将相和课件范文第1篇

关键词：电子类课程设计；Multisim；Keil+Proteus l；Protel99

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）32-0165-02

一、引言

高校电子类课程是电子信息、通信、电气自动化等工科专业最重要的课程，由于电子类的课程如电路、模拟电路、数字电路、高频电子线路、微机原理以及单片机等学科是多理论多实践性的学科，往往在传统的教学中教师注重理论讲解，由于实验条件的限制，学生也不能及时地验证和应用这些理论知识，即使有课内实验，但实验课时少且一般都使用现成的电子实验箱完成一些验证性实验，使学生达不到很好的实践动手能力，因此，在每门电子类课程结束后，用一到两周的时间由学生根据所学内容完成相关电子类课程的设计对提高学生对电子类课程知识的理解和实践有很大的作用。而在电子类课程设计中，根据课程内容的不同使用相关仿真软件的辅助设计，可以提前预知设计的结果，方便修改参数和改正错误的设计能有效地提高设计效率，降低设计成本等优点。下面将介绍各们电子类课程设计以及适合该们课程相关的仿真软件。

二、电子类课程以及辅助仿真软件

根据电子类课程的特点，分为无需编程的和有需要编程的课程，有需要印制电路板和简单面包板可设计的内容。不同的需要则在进行电子类课程设计的时候使用的辅助软件则不同，下面将分别介绍。

1.无需编程的电子类课程设计和相关的辅助软件。在电子类课程中，电路、模拟电路、数字电路、高频电子线路等课程中不涉及微机控制的电子硬件设计不需要编程，则可以使用Multisim电路仿真软件。Multisim仿真软件是由加拿大Interactive Image Technologies公司基于Windows的电子线路设计工具，后由美国国家仪器公司NI收购，并推出性能更强大的电子线路仿真软件Multisim9～12版本且与Labview完美结合，具有丰富模拟、数字器件、FPGA器件和仪器仪表等仿真元器件，该软件包含电路仿真（Multisim）、PCB设计（Ultiboard）、布线（Ultiroute）以及通信分析与设计（Commsim）四个部分[1]。该软件可以仿真电路里的基本电路分析原理，三相交流电，模拟电子技术中的运算放大电路、滤波、整流、稳压等电路，也可仿真数电里的基本逻辑电路、组合逻辑电路和时序逻辑电路，以及高频电子线路课程中的高频信号的调制解调等电路，其虚拟仪器仪表种类齐全如示波器、函数发生器等，也有强大的电路分析功能，可进行直流工作点分析、瞬态分析、傅里叶分析等。适用于模拟、数字电路的设计与仿真。

2.需编程的电子类课程设计和相关的辅助软件。在电子类课程中，微机原理以及单片机原理与应用的课程设计相对较为基础的模拟电子技术和数字电子技术，要求由软件编程，需要掌握汇编或者C语言等相关的编程语言，针对这样的课程设计，可以使用编程软件Keil+电路仿真软件Proteus。Proteus软件比Multisim在单片机以及微机仿真中具有更完善的性能[2]。Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的是世界上著名的EDA工具。它不仅具有其他EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及器件。它是目前最好的仿真单片机及器件的工具。从原理图绘制、代码调试到单片机与电路协同仿真，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12 /16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086、MSP430、Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器[3]。

Keil是一款单片机开发系统平台，支持汇编、C语言、PLM、以及混合编程。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（μVision）将这些部分组合在一起。无需连接单片机硬件而进行纯软件仿真，具有跟踪、调试、复杂断点等功能，能生成在线仿真和烧录到芯片所需的HEX文件等[3]。用Proteus设计电路时，无需画出单片机的最小系统，晶振频率在单片机里手动改变即可。在仿真的时候只需将Keil编译器里调试好的程序生成的HEX文件加载到Proteus的微机芯片上即可，点击仿真按钮，可立即观看到电路的仿真效果图。若进行硬件调试时，只需将Keil编译器生成的HEX文件通过串口调试助手下载到单片机等微机芯片上，即可进行实物的硬件联合软件的调试。有编程软件和微机硬件电路软件的结合，能更好的辅助学生在微机和单片机课程方面的设计，有效提高设计效率和增强学生的兴趣和动手能力。

3.需印制电路板的电子类课程设计。一般电子类课程设计中如果需要印制电路板，如将模拟电路、数字电路或者单片机等相关电路需要印制电路板时，则使用市场上已经十分成熟的Protel软件，其常用的版本有Protel99或Protel200。该软件是Altium公司开发的EDA软件，具有电路原理图设计功能、自动布线功能、原理图混合信号仿真功能、印制电路板设计功能以及PLD设计功能。而Protel2004在内的先前一系列版本的功能和优点以外，还增加了许多改进和很多高端功能，如拓宽了板级设计的传统界限，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程师能将系统设计中的FPGA与PCB设计以及嵌入式设计集成在一起。Protel在设计电路板方面具有庞大的常用的各种元器件以及相关封装的元件库，随着版本的升级以及各位设计者的填补，元器件库也相应的随电子器件的增加而完善，也可以自己绘制元器件以及相关封装，建立自己常用的元器件库。Protel在PCB制图上面具有其他相关软件无法比拟的功能，设计者将绘制好的电路原理图转换成PCB图，排列好元器件，设计者可以手动或者自动布线，通过了电气规则测试后，即可将PCB图印制成电路板，焊接好元器件，进行电气测试后便可以进行硬件的调试[4]。

三、结论

在电子类课程设计中，根据课程内容的不同使用相关仿真软件的辅助设计，可以预知设计的结果，方便设计中各种元器件参数以及错误设计的修改，能形象生动的跟踪过程，仿真测试通过后再进行实物的硬件和软件设计，将获得事半功倍的效果。克服了传统设计周期长、成本高等缺点，能有效地提高设计的效率和降低设计成本等优点。

参考文献：

[1]黄智伟，李传琦，邹其洪.基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析[M].北京：电子工业出版社，2008.

[2]李现国，张艳.Proteus仿真在微机原理及接口技术教学中的应用[J].实验技术与管理，2010，279（12）：125-127.

[3]马华玲，Proteus+keil在单片机教学中的应用[J].高等函授学报，2012，25（4）：26-27.

将相和课件范文第2篇

[关键词]SCORM：学习管理系统；网络课件

[中图分类号]G40-057 [文献标识码]A [论文编号]1009-8097（2013）05-0098-05 [DOI]10.3969/j.issn.1009-8097.2013.05.020

一、引言

共享内容对象参考模型SCORM（Sharable Content Object Reference Model）是由美国国防部ADL（Advanced Distributed Learning）组织所拟定的标准，对于数字内容教材的制作、内容开发提供一套共通的规范。符合SCORM标准的学习内容对象具有高水平的可访问性、互操作性、适应性、重用性等。SCORM标准的使用将会增强LMS（学习管理系统）运行不同商家工具开发的内容和这些内容的数据转换的能力，增强不同商家开发的LMS运行相同内容以及这些内容在执行时的数据交换的能力，增强多种网络LMS产品/环境访问相同知识库的可执行内容并运行这些内容的能力。这种策略消除了为适合最新的技术平台需要做的许多开发工作，将会使开发者更多地关注有效的学习策略。目前SCORM还属于起步阶段，真正符合SCORM标准的学习平台还不多，SCORM课件资源数量相对较少，这使得教学设计师难以开发出具备互换、搜寻、跨平台使用的课件，在一定程度上阻碍了SCORM的推广。

二、网络课件分析

根据使用工具的不同课件有两种主要形态：CBT和WBT，即computer-based training（基于计算机的培训）和web-based training（基于网络的培训），前者就是常说的本地版或光盘版，而后者就是常说的网络版，即网络课件。

网络课件是基于HTML设计制作的，加上JavaScript、Flash等各种流行的技术，对一个或几个知识点实施相对完整教学，具有一定的教学功能的教学软件，该软件通过浏览器在网络上进行播放。网络课件具有生动、内容丰富、交互性强等优势，一个优秀的课件，不仅能够让你主动地获得生动的知识，还能让你获得技能、实践和经验，而后者是其他传统教材、电子书和PPT都无法达到的。网络课件是现代远程教育的核心组成部分。

目前存在的网络课件主要有三种表现形式：三分屏课件、静态网页课件和视频课件。

1.三分屏课件

三分屏课件是把教师的视频、讲课所使用的PowerPoint（也可以为其他电子文档）、课程纲要三部分内容生成网页文件，被称为“三分屏”课件，该课件通过网页浏览器进行播放。它的优点是：1）开发周期短，课件是教师开讲即开录，录完后课件即刻生成，再加上几个工作日的后期编辑就可完成，因此开发周期非常短；2）节省费用，聘请专家来做现场授课，在现场把专家讲座录制成三分屏课件，可节省多次聘请专家的费用，另外，三分屏课件的开发费用与其他的网络课程的开发费用相比低很多。它的缺点：1）三分屏课件的教学效果并不取决于技术问题，而取决于教师对授课内容的把握和讲解，作为教育与技术结合者的教学课件设计人员来说，基本无用武之地；2）三分屏课程属于单向灌输式教学，无法实现网络的双向互动：3）三分屏课件制作完成后，由于存在技术难度，普通的使用者很难对课件进行修改，更加不能对课件的内容进行重新的组织，必须要专业的技术人员完成修改和重组，所以，课件的后期维护成本很高。

2.静态网页型课件

静态网页型课件以HTML（Hypertext Markup Language，超文本标记语言）语言为基础，以网站的形式，包括若干网页和多媒体素材，这类课件既能充分利用多媒体技术，又能利用网络优势，最大的优势是可以在浏览器中直接运行，实现真正的网络教学。而且许多可视化的网页制作工具，如FrontPage、Dreamweaver功能强大、易于掌握，降低了网页型课件的制作难度。网页的包容性广、开放性高，多种媒体，如文本、图像、音乐、动画和视频信息等都可作为网页对象纳入网页中来。网页型课件的缺点主要在于：1）网页型课件以源代码形式进行保存，很难进行版权保护，因此不大可能将其中的优秀作品做商业化发行；2）课件静态呈现，没有课件与学习平台之间的交互，如记录学习开始时间、学习时长、学习活动得分等；3）课件制作完成后，由于技术难度原因，普通的使用人员很难对其修改，更不能对课件的内容进行重新的组织，必须要专业的技术人员完成修改和重组，所以，课件的后期维护成本很高。

3.视频课件

视频课件与三分屏课件类似，但比三分屏更加简化，是一种简单的点播课件，即包括单一的音频或视频信息的课件，类似于传统的录音录像材料，通常对教师授课、操作示范、计算机屏幕操作过程进行录像。视频课件的缺点主要在于：1）单向灌输式教学，学习枯燥，没有交互性；2）视频资源较大，当点播人数较多时，观看视频教学可能会受到带宽的影响；3）课件被制作完成后，由于技术难度，普通的使用人员很难修改课件，更不能对课件的内容进行重新的组织，必须要专业的技术人员完成修改和重组，所以，课件的后期维护成本很高。

三、学习管理系统分析

学习管理系统，英文缩写是LMS（Learning Management System），具有发送、跟踪、汇报、评估和管理学习内容、学习者学习进展情况、学习者之间交互情况等等一系列的功能，学习管理系统是开展远程教育的基础平台。

通过调查Blackboard、Moodle、Sakai、北京邮电大学网络教育学院、人民大学网络教育学院、奥鹏远程教育、北京大学网络教育学院等LMS，总结出了现有这些LMS的存在的问题。

（1）现有的网络课件在网络学习管理系统中很难被普通的教师和管理员重新组织和复用，导致课件后期的维护成本很高。

（2）现有的网络课件只是静态的内容讲述，缺少互动性和可计入成绩的学习活动，无法满足互动教学的需要。

（3）学生在学习现有的课件时，学习过程不能被记录，课件与学习系统交互性差。

基于现有LMS的问题，设计了基于SCORM标准的学习管理系统，主要有以下五个方面的创新设计。

（1）SCORM标准课件库设计，管理SCORM标准课件，包括课件上传，SCORM格式校验，课件删除和修改等管理功能。

（2）灵活的课程内容组织，教师组织一门新开的网络课程，可以从SCORM标准课件库中选取一门课程的全部内容，也可以从课件库中的不同课程中选取部分章节组织成一门新的网络课程。

（3）灵活课程活动组织，教师可以在网络课程的的任何节点添加前测、作业、和讨论等活动，这些活动由学习管理系统的论坛、题库、作业和考试等系统功能来提供支持，满足学生的交互学习和成绩记录，实现引领式在线学习模式。

（4）学习过程全记录设计，学生在学习网络课件时，学习管理系统会记录学生学习的开始时间、学习时长、学习活动得分、学习进度等。

（5）SCORM标准课件导出设计，管理员或教师可以将重新组织过的网络课程导出符合SCORM标准的课件包，此课程包可以在其他符合SCORM标准的LMS系统中使用。

四、系统功能模块设计与实现

在系统的整体模块设计（参见图1），有六个模块组成，开发技术上，采用JavaEE技术，应用Struts2.1、hibernate3.2和spring三个轻量级架构进行开发，后台数据库采用oracle数据库。详细的模块设计如下：

1.基于Scorm2004标准的课件导入验证模块

该模块用于对所有的课件资源文件进行上传校验和课件管理。在系统校验环节，系统将获取课件包中的内容清单文件（imsmanifest.xml），它是包中内容的结构化目录，然后验证其是否符合SCORM2004标准，具体校验流程（参见图2）所示；

步骤1解压网络课件包到解压目录下，并执行步骤2：

步骤2检查解压目录下是否包含内容清单文件imsmanifest.xml，如果是则执行步骤3，否则确定验证失败，发出所述网络课件包并非基于SCORM标准的网络课件包的信息，并结束验证：

步骤3对所述内容清单文件imsmanifest.xml进行解析生成xml格式文档对象，并执行步骤4：

步骤4判断所述xml格式文档对象是否生成成功，如果是则执行步骤b5，否则确定验证失败，发出解析xml格式文档对象失败的信息，并结束验证；

步骤5获取所述xml格式文档对象中的一级item（内容项，层次结构中的节点）元素节点集合，遍历所述一级item元素节点集合，确定所述一级item元素节点集合中的item元素是否含有identifierref（标识符引用，一个对资源部分或其它目录、内容项标识符的引用）属性，如果是则确定验证失败，发出课程一级节点中不能添加资源引用的信息，并结束验证，否则执行步骤6；

步骤6获取下一级item元素节点集合，遍历该下一级item元素节点集合，并执行步骤7；

步骤7判断下一级item元素节点集合中的item元素是否全部含有identifierref属性，如果否则确定验证失败，发出同一级节点必须全部含有identifierref属性的信息，并结束验证，是则执行步骤8；

步骤8通过item元素的identifierref属性查找对应的资源引用，以获得所述资源引用中的文件标签集合，并执行步骤9；

步骤9确定所述文件标签集合是否为空，如果是则确定验证失败，发出资源引用中必须包含文件标签的信息，并结束验证，否则执行步骤10；

步骤10确定是否所有的资源标签均己查找完毕，如果是则确定验证成功，并结束验证，否则执行步骤8。

2.课程内容组织模块

通过课程内容组织模块，教师可以将几门课程的课件资源重新组织成一门新的课程，例如：从信息论、移动通信、光纤通信和微波通信四门课程中分别抽取一些章节组成一门新的课程通信原理（参见图3）。详细的课程内容组织模块的业务流程（参见图4）所示。

步骤1在所述课件资源库中展开所要调取的基于SCORM标准的网络课件包；

步骤2对所展开的基于SCORM标准的网络课件包的内容清单文件imsmanifest.xml进行解析，以获得该网络课件包的一级节点信息；

步骤3以列表形式显示所述网络课件包的所有一级节点：

步骤4选择所要重新组织以形成新课件的一级节点；

步骤5解析所述网络课件包中的内容清单文件imsmanifest.xml，以获得所选择的一级节点、及一级节点的子节点、以及归属于子节点的资源节点；

步骤6在新课程目录下新建新课程的内容清单文件imsmanifest.xml，并解析所述新课程的内容清单文件，将步骤5中所获得的一级节点及其子节点以及归属于子节点的资源节点信息复制到所述新课程的内容清单文件；

步骤7将所述资源节点中引用的所有资源从所述所要调取的基于SCORM标准的网络课件包复制到新课程目录，并将所有节点的引用资源路径由相对路径替换为绝对路径（替换路径是为了后期在学习管理系统中对这些文件进行修改），其中所引用的资源包括图片文件、CSS文件、js文件、flash文件等；

步骤8将新课程的课程组织节点信息存入数据库，以备后期对学习过程进行记录和统计分析。

3.课程活动组织模块

课程活动是指前测、作业、和讨论等课程互动环节，这些活动分别由LMS系统的论坛、题库、作业和考试等系统来提供功能支持，这些活动的成绩和参与次数都可在数据库记录和并计入平时成绩。目前，我们先在网络课程中使用了三种常用的活动，分别是前测、作业和讨论。以后，可根据课程设计需要，灵活扩展学习活动。

前测：学生只能对一次前测能做一次，如果达到规定的分数，该知识点就学习通过，如果没有达到规定分数，该知识点就不能通过，必须继续学习去完成该知识点的时间和作业要求；

讨论：学生对一次讨论可以发言多次，每次发言都被记录下来，系统只统计学生是否发过言，不对发言内容作评价。

作业：学生对一次作业可以重做多次，作业是基于题库和自动组卷，按照是否计算平时成绩又分为作业和练习两种；

网络课程由四部分组成（参见图5），来自SCORM课件的内容、前测、讨论和作业，教师在完成课程内容组织后，就可以利用系统提供的学习活动接口，在内容中加入学习活动，并设定学习活动的考核要求。

4.课程播放模块

课程播放时，学生、课件与LMS系统交互，LMS系统将会记录学习开始时间、学习时长、学习活动得分等。

学生首先进行选课和注册才能进行一门课程的学习，系统同时启动学习过程记录。

学习者开始学习第一单元的第一个模块，学习活动有浏览内容、做练习、测试，以及讨论发言等。

如果学习者在学习过程中主动的提出问题，可以利用嵌入在网络课程中的论坛工具进行提问，系统会自动搜索已有的知识库、问答库等来查找与之相匹配的答案，如果学习者不满意搜索的答案，可以直接在论坛中将问题提出，教师会回答问题。

当学习的效果累积达到第1模块的教学目标后，例如：第1模块的教学目标是：“作业成绩>80分AND模块学习的时长>2小时”，系统会提示学习者这个模块通过了，可以进入下一个学习模块了，LMS会记录作业成绩和学习时长。

学习者开始第2个模块的学习，学习过程与上述第1个模块的相似，依次类推，当学习的效果累积到这个单元的教学目标后，例如：“m个必修模块通过+n个选修模块通过”，系统会提示学习者这个单元通过了，可以进入下一个单元的学习了。LMS系统会记录每个模块的通过状态。

当学习效果累积到这门课程的教学目标后，系统会提示这门课程的学习通过了，可以参加这门课程的考试了，同时学习者获得这门课程的平时成绩。

学生学习过程的数据会被记录在LMS系统中，以后通过统计分析模块将分析结果呈现给学生、教师和管理人员。

5.课件导出模块

管理员或者教师可以将资源库中的课件资源导出，保存成符合SCORM2004标准的压缩包，该包可以在任何支持SCORM2004标准的LMS系统中使用。导出SCORM的流程（参见图6）如下所示：

步骤1解析课件资源库中的课程目录下的内容清单文件imsmanifest.xml，以获取所述内容清单文件中的所有资源节点；

步骤2将所述内容清单文件imsmanifest.xml中的资源节点所引用的所有资源所对应的文件复制到导出目录，其中资源节点所引用的资源是在内容清单文件imsmanifest.xml中的resource（资源）元素下的file（文件）元素来表示的；

步骤3将导出目录中引用的资源路径由绝对路径替换为相对路径，其中所引用的资源包括图片文件、CSS文件、js文件、flash文件等；

步骤4将所述内容清单文件imsmanifest.xml复制到导出目录；

步骤5将所述导出目录打包为zip（一种压缩格式）包以进行导出。

五、结论

将相和课件范文第3篇

关键词: 数学课件 认知负荷 有效策略

《数学新课程标准》指出:“现代信息技术的发展对数学教育的价值、目标、内容以及学与教的方式产生了重大影响。”课件作为现代信息技术对课堂教学产生重大影响的重要载体,其设计理念、方式、方法均会不同程度对学生学习产生影响。由于图像和文本信息同时,容易导致认知负荷的超载状态,因而不适当的课件设计将会对学生的认知学习产生不必要的负面影响,即这种影响最突出的表现之一是增加学生的认知负荷,降低学生学习效能。因此,从课件设计这一视角去研究降低认知负荷问题,从源头上解决课件对学习者的负面影响,这是一个非常具有现实意义的重要课题。下面我结合相关理论与多年数学课件设计和教学经验,对这一课题提出解决之道。

一、认知负荷理论概述

认知负荷理论(cognitive load)理论起源于自欧美的人体工学或人机工效学领域,从心理、生理与认知层面,探讨工作与任务对执行者的影响与适合性,在早期被称作“心智工作负荷”,用于军事与企业生产,直到澳大利亚心理学家斯威勒(Sweller)1988年将此观念引入学习效果研究,才开始聚焦于从认知层面探讨学生学习的影响,并命名为“认知负荷”。认知负荷的概念是建立在以下理论假设之上的:①人类的工作记忆容量是很有限的,若需一次处理多个信息,且待处理的信息本身的内部要素互动性很高,必须相互参照才能了解,会更耗费短期记忆容量,因此产生更大的认知负荷,造成学习困难。②人类对于长期记忆并没有直接的意识,且长期记忆没有容量的限制,它所储存的知识内容,是区别专家和生手的主要源。③根据基模理论,知识是以基模的形式储存在长期记忆中。基模在长期记忆中可以发挥组织与储存知识的功能,并减低工作记忆的负荷。④人类所有的信息都是透过控制式或自动式的处理。控制式的处理发生在意识层面,占用许多工作记忆空间,而自动式的处理较少为意识所监控,使用极少的工作记忆容量。

认知负荷是指在执行某种作业的过程中,因作业特性所需的认知能量或认知资源所造成认知系统(特别是工作记忆)的负载状态。威斯勒将认知负荷区分成:内部认知负荷、外部认知负荷和相关认知负荷,并将其对学习影响的效应分为注意分散效应、冗余效应、图表效应、形式效应、简化搜索效应等。

二、认知负荷理论对数学课件设计的意义

初中数学老师普遍对课件设计的教育学心理学的认识不是很到位,这样就容易引发不适当地设计和运用多媒体的手段,造成信息过载现象。了解认知负荷理论对教师设计数学课件有积极的指导意义和实践价值。

(一)有利于树立正确的课件设计观。

迈尔(Mayer)曾经指出,任何多媒体信息都不是平等有效的,因此我们的目标是怎样设计多媒体信息来促进有意义的学习。这告诉我们,任何多媒体信息,只有在恰当的时候用在恰当的对象,这些多媒体信息才能成为有价值的、有效的信息,忽视这一点,就会犯课件设计“技术至上”的错误,过于强调课件本身,本末倒置,将多媒体信课件的辅、科学性、数学性抛弃,忽视学学习者特征,为课件而课件,降低教学的有效性。认知负荷理论时刻提醒教师在数学课件设计时,必须树立正确的课件设计观,一切为了学习,一切为了学生,适当设计多媒体信息,充分发挥课件辅助作用,促进教师的教和学生的学。同时,课件设计作为教学系统设计的重要环节,其设计理念和方法会不同程度影响整个教学设计。树立正确的课件设计观,有利于教师改变教学观念,以学生为主体,重视和充分学生的学习、社会经验,设计高效的学习环境,提高课堂教学的针对性和有效性。

(二)有利于实现教学过程的最优化。

教学过程最优化是前苏联著名的教育家巴班斯基教育思想的核心。他指出:“教学过程最优化是在全面考虑教学规律、原则、现代教学的形式和方法、该教学系统的特征以及内外部条件的基础上,为了使过程从既定标准看来发挥最有效的(即最优的)作用而组织的控制。”在现代课堂教学中,教学媒体设计是准备课堂教学的非常重要的任何之一。教学媒体绝大多数要贯穿整个数学教学过程中,因而其设计与整个教学过程的最优化息息相关。认知负荷理论能指导老师充分利用数学课件辅助教师进行课堂教学,实现课堂教学效益的最大化,提高教和学的有效性。

(三)有利于多媒体课件素材的选取及组合。

许多数学老师将教材搬上课件,不作适当加工,课堂信息量过大,课堂教学中认知超载现象严重,或者多媒体素材组织方式不当,造成学习干扰。了解和掌握认知负荷理论有助于教师在数学课件设计中,适当选取多媒体课件素材,并加以合理组合,规避因课件不当带来的教学风险。因此,教师在设计数学课件时,应尽量考虑选取单一而紧密的表达方式,选取有利于学习的素材,并进行合理剪辑,不要出现过多需要学习、思考的信息,并移动简单重复的内容,降低认知负荷的可能性。

三、有效降低认知负荷的课件设计策略

台湾学者黄柏勋综合众多学者的观点,将认知负荷的源归纳出三个方面:①工作任务:包括新型态任务与否、时间压力、奖赏类型、激励程度、期望、噪音与温度等因素;②学习材料:主要包含学习材料的结构复杂程度,成分间关联程度的高低,以及信息材料呈现的方式等因素;③个体本身:涵盖个体的先备知识或经验、心智运作自动化程度、组织信息的方式、认知能力、认知风格、动机等因素。当然,与课件设计相关最大的是学习材料和个体本身,本文也主要从这两方面考查其对课件设计的影响及期对策。有效降低认知负荷的课件设计策略也应该由此衍生。结合数学教学经验,我认为有效降低认知负荷的课件设计策略至少应该包括如下几方面。

(一)通过数学样例技术降低认知负荷。

斯威勒曾通过一系列实验证明了样例技术对促进以数学为基础的内容的广泛领域内的学习非常有效。初中数学的学习主要通过数学样例来呈现解决不同问题类型所需的程序,包括等同于图式和自动化的清晰信息。学生在学习这些样例过程中,获得知识和技能。当然,选取的数学样例必须有明确的解决方案,便于学生了解相关学习情景,从解决程序中学会相关知识,掌握相关技能。

在设计课件时,教师要尽量选取有多种解决方案的样例,并分解解决问题的程序。以八年级上册《轴对称》的内容为例,我选取了下面的样例。

如图1,已知:ABC中,∠C=2∠B,AHBC于H,D是AC中点,DE//AB,求证EH=AC/2。

这道几何证明题至少有四种的解法,主要包括几何和代数两大类,每类有两种方法。这个数学样例能调动学生利用此题用全部初中知识来解决数学问题,多角度分析问题。为了让学生了解这个样例的思维过程,课件设计时通过构建“相关知识链接”、“题目解析”、“解决过程”、“相关问题”四个模块来引导学生解决问题的程序和方法,并以样例A,问题A,样例B,问题B……的形式呈现样例,告诉学生成对材料的特征,并要求认真学习每个样例。

(二)通过导航归类技术降低认知负荷。

为了提高学习的有效性,针对复杂学习任务,教师要将其分解成小的知识模块,并结合学生已经解决的数学样例。为此,课件设计要注意其易操作性,简化课件操作程序,保持软件操作的一致性。在课件设计实践中,尽量将数学知识与概念分成小模块呈现出现,并将其归好类,设计好易操作的导航链接,避免“迷航”现象,从而提高课件辅助教学的效率。

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以初中数学《实数》时为例,在设计PPT课件时,我将实数分为有理数和无理数,有理数又分为正、负有理数,无理数也分为正、负无理数。为了让学生对“实数”有个很好的整体概念,我特意用概念图软件制作了“实数”概念图,并做好了超级链接,将它们分别链接至相关概念呈现页面。同时,我将课件设置了导航界面,以“实数”概念图为纲,将课件设置为五个模块:“概念学习”、“样例区分”、“课堂训练”、“课图2后作业”、“探究活动”,每个模块下又细分成小模块,而且每个模块都有上面五个大模块的导航链接,方便随时选取某个模块讲解,既避免了“迷航”现象,又增加教学的灵活动性和易操作性。

(三)通过简单合理的组织方式降低认知负荷。

在初中数学课件设计中,有些教师喜欢将有趣而与教学关联不大的动画或声音放在课件中,或者将教材内容堆放在PPT课件中,或者为了课件美观喜欢将声音、图片、文字放在一起,课件组合的方式非常不合理,增加了学习者的认知负荷的强度。实际上,数学课件对声音、图片或文字等美观性要求不是很高,重点是强调科学性、准确性。因此,教师必须通过简单合理的组织方式,降低认知负荷强度。

认知负荷理论中有简单搜索效应和注意分散效应、冗余效应等各种效应,主要告诉我们必须注意课件素材的组织方式。在课件设计过程中,必须依据时间接近性和空间接近性以呈现相关信息,并以系列化、整体化的课件界面呈现给学习者。同时,必须将复杂的学习任务以简洁的、清晰的、统一的界面呈现已经分析细化的任务模块,通过听视觉和视角双通道增加学生有效学习记忆的空间,降低认知负荷的强度。

认知负荷理论告诉我们,在屏幕上搜索相关信息对认知有很高要求,并且损耗宝贵的认知资源。因此,在课件设计过程中,教师不要把太多的信息放在同一课件界面上,而是要整合相关信息,通过色彩、字体等突出重要信息,以统一的样式确保学生快速高效地查看信息,提高课件辅助的效果。

(四)通过学习者设计技术降低认知负荷。

在课件制作与运用的实践中,有许多教师有这样的经历:同样的教师、同样的课件、同样的教学方法,在不同的班级教学会获得不一样甚至巨大差异的效果。其原因是课件设计中缺乏学生设计这个重要而极易被忽视的环节。设计的教学实践课件设计必须考虑学习对象的实际,了解学生已有的认知水平和知识经验甚至学习动机,做到有的放矢。以我任教的两个班级为例,一班级学生数学基础好,非常喜欢数学这门学科,学习主动性和积极性很高,五班级学生则数学尖子少,后进生多,对数学学科兴趣不大,缺乏学习的主动性。因此,在设计课时,在数学内容上,一班学习样例多且有一定难度,作业布置相对较多,难度也稍大,而五班而选取比较浅显易懂的样例,布置的作业也是基础性的,难度和量都不大。因此,我必须重视学生设计这个课件重要环节,了解学生原有知识结构、理解水平、学习风格、兴趣态度,特别在设计地市级课堂教学比赛课件时,面对陌生的班级、陌生的环节,更需要了解学生,针对学生的学习背景、经验、习惯等,及时调整所选取的样例或多媒体素材,以及界面、呈现时间,增加课堂突发事件机动环节设计的内容。

总而言之,从样例、导航等角度去规避课件设计带来的学习风险(增加认知负荷),显然是行之有效的。当然,只有这些仍不够,教师还需要在课件应用过程中,根据教学需要和课堂实际,及时调整、控制课件播放的速度、内容,临机处理教学意外,增强课件的有效性和针对性,将课件的辅助效能达到最大化,实现教学过程的最优化。

参考文献:

[1]教育部.全日制义务教育数学课程标准[J].北京:北京师范大学出版社,2001.

[2]吴先强,韦斯林.国外认知负荷理论与有效教学的研究进展及启示[J].全球教育展望,2009,(2):28-31.

[3]赖阿福,黄玉君.认知负荷对国小学童在超文字环境中学习的影响[EB/OL].tiec.tp.edu.tw,2010-6-20.

[4]祁玉娟,熊才平.认知负荷理论在多媒体软件设计中的应用分析[J].远程教育研究,2009,(3):51-53.

[5]赵永礼等.多媒体课件设计中如何减轻认知负荷[J].教学与管理,2009,(1):137-138.

[6]赖日生等.从认知负荷理论看教学设计[J].江西教育学报学报(社会科学),2005,(1):52-55,63.

[7]王爱文,王朋娇.多媒体软件设计中降低外在认知负荷水平的有效策略[J].中小学电教,2008,(3):66-68.

[8]程志,周铁.基于认知负荷理论的教学媒体设计[J].现代教育技术,2008,(11):50-52.

[9]连四清,伍春兰.认知负荷理论与数学教学样例设计[J].数学通报,2005,(11)22-24.

将相和课件范文第4篇

“微课”已成为新课改大背景下的试验重点，本文主要研究基于Android的微课堂平台软件设计。

【关键词】微课 系统设计 软件设计

“微课”成为当下教育信息化背景下谈论的热点，本文主要研究基于Android的微课平台软件设计。系统设计是新系统的物理设计阶段，常被定义为“应用各种技术和原理，对设备过程或系统做出足够详细的定义，使之能够在物理上得以实现。”在软件开发的过程中，系统设计是首要步骤。它能帮助减低开发成本，是获得高质量易维护的软件的一个重要环节。系统设计阶段分为总体设计和详细设计两大阶段。总体设计是根据需求分析确定软件和数据的总体框架，详细设计是将其进一步精化成软件的算法表示和数据结构。

1 系统总体设计

系统总体结构设计是根据系统分析的要求和实际情况来对新系统的总体结构形式进行大致的设计，是宏观上的规划。通过需求分析，系统已经知道要“做什么”了，而在总体设计阶段这要解决“怎么做”的问题。

1.1 设计原则和目标

1.1.1设计原则

在结合微课特点对软件进行了需求分析的基础上，贯彻软件开发的基本原则，微课堂平台软件的设计必须关注以下三个要点：

（1）基于 Web2.0 理念，让软件成为用户互动的平台；

（2）基于移动学习理念，提供碎片化学习的可能；

（3）基于软件设计理念，合理规划程序代码。

1.1.2 设计目标

微课堂平台软件设计应充分考虑其可用性和实用性。在设计过程中借鉴相关网站经验，支持多种形式的媒体传输，快速有效地传递学习内容并支持用户之间的异步交流讨论。微课堂平台软件应考虑以下三个方面：

（1）平台支持。从市场研究公司 IDC 的报告可知，2013 年第三季度，Android（安卓）平台在全球智能手机出货量中突破了 80%成为了第一大智能手机操作系统。这意味着一个基于 Android 系统的软件将拥有可观的潜在用户群体。

（2）内容制作。在 Web2.0 理念的指引下，微课堂平台中所有课件内容将由教师用户负责制作。教师用户可通过平台软件调用摄像进行微课视频的录制并上传，或直接选择终端设备中已存在视频文件进行上传，并配以题目和内容的文字说明来创建一节微课。 在 HTTP 协议下，只支持 3GP 格式的视频文件实时播放，因而在采用终端摄像时，将文件保存为 3GP 格式。

（3）内容传输。在 HTTP 传输协议的条件下，只有 3GP 格式的视频能够实现边传边播形式的在线播放，对于其他格式的视频，需另提供下载功能，在将视将视频下载到终端设备上之后能直接调用播放。

1.2 系统架构设计

微课堂平台软件采用 C/S 体系架构，用户通过 Web服务上传和获取相关学习资源；Web 服务器接受客户端请求，访问数据库，获取相关信息资源和信息，将信息进行加工处理后通过网络返回到客户端。服务器端负责管理软件的用户信息、课程信息、课程资源等数据。管理员可通过直接修改数据库进行数据的管理。

1.3 软件功能设计

客户端负责与用户的交互，提供两种类型用户（教师和学生）的交互界面，包括录制微课视频、上传微课视频，课程，浏览课程，进行评论等；服务器端则负责数据的添加、修改、删除和查询等维护操作。在客户端，教师用户拥有制作、上传微课视频，微课等全部权限，而学生用户则只有搜索、浏览视频和参与课堂讨论的权限。教师用户通过微课视频，向学生用户讲解知识点，学生也可以针对课堂内容进行提问和讨论，向教师反馈教学效果。学生通过微课堂平台可以在学习的过程中，同学和教师之间随时进行异步交互，通过对课程内

容的讨论提高表达能力，同时也加深对知识点的理解。每个用户即使内容的浏览者，也是内容的制造者，符合 Web2.0 思想。此外，教师还可邀请学生用户组织班级，达到课外课堂的效果。

在服务器端，各个功能模块单独存在。用户管理模块主要管理用户信息，系统用户通过服务器请求登陆之后，服务器返回用户 ID 号，并存入客户端的本地数据库，记录当前用户信息并作为之后学习活动的一身份凭证；课程信息管理主要管理教师用户的课程信息，包括课程名称和课程简介；课程资源管理则主要为微课视频文件的管理，所有的微课视频将以文件的形式储存在服务器硬盘中，服务器程序生成文件所在位置后，将字符串类型的 URL 存入数据库，微课视频文件的 URL 属于课程信息的一部分；互动信息管理则为教师用户和学生用户基于课程内容所进行的讨论，主要为文字信息。

2 服务器端架构设计

服务器端系统采用 Java 语言进行开发，利用 Struts 整合 Hibernate 框架实现，有利于系统的扩展和跨平台应用。服务器系统主要负责响应客户端请求和存储相应课程数据以及资源文件。 服务器 Action 层接收到客户端 post 请求后调用相应的 Service 程序进行逻辑运算，对从连接到数据库的 Dao 层中获取的数据进行加工并获取结果，最后通过 JSON 封装，返回给客户端。其中，若涉及视频文件的上传和下载，则直接采用 HTTP 的文件传输协议，将文件存储到服务器硬盘中，并在 Action 层生成相应的文件相对地址，通过 Dao 层存储到数据库，进而减轻数据库负担，提高其迁移性。

3 客户端界面设计

基于 Android 系统的客户端设计，每个操作界面即为一个 Activity， 即一个 XML 文件以及与其对应的 JAVA 文件。在 XML 文件中使用各种 UI 组件来构建界面，JAVA 文件声明各个组件及其相应操作后，通过调用 ClientRequest 和 myHandler 对象向服务器提交服务请求，并通过 HttpResponse 和对象获取和解析来自服务器的请求结果。Activity 是 Android 程序的呈现层，显示可视化的用户界面，并接收与用户交互所产生的界面事件，是实现系统功能的最主要工具。

微课平台软件是一个联网终端。它通过移动基站接入互联网进行与服务器和其它终端之间信息传递，整合了目前移动通信的多项先进技术，对微课堂平台软件的设计思想初步完善。

参考文献

[1]李龙澍，郑诚.软件工程[M].北京：机械工业出版社，2010（53）.

将相和课件范文第5篇

关键词：电子材料与器件；电子科学与技术；课程教学；策略探究

处于电子科学技术发展链前沿的电子材料与器件，是许多基础产业的核心组成部分，而电子材料与器件课程，则是我国电子科学技术专业的基础课程。由此我们不难发现，在现阶段的社会发展潮流中，提高电子材料与器件课程的教学质量和效率、将理论知识同实际生活相结合，已经变得势在必行了。那么，教师应当如何去完善和创新电子材料与器件课程教学呢？

1完善电子材料与器件课程教学模式是基石

要想完善电子材料与器件课程教学模式，教师可以从以下几个角度出发：第一，在课时安排上。总课时要多于八十课时，其中理论教学课时占十分之八左右，实验教学课时占十分之二左右，当然，教师还可以根据实际的教学要求及情况，对教学课时进行微调；第二，在教材选择上。目前，我国与典电子材料与器件课程相关的书籍很多，这其中不乏一些好的教材。但是在进行实际的教材选择时，除了要考虑书籍的经典性以外，教师还要考虑到学生的实际学习情况，即许多学生对本课程接触的较少，具有理论知识基础较为薄弱的特点。为了解决这些问题，各大院校就可以组织学校的教师进行课件和讲义的编写，设计出适合学生心身发展、能满足学生学习需求的教材来；第三，在教学形式上。电子材料与器件课程是一门既包含了物理学科特性，又包含了电子科学器件工作原理的教学课程。为了更好的提高学生的电子材料与器件专业技能知识、激发学生的学习动机、增强学生的时间观念，达到“因材施教”、“学以致用”的课程教学目标。教师就要积极地转化教学形式，采用实验与理论教学相结合的教学模式，合理分配这两者的时间，促使实验教学和理论教学得以更好的融合在一起，从而达到提高学生综合素质、推进课程快速发展的目的。

2创新电子材料与器件课程理论教学是保障

在新课改的发展进程中，越来越多的教育者提出了“理实结合”的教学理念，即在实际教学中，教师应当要将理论知识与实践相结合，使理论教学能够更好的去培养学生的实践能力和动手操作意识。为了达成这一点，教师就要把传统电子科学技术专业重视理论概念、定义、规律的教学理念进行调整和转化，重新设置教学内容，以便学生可以更轻松、更好的去理解电子材料与器件的具体的知识体系构架。例如在进行实际的电子材料与器件课程讲授中，教师就可以以学生的实际学习水平为依据，将其划分为四个部分，即材料科学基础理论、量子物理基础、固体中的热导与电导、现代固体理论。此外，在进行每部分的理论知识的教授时，教师还要适时的融入一些实践操作的活动，提高学生的实践意识和实际知识，换句话说就是“弱化理论知识、增强实践技能”。

3改进电子材料与器件课程实验教学是关键

就电子材料与器件课程教学而言，其中的实验教学和理论教学其实是息息相关的，可以说，这两者之间是相辅相成的关系。为了更好的提高学生的电子专业技能，教师一定不能因为实验教学复杂、不好控制，而减少其课时。那么如何进行实验教学才是最有效的呢？首先，在实验开始前，教师一定要要求学生充分的掌握理论知识，使学生在有了“根基”之后，再指导其进行实际操作。为了确保学生能够充分的将理论知识运用于实际生活中，教师可以适当的增加一些检测环节，像是提问回答、布置试卷等，检测的是否真正掌握相关的理论知识；在实验结束时，教师要安排学生写实验报告，将实验过程中自己遇到的问题、具体的操作步骤等写下来，以避免走马观花的情况出现。此外，在设定实验课程的时候，教师还要确保其单一性，换句话说就是要不与其他学科的实验课程相重复。

4革新电子材料与器件课程评价体系是核心

在素质教育快速发展的当下，对于电子材料与器件课程评价这一环节，教师也应当做出相应的改变，即所制定的评价标准应该是与传统考试评价这一模式相区别的，可以适当而科学的将学生对理论知识的掌握情况、日常中的学习表现、实践能力的高低等纳入评价体系，以此来增加课程评价的灵活性、全面性、公平性，将学生学习的重点转向实践操作和动手应用，促使学生得以不再被局限于死记硬背的学习模式中，不再受电子材料与器件定义、规律、实验步骤等理论知识的束缚。像这样，打破传统电子材料与器件课程的评价体系，增加评价条件，实现多样转化，能够有效地培养学生的专业技能和实际操作能力，并得以让学生在实践中应用理论知识的同时，巩固和内化专业知识，进而实现综合素养的提升。

5结语

电子材料与器件课程教学在电子信息行业中占据着举足轻重的地位，因为它既是组成电子科学技术专业的重要内容，又是激发学生学习积极性、培养学生专业技能、提高学生就业竞争力的巨大保障。总而言之，提高电子材料与器件课程的教学质量已变得势在必行。为此，为了更好的开展这门课程，教师就必须要充分结合自己的教学经验，及时反思，并对教学时间的安排、教学手段的选择等进行相应的探索和研究，也只有这样，电子材料与器件课程才会迎来刚好的明天。

参考文献：

[1]钟铁钢，蒋芳，赵旺.电子材料与元器件课程的教学改革探讨[J].教育教学论坛，2016.

[2]林承友，邵晓红，祁欣，战可涛,王维.电子科学与技术专业的光电子材料与器件课程教学方法研究[J].科技创新导报，2014.