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关键词:数字电子技术基础,理论实践一体化,项目导引
作者简介:郭玉华(1977-),女,河南南阳人,信息工程大学理学院电子信息工程系电子工程教研室副主任,讲师;庞学民(1963-),男,河南长垣人,信息工程大学理学院,副教授。(河南郑州450001)
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)14-0069-02
主席强调指出,全面实施“素质教育”,应成为教育工作的主题。当前,我国高等教育进入内涵发展、提高质量的新阶段,确立了全面发展、人人成才、多元选择、终身学习、系统培养的新教育理念,更加注重学思结合、知行统一、因材施教,更加注重各类人才的社会责任感、创新精神和实践能力的培养。[1-4]
“数字电子技术基础”是一门强调理论联系实践的课程,重在培养学生的工程意识和科学思维能力。为此各高校都根据自身情况进行了形式多样的教学改革,在教材内容、教学手段、教学方法、教学模式、考核方式上进行了创新实践,[5]在教学模式上引入了多元化、信息化、启发式、立体式、项目驱动式的方法和手段,[6-10]全面推动了该课程的建设和发展。
“数字电子技术基础”是信息工程大学(以下简称“我校”)的一门重要的专业基础必修课程,具有开课面广、专业平台种类多、涉及学科面大等特点,要求教师不仅具有扎实的基础知识,还要有广泛而深入的专业知识。根据我校新的培养理念和不断深化改革的客观形式,教学组对该课程进行了“基于项目导引的理论与实践一体化”的教学改革实践,并将改革试点的成果进行了全面推广。“基于项目导引的理论与实践一体化”教学模式重在调动学生主动跟进、超前思维的本能,培养学生建立工程思维和创新意识,提高学生工程实践和科技创新能力。
一、基本情况和主要特色
“数字电子技术基础”课程“基于项目导引的理论与实践一体化”教学的基本组织模式是:在小班授课的基础上,采取“课堂理论教学+阶段研讨+习题课+基础实验+创新实践”相结合的组织模式,小班规模一般为40人以下。以电类专业为例,各环节学时安排如下:总计划学时80,其中理论讲授48学时,阶段研讨6学时,基础实验教学16学时,创新型实践教学10学时,习题课放在课下辅导答疑时间。该教学改革方案主要有以下几个特色:
1.模块化教学
模块化教学就是贯彻精讲原则,按照教学内容知识点的相关性,将课程划分为几个系统模块,将多个章节揉合在一起,突出讲解教学内容的重点难点。在课程学时日益压缩的情况下,模块化教学可以提高课堂效率,让学生学到尽量多的内容,并且对知识点之间关联性理解得更加清楚。
2.教学研讨
运用启发式和讨论式教学模式,在原来习题课的基础上,增加自主学习和阶段性研讨环节。自主学习和阶段性研讨可有效地增强学生的学习主动性,激发学生的学习兴趣。
3.EDA虚拟实验环境
要求学生熟练掌握计算机仿真虚拟实验环境,利用课下时间熟悉常用器件和仪器的使用规则,掌握常规电路的设计和调试方法。在节约实验室资源的情况下,可以培养学生综合运用知识、科学观察、分析和解决实际问题的能力。
4.创新型实践
创新型实践属于较为复杂的综合性实验,基于工程项目引导,多数内容是最新的电子技术实际应用的简化模型。该实践活动安排在理论教学结束后集中两周的时间,由教师提出功能和指标要求,学生自己设计、仿真、搭建、测试、调试完成。这种实践活动可以培养学生独立设计和实现电路系统的能力。
5.项目驱动和导引
在整个教学过程中都贯穿工程导引的思想。理论授课时运用项目驱动式教学模式,在引入每一单元模块知识前给学生布置一个设计任务,在教学过程中围绕如何实现该设计任务进行相关知识点的介绍;在研讨课上布置一些工程实践项目让学生设计并讨论,教师对其指导;创新型实践活动更是让学生直接接触工程实践的一次切身经历。
6.理论与实践一体化
理论教学与实验教学统一安排学时,理论课学时和实验课学时不强制区分。教学内容每一模块结束后即进行实验,让学生能够及时地“学一学、练一练”,有效提高学生的实践能力,也加深了学生对理论知识的理解。
改变理论任课教师不参与实验教学的现状,理论课教师组织并辅导学生实验,实验课程由理论课教师与电子实验中心的教师共同承担,由此解决了长期以来教学和实践易脱节的问题,同时也提高了教师的综合能力。
二、改革实施方案要点
1.理论教学的改革措施
(1)模块化的教学方法。由于改革方案中将课堂讲授学时由原来的60减少为48学时,节省的12学时分别调整到学生研讨和创新实践中,因此课堂讲授采用模块化的教学方法,将教学内容整合为4个单元模块。第一单元是逻辑代数基础和组合逻辑电路,包含教材中第一、二、四章,共14学时;第二单元是时序逻辑电路,包含教材中第五和六章,共14学时;第三单元是门电路和基本数字电路,包含教材中第三、十、十一章,共14学时;第四单元是半导体存储器和大规模集成电路,包含教材中的第七、八章节,共6学时。利用模块化教学可以提高课堂效率,让学生在较少的时间内学到尽量多的内容,并且对知识点之间的关联性理解得更加清楚。
(2)增加阶段性研讨。在课程教学组织中,增加自主学习和阶段性研讨环节。为了使理论授课与教学研讨有效结合,教师分别在第一、第二、第三单元结束后组织讨论,每次研讨2个小时。教师需要在教学研讨中把握好研讨的内容和方式。一是需要根据课程标准的基本要求及学生在学习和作业中存在的疑难问题,精心选择讨论题并设计教学过程;二是需要安排一些适当的知识点让学生自学并在讨论课上检查自学效果,比如组合电路中的加法器和数值比较器、时序电路设计中自启动修正问题等;三是需要布置一些工程实践项目让学生设计并在讨论课上对其指导,比如自适应单行道交通灯控制器、超市自动计费器、复杂密钥的密码锁电路等。
托尔斯泰指出:“成功的教学所需要的不是强制,而是激发兴趣。”通过自主学习和阶段性研讨,在教师和学生之间形成了积极互动的局面,增强了学生的学习主动性,激发了学生的学习兴趣。
(3)引入工程应用实例。运用项目驱动式教学模式,在引入每一单元知识前给学生布置一个项目,在教学过程中围绕如何实现该项目进行相关知识点的介绍。比如在介绍组合逻辑电路前引入病房呼叫系统、在讲解触发器前引入抢答器电路,在讲时序电路的计数器前引入数字时钟系统、讲解D/A转换器前引入任意波形发生器电路等。在每个单元结束后,给学生举案例分析,通过该单元知识点的学习,可以获得怎样的能力,可以设计出怎样的电路,这些电路在具体的工程实例中是如何应用的。在教学过程中引入工程应用实例,一方面使学生对基本概念和分析方法有更深入透彻地理解,另一方面使他们解决问题的工程实践能力有所提高。
2.实践教学的改革措施
为了培养学生的工程应用实践能力,将实践教学分成三个层次:基础实验、仿真型实验和创新型实践。多层次的实践教学模式可以使那些有兴趣、有能力的学生被筛选出来,为学校科技创新基地挑选人才。
(1)基础实验。基础实验以单元电路训练和基本操作为主,学生在教师具体的指导下完成实验,主要是巩固、加深所学数字电路的基本理论,学习仪器设备的使用,提高学生的基本实验技能和操作水平。基础实验包含设计型与验证型两种,共安排16学时,主要由实验中心的教师承担。
(2)仿真实验。仿真实验是基于Multisim10.0计算机虚拟仿真实验平台,让学生在课下进行电路设计的一种实验手段。内容包括两个方面:一方面是基础实验中需要通过仿真预习的内容;另一方面是为了对理论知识加深理解而进行的拓展的简单综合性实验。教师利用辅导答疑时间给予原理和方法指导,要求学生自己独立设计并且完成仿真结果,最后上交文档和设计报告。
教学改革方案中所选择的仿真实验内容主要包括:数码锁电路、占空比可调的振荡器、模拟声响发生器、汽车防盗报警电路、多通道顺序选择电路、时钟变换电路、智力竞赛抢答器、数字钟晶振时基电路、数控放大器、可编程任意波形发生器等。
仿真实验的目的是使学生有效掌握利用计算机软件设计电路的能力,提高学生工程设计和独立工作能力,也使得学生从理论知识到实际电路之间有一个过渡认识,对学生进一步实现硬件电路和系统调试打下基础。
(3)创新型实践。创新型实践属于较为复杂的综合性实验,基于工程项目引导,多数内容是最新的电子技术实际应用的简化模型。实验内容涉及多门课程的知识,还有书本上没有学到的内容,要求学生自学实验指导书,自己查阅资料和手册并独立完成。
教学改革方案中所选择的创新型实验内容主要包括:汽车尾灯控制电路、病房呼叫系统、多路数显报警器、多功能智力竞赛抢答器、数字时钟、数字频率计、出租汽车里程计价表、数字电子秤、数字温度计、红外线转速表。创新实践的时间集中在理论课程结束后的两周,共安排10学时,主要由理论课教师承担,要求学生两人一组,自由选题,在完成仿真的基础上交实物作品。
创新型实践的目的是使学生从深度和广度上扩充知识,熟悉工业前沿的电工电子新设备、新技术,开拓知识面,进行系统和工程方面的训练,培养学生的创新精神和技术创新能力。
3.课程考核方式的改革
课程考核分为理论考核、平时成绩、创新实践成绩三部分。
理论考核:试点班课程考核仍采取教考分离方式,与非试点班同卷、同时进行考试,考试得分按70%计入总成绩。平时成绩:包括平时作业、研讨课和仿真实验三部分。平时作业的书写态度和正确率占总成绩10%,研讨课准备的充分性、发言的积极性和结论的科学性占总成绩5%,仿真实验设计的合理性占总成绩5%。创新实践环节成绩按10%计入总成绩,根据学生题目选择难易程度、设计方案、焊接、调试及参数测试和实践总结等方面计分。
三、思考和体会
组织教学组对“数字电子技术基础”课程进行“基于项目导引的理论与实践一体化”教学改革,使笔者对教学规律有了更深刻的理解、教学方式有了更全面的改善、对教育工作者的责任和义务有了更深刻的体会。主要总结为以下三点:
1.对学生要有信心,要敢于放手
在我校进行教学改革必需面临这样的实际情况:一方面由于学生没有就业压力而产生学习惰性并且缺乏学习热情;另一方面,一直以来僵硬的管理模式和课程标准的约束使教师不敢放开手脚。
教师选择自学内容时非常谨慎,担心影响考试成绩。而改革实践结果表明学生的自学能力很强,理解问题、解决问题的能力也很强,只要教师给予足够的信任和引导,学生可以做得很好。虽然由于时间不足没在考前例行复习串讲和做模拟试卷,但是学生比平行班考得更理想,这证明了“素质教育”才是最重要的,绝对不能采取“应试教育”。
通过各方面的改革措施,学生的学习热情调动了起来,研讨课上积极发言,并且愿意尝试各种实验。仿真实验虽然放手在课下进行,但是通过创新实践活动反映出,他们在课下独立完成了实验,并且较好地具备了创新能力。
2.研讨交流,教师可向学生学习
教师要想很好地掌控研讨课的局面,需要有丰富的教学经历、扎实的理论知识、广泛的实践经验、实事求是的治学态度,对自己的教学能力充满自信,又能够包容学生不同的学术见解。
教师需要全面提高注意力应对学生不断涌现的思维火花,自己习惯用常规解法,而学生不按常规思考,而且能提出多种不同的解决方法;自己思维定式,而学生敢于提问,甚至对工程业界的行规标准敢于,提出自己的想法。只有通过研讨课,教师才能明白学生的思维方式以及与自己的不同处,这样的课程形式大大提高了趣味性,而且对教师自己也是一个挑战。
研讨可以促进教学,教学双方的交流使得教师了解了学生的思维,学生得到了教师的引导,相得益彰。
3.要让学生真正接触工程实践
根据我校的培养目标,只有懂工程技术、能独立创新的学生才能够适应业务单位的需求;只有让学生真正接触工程实践,真正熟悉硬件设备,才能够到业务单位熟练地操作和维护先进的装备。
而实际的情况是,学生在校期间学习理论知识的时间很多,但是参与实践的机会较少。软件的设计仅依赖电脑即可完成,但硬件设计需要构建环境,这需要学校投入大量的人力、物力和财力支持,还需要各部门协调管理,参加校科技创新活动或电子设计大赛的是较好的解决方式。但是在课程中贯穿工程思维、增加创新实践环节则是教师组织和引导学生跨出实践的第一步。
参考文献:
[1]谭敏,胡学友.电气信息类专业创新能力培养模式的初探[J].中国科教创新导刊,2008,(32):25-27.
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[5]梅开乡.《数字电子技术基础》课程教学改革的研究与实践[J].黄石理工学院学报,2008,(2):62-64,70.
[6]崔占琴.“数字电子技术基础”课程授课方法思考[J].电气电子教学学报,2010,(5):81-82,85.
[7]刘金华.“数字电子技术基础”课程引入案例教学的探讨[J].黄石理工学院学报,2009,(4):57-59.
[8]尚媛园,赵晓旭.“数字电子技术基础”课程教学改革[J].中国电力教育,2010,(25):71-72.
关键词:新课程音乐教育音乐教育改革数字化音乐教育
在我国基础教育改革不断深入开展,“新课程标准”得以有效贯彻实施的大背景下,音乐教育的改革亦如火如荼。而新课程改革的主旋律中,数字化音乐教育——这一音乐教育新兴学科的出现,犹如一个强有力的音符正震撼着人们的心灵。笔者过去对此虽偶有关注,但了解甚微,最近有幸参加了由首都师范大学数字化音乐教育中心艺术总监舒泽池教授主讲的“河南省首期数字化音乐教育师资培训班”后,感受颇多。为此,笔者就数字化音乐教育在音乐教育领域中的现状谈一些粗浅的看法。
一、数字化音乐教育是新课程改革的必然结果
音乐是声音的艺术,是听觉的艺术。“所有音乐活动都是围绕着‘听’而展开的,表演是为了听,创作也是为了听,如果没有听,表演和创作就失去了意义,根本不会存在。”然而,传统的音乐教育中,由于受课程设置和教学时间的限制,又“忽视”了音乐“听”的功能,基础教育的音乐教学效果差,专业音乐教育的成本高,这是我国音乐教育中存在的普遍现象。更令人遗憾的是,作为声音艺术的音乐教育却只能进行“纸上谈兵”式的抽象的音乐理论教学。无声的“音乐”教育违背了音乐教育的基本规律,淡化了音乐教育形象性与情感性的基本特征,也失去了作为美育重要途径的地位与作用。这些正是我国音乐教育多年徘徊不前、“学生喜欢音乐但不喜欢音乐课”的重要原因之一。
随着电脑多媒体技术的日趋成熟,音乐教育的方式也在逐步趋于数字化。数字化音乐教育作为一种新兴的音乐教育手段,正是现代科学技术与音乐教育结合产生的结果。数字化音乐教育“所带来的新的表述方式,开拓了音乐教育的视野,一种具有无限可能性、开放的思维方式赫然展示在我们面前。”它的产生,不仅解决了作为声音艺术的音乐教科书中音乐“缺失”的根本问题,更是新课程改革的必然结果。数字化音乐教育使我们摆脱了“纸上谈兵”的传统教学方式,乐谱变得既能看到又能“听见”,乐曲播放的速度、段落还能掌握自如,抽象的理论也变得真实可感、生动活泼。这些高效便利的音乐教育手段的使用,大大提高了学生学习音乐的积极性和音乐学习的趣味性。总之,其教学手段、教学内容和教学方式,对推进基础教育改革,实施《新课程标准》转变教育观念,提高音乐教师的教学能力等方面,都有着较高的实用价值。
二、数字化音乐教育在音乐教育领域的应用与发展
“数字化音乐教育符合教育创新、艺术与科学相结合的趋势,音乐教育必须赶上信息时代的要求。”目前,数字化音乐教育手段已在一些高等艺术院校和高师音乐学院(系)的音乐教学中运用,也在中小学音乐教育改革中崭露头角。虽未形成规模,却为我国音乐教育体系注入了新鲜“血液”并带来前所未有的巨大变革,为基础音乐教育和专业音乐教育摆脱落后的教学模式,探索新的教学方法提供了不可替代的技术支持。事实上,许多专家学者和一线的音乐教育工作者为数字化音乐教育在我国音乐教育中的运用和发展正做着或已做出自己的贡献。2001年以来,相继举办的几届“STN中国数字化音乐教育研讨会”和其中的论文及课件制作的评选;由首都师范大学数字化音乐教育中心艺术总监舒泽池教授编著的《音乐之门——音乐学习4+1》《乐理新思路》;中央音乐学院赵易山副教授和杭州张路路老师编著的《音乐多媒体课件制作》等系列丛书的出版发行,标志着我国数字化音乐教育在研究与应用方面正有序、良性地展开并取得了丰硕成果。
2002年8月9日,在京成立的由全国12所音乐学院及师范大学艺术(音乐)学院共同发起的“中国音乐家协会数字化音乐教育学会”,为促进我国音乐教育改革与进步,完善发展数字化音乐教育的体系化、规范化和科学化奠定了组织基础。
数字化音乐教育手段的运用和发展除了表现为越来越多的高等院校逐步推广和完善多媒体音乐教学手段,建立数字化音乐教学机构,更重要的是基础教育改革过程中,中小学音乐教学中数字化音乐教育的应用也逐步推广形成。在《音乐课程标准》框架下,各出版社编写的教材都配有相应的多媒体教学软件。为音乐学习和音乐教学提供了实现听觉与视觉、感性与理互、转换的最佳方法,对促进音乐教育的改革与发展具有十分重要的意义。更值得一提的是舒泽池教授编著的系列教材,不仅内容、形式和方法令人耳目一新,重要的是面向社会、面向大众,把数字化音乐教育由学校音乐教育转向社会音乐教育,为我国大众音乐文化素质的提高做出了应有的贡献。
当然,数字化音乐教育的发展仅仅有了一个良好的开始,它有不可替代的优势,也有不可忽视的弱点。它是我国新课程改革和音乐教育改革的必然趋势,为音乐教育的改革开辟了一片新天地,也为我们音乐教育工作者提出了更多、更大的挑战。正如中国数字化音乐教育学会会长、中央音乐学院院长王次教授所说:“从实践的层次上认清数字化音乐教育的适应范围与领域、科目,使人们认清在哪些方面数字化手段具有传统手段所不具备的优势,在哪些方面目前计算机手段还不足以替代传统教学手段,在实践中摸索各种音乐教育领域运用数字化音乐教育手段的可能性。”
参考文献:
[1]舒泽池.音乐之门——音乐学习4+1上海音乐出版社.2005版.
[2]舒泽池,王玫.音乐考生听力冲刺书面教程.上海音乐出版社.2004版.
教学模式的研究是教学研究方法论上的一种革新。长期以来人们在教学研究上习惯于采取单一刻板的思维方式,比较重视用分析的方法对教学的各个部分进行研究,而忽视各部分之间的联系或关系;或习惯于停留在对各部分关系的抽象的辩证理解上,而缺乏作为教学活动的特色和可操作性。
教学模式的研究指导人们从整体上去综合地探讨教学过程中各因素之间的互相作用和其多样化的表现形态,以动态的观点去把握教学过程的本质和规律,同时对加强教学设计、研究教学过程的优化组合也有一定的促进作用。
一、教学模式的研究现状和发展趋势
1.从单一教学模式向多样化教学模式发展。自从赫尔巴特提出“四段论”教学模式以来,经过其学生的实践和发展逐渐以“传统教学模式”的名称成为20世纪教学模式的主导。后来杜威提出反传统,提倡实用主义教学模式。近六十年来一直在“传统”与“反传统”之间来回摆动。由于新的教学思想层出不穷,加上新的科学技术革命使教学产生了很大的变化,教学模式出现了“百花齐放、百家争鸣”的繁荣局面。据乔伊斯和韦尔统计,教学模式有23种之多。
2.由归纳型向演绎型教学模式发展。归纳型教学模式重视从经验中总结、归纳,它的起点是经验,形成思维的过程是归纳。演绎型教学模式指的是从一种科学理论假设出发,推演出一种教学模式,然后用严密的实验来验证其效用。它的起点是理论假设,形成思维的过程是演绎。归纳型教学模式来自于教学实践的总结,带有不确定性,有些还不能自圆其说。而演绎型教学模式有一定的理论基础,能够自圆其说,有自己完备的体系。
3.由以“教”为主向重“学”为主的教学模式发展。传统教学模式是从教师如何去教的角度来阐述,忽视了学生如何学的问题。杜威的“反传统”教学模式,认识到学生应当是学习的主体,由此开始了以“学”为主的教学模式的研究。现代教学模式的发展趋势是重视教学活动中学生的主体性,重视学生对教学的参与,根据教学需要合理设计“教”与“学”的活动。
4.教学模式日益向数字化教学发展。在现代教学模式的研究中,越来越重视引进现代科学技术的新理论、新成果,充分利用教学条件设计教学模式,日益向数字化教学发展。其核心是改革传统的教学模式,采用数字教学,将新式课本替代传统课本,是教学现代化的发展趋势。由于现代教育观念的不断更新,特别是计算机技术和互联网的突飞猛进,使数字教学成为可能。
轻便、便宜、易于修改的数字课本正在逐渐取代厚重、昂贵的传统纸质课本。数字教材有别于传统教材,利用多媒体技术将传统纸质内容进行数字化处理,转化为适用于各类电子终端的互动性教材。它区别于普通电子书,是基于3G、4G、WIFI网络在Windows PC、Pad、智能手机上呈现的数字化书籍。它集中了富媒体数字出版、云服务和移动学习三大领域的前沿科技,支持3D、高清图片、视频、音频、动画、地理定位等多媒体学习内容,可进行网络社交、提供基本阅读、视听学习、索引定位、全文百科字典等功能,给学习者带来全新的学习体验。
二、中西医结合概论学生自主学习模式课程研制的思路和方法
1.基本思路。《中西医结合概论》学生自主学习模式课程,基于“中西医结合概论学生自主学习平台”,对象是相关大学课程的学习者,也适于成人教育学员。“学生自主学习”指的是由学习者自行安排、主动学习的活动。该学习平台不是一个单纯的课程视频,也不同于其他的学习平台,而是一个强调以“三基教学”为教学核心理念,以学生为中心,以学生已有能力和水平为基础,以学生的第一就业岗位的技能要求为主要教学目标,在教学过程中注重学生的自学意识、自学能力、创新意识和创新能力培养,包含了教、学、管全部过程的新型教学模式,并在教学过程中以学生自主学习为中心,由教师对学生的个性化学习开展靶向教学辅导,进而在提高教学效率与效益,保证教学质量不断提高。
2.制作理念。大学教育活动的基本内容是教学,教与学之间的媒介是教材,而各种教材的编写和制作、选用应当符合大学教育的使命。科学在发展,社会在进步,新理论、新知识、新技术在以更快的速度不断涌现,学校无法把全部知识传授给学生。而且一个人的学习能力再强,记忆力再好,也绝对不可能把老师传授给他们的这些知识全部记住和应用。大学教育只能通过启发学生的自学意识,强化自学能力;启发创新意识,培养、强化学生的创新能力,因此,需要以现有的知识为媒介,有针对性地启发和培养学生这“两个意识”和“两个能力”,使学生在完成课程后能够具备明显的“两个意识”和“两个能力”。
3.制作方法。按中西医临床专业课程的特点进行设计,在确保知识体系完整的前提下,分段设计,分别制做。制作过程中,要注意必要知识与针对“两个意识”和“两个能力”培养的媒介知识的必要加入和有机结合,注重基本理论、基本知识、基本技能的相互关联。课程作为一个相对固定的总体知识面,为方便教学,按照一定的关系划为章节。每一章节有相应的知识面(要求学生掌握的全部知识)、需要讲述的重点和难点(知识点),以及检查学生是否掌握所讲内容的考试题目(检测点)。具体要求:
(1)确定课程内容,所选媒介知识以培养学生的自学意识和自觉能力、创新意识和创新能力为根本目的,尽量相关。
(2)将课程内容分解为相应的章节,并确定能以点带面的知识点以及检测点(拟定向学生提出、并检测学生理解程度的相关问题)。
(3)以文字脚本的方式,按教学章节顺序列出:
A.每章节全部教学知识点,并加以标注;
B.每章节要求学生必须回答与各教学重点、难点相对应的多项问题组;
C.与每个多项问题组正确答案相对应的标识;
D.与每个错误答案相对应的教学内容(如视频、图片和/或文字),并加以标注;
E.错误答案的引导,指引学生答错后应该学习的具体内容;
F.在学习结束后要向学生再次显示与错误答案相关的类似问题,由学生回答;
G.在学生给出正确答案后,让学生过关,进入下一章节的学习。否则,重复前述过程,直至学生给出正确答案。
4.教学过程设计。要求尽量以网络游戏过关的理念设计课程:
(1)以最能吸引学生注意力的方式(视频、图片或文字)引入课程,向学生展示与每一章节第一个教学重点、难点相对应教学内容。
(2)提出与本章节各教学重点、难点相对应的问题(检测点),要求学生以已有知识给出初步的答案。
(3)如答案正确,则可初步断定学生已经掌握了相关的知识点及知识面。给学生记分、鼓励,并展示下一个问题。此处的关键之处在于各检测点的选择,而检测点的数量不受限制,以能确定学生掌握知识面为基本要求。
(4)如答案错误,则引导学生到相应的学习内容开始学习,不直接给出正确答案。
(5)每一章节给出的问题必须100%答对,否则不予下一章节的学习。
(6)以1-4的方式展示本章节下一个教学知识点,直到完成本章节的内容。
(7)以1-6的方式完成全部教学内容,并以80%的比例记入学生的平时学习成绩。
(8)根据本课程的教学实际,汇总与全部知识点相对应的问题,并按适当方式及比例制成试卷,由学生完成,并以20%的比例计入考试成绩。
(9)以80%平时学生成绩+20%考试成绩给出学生在本课程学习后得到的考试成绩,记入学生档案。
5.课程制作要求。教师按以上或类似格式,对于教学内容、教学过程进行调整,以形成网络课程,方便学生开展自主学习。要根据各课程教学内容的具体要求,把视频、图片和文字有机地结合起来,在可能的情况下,尽量用视频、音频替代图片、文字,以提高学生学习兴趣,学完一堂课犹如看完一场引人入胜的电影,达到最佳的教学效果。
6.教学质量监控。“学生自主学习平台”会自动提醒学生的学习进度,同时在必要时把学生的学习质量数据推送给教师和教务管理部门,以便教师及时提醒学习进度落后的学生抓紧时间完成学习任务、提供数据,使教务管理部门动态掌握学生学习的学习状况。平台也会把老师的教学质量数据提供给各校教务处,在教师责任不到的情况下提醒教师,动态掌握教师的教学质量,同时让教务处能以虚拟工作量为教师计算实际工作质和量。
三、研制中西医结合概论学生自主学习模式课程的意义
研制中西医结合概论学生自主学习模式课程,在中医药、中西医结合教学中属于国内首创,具有较高的实际应用价值。如在实际教学中得以推广应用,将彻底改变现有的教学模式,将教师和学生从沉重的课堂上解放出来。该项工作突出三基教学,以提高学生能力为中心,教师的教学工作将从课堂教学为主转变为以有针对性辅导为主,学习者可进行网络社交、提供基本阅读、视听学习、索引定位、全文百科字典等功能,给学习者带来全新的体验,大大提高教学效率。
由于设计融入了游戏化概念(闯关),大大提高了学生的学习兴趣,把自主学习、创新能力培养与学习兴趣有机地结合起来,很好地诠释了现代教学的理念。只有动员全国中医药院校的教学力量,完成中医、中药、中西医结合类专业的所有课程的学生自主学习模式改革,才能将教师和学生从沉重的课堂上解放出来。
关键词:虚拟工业设计美学应用
一、工业设计的教学过程中要贯彻艺术美是工业设计不可或缺的理念
工业产品设计是人类创造的物化形态,是一种造物艺术,同时它已经成为一种综合艺术语言。作为人类造物活动的延续和发展,它同样是一种艺术文化,在技术手段上,它拥有以往任何一个时代都无可比拟的现代工业文明;在审美精神上,它又是传承人类创造力与文化传统的延伸与发展。工业产品进行外观设计时,不仅要研究工业产品制造的可能性、操作时的可靠性、经济上的合理性,同时还要研究工业产品形态表现的美学艺术性等。这里的“艺术性”是一种综合性的概念,它不仅包括产品的造型处理、色彩处理、纹饰处理与视觉效果相关的结构处理、纹理效果处理,还包括人的触觉、听觉等综合感觉效果的处理。到了现在的数字化时代,随着虚拟现实和工业设计的发展,虚拟工业设计应运而生,而虚拟工业设计美学也随之跟进。
美学是伴随着虚拟工业设计的理论与实践而形成和发展的。从19世纪中叶便产生了一门旨在协调产品实用、美观、经济综合统一的新学科——工业设计,VID在数字化时代中产生,它的基本任务就是在科学基础上对技术生产和技术产品的审美掌握,建立未来产品以及由产品组成的实体系统与人的和谐关系,将产品、劳动条件和环境塑造为具有艺术性的形态,以满足人们不断增长、发展变化的和谐审美需要。在虚拟工业设计艺术的创作中,艺术并不是作为独立的个体艺术形式存在的,它不具有独立观赏性,这有别于传统意义上对艺术的概念。虚拟化设计艺术首先必须是服从于数字技术的方法,成功的创作既要强调艺术表现力,又要避免技术上的喧宾夺主;既要突出艺术家的独特个性,又要避免艺术风格化与技术功能化的不协调。需要指出的是,在数字化虚拟设计艺术的创作中,技术将不是决定高低的唯一标准,我们更应注重的是各方面艺术素质的兼备和作品思想内涵的提高。
“当设计解决了物质技术产品的技术课题与使用功能,艺术便成为它永无止境的追求”。诸葛铠先生在《图案设计原理》中提出,设计其本质是“按照美的规律来造型”,决定了工业设计的研究不能脱离美学的范畴。因此,在工业设计的教学过程中要贯彻这样一种理念,即对工业设计而言,艺术美学是不可或缺的。
二、工业设计课程教学中值得探讨的两个问题
工业设计的出发点是以人为中心,这也是虚拟工业设计美学的出发点。人的特定目的,决定了美学和工业设计为人服务的宗旨和目标。产品的创造美是以生产和消费这两种形式存在的,如机器和设备直接进入劳动过程,而厂房、车间、环境等不直接进入劳动过程,但它们是条件,没有它们,劳动过程不可能进行。概括地说,虚拟工业设计美学教学过程中所要探讨的问题有两个:第一是虚拟工业设计中如何按照美的规律来创造产品;第二是虚拟工业设计中如何按照美的规律建造合乎人性的生产条件和环境。
虚拟工业设计美学特征属于虚拟美学的一部分。根据十四届国际美学大会的讨论,把针对诸如电子人、电子人空间以及数字化的二维、三维模拟等虚拟现实现象的美学研究称为虚拟美学或者数字化美学。尽管传统的美学理论是虚拟美学的基石,支撑着整个虚拟工业设计美学的大厦,但是作为数字化技术范畴的虚拟工业设计美学有它自身的特性。虚拟工业设计作为采用虚拟现实技术进行新产品开发的一种时空连续的新型设计方式,蕴含着无与伦比的、丰富多彩的审美特性。
在数字化技术飞速发展的同时,虚拟工业设计艺术的美学研究却没有得到应有的发展。虽然虚拟工业设计美学可以从传统的艺术与设计作品的美学理论里找到身影,但完全用传统的美学理论来注释数字化设计艺术审美领域则显得不够全面。由于数字化设计艺术里的审美思维的变化,数字空间里的审美主体在审美互动、审美体验、审美创作等审美行为中得到了提高和改进,甚至审美主体本身也发生了本质的变化。
不难想象,随着科学技术的进一步发展,虚拟设计将通过更多的技术手段,在一个突破性变革的高维空间里得到更多的审美体验,获得更多的审美方式。设想人类如果生存在一个二维平面上,那么对该平面上发生的事情就会了解甚微,就是像分辨出平面上的三角形、四边形、圆形之类的简单问题,也会是困难的。而在三维空间看这个平面上的东西,则一目了然。这就是说,维数这个概念对理解大自然是至关重要的。假如人类有可能在更高维的空间考察现在的世界,则会发现更多目前一无所知的,然而却是“一目了然”的事情。这就需要虚拟设计的帮助,同时也体现了其巨大的发展潜力。虚拟设计艺术是一个新时代艺术的标志,它能使我们在数字化空间里遨游,体验并创造天人合一的新的美学境界。
目前,数字化设计艺术的研究只能停留在技术层面上进行,同时就导致了虚拟工业设计美学的发展相对于数字化技术的发展长期滞后,这就很需要一套系统性的美学理论来推动和支持技术的发展,使数字化设计艺术出现新的局面,使得人的自由化生存和情感得以全面的展露。由于技术的原因,数字化程度目前的局限性,人们目前能够虚拟化的东西还十分有限,因此工业设计美学的探讨可以作为一种具有巨大发展空间的前瞻性研究,意义重大,也代表了人类发展的基本方向,这是工业设计课程教学中值得探讨的课题。
三、虚拟工业设计之美学在教学过程中的应用
产品的审美功能是工业设计的目的之一,是要满足人们对产品所希望的生活情趣和美感的追求。我们知道审美标准具有历史具体性,所以工业设计风格流派在历史长河中也呈现出丰富多彩的变化。这种变化也应该体现在当前的教育模式中。艺术设计也是全球化课程,我们应该在知识经济引发的全球化、数字化的国际大背景下,改革课程体系,将自身置于世界、了解自己所处的学术位置,以世界性标准检验自己。培养学生应付快速、全球范围的变革能力和更大的包容性和理解的多样性,使设计教育能适应时展的需要,为本国培养具有国际竞争能力的人才。
时间性和空间性应该是虚拟数字化信息区别于其他信息的重要特征。现在,虚拟技术被广泛运用于设计作品中,我们可以将亿万年前“侏罗纪恐龙”带到我们面前,以此获得生物体的再次创造,也可以通过让“变形金刚”的儿时回忆奏成机器与人类共同保卫地球的凯歌,甚至我们可以在作品中忘却时间和空间的羁绊,去遨游宇宙。在虚拟技术中,造型的创造变得如此简单而具可重复性,只要我们具有足够的想象力,这是以往工业设计所不能企及的。同样,我们也可以在工业设计的教学过程中引入虚拟化设计艺术,避免教学模式的教条化,促进工业设计教育的生动化和现实化的结合。培养工业设计人才,对于从事教学的设计院校或科系来说,受着社会环境、市场需求的影响。由于工业设计教育艺术性、技术性与人文科学的共同需要,有它理性的、实践性的一面;又需要有它相对独立的、有预见性的或者说实验性的一面。
高等教育正发生变革,知识经济中的人力资本和科技创新都与高等教育密切相关。特别是近20年以来,高科技及其产业化促使高等教育发生新的大的改革,教育、科技、经济与社会发展一体化的趋势显而易见。工业设计教学研究和实践工作要着眼于设计人才培养的全过程,着眼于设计教学要素的优化配置,寻找设计教育与社会需求的最佳结合点,做到设计教学目标清晰,教学内容广博而深入,优化课堂教学,扩大学生视野,在教学中把握市场经济和科技发展动态,创新和生动教学内容是非常必要的。
参考文献:
[1]尹定邦.设计学概论.湖南科学技术出版社,203.
[2]孔寿山.技术美学概论.上海科学技术出版社,1992.
关键词:数字化测图;教学方法
中图分类号:P231文献标识码: A
引言
数字化测图能很好地适应各项工程建设和计算机辅助设计的需要,也为建立专业数据库和基础地理信息系统奠定了基础.目前我国大多数城市都已不同程度地应用了数字化测图技术。所以,搞好数字化测图教学,让学生学好这门技术已是当务之急。本文就数字化成图教学方法展开分析与讨论。
一、数字化测图教学特点
1.数字化测图教学侧重于测量的实际操作,半数以上的数字化测图教学学时是进行室内数据处理、野外数据采集、数字化成图编辑及成果输出等;
2.数字化测图的实践教学的主要方法是掌上电脑的“电子平板测图”,在数字化测图中每4~6人为一小组,在野外使用全站仪和测图进行相关的数据采集;
3.数字化测图的数据处理和图形编辑一般是在室内进行测量的,利用校园网运行CASS7.0网络版数字化测图系统客户端软件,由每位同学独立进行数据处理和数字化测图编辑;
4.数字化测图过程中各种机械设备之间需要通讯和连接,如测图精灵和全站仪,计算机和测图精灵、数字化成图系统和计算机服务器、计算机和绘图仪等,在数字化测图中各种硬件的识别和连接、所需软件的安装及其通讯参数配置等,学生都必须掌握数字化测图教学的重要内容。
数字化测图教学应让学生链接和掌握一种主流的数字化测图教学系统,同时了解其他成图系统的原理及概况,为今后更好的数字化测图和应用数字地形图打下坚实的基础。
二、数字化测图课程教学目标
1.明确该门课程在测绘工程中的地位和作用
随着计算机技术的快速发展,新一代测绘仪器不断的增多,地图这一传统的测绘产品正逐步被数字化测图技术所取代,使得数字化测图技术步入了高精度、自动化、高效率、数字化的新时期。加之近年来地理信息系统的快速发展,数字中国、数字地球、数字各小、中、大城市相继开展,还有各部门、各行业都在着手建立自己的地理信息系统,而地理信息系统的建设离不开空间数据的更新及采集,数字化测图作为地理信息系统主要数据采集与更新手段受到原来越多的关注及应用。
2.培养学生开动脑筋与独立解决问题的能力
数字化测图教师在授课过程中尽量多穿插数字化测图实际作业中一些经常遇到的问题,向学生提问,这样不仅可以激发他们对数字化测图学习兴趣,还会培养学生对数字化测图独立思考的能力。
3.培养学生的实践动手能力
数字化测图是实践性很强的课程,因此在数字化测图课堂讲授完基本理论与方法后,让学生进行亲自实践操作,使学生真正掌握该门课程的基本操作与基本原理。值得注意的是,在进行数字化测图课后实验时,作为其实验课指导教师不要让学生把仪器随便架设在一个地方,动手操作一下全站仪就行,应该找几个已知点,按照数字化测图实验大纲先进行测站检核,再进行观测、成图、图形编辑,否则该门课程实习效果不会很好。
三、积极采取措施,保障数字化测图教学效果
1.打破合堂教学模式
按照数字化测图课程的教学惯例,同专业同级的学生一般都是在一个教室上课,这种合堂教学模式给实验、实习带来很大的困难。所以对这种数字化测图教学模式进行了改变,即在数字化测图选课时至少安排两位老师,在数字化测图授课进度和内容的安排上作合理调整,进而将数字化测图实验、数字化测图实习的时间错开,避免两者了相互冲突,提高了全站仪或RTK的使用率。
2.加强计算机应用教学
针对数字化测图与计算机知识联系密切的特点,打破数字化测图教学的常规,把计算机绘图分成两大部分,第一部分为CAD概论,与工程的测量学进行同步教学,主要讲授CAD绘图的操作方法和基本命令,以练为主,以讲为辅,重点是提高学生在实际中CAD的操作能力,为数字化测图工作打下坚实的基础。第二部分包括LISP语言和三维绘图,放在原定学期上,重点是用LISP语言和三维绘图开发测绘软件,如建立绘图系统、符号库等,为数字化测图提供软件保障。
3.加强测量学师资队伍的建设
首先担任过数字化测图这门课的教学工作,具有较强的开发软件和计算机操作的能力;其次要有一定的数字化测图实践经验,即至少参加过一次对外数字化测图工程项目,熟悉数字化测图每个环节的工作程序,能独立完成数字化测图其中的任一项工作。
四、数字化测图方法
1.摄影测量
大面积的数字化测图可以有效的降低成本、缩短成图时间,通常采用摄影测量数字化测图方法。摄影测量数字化测图可分为解析摄影测量和数字摄影测量两类。摄影测量方法是在传统解析摄影测量的基础上对“解析立体测图仪”作适当的改装,使摄影测量方法以数字形式记录量测数据来实现地形图的数字化;数字摄影测量方法是借助摄影测量全数字化测图系统将像片灰度信息、数字影像信息在计算机上实现地形图的数字化。解析摄影测量和数字摄影测量两者相比,解析摄影测量方法的主要操作对象只能是像片,而数字摄影测量的操作对象除像片外,更主要的是数字化影像或数字影像。随着数字图像处理技术、模式识别技术、计算机技术和计算机视觉技术的快速发展,数字摄影测量方法在数字化测图中只有至关重要的地位。
2.野外地面数字化测量
野外地面数字化测量可分为数字测记法和电子平板测图法两种。
(1)数字测记法
测距经纬仪或全站仪加电子记录手簿野外采集地物、地形特征点,数字测记法同时配以人工绘制草图,室内利用数字化成图软件在计算机上根据草图绘制数字地形图。
(2)电子平板测图法
(3)全站仪配装有电子测图平板系统的便携机,野外实时数据传输、观测、连线、展点,加注地物、地貌、文字注记和植被符号,电子平板测图法现场绘制成数字地形图。
3.地图数字化
4.地图数字化也称已成图数字化,地图数字化包括手扶跟踪矢量化成图方法和扫描矢量化成图方法两种。手扶跟踪矢量化成图方法利用数字化仪和数字化成图软件对图纸地形图进行坐标定向,然后手扶跟踪矢量化成图方法用数字化仪跟踪器的十字丝对准地形图逐点逐线数字化,生成矢量化地形图;扫描矢量化成图方法利用扫描仪对图纸地形图进行扫描,获取栅格图像,再用数字化成图软件对栅格图像实施定向处理和变形平差调整,扫描矢量化成图方法使用鼠标对栅格图像逐点逐线进行跟踪矢量化,生成矢量化地形图。手扶跟踪矢量化成图方法和扫描矢量化成图方法二者相比,数字化仪价格虽低,但手扶跟踪矢量化成图工作效率低、劳动强度高,相反,扫描仪虽然价格昂贵,但图纸扫描的工作效率高,矢量化成图的工作效率高,所以地图数字化大多采用扫描矢量化成图方法。
结束语
在我国现阶段数字化成图系统较多,升级比较快,为了使高校培养出来的学生具有专业的知识和良好的个人素质,数字化测图教学应密切关注数字化测图技术的发展状态,走在数字化测图技术发展的前面。才能使走出校门的学生具备良好的竞争和适应能力,为国家的基础建设做出应有的贡献,促进数字化成图技术的快速发展。
参考文献:
[1]花向红,向东,张涛,邹进贵.地面数字化测图网络自主学习系统的设计与实现[J].测绘信息与工程,2012,01:46-48+54.
[2]林琳.全站仪数字化测图质量控制方法研究[J].科技资讯,2012,04:82.