展軟件工程的綜合性課程設計,為學生建立起完成具體任務的團隊合作環境,使學生真正成為學習的主動者,讓學生組織項目團隊,擔任不同的角色,培養了組織和管理才能,提升了動手能力和創新素質。
參考文獻:
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Teaching Practice of Comprehensive Course Design of Software Engineering
ZHU Da-yong1, ZHANG Xin-li2, LI Shu-quan1
(1. School of Software, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China; 2. Department of Math and Information, Chengdu University of Information Technology, Chengdu 610054, China)
篇9
關鍵字:EDA;時鐘;數字電路課程設計
中圖分類號:G642.41?搖 文獻標志碼:A?搖 文章編號:1674-9324(2014)04-0245-02
《數字電路》是高等院校電子信息類專業的重要專業基礎課,其課程設計是實踐教學環節的重要組成部分,它給學生提供了理論聯系實際、加深認識、開拓思維的機會。隨著計算機技術和電子技術的不斷發展,傳統的數字電路課程設計方式在很多方面落后于現代教育形式的發展,成為現代化教育和培養創新人才的阻力。進入21世紀后,EDA技術得到了長足的發展,在數字電路課程設計中引入EDA技術的新教學模式成為必然趨勢。本文結合實際教學工作,舉例闡述了基于EDA技術的數字電路課程設計的實現方法,實踐證明其對提高課程設計的教學質量和培養創新型人才都有重要作用。
一、數字電路課程設計中引入EDA技術的必要性
數字電路課程設計中要求學生運用電子技術課程中有關的理論知識和實驗方法完成一些綜合性較強的設計課題。目前在數字電路課程設計教學中,有些院校仍然采用74系列固定功能標準芯片來實現設計功能。在了解課題原理和熟悉標準芯片功能的基礎上,“自底而上”地設計數字系統。當設計的數字電路系統比較復雜,需要多個集成芯片和大量連線時,就增加了設計電路板的難度和故障調試難度,延長設計周期,降低了學生的學習興趣,同時.常用中小規模集成芯片的大量重復使用也大大增加了設計成本。特別是隨著學生數量的劇增,由于教學經費的原因而無法提供足量的所需芯片,再加上實驗場地和實驗時間的制約,以及輔導教師的缺少等因素,使得課程設計題目受限制,設計方案雷同,缺少個性,設計過程枯燥,學生的綜合能力和創新能力的培養嚴重受到阻力,課程設計的教學目標不能很好的實現。因此在數字電路課程設計中引入EDA技術,改革傳統的課程設計方法已經成為一種趨勢。IspLever是Lattice公司最新推出的一套EDA軟件。設計輸入可采用原理圖、硬件描述語言、混合輸入三種方式,能對所設計的數字電子系統進行功能仿真和時序仿真。編譯器是此軟件的核心,能進行邏輯優化,將邏輯映射到器件中去,自動完成布局與布線,并生成編程所需要的熔絲圖文件。軟件中的Constraints Editor工具允許經由一個圖形用戶接口選擇I/O設置和引腳分配。軟件包含Synolicity公司的Synplify綜合工具和Lattice的ispVM器件編程工具。IspLever軟件提供給開發者一個簡單而有力的工具,其界面友好,集成化程度高,是最易學、最易用的可編程邏輯器件開發軟件。利用它所配備的編輯、編譯、仿真、綜合、芯片編程等功能,可以完成數字電路從設計、檢查、模擬到下載的全過程。因此特別適合作為數字電路系統的設計和開發軟件。在系統可編程邏輯器件(In-System Programmable PLD,ISP-PLD)是90年代推出的新型的可編程邏輯器件,其最大特點是編程時既不需要使用編程器,也不需要將它從所在的系統板上取下,可以直接焊接在印刷電路板上,然后通過計算機的并口和專用的編程電纜對焊接在電路板上的ISP器件進行多次編程,對其邏輯功能進行修改,從而加快了數字系統的調試過程,提高了可靠性并避免對可編程器件造成機械損壞。PLD具有可重復使用、低投入、高性能、高密度、開發周期短等諸多優點,不需要任何投片費用。
二、EDA技術在數字電路課程設計中的應用實例
下面采用“自頂而下”層次化的設計方法,以DJ-E801型實驗開發系統和IspLever3.0EDA開發軟件設計時鐘為例,介紹基于EDA技術的數字電路系統設計的方法。運用此種方法進行課程設計時,需要先學習IspLever3.0軟件和Schematic的編程方法,掌握DJ-E801型實驗開發系統的使用。
1.設計要求。設計一個多功能數字鐘。系統能進行正常的時、分、秒計時功能,分別由6個數碼管顯示24小時、60分鐘、60秒鐘的計數器顯示;能利用實驗系統上的按鍵實現“校時”“校分”功能:(1)按下“SA”鍵時,計時器迅速遞增,并按24小時循環,計滿23小時后再回00。(2)按下“SB”鍵時,計分器迅速遞增,并按59分鐘循環,計滿59分鐘后再回00,但不向“時”進位。(3)按下“SC”鍵時,秒清零。(4)要求按下“SA”、“SB”或“SC”均不產生數字跳變(“SA″、“SB”、“SC”按鍵是有抖動的,必須對其消抖動處理);能利用揚聲器做整點報時:(1)當計時到達59’50”時開始報時,在59’50”、52”、54”、56”、58”鳴叫,鳴叫聲頻可為lKHz;(2)到達59’60”時為最后一聲整點報時,整點報時是頻率可定為500Hz。
2.設計思路。本設計中采用“自頂向下”的層次化、模塊化的設計思路,將系統分為cdu24、cdu60、cdu60s、control等四個模塊,再將其在頂層連結起來,完成系統功能。
下面介紹各個模塊所完成的功能。cdu24在clk1的激勵下有24進制計數功能,sa=1時在clk2的激勵下快速24進制計數,能完成校時功能。cdu60在clk1的激勵下有60進制計數功能,ss=1時在clk2的激勵下快速60進制計數,但無進位,完成校分功能。cdu60s在clk1的激勵下有60進制計數功能,clr=1時秒清零即可。Control主要完成報警功能。
3.功能仿真。運行ispLEVER軟件,建立一個新工程,然后在該工程下新建schematic文件,輸入原理圖以clk.sch文件保存,設為頂層,進行編譯,對照設計要求查看仿真結果。電路仿真結果正確后,其硬件的實現是Lattice公司的CPLD芯片ispLSI1032E-70LJ-84下載實驗板。設置芯片屬性及引腳分配,執行編譯綜合后產生下載文件,將其在線下載到下載板,經過硬件驗證完全符合設計要求。
在上面的例子中,若采用傳統的74系列中小規模集成器件來實現,電路結構復雜很多,難以調試,幾乎是“紙上談兵”的設計,設計過程枯燥乏味?;贓DA的數字電路設計采用“自頂向下”的設計方法,具有便于層次式、結構化的設計思想,設計周期短,可以對每一層進行仿真驗證,設計電路錯誤可以在早期發現,提高了設計的正確性,邏輯綜合之前的設計工作與具體的實現工藝器件等無關。因此,設計的可移植性好。為了提高數字電路教學的質量,培養能適應電子技術發展趨勢的創新人才,將EDA技術引入數字電路課程設計中,不僅可以很好地鍛煉學生的綜合設計開發能力和動手能力,激發他們的學習興趣,還可以大大節約數字電路課程設計實驗的成本,提高設計效率。
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篇10
關鍵詞:微機原理;課程設計;教學方法;考核體系
課程設計是一種課程形式,也是一種教學方法[1],其基本教學目的是加深學生對課程基礎理論和基本知識的理解與掌握,培養學生綜合運用基礎理論和技能分析與解決實際問題的實踐能力以及勇于探索的創新精神。微型計算機原理與接口技術是計算機硬件基礎的重要組成部分,是高等學校很多專業都開設的一門基礎性課程,也是一門應用性、實踐性很強的課程。由于其開設量大,受益面廣,國內高校都加強了該課程的建設,深化課程改革。一方面,縮短了課堂授課學時,加大實驗學時,特別是加大課程設計學時;另一方面,加大課程設計的改革力度,不斷更新設計內容,改革教學方法和考核方法,突出學生的自主性、主動性,激發學生的創新意識,注重學生設計能力的培養和工程能力的訓練[2]。
天津大學電氣與自動化工程學院開設的微機原理課程設計,基于多個圍繞微機原理課程設計的天津大學教改課題的實踐成果,結合學科前沿和工程實際,創新微機原理課程設計平臺,不斷優化和更新設計內容。結合學生特點和興趣,注重引導、激發學生的創造激情和對知識的渴望,創新教學方法和手段。并且將創新性與工程規范納入考核體系,改革考核和成績評定方法,引導學生從注重結果轉變到注重過程,從注重成績轉變到注重成效。
一、創新微機原理課程設計平臺與內容
1.微機接口實驗系統綜合設計項目開發
基于“通用微機接口實驗系統”,利用實驗系統的外擴展接口,開發利用各種外擴展板,構建多種新的微機接口綜合設計系統。主要包括以下幾個方面:
(1)開發了GPS(全球定位系統)導航系統擴展實驗板[3],并與“通用微機接口實驗系統”系統連接,以及與液晶顯示系統或LED鍵盤控制實驗板互聯,構成全新的綜合設計實驗系統。設計并開設基于導航系統實驗擴展板的綜合設計性實驗,與學科前沿相結合,增加了設計深度與廣度,豐富了實驗教學內容。
(2)實現了“通用微機接口實驗系統”與LCD(液晶顯示系統)連接[4]。新的實驗系統可完成主要內容包括各種字符與圖形的編程與顯示、薄膜按鍵開關實驗等。實驗系統還可與電機等執行元件相連,通過編程在液晶顯示器上顯示輸入輸出及控制和執行信息等綜合設計性實驗內容。
(3)實現了“通用微機接口實驗系統”與LED(發光二極管)鍵盤控制實驗板的連接[5]。該實驗系統通過8279芯片等的應用完成了綜合設計性實驗題目的開發,主要包括總線控制以及對控制對象進行顯示、管理和操作,使課程設計內容更符合電氣與自動化專業對控制技術的要求。
(4)學生自主進行創新設計。實驗室提供紅外收發、溫濕度或壓力傳感器等實驗擴展板及相關技術資料,在課程設計中學生利用實驗室的各種設備與“通用微機接口實驗系統”相結合,自定課題進行創新設計與實踐。
2.微機接口實驗系統綜合設計性實驗應用
拓展設計內容,更新設計項目,做好設計實驗之間的科學銜接,使學生在課堂上更多地接觸前沿技術,為他們未來接觸工程實際奠定良好的基礎。注意將本課程所學知識與“電子技術”、“自動控制原理”、“檢測技術”和“機器人學”等相關課程內容融會貫通,提高學生綜合運用和工程應用能力。
(1)課程設計內容的設立。根據微機原理課程設計的要求,不斷進行實驗系統選題的設計與開發,精心設計課程設計內容,注重先進性和開放性,并與學科的前沿技術相結合,在課程設計的綜合性、設計性環節給予學生更多的選擇。設計課題包括基礎性選題和擴展性選題兩部分。
基礎性選題主要包括:自定義字符顯示編程,漢字字符顯示編程,圖形顯示編程,特效顯示編程,總線控制LED顯示實驗,微機接口、鍵盤、LED綜合實驗,GPS通訊實驗,GPS編程實驗,GPS手持機實驗,各種外擴展板設計實驗。這些設計內容與微機接口技術緊密相關,并具有一定的深度與廣度,同學們通過硬件連接、軟件設計,軟硬件調試完成集采集、顯示、存儲等功能于一體的設計內容。
同時,我們還給出了多個綜合設計性擴展選題。此類選題沒有固定的要求,只是給出一些提示,學生可以根據自己的設想進行硬件選擇、軟件設計,達到自己的設計目標。極大地發揮了學生的主觀能動性和創新性。
(2)課程設計教程的編寫。微機原理課程設計綜合設計性選題的主要知識點依托微機原理接口技術并結合與之相關的學科前沿。為此,根據課程設計要求,編寫了相關的設計教程,提供參考文獻與網站,使學生在實驗前對相關的擴展知識有個初步了解。根據歷屆學生的具體情況,教師不斷總結實踐教學經驗,逐步完善指導書的編寫,使之更適應于學生的實踐與創新。在指導書編寫中按知識點模塊化編寫,設計實驗內容從易到難編排,每個設計實驗都給出了預習要求和達到目標。對于創新性設計實驗我們給出一部分選題,同時鼓勵同學們結合系統,將擴展板進行多種組合,自己設計課題,進行實踐創新。
二、探索新的實踐教學方法和手段
1.加強引導與鼓勵,激發學生的創造激情和對知識的渴望
在微機原理課程設計教學實踐中,首先了解不同學生的特點和學習興趣,在此基礎上有針對性地指導學生選題及團隊組合。在設計過程中,鼓勵學生獨立思考,通過網絡、圖書館、資料室等各種渠道進行信息檢索和資料查詢。教師在指導實驗時,從實踐應用的角度出發去引導學生的設計方法和技術路線,注重培養學生發現問題、思考問題及解決問題的方法和思路以及創新意識。
教師在課堂上注重學生課程設計過程,鼓勵學生以靈活多樣的方式和不同的角度完成自己的選題,激發學生的創造激情和對知識的渴望,促使學生從“要我學、要我做”轉變為“我要學、我要做”。
2.改革課程設計考核和成績評定方法
在課程設計的考核中將創新性與工程規范納入考核體系。指導教師從出勤次數、軟硬件設計、上機調試、預習(第一次實驗時檢查流程圖、源程序)與總結報告、創新性等方面對學生進行綜合考評。在課程設計的考核與評定過程中細化了預習、設計、創新、實驗報告完成各個步驟的考核標準。課程設計過程中為每位同學建立考核表格,其中題目1是基礎性選題,題目2是自選的綜合設計性擴展選題。按照考核指標體系,在課程設計過程中同步給出各環節考核成績,做到公平公正,激勵學生更好地完成課程設計內容,更多地進行創新性設計。
三、教學效果
2006年以來,我們不斷創新微機原理課程設計硬件平臺,不斷擴展和更新設計內容,邊實踐、邊改革。目前已在電氣與自動化工程學院自動化專業和電氣自動化專業6屆學生(平均每屆學生12個班、380人)中進行了教學實踐,取得了良好的教學成果。
微機原理課程設計教學過程中,學生付出了很大努力,他們要自學相關知識,查閱資料,進行實驗設計、流程設計,搭建硬件平臺;并通過軟件設計、軟硬件調試,完成整個設計,寫出設計說明書和總結報告。大部分學生對擴展性選題具有極大興趣,有學生選用導航擴展板實驗系統,通過自學相關知識,實現了GPS地理信息的采集、顯示、存儲,取得了滿意的效果;還有學生偏重理論研究,例如08級的同學在80X86平臺上完成了FFT(快速傅里葉變換)的匯編實現,具有較強的理論價值,能在本科階段做出這樣的課程設計成果,得到了師生的廣泛好評。
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