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目前我國多家高等醫學院校已引進代表最高端醫學模擬培訓技術的生理驅動高仿真模擬人(human patients simulator, HPS)和高端模擬人(emergency care simulator, ECS),但是如何將高仿真模擬系統應用于醫學教育中,尚處于初步探索階段。現就高端模擬系統在醫學教育中的應用現狀和研究進展綜述如下:
1 背景介紹
高端模擬技術用于航空、航天、軍事等領域的培訓由來已久,但用于醫學教育領域,尤其用于同樣高風險的急診醫學領域卻僅有十余年的歷史[1]。隨著計算機技術的發展和在醫學領域里的應用,醫學模擬教學由最初使用簡單的解剖示教模型、局部功能顯示模型或單項治療技能模擬練習器發展到計算機驅動模擬人。教員可以通過計算機編程設計病情,供學習者檢查診斷并進行一系列單項治療操作,并由計算機判定操作正確與否,隨之根據編好的程序改變模擬人“生存”狀況,或好轉或死亡,使學習者在沒有增加真實病人痛苦和危險性的情況下得到一個較完整的治療過程的訓練[2]。還可以通過軟件設計制造一種虛擬的病人環境和病情,學習者由屏幕可以看到病人體內的解剖結構和病變,并通過使用內窺鏡模擬器得到檢查或治療操作的觸覺感受,甚至聽到病人在接受治療時發出的聲音,使受訓者得到更為真實的臨床操作體驗[3,4]。但這些模擬方式多用于某些操作技能的訓練,對于更為重要的非技術能力的培養,諸如搶救危重病人時的判斷、指揮、合作協調、資源利用及緊急情況處理等方面仍難以完成,還必須經過多年的臨床實踐逐漸學習積累。
近年來,一種更高端的模擬訓練系統——生理驅動模擬系統用于醫學教育領域,通過在外形和真人一樣的模擬人身上模擬各種病人的生理和病理學特征,對“醫生”使用的藥物和進行的治療操作產生相應的生理反應,并在與模擬人連接的監護儀器中顯示各種生理數據,加之治療環境和方式的全面模擬,可以創造出一種交互式的教學情景,實現臨床真實場景下對病人的治療處理。使“護士”不僅可以了解“病人”的生理狀態,判斷“病人”的病理變化和對藥物或治療措施的反應,練習使用各種搶救儀器設備,還能在小組模擬搶救中鍛煉提高非技術性能力,真正達到訓練培養護生臨床思維、實際動手和相互協調配合等綜合能力的目的。
2 高端模擬系統的主要技術性能
高端模擬系統具備生理型驅動的功能,可模擬各種臨床情況,如:在神經系統,眼瞼可以眨動、瞳孔大小可變化。在呼吸系統,氣道解剖精確,可模擬舌后墜、喉頭水腫及氣道阻塞等各種呼吸道梗阻的臨床情況;氣管插管“病人”會有不同的反應,并且可直接反映在連接于模擬人身上的真實的監護儀上;雙肺具有順應性,具有自主呼吸和機械通氣功能。同時可進行人工呼吸、胸外按壓等治療與操作練習。
高端模擬系統有獨特的醫患對話功能,特定的情景設置,學生練習時可以通過問診、體檢和分析相關的監測指標來進行診斷,施加搶救治療措施,并觀察病人的各種反應。還可以利用創傷主件模擬各種傷害,進行相關的創傷識別和處理,練習難度可以控制調節。
高端模擬系統用顯示屏可顯示心電圖波形、心率、心輸出量、呼吸頻率、血氧飽和濃度、血壓波形、體溫等。五導聯的心電監護可以真實模擬各種不同的心律失常波形,可進行相關的抗心律失常藥物、除顫或起搏等治療。
高端模擬系統創傷災害系統可以選擇配置創傷和意外災難傷害組件,真實模擬六個靜脈和動脈出血及口腔、眼、鼻及耳道各種分泌物,并可控制流速。
在模型上可進行60多種常用藥物的各種途徑(包括各種穿刺、輸液、注射)的治療,對不同的藥物會產生相應的病理生理反應,如不同劑量的腎上腺素,對不同的“病人”會產生不同的反應[5]。
3 高端模擬系統在醫學教育方面的優勢
3.1 時間方便性
臨床醫學教育依靠學生能見習到足夠的有教學意義的病人,每個醫學生都希望可以看見各種各樣的病例,然而這往往受時間和機遇的限制[6]。使用高端模擬人就不用再等到一個病人來了才能進行訓練,用模擬系統進行訓練可以完全按照教師和學生的時間安排。
3.2 可調節性
各種難度和階段訓練可以在模擬系統上進行,如基本概念的學習、基本操作的練習、急救練習等。模擬救護現場能使護生在判斷傷情和處理傷員時會考慮搶救時機,爭分奪秒最大限度地搶救生命,充分體現了急救醫學“急”和“救”的特點[7]。
3.3 可重復性和允許出錯
學生在使用模擬系統時不怕出錯,因為不會造成不良后果,當出現錯誤會被及時糾正,可以在模擬系統上進行反復的練習。這有助于培養護生的批判性思維,積極創新,激發學習的主觀能動性,現代學生的學習是一種對已知的創造和對未知的探求過程[8]。
3.4 記錄和回放
訓練過程可以通過各種方式記錄下來,包括攝像或者系統自帶裝置,訓練完成后學生和教師可以觀看或檢查記錄,進行討論和評價,有利于發現優點和失誤,從而大大提高了對病人治療和診斷決策的準確性[9]。
3.5 高仿真性
采用模擬人進行教學能夠真實再現無數臨床環境,使教學雙方產生身臨其境的逼真感受。模擬教學的特點都是在教學加入于實時情景之中完成的,其所要實現的目標是技能操作的動手能力的培養,這是模擬教學的經典范疇情景教學[10]。
3.6 團隊協作能力
對一個病人的治療往往需要一個團隊來共同努力完成,學生可以利用模擬教學的優勢,在高級模擬系統上進行團隊協作共同治療病人,從而明顯提高護生的團隊協作精神[11]。
4 國內外研究現狀
ECS是從1969年開始應用于教學,直至2002年隨著科技的發展才允許在心肺復蘇的教學領域中使用[12]。2003年Barsuk D等將ECS用于醫護人員的院前創傷管理的培訓,問卷調查結果表明高端模擬系統可提高醫護人員在院前創傷治療的能力[13]。2005年DeVita MA研究表明ECS可大大提高醫療人員的團隊協作能力[14]。
目前,全世界已經建有數百家醫學模擬訓練中心,在不同的醫學領域使用這類模擬系統進行醫學生的教學和臨床醫生的培訓,并建立了地區和世界性模擬醫學教學專業協會。尤其是在發達國家,這種高端模擬技術已經被廣泛使用[1],不僅被引入醫學教學,甚至被當作臨床醫生準入考核的重要內容或用于疑難病例治療方案設計等諸多方面。
在我國,2004年初首都醫科大學宣武醫院率先在中國大陸地區開展急診醫學高仿真模擬教學工作[15]。2007年朱衛民、劉媛航等認為高端模擬教學以學生為中心,使得醫學教育變得更鮮活、具體和形象,有利于學生系統、動態和完整地理解知識和體驗病人感受[16]。劉為萍等[17]也充分肯定此種教學方法,認為它可大大縮小理論教學與臨床實際的差距,是一種有效的教學培訓手段,彌補了傳統教學存在的缺陷。但是高端模擬系統的應用還存在一些問題,例如需要編寫更多的符合醫學教育特色的應用軟件,需要探討更加有效的培訓模式和考評方法,需要制定統一的操作程序和規范,這都是我們亟待解決的問題。同時,它對授課老師提出了更高的要求,教師不僅需要有扎實的專業理論知識,還須具備熟練的操作技能和良好的臨床綜合能力以及較高的教學能力[18]。另外,高端模擬系統雖然大大提高了學生的實踐能力,但它畢竟不同于真實的病人,不能完全取代臨床實習或實踐[19]。其缺陷如不能與病人進行實時的交流,與臨床實際操作尚有一定差距等等。
臨床醫學是一門實踐性很強的科學,傳統的教學方法已無法滿足現代醫學發展的需要。如何培養學生的臨床實踐能力、創新能力、反應能力等各種臨床綜合能力,成為現代醫學教育的新主題。高端模擬系統在此背景下應運而生,它在醫學教育中的作用受到越來越多院校的認可和重視,相信不久的將來一定會蓬勃發展,成為我國醫學教育的新趨勢。
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[關鍵詞]醫學模擬教學兒科學
[中圖分類號]R72[文獻標識碼]A[文章編號]2095-3437(2014)09-0139-02我國的醫學教學經歷了一個漫長的歷史發展過程,由最初的家傳、師徒式的教學模式,發展到班級式的講授教學和背誦式教學,但由于醫療行業的特殊性,傳統教學中不可避免的醫療風險始終存在于醫學教育之中。現代模擬醫學教學以高科技為基礎,以模擬臨床實際情況為前提,以實踐教學、情景教學和個體化教學為特征,以其有醫療環境而無醫療風險為突出優點,配合遠程教學、以問題為基礎的教學方法(problem-based learning,PBL),必將在醫學教學方法上再次掀起一場革命。
一、什么是醫學模擬教學
醫學模擬教學就是利用各種模擬手段,再現臨床醫學的工作場景,為學習者提供一個無風險的學習臨床知識和技能的條件與環境。[1]醫學模擬教學利用更加科學的、人性化的教學和考核手段培養醫學生敏捷正確的臨床思維,全面提高學生的臨床綜合診斷能力及各項臨床操作技能,從而有效減少醫療事故和糾紛在臨床實踐中的發生。
醫學模擬教學發展大致可分為五個階段:[2] 1.基礎解剖模型,這是醫學模擬教學的早期階段,能夠給學生直觀印象;2.局部功能型模型,相對于前者的示教功能,局部功能型模型能起到更多培訓功能,學生可以對局部模型反復進行技能練習; 3.計算機輔助訓練模型,通過計算機軟件將具有各種醫學操作和人體體征的模型有機地結合起來,實現對操作的反饋;4.生理驅動型模擬系統,和上一代相比,可以集更多的生理學功能、病理生理學功能、 藥理學功能以及廣泛的治療方法于一體,讓模型人能夠實時自動模擬出真實人體的各種癥狀、體征和對各種操作的反應,創造了一個全功能的臨床模擬教學環境,提供給學生全新的實踐體驗;5.虛擬培訓系統,在生理驅動型模擬系統基礎上,對團隊進行模擬訓練,真實再現病人診治過程和方法。醫學模擬實驗室包括基礎技能培訓實驗室、專科技能培訓實驗室、醫學模擬中心及模擬醫院。全球已建立1000 所以上的模擬培訓中心, 目前1/3以上美國醫學院擁有模擬訓練中心。[3]
二、醫學模擬教學在兒科的應用
兒童不是縮小版的成人,在解剖、生理、病理生理等方面有其自身特點,因此在臨床病例特點、查體治療以及臨床操作上也具有特殊性,加之患兒家長對患兒的關心,使很多學生沒有臨床練習的機會。同時,在醫療環境和醫學道德的因素下,教學時讓學生在不熟悉的情況下直接接觸病人甚至處理危急重癥是不安全的。而以往傳統的教學中,我們應用各種基礎解剖模型和多媒體課件授課,可以加深學生的理論知識,但對于操作能力的培養卻收效甚微。更多的臨床技能訓練是在接觸病人后獲得的,而現在我們有了模擬人作為教學工具,可以讓學生在結束理論學習之后到臨床技能中心訓練。目前國際流行的模擬培訓模式就是采用“簡短理論講授+分項技術練習”及“綜合模擬演練+錄像分析總結”的方式。演練過程全程錄像、 錄音, 演練完成后回放錄像,指導教師進行錯誤分析和問題解答,然后可再次從模型上進行演練,使學生能夠得到更好的訓練,[4]加深學生的理解,促進醫學生的成長。
以新生兒窒息復蘇的教學為例,窒息復蘇需要在盡量短的時間內建立新生兒的生命體征,這對于新生兒科醫生來說是極其重要的,而且是必須掌握的技能。如果一個初學者沒經過足夠的訓練就直接面對窒息患兒實施操作,如果因為操作不夠熟練延誤最佳復蘇時間或者出現操作的失誤,其后果將是極其嚴重的。但是每個醫務人員又都是從初學者開始的,如何讓初學者有更多、更安全的操作機會?模擬教學就能助初學者一臂之力。教師在講授新生兒窒息復蘇的內容之后,可以利用模擬人設定特定環境,將模擬病兒交給學生處理。
以一個窒息復蘇的操作為例,教師告訴學生,假設現有一位經產婦足月妊娠,進入分娩前期,入院后不久即破羊水,羊水中有黏稠的胎糞,類似“豌豆湯”,胎心監視顯示偶有晚期減速,判斷應該可以陰道分娩。嬰兒完全降生后,肌張力差,呼吸微弱,中心性紫紺,教師將模擬窒息的模擬人交給學生處理,學生按照窒息復蘇指南進行以下操作:在經大孔吸引管清理口咽內的胎糞后,置于輻射暖臺,從氣管插入氣管導管,接上胎糞吸引管一邊退管一邊吸引,這時教師提示吸引管內無胎糞吸出,嬰兒呼吸仍微弱,于是學生進行下一步操作,包括用溫毛巾擦干嬰兒,輕拍腳底誘發呼吸,同時重新擺正頭位以保持呼吸道通暢,應用面罩緊貼其臉給予通氣支持,10分鐘后,教師提示嬰兒呼吸規律,心率達到150次/min,未吸氧狀態下皮膚粉紅,于是學生考慮逐漸停止正壓通氣,經過觀察后,將新生兒放在母親胸前。至此整個模擬復蘇過程結束,教師點評學生在操作中的表現,并可以適時給予指導糾正。這樣的窒息復蘇病例,可以給練習者反復多次的訓練強化,甚至增加病例的難度,從而提高其窒息復蘇水平,讓其在真正面對類似情況時能夠駕輕就熟地操作。可以想象,如果沒有模擬人,讓練習者直接對現實的病人進行復蘇,不僅無法實現訓練的重復性,更不能有效保證病人安全。
實施模擬教學當然離不開模擬人,美國METI公司(Medical education technologies Incorporation)在1999年研制出兒童綜合模擬人,在2004年研制出新生兒智能化綜合模擬系統,可真實模擬急診時兒童和新生兒的所有相關體征,如瞳孔狀態、動脈搏動、心律、心肺聽診等,并可使用臨床急救措施如CPR、藥物治療等。智能化模擬病人,會根據操作者的不同施救措施,表現出不同的生命體征變化。通過模擬人開發的病例編輯功能,教師可根據臨床實際或教學需要自主編輯所需的急診病例,供學生訓練使用。通過模擬人網絡交互功能能完成全體教學,教師可隨時獲取學生的操作數據,及時糾正或指導。隨著技術的進一步發展,相信會有更多更先進的模擬人被研制出來,造福人類。
三、醫學模擬教學的意義
醫學模擬教學可以加深學生理論知識的理解,培養操作能力,讓學生提前接觸臨床操作,大大加速了學生的成長,當他們實際操作時就不再是一個完全的新手了。客觀來講,在當前實際醫療環境中讓一個毫無操作經驗的學生在病人身上進行有風險的侵入性操作,當然也是無奈的選擇。但如果通過模擬教學,學生在模擬人身上進行過反復訓練,可以讓學生在有一定操作經驗的基礎上轉向在病人身上操作,這無疑會更加安全,對病人更是多了一份人性化的照顧。這不僅反映著醫學技術進步,而且標志著醫學道德進步,更高層次上實現了對人的尊重,[5]同時也提高了實習生第一次實際操作的成功率,對于樹立他們的信心,促進醫學生成長是很有利的。特別是如今,隨著患者自身保護意識的增強,醫患糾紛呈現上升趨勢,模擬教學也在一定程度上有助于緩解這些問題。
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關鍵詞:情景式模擬教學;基礎醫學教學;應用
R-4
在過去幾年的日常教學過程中, 我們開展了一系列的探索性的嘗試, 目前已經將此教學模式應用于機能實驗學、理學、病理生理學等基礎醫學課程。創設情景化的模擬教學方法應用于基礎醫學實驗的教學, 其教學效果得到學生的一致認可。
一、情景式模擬教學方法現狀
情景式模擬教學方法在基礎醫學教學中的應用能很好的彌補傳統教育的不足, 在理論和現實中具有一定可行性, 但是, 離其全面應用和推廣還有一定的距離。
1.經驗不足。面對一種新型的教學方法, 一些教師固執的認為模擬和真實始終有差距, 沒有看到醫學模擬教學作為一種新穎的教學方法的潛力, 部分授課教師從思想上到行動上都排斥新方法的使用, 從一定程度上也阻礙了情景式模擬教學方法的推廣。因此, 我們需要進一步對情景式模擬教學方法的相關內容進行更為深入和廣泛的探索和論證, 提出可行性、科學性以及有效性兼顧的新模式。
2.無規范教材以及缺乏評價機制。如何規范教學過程, 編寫高質量的教學資料供學生課前預習和課后復習。如何監督情景式模擬教學的質量, 建立一套適合情景式模擬教學模式的評價機制等問題是擺在醫學教育工作者面前的亟待解決的問題。
二、情景式模擬教學在基礎醫學教學中的應用實例
1.對象與方法。一是對象: 選擇醫學院臨床醫學五年制實習學生90 名為研究對象,平均年齡(23 ± 1.5) 歲。男學生20 人,女學生30 人,在學習成績三學期平均成績為( 79.5 ± 5.6)分。二是方法: 課前教師準備典型情景模擬病例,病例為多個臨床實例綜合編制而成,可以概括該疾病臨床表現和典型特征,盡量覆蓋理論教學課重要知識點,涉及該疾病臨床實際工作中常規須解決的診斷、鑒別診斷、治療問題。有病情演變過程和病情變化時針對性的診療處理方法。組織學生病例討論:帶教教師扮演病人,首先要求學生獨立詢問病史并分析可能出現的重點體征,教師給出模擬病例的陽性體征并對同學的問診和分析進行評價。第二步,由同學自主判斷分析后得出初步印象診斷,提出需進行的輔助檢查項目和初步治療意見,教師對同學的印象診斷是否正確、輔助檢查是否合理進行評價。第三步,教師逐步分階段給出模擬病例中輔助檢查結果、治療后效果和病情演變,由同學動態推演分析病情,修正診斷和檢查治療方向,評估預后。最后根據教師給出模擬病例的實際情況進行分析總結,理清該病診斷治療思路。并對實習學生的表現綜合評價。
2.結果。調查結果顯示情景模擬式病例討論教學方法,滿意率達到95%,受到學生的好評,多數同學表示愿意積極參與,進行過2 次以上病例討論的同學,多數能進行獨立、系統的病史詢問,面對患者的自信心有較大提高。對病情變化的觀察判斷能力增強,對病情演變中出現的一些異常情況能理性分析,具有一定的處置能力。取得了良好的實習效果。
3.討論。情景模擬病例討論的教學方法有利于培養實習學生的學習興趣,增強自主參與的積極性。教學中病例是經過臨床多個真實病例綜合加工,具有疾病的普遍性和代表性,與臨床理論課所學知識能較好吻合,同時又含有一些干擾因素,具有一定迷惑性,討論起來更加具有挑戰性和真實感。教學中的病例,由教師扮演病人,要求實習學生親自采集病史,并給出相關陽性體征,要求學生對該疾病進行討論分析,給出診斷、鑒別診斷和需要進行的相關檢查,擬定診治方案,并分階段給出必要的輔助檢查結果、治療效果和診斷修正,體現出疾病診斷和治療過程情況的動態變化,給學生以醫生的實際工作體驗嘗試。直觀性較強,有助于理解和記憶,授課方式對學生具有吸引力,提高了實習生實習興趣,讓學生積極主動參與到醫學實踐中來,變被動傳授為主動求知、思考,給學生留下深刻印象。教學效果有明顯提高。
總之, 我們從理論和實踐兩個方面對情景式模擬教學應用于醫學基礎理論課作了一定的探討, 從研究的結果來看,這種教學方法在不增加臨床教學資源和教學課時的情況下,增強了基礎醫學教學的教學效果, 還有利于幫助學生早期接觸臨床, 使抽象理論直觀易懂, 加強學生的分析問題能力, 使學生能夠更好的從基礎向臨床過渡。
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摘 要 模擬課堂教學是介于說課與常規課堂教學之間的一種教學形式,主要包括面試模擬教學和能力測試模擬教學兩種形式。文章從四個方面談及了提升體育教師模擬課堂教學能力的參考做法,意在促進進步,助推成長。
關鍵詞 體育教師 模擬課堂教學 展示
模擬課堂教學是指在一定(規定)的時間內,教師通過口頭表達、形體語言、各種技能及組織形式的展示而進行的一種教學形式,亦稱無生上課。筆者通過近兩年的觀摩、實踐及思考,總結了一些自認為值得借鑒的做法,不妨介紹一番。
一、貴在充分準備
(一)反復回放“自己”。一是聽自己的錄音,如去除無用語,杜絕口頭禪,做到語言精煉、有用;找準關聯詞、轉折詞,做到陳述流暢、過渡自然;在進行評價時,不輕易使用“好”、“棒”等寬泛詞。二是看自己的錄像,做到表情大方不拘謹,精神飽滿很給力;眼神顯活力,走動不隨意;服飾要得體,哨子不晃蕩。
(二)銘記重點環節。授課前,進行自我提醒,要按常規運作,基本不要偏離教學設計,讓聽課者明了流程、理解意圖;根據教學內容在單元教學計劃中的進程并結合事先對“學情”的了解,準確定位教學重點與難點;圍繞“激發學生的學習動機,調動學習積極性”來選擇、設計教學策略;講解清晰、簡明,示范標準、瀟灑。
(三)竭力閃亮登場。牢記先入為主,力爭獲得好評、取得成功。對此,授課者必須認真進行開場模擬:一是凸顯言語的禮貌與親和,如面帶微笑向評委們問好,以鞠躬對各位專家深表敬意;二是以適中的語速、平緩的語氣,宣布本堂課的教學內容,堅信終獲成功的勇氣;三是以活潑、精準的形體語言,表達舍我其誰的“霸氣”。
二、重在大膽展示
(一)口頭表達抑揚頓挫。模擬課堂教學中的口頭表達既不同于滔滔不絕的說課,也不同于側重巡回指點的常規課堂教學。教師的語言除了要有鮮明的個性特色、極強的個人魅力外,更要注重在環節過渡、重難點強調、教法的運用及學法的指導等表達時的抑揚頓挫,使評委因此而“入迷”。
(二)形體語言恰如其分。所謂形體語言,就是授課者通過身體的某種動作來表達情意、傳遞信息及獲悉反饋的載體,是直觀性原則在課堂教學中的高效運用。作為教師,尤其是體育教師,要深諳形體語言的內涵,選擇恰如其分的表達方式,以引起評委的注意,讓評委輕松地明白其表達之意。
(三)技能展示得心應手。模擬課堂中的技能展示雖不及常規課堂那么重要,但卻不可或缺,因為不過硬的動作示范及不專業的技能展示,既不能讓評委產生“好感”,更會使體育學科失去“身教重于言傳”的優勢。體育教師只有熟悉動作方法、理解動作要點,才能保證展示時的得心應手。
(四)模擬組織收放自如。模擬課堂教學的優勢在于,因無生參與而無法暴露每個環節的組織問題,教師可以放手創設教學情境;劣勢是看不到課堂的師生互動、學練情況,體現不出教師的應變能力、組織效果。對此,授課者要善于解讀評委的目光、表情,呈現出收放自如的理想“情境”。
三、易在靈活應對
(一)消除緊張心理。沒有工作經驗的教師最容易怯場,面對“正襟危坐”的評委,腦中一片空白,不知從何出手。筆者的招數:一是目光偏離評委,調整呼吸,平靜擺脫恍惚;二是回憶自己教學中的閃光點,靜心“移植”、“嫁接”;三是待情緒平穩后,微笑面對評委,主動示意開講。過了緊張期,膽子自然會大起來,“輕裝上陣”就成了必然。
(二)激活表達思維。不少年輕教師在模擬教學中表達時常常卡殼――語言生硬且長時間重復某一內容,自己覺得難堪,評委為此糾結。要跨過這道坎,必須激活表達思維:一是平時多讀《演講與口才》,強化表達訓練;二是了解模擬課堂教學的基本要求和方法,認真總結,及時反思;三是想象教學情境,尋找意思相近的話語來進行替代。
(三)設法掩蓋“硬傷”。為了能夠招聘到優秀教師,組織單位或招聘學校絕不會過早公開“教學內容”,這難免會觸碰到部分應聘者的“硬傷”。怎么辦呢?一是對模擬課堂教學的共性部分進行個性化“改造”,爭取不走樣;二是積極發揮自己的特長,多展示過人之處;三是采用師生探討、交流的方法和形式來組織教學,讓評委覺察不到“硬傷”。
四、成在細節處理
(一)順暢教學流程。在進行模擬課堂教學時,授課者應盡可能地不留教學設計的痕跡,避免“割裂”課堂、阻礙流程現象的發生。因此,要求授課者,一要掌握銜接的辦法和技巧,讓觀摩者感覺其渾然一體;二要讓教學目標的實現、教學重難點的解決找到落腳點,讓觀摩者看清設計意圖;三要關注時間的充分利用,讓觀摩者不覺得這是低效課堂。
(二)亮化信息轉換。在模擬課堂教學中,信息的轉換必不可少,因為它是辨別說課與授課的重要依據。授課者盡管面對的是無生課堂,可不能因此而忽略這一細節,而應把觀摩者或評委當成是最優秀的學生。為此,一要虛擬“信息”并及時傳輸,觀察他們的眼神和面部表情,了解“學情”;二要收集反饋的信息,進行加工和處理,形成應對措施。
(三)關注“個體差異”。雖然體育模擬課堂不存在“個體差異”,但授課者萬萬不能省略這一環節。其原因,一是新課改理念強調的人文關懷必須落到實處,確保每一個學生都能受到教育;二是學生的人格是平等的,理應得到應有的尊重;三是順應現代教育發展的趨勢、體現因材施教的原則,滿足不同學生的需求,使每個學生都能得到充分的發展。
體育教師在進行模擬課堂教學中,展示得好,能取得“此處無生似有生”的良效;展示得亮,會收獲“此處無生勝有生”的奇效!
參考文獻:
【關鍵詞】英語;情景教學;場景;模擬創意
中學英語教學中,聽說讀寫四大基本技能中,聽說應該是重中之重,而高中英語教材也設計了情景教學的場景,如看圖說話,對話示范,邊聽邊說,提問與回答,復式對話,單選對話,閱讀交談,游戲等等,雖不可說是包羅萬象,但可以說是種類齊全。這些設計對培養學生聽說能力的準備作出了極好的鋪墊。但筆者在教學過程中發現,僅憑書上所設計的情景訓練,學生的口語能力顯得有些表面化,也就是說他們可以紙上談兵,談到身邊的事情,感覺不上來,容易結結巴巴,甚至感到語塞,不知從何說起。倘若有人開個頭,他們就可能接著說下去,筆者認為這是由于這些場景多為虛擬,與生活實際有些脫節有關。
為了使用學生的實際口語水平提到一個新的高度,筆者在教學實踐中根據學生的能力發展情況,在情景教學場景的設計和引導學生在情景創意方面作了一些嘗試。以模擬,創造真實或較為真實的生活環境。
一、拷貝模擬
何為拷貝模擬?通俗地說,就是把書本上的場景搬到現實中去。例如,在當我們做map puzzles時,把書中的地址換成本地的大家熟悉的,而且用所學詞匯可以表達出來的地名,這樣,學生心里都有一幅圖,足不出戶“理論聯系實際”,說起來得心應該手,游刃有余。在學生詞匯和語法知識到了一定程度,還可以進行較高層次的拷貝模擬。比如,在初三階段。
二、人工模擬
人工模擬不同于虛擬,是指在現場(寶室內或室外),“指鹿為馬”,人為假設一些地點、人物,設計一個場景。比如,三人行騙的故事,一男一女、一前一后,一老者隨后揀到6美元錢,女的返回,說是她的,老人把錢給她。誰知先走的男的返回后說是他的,另一男子從窗戶探出身子證明說是那位男人的,這位男的威脅說老者不交,警察局見。老者只得又給6美元這位男子。老者離開,三賊人分臟。我們用窗戶當窗戶,墻邊課桌拉開當街道。這種場景對話,簡單易行,不需要道具,因地制宜,就可表演。
三、自然模擬
所謂自然模擬,就是所見所聞,結合課本上出現的對話或課文,編成情節短劇。比如:我班學生上學坐校車,曾經有一次一位同學不小心把車證掉在地上,查票時沒有找到,售票員讓他補票,爭論幾句后他只得補票。而第二天售票員在車上發現后找到班主任,退還車票錢,并表示道歉。老師要求學生根據這一內容改編成新的情節劇。由于是大家親身經歷,用英語寫作并演出,真情實感,效果不言而喻。
雖然情景模擬在學生感性方面作了知識準備,學生達到了一定水平,但模擬終歸是模擬,遇到生活實際,常常不能學以致用。在此階段,引導學生自己設計情景,進行力所能及的構思和創作,就顯得十分重要了。
四、改編創意
在學習特別是情景模擬的過程中,學生的能力逐步提高,一些能說會演的學生也就會嶄露頭角。作為教師,就要不失時機地引導這部分學生開始創作。開始創作有一定難度,只能從改編入手。改編的材料主要有這幾個來源:(1)語文課本;(2)英語閱讀材料;(3)其它語言材料。我們在班上常常鼓勵學生自己改編節目。如《三個火》,由翻譯小說改編而成;《威尼斯商人》由語文課本改編。其實在此之前他們并未接觸英文材料。
五、自由創意
文章編號:1671-489X(2016)10-0135-03
Simulation and Practical Integration Teaching in Electrician Course//ZHANG Qitao
Abstract Integration teaching of simulation and practice in the elec-
trician course, is a kind of way of teaching that abstract, difficult, boring electrical engineering learning object constructed as visua-lization, visualization, practice, it is not only accurately and vividly
describe electrical equipment, electric work principle, operation en-
vironment, electrical electrician process and practice of achieve-ment, but also can make students feel the learning interest, inspire participation practice power and skill enhancement to achieve a
sense of accomplishment. Reduce the difficulty of theoretical know-ledge of electrician course, improve students’ practice skills.
Key words electrician course; simulation; practice; integration teaching
1 電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學概述
電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學,是指專業教師在電工基礎、電工技能與訓練、電氣控制與運行等電工課程的教學中,以貼近電氣技術崗位的教學內容為主,利用自己設計和開發的教學課件、教學軟件或教材配套的教學軟件等多媒體電工教學信息資源[1],通過計算機和投影儀真實、直觀、形象地再現電工原理、電工操作程序和工作場景,讓學生上機進行電工原理、電工操作過程的模擬仿真操作,然后進行電工技能訓練的實際操作;或者將多媒體引進實訓室,一邊進行模擬仿真操作,一邊進行實踐操作,使學生不僅學到電工課程的理論知識,又學到電工實訓操作的技能,從而培養學生電工實際工作能力,實現電氣工程專業技術人才的培養目標。
2 電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學的意義
電工課程的特點是理論知識抽象難懂,實訓操作則具體實在,而且只有在掌握電工理論知識的基礎上,才不至于盲目而機械地操作,真正地掌握實際的電工操作技能。如電動機控制電路的工作原理是比較抽象難懂的,但只有理解和掌握電動機控制電路的工作原理,才能正確而有效地進行電動機控制電路配電板的安裝、調試、檢測、通電運行與故障排除。如果按照常規的教學方法,教師借助于粉筆與黑板對電動機控制電路的工作原理進行講解和描述,學生難以理解和接受,實踐也僅是簡單地模仿和機械地操作,不能真正領悟和掌握專業技能。導致學生容易產生厭學的心理和情緒,喪失學習的興趣和信心,不利于知識學習與實踐能力提升的有效結合。所以,如何把抽象難懂的電工原理變得形象直觀、生動易學,又如何把電工的理論知識與具體實在的操作有機地進行過渡和銜接,提高電氣工程技術人才培養的質量,這就是電工課程教師需要思考和解決的問題。
電工課程的模擬仿真,不僅可以把許多抽象枯燥和難以理解的電工理論和原理變得形象直觀、簡單易學、生動有趣,而且具有豐富的交互界面和人機交互的特性,學生可以在人機互動的過程中模擬在真實場景下的電工操作,給人以身臨其境的視覺和感受。教師在電工課程的教學活動中,讓學生將電氣工作原理、電工作業環境和實踐操作過程進行全面、生動、形象的模擬與仿真,然后使用電工器材的實物,進一步進行電氣工程安裝的技能訓練,從而培養學生電工實際工作的能力。
如針對現階段中職學生喜歡電腦和游戲,形象思維能力優于邏輯思維能力,模仿能力和動手能力較強的特點,教師在電工技能與實訓課程[2-4]“兩地控制一盞燈電路”的教學中,通過動畫的形式,呈現電路工作的原理、電器元件的實物和樓上、樓下兩個地方控制一盞燈的工作場景,卡通人物在不同的方位進行開關燈操作的同時,電路原理圖中電燈的圖形符號與仿真工作環境下的電燈也就顯示對應的或亮或滅的工作狀態。學生在理解和掌握“兩地控制一盞燈電路”工作原理的基礎上,以游戲的方式,按照原理圖中給出的先后順序,在實物圖中模擬在真實場景下進行連接導線的練習:1)斷開總開關,切斷電源,防止帶電操作;2)按原理圖完成全部接線;3)通電運行。
學生在通過虛擬的學習獲得實際的知識和初步操作技能的基礎上,采用雙控開關、電燈和導線等實物,按上述步驟,進行實際而真實的技能操作的訓練,就能夠進一步掌握“兩地控制一盞燈電路”安裝操作的技能。
由此可見,電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學,是融電工知識、動畫和音響效果、操作實踐為一體,符合學生興趣和愛好的教學方法。它降低了學生學習電工理論知識的難度,把電工的理論知識與具體實在的操作有機地進行過渡和銜接,避免了電工操作的盲目性,提升了學生動手實踐的能力,激發了學生的學習興趣,調動了學生參與學習的積極性,達到讓學生深刻理解電工理論知識、熟練掌握電工操作技能、充分發揮學習主體作用的效果,從而促使學生全身心融入教學活動之中,以利于學生專業能力的培養和職業素養的成長。
3 電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學應用分析
電動機單向運轉控制電路是最基本和典型的電動機控制電路,學生在學習了低壓電器的構造和原理的基礎上,通過該內容的學習,為正反轉電路、Y-降壓啟動電路等電動機控制電路的學習打下基礎。下面以電工技能與實訓[2-3]
及配套的電工技能與實訓仿真系統[4]“電動機單向運轉控制電路”的教學內容為例,進一步介紹電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學方法及應用。
電動機單向運轉控制電路的模擬仿真
1)器材識別。進入“器材”界面,清晰地呈現交流接觸器、空氣斷路器、熱繼電器、按鈕和熔斷器的外形結構,讓學生對電器有直觀的、整體的認識。將鼠標放到各器件的觸點上,師生觀察和討論器件各觸點的名稱及電路符號。
2)工作原理。進入“電路”界面,呈現電路實物圖和電氣原理圖,將鼠標放到原理圖中器件符號上,電路實物圖中突出顯示對應的器件,與學生一起查看和討論器件的名稱和作用。學生通過電氣原理圖與電路實物圖的對比,為理解電路的工作原理做好了鋪墊。然后進入“原理”界面,通過動畫演示,教師講解或師生討論分析“有過載保護的單向運轉控制電路”的工作原理。
3)電路安裝。
①元件的布局:進入“布局”界面,從系統元件庫中取出器件,合理布局;布置器件時應考慮器件的位置要與主電路有一定的對應,相同電器盡量擺放在一起,達到布局合理、間距合適、接線方便的效果。
②電路的連線:進入“連線”界面,讓學生以交互性模擬仿真的方式,按照原理圖中給出的先后順序(連接線閃爍的先后順序),在器件布局完畢的實物圖中連接導線。
4)試車運行。進入“運行”界面,學生模擬仿真操作:合上電源開關,按動啟動按鈕SB2,電動機旋轉;按動停止按鈕SB1,電動機停止旋轉。
5)故障排除。進入“排故”界面,根據仿真電路出現的故障,引導學生觀察、分析、查找和排除故障。
學生通過上述過程的模擬仿真練習,基本上掌握了的電路的工作原理和安裝操作的步驟,為電動機單向運轉控制電路配電板的安裝實訓奠定基礎。
電動機單向運轉控制電路配電板的安裝實訓
1)繪制電動機單向運轉控制電路圖:學生用鉛筆、三角板、圖板等繪圖工具,或者用計算機AutoCAD軟件,繪制電動機單向運轉控制電路圖,為電動機單向運轉控制電路安裝的實踐操作打下基礎。
2)電動機單向運轉控制電路配電板的安裝:①電器元件的檢測;②電器元件的定位及配線;③通電運行;④電氣線路故障處理;⑤清理現場。教師巡視和指導學生安裝電動機單向運轉控制電路配電板,檢查、指導學生通電調試,設置電氣故障,讓學生分析和排除故障。學生在配電板實物的安裝實踐中提高了職業技術的能力。
作品展示與交流 學生在完成了電動機單向運轉控制電路配電板的安裝操作之后,進一步展示自己的作品,介紹實訓操作的經驗和體會;然后,教師點評學生作品,贊賞和鼓勵學生積極參與實訓操作的熱情。
值得一提的是,這一教學步驟往往容易被忽略,使得教學過程不完整而感到缺憾。其實,它不僅是激活課堂歡樂氣氛,促進師生交流與溝通的主要環節,也是整個教學過程的精華和部分。學生通過作品展示與交流,不僅可以相互學習、共同提高,激發和保持參與操作實踐的動力,還可以共同分享彼此之間的勞動成果,體驗參加集體活動的樂趣,增強團隊意識與合作精神,展現自我,提升職業素養。因此,作品展示與交流是進一步地深化教學內容,實現教學效果最大化的教學手段和方法。
通過以上幾個步驟的學習,學生掌握了電動機單向運轉控制電路的工作原理和配電板安裝的操作技能,實現了預定的教學目標。在教學實踐中,結合學生的特點,通過計算機模擬仿真和配電板安裝的操作訓練,以及作品展示與交流,激發學生的學習興趣和參與職業技能訓練的熱情,鍛煉學生的專業能力,也促進教師直觀地測評學生成長指標,關注學生技能的實現以及項目教學的具體化。而且在教學活動中,師生共同體驗和感受課堂氛圍和諧的愉悅,關注師生的思維發展及情感交流的融合,促使教師積極探索教學方法,促進教師專業發展。
需要注意的是,將模擬仿真引入電工課程的理論教學,可以增強課堂教學效果,但它并不是增強課堂教學效果唯一的手段和方法,還要根據學生的文化層次、年齡大小和教學內容的難易程度而綜合地考慮,靈活地加以應用或取舍。再者,在電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學實踐活動中,計算機模擬仿真是通過虛擬設備和電路的形狀、工作原理、操作程序,使學生在視覺和感覺上有身臨其境的體會和感受,實現人與機的交流,便于學生對電工的理論知識和電路原理以及操作程序的理解和掌握。
然而,虛擬的情境和操作必然要回歸真實的電工設備和器材的操作,才能掌握實實在在的電工操作技能。因此,在電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學的實踐活動中,既要重視計算機模擬仿真的應用,更要重視真實的電工設備和電工器材的實踐操作。
4 電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學的價值體現
利于學生勝任企業崗位工作能力的培養 電氣科學技術的進步和企業生產設備的更新,呈現出日新月異的發展趨勢,反襯出教材內容和教學設備呈現出相對滯后和更新緩慢的狀況。模擬仿真能夠使用真實先進設備模型,作為學習者的操控平臺,利用虛擬現實技術,通過實際操作,給學習者身臨其境的切身感受,使得模擬仿真教學可以及時跟進產業技術的變革和高新設備的學習,從而適應和實現“課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接”的職教新理念,以利于學生勝任企業崗位工作能力的培養。
形象直觀,符合學生的認識規律 電工課程是理論和實際聯系比較緊密的課程,如果理論知識與實踐操作的教學同時進行,效果是最理想的。因此,在電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學過程中,學生通過模擬仿真的演示和操作,將比較抽象難懂的理論知識變得直觀易學,再通過親身實踐操作,就容易理解和掌握教學內容,增強學習興趣。從直觀到抽象再回歸實踐的認識過程,符合學生的認識規律。
避免實踐操作的盲目性 在傳統教學過程中,教師講完理論知識后才指導學生進行實踐操作,如果教學班級的人數過多,教師的指導就難以顧及每一個學生。所以,很多學生在操作實訓的最初階段就感到難以下手,無所適從,甚至帶有一定的盲目性。如果學生通過模擬仿真的演示和操作,就容易掌握實踐操作的方法和步驟,在實踐操作的過程中就容易上手,按正確的方法和步驟進行實訓操作。因此,電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學,避免了學生實踐操作的盲目性,提高了教學的實效性。
節約教學成本 為了培養學生的動手操作能力,學校必須購置一定數量的電氣實訓器材供學生實習用。但在實習過程中,由于學生對規范性操作行為的養成需要一定的時間和過程,因此,學生在實習過程中會不可避免地損壞一定的實習器材,增大學校的教學成本。計算機仿真,模擬真實環境下的電工作業,沒有損壞電工器材的后顧之憂。通過電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學,學生就容易養成規范的操作習慣,損壞器材的可能性大大減小,而且也可以緩解因實習器材不足影響教學的壓力。
強化技能訓練,讓學生掌握實際的操作技能 電工課程的模擬仿真,逼真地再現了電工技能訓練的項目,對學生身臨其境和親身參與從而獲得技能提升和技能養成起到潛移默化的作用。不過,模擬仿真雖然具有直觀性的教學效果,畢竟它是虛擬的教學場景,與實際的真實場景還有一定的距離。要使學生掌握真實的實際操作技能,還必須對學生進行實踐操作的教學,以培養學生實際操作的動手能力。模擬仿真教學是實踐操作的橋梁,通過實踐操作強化技能訓練,讓學生掌握實際的操作技能。
促進教師的專業發展 電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學,對教師使用現代教育技術的能力、專業理論知識運用的能力、動手實際操作的能力、營造寓教于樂環境的能力和調控課堂秩序的能力提出更高的要求,需要教師提升自身的專業素質和教學能力,盡可能成為“雙師型”專業教師。因此,通過電工課程模擬仿真與實踐操作一體化教學的研究與應用,可以促進教師的專業發展。
【P鍵詞】模擬教學;學前兒童藝術教育;提問
中圖分類號:G61 文獻標志碼:A 文章編號:1007-0125(2017)08-0222-01
教師提問是幼兒園集中教學活動的核心,是指教師依據特定的活動目標,根據相關的活動內容,設置一定的疑問情境進行教學問答的一種活動組織形式。模擬課堂教學是現在學前教育專業課程中常用的一種教學實踐方式,通過模擬課堂,學生能夠鍛煉自身的教學能力,但在模擬教學中,教師和學生關注更多的是過程的設計,忽略了提問的藝術。在模擬幼兒園教學活動時,教師應在學生的提問方面進行引導。
一、觀察結果及分析
筆者對學前教育專業學前兒童藝術教育課程中7個小組的5次課堂模擬教學進行了非參與式觀察,采用了等級評定、頻率計數的觀察記錄方法。
(一)模擬幼兒園教學中學生提問的數量。通過觀察發現,學生在模擬教學時提問數量較多,每次活動至少提問20次,最高時達40次左右,說明提問是常用的引導幼兒思考的方式,而在幼兒園集體教學活動中,教師也確實廣泛采用提問的方式進行教學。
(二)模擬幼兒園教學中學生提問的水平。通過觀察統計,在模擬教學中,學生提出的問題大部分停留在知識(回憶)水平上,只有12.5%的問題是需要幼兒理解的,5%的問題是屬于應用水平,而分析水平、綜合水平、評價水平方面的問題少之又少,一共才占7.5%。所以,在模擬教學中,低水平的提問和高水平的提問分布極其不平衡,學生提問水平還是處在一個較低的層次。
(三)在模擬教學中學生回答問題的方式。通過觀察數據得知,在回答問題的方式中,齊答和個別回答分別占37.5%和60%,而通過討論后匯報和自由回答的方式非常少,分別占1.6%和0.9%。
在學生模擬幼兒園教學中,多采用個別回答和集體齊答的方式請幼兒回答問題,但是齊答只適合于答案明確又唯一的簡單答案,長期大量使用這種回答方式,會導致幼兒思維膚淺化、表面化。而個別回答無法照顧到每一位幼兒,導致一部分幼兒得不到關注,自尊心、自信心受挫,從而導致這部分幼兒在課堂上注意力不集中。學生通常認為,用自由回答和討論后匯報這兩種方式不利于幼兒常規的培養和教學活動的順利進行,所以一般不會采用,這也體現了在模擬幼兒園教學中學生對提問的高度控制。
(四)在模擬教學中學生的回應方式。觀察統計表明,在模擬教學中,學生回應的方式主要是簡單肯定、表揚贊賞、習慣性重述,而簡單否定和自己代答這些應答方式運用較少,而運用誘導追問、鼓勵質疑的方式也相對較少。“好”“很棒”“真棒”這樣簡單又單調的詞語出現頻率較高,這樣的回應方式幾乎沒有實際意義,表面上是夸獎,但是當幼兒聽了太多這樣沒有針對性表面化的回應時,會失去學習的積極性。
二、思考及建議
(一)在設計教案時,要引導學生精心設計好問題。要注重問題的目的性,要想好不同層次的問題,發問要由淺入深,注重問題的質量,減少不必要的無意義的提問,能夠緊扣教學的重點和難點。
(二)要把握好提問的難度和時機。問題既不能過于簡單也不能過于復雜。如果問題過于簡單,不能激發幼兒的學習興趣;問題太復雜,會使幼兒失去學習的興趣。所以在模擬課堂教學中,把握好問題的難度是很重要的。這需要學生在設計教案時認真思考如何設置問題。另外,提問的時機也很重要,應注意引發幼兒的興趣,只有在幼兒有困惑、有興趣的時候才是最佳提問時機。
(三)在回應方式上要有指導性的評價。在模擬教學中,學生最大的問題是回應方式單調,所以應引導學生在回應方式上多做努力。回應的語言應該具有針對性,并能夠引發幼兒進一步思考,或者進一步激發幼兒的興趣。
(四)關注課堂邊緣“幼兒”。在模擬教學中,學生一般傾向于請舉手的幼兒回答問題,這不利于不舉手或很少舉手的幼兒的發展,所以應引導學生去關注那些從不舉手或很少舉手的幼兒,有意識地鍛煉他們在集體面前發言的勇氣,積極鼓勵他們舉手提問或回答問題,增強他們的自信心。
參考文獻:
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Abstract: Experiment is a very important node in the process of the teaching. This paper analysed the disadvantages of the traditional experimental model in the aspect of sharing resources and exerting students' subjective initiative. The paper also expatiated the advantages of the experimental teaching model based on Virtual Instrument in relieving the deficiency of experimental room, saving the experiment outlay and arousing students' innovation awareness, it is the very important development tendency in the experimental teaching mode in the future.
關鍵詞: 虛擬儀器;實驗教學模式;創新能力;動手能力
Key words: Virtual Instrument;experimental teaching mode;innovation abilities;practical abilities
中圖分類號:G647 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2012)29-0260-02
0 引言
課堂教學是全面實施以培養創新精神和實踐能力為核心的素質教育的主陣地。充分發揮第一課堂主渠道作用,把創新教育的有關內容和思想滲透到專業課堂的教學過程中去,特別是在實驗等實踐教學環節中,培養學生的創新能力和創新意識,鍛煉他們“愛問、善問、會問”的思考習慣和解疑的動手能力[2],對提高學生學習的主動性、挖掘學生的創新潛能等有著非常重要的意義。
虛擬儀器(Virtual Instruments,簡稱VI)是目前國內外測試技術界和儀器制造界十分關注的熱門話題。它是在計算機科學和微電子技術迅速發展和普及的今天,出現的一種基于計算機的自動化檢測儀器系統,是現代計算機技術和儀器技術完美結合的一種概念性儀器,充分利用了計算機強大的圖形界面(軟面板)和數據處理功能[1],能對被測對象進行真實的測量與測試,代表了一種創新的設計思想。“虛擬”一詞應該是針對傳統的以硬件為主的儀器而言。
在學生的實驗教學環節中,利用虛擬儀器實驗平臺開展基于虛擬儀器的實驗教學內容,能夠在一定程度上激發工科學生的創新意識、提高學生的動手操作能力、節省實驗經費、節約實驗時間,虛擬儀器實驗教學模式是將來工科專業實驗發展的重要趨勢。
1 傳統實驗教學模式存在的主要問題
傳統的實驗教學模式,學生利用具體的實驗設備和實驗箱進行實驗,在一定程度上可以鍛煉學生實際動手操作能力,有利于學生的感官認識[2],培養學生的現場發現問題、解決問題的能力。但是,傳統實驗教學模式也有一些不足之處。
1.1 不利于發揮學生的主觀創造性 傳統的實驗教學模式,實驗室給學生提供有專用的實驗箱和實驗儀器。實驗箱上的器件、芯片、元件等都已經焊接在特制的電路板上,學生只需用插針線按照實驗步驟和實驗內容進行簡單的連線即可完成實驗。
這種借助于實驗箱進行的實驗,因為學生不清楚實驗的具體接線,不理解實驗的工作原理,學生往往非常被動、按步照班地進行接線,無法激發他們的創新意識和主動性。
1.2 不利于實驗資源的共享 一般來說,傳統的實驗教學,一種實驗儀器和實驗箱只能開展一門課程的實驗教學,如果別的課程也需要做實驗,那就需要更換實驗箱或實驗室。這種專用的實驗箱和實驗儀器非常不利于實現實驗資源的共享,從而導致資源浪費、經費增長、場地緊張等。
1.3 不利于統一管理,維護困難 工科學生的實驗教學環節在整個教學過程中所占的比例較重,往往一個專業需要開展實驗的課程也較多。采用傳統的實驗教學模式,每門課程都需要購買專用的實驗設備或實驗箱進行實驗,這樣就需要設立若干實驗室進行保管并實施實驗教學,如此便形成了實驗室較為分散的局面,無法統一管理實驗設施,開放程度也較差,維護非常困難。
2 基于虛擬儀器的實驗教學模式相關軟件
利用相關的虛擬儀器軟件實現實驗教學,能夠充分發揮學生的思維想象力、挖掘學生的潛能、鞏固理論教學知識,理論聯系實際、激發學生的創造欲望和創新意識。
關鍵詞:模擬電路;講一練二考三;教學改革
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)07-0077-02
2011年,南開大學開始推行《素質教育實施綱要》,提升辦學理念,根據綱要中提出的“公能”素質教育培養目標,南開大學在國內高校中率先提出了大學生也要全面發展,提倡從“學科為本”轉變為“學生為本”。堅持“以學生為主體,以教師為主導”,在教學中推行啟發式、討論式等教學方法,加強教學互動,引導學生主動學習知識并發現問題,開展自主研究。探索以“講一練二考三”為特點的教學組織與課程考試方式,即精講、多練、廣考,強化“學習、實踐、協作、創新”能力訓練,激發學生自主學習。以此為宗旨,大力開展教學改革,加強基礎課程建設,積極調整課程內容,提高教學質量,提高學生的學習能力,培養創新思維。《模擬電子技術》(以下簡稱模電)是面向電子信息類專業二年級本科生開設的一門重要的專業基礎課程,是一門理論性和實踐性都很強的課程,在電子信息類本科教學中起著非常關鍵的作用。模電課程要求學生對模擬電子電路的基本概念、基本電路和基本分析方法有一個清晰的了解,并能夠對電路進行定性分析和定量計算,培養學生分析問題和解決問題的能力,為后續電子信息類專業課程的學習打下必要的基礎[1,2]。對于模電課程而言,由于教學知識點較分散,僅僅通過相應的課堂學習是不夠的。激發學生的興趣,讓學生主動學習非常重要。
本文根據多年的模電教學經驗,深入貫徹“講一練二考三”的本科教學指導思想,對模電課程的教學改革進行探討,對教學方法進行設計與創新,提出體現“講一練二考三”要求的教學組織形式與課程考核方式,并在課程教學實踐中檢驗改革成果。
一、模電教學改革的必要性
模電課程是一門與實際應用緊密結合的課程,它既有自身的理論體系,又有很強的實踐性,是后續電子信息類專業課程的基礎。并且,隨著電子技術深入到國民經濟的各個領域,這門課程也越來越多地成為非電子類專業本科生的必修課,其教學質量的好壞將直接影響到本科教學質量。但是在目前的理論課教學過程中,存在著以下問題:教學大綱內容多,授課時理論課占時過多。教學內容涵蓋范圍廣,知識點相對分散。模電課程是學生第一次真正接觸電子電路,缺乏感性認識,進而影響了相關知識的理解與運用。雖然有模電實驗課與理論課配合,但實驗課內容仍較為基礎,無法滿足學生日益增長的電子設計的需求。且考試形式相對單一。
本文結合學校自身的情況和要求以及電子類專業的特點,深入貫徹“講一練二考三”的本科教學指導思想,通過對模電課程教學組織與教學方式和考核方式的有益的改革與探索,解決模電實踐教學中遇到的問題。使學生在獲得了模擬電子技術方面的基本理論、基本知識和基本技能的同時,培養了其分析問題和解決問題的能力,提高了實踐能力,為以后深入學習電子技術某些領域中的內容,以及為電子技術在專業中的應用打下良好的基礎。
二、凝練教學內容,提高教學水平
模電課程主要講授模擬電子器件和電路方面的基本理論、基本知識和基本技能。包括半導體器件和典型集成電路的工作原理、特性和參數,放大器、比較器、穩壓器等電路的組成原理、性能特點、基本分析方法和工程計算及應用技術,等等。課程涉及內容較多,知識點較為分散,概念抽象,內容理解起來較為困難[3,4]。為此,在理論教學中,要凝練教學內容,突出重點,引入教學主線,做到精講多練,啟發引導,留有余地,歸納總結。兼顧必要的理論知識講解,重視實際應用的同時不拘泥于教材內容,適當引入新知識。在覆蓋電子專業要求的基本內容上,同時要根據我校學生“起點高”的實際情況,在深度和廣度上可以高于基本要求,適當地加深和拓寬教學內容,這符合因材施教的原則,并且適應當前科學技術的發展及經濟建設的需要。教師授課前廣泛查閱國內外相關教材,對教材的總體框架和教學內容進行深入透徹的研究。在此基礎上全面梳理,對課程內容進行合理調整,挖掘重點、難點,精心遴選教學內容。在授課過程中,避免進行煩瑣的數學公式的推導,重點突出對電子電路概念的物理含義的理解和電路工作基本原理的理解以及電路實際應用的學習,從而達到事半功倍的授課效果。同時,重視教師的理論教學水平和實踐教學能力,將科研實踐與理論教學相結合,用科研經驗豐富教學內容,在課堂講授的過程中,能夠吸引學生的注意力,激發學生對模擬電路的興趣和對電子設計的強烈需求。
通過本課程的講授與引導,要讓學生不但能夠掌握電子技術的基本概念、基本電路、基本分析方法和基本實驗技能,而且初步建立“系統觀念、工程觀念、科技進步觀念和創新觀念”,這對學生綜合素質的培養起著重要作用。
三、引入“課程設計主線”,加強課程練習比重
針對模電課程本身的課程特點,在保持原教學大綱的基礎上,通過引入“課程設計主線”,由教師綜合模電教學大綱結合當前信息技術的發展,尤其是與學生日常生活密切相關的電子信息技術,提出模電課程設計內容。在學期初始即引導學生感性認識,制定設計目標。在后續教學過程中,調整講授學時比例,增加與該設計相關的練習。在學期中結合課程進度,向學生提出不同階段的設計要求,加強電路系統設計練習。從而使學生的每一章節的理論學習內容都能夠與設計主線聯系起來,形成統一完整的知識體系。通過引導學生主動進行與課程內容相關的系統設計與實現,加強課程練習的比重。通過練習深化對知識的理解,培養學生的科學精神和創新意識,并逐步轉化為能力。讓學生不僅親身體驗到從實踐中學習知識,更可貴的是學會如何學習。從而使理論與實踐相互促進,實現學生的理論與系統設計能力的雙贏。在綜合考慮了模電教學內容、技術發展動態以及學生能力的基礎上,我們提出了模電教學課程設計的內容,要求學生在所學的模擬電路的基本原理和基本單元電路的基礎上,緊密聯系實際,自己動手設計單通道電壓測量的模擬示波器。在課程設計過程中,堅持以學生為本,教師指導,鼓勵分組完成任務,3~5人為一個團隊,采用自頂向下的設計方法,建議學生按照系統分析、原理框圖設計、各模塊分解原理及設計等結構,進行電路設計和性能的分析。引導有能力的學生進行電路的軟件仿真,并鼓勵學生使用元器件搭建相應的硬件電路,最終實現模擬示波器的功能。
通過模擬電路課程設計,學生能夠系統掌握所學的各章節知識,同時具備模擬電路的分析和設計能力,從元件到電路,最終達到了系統級的認識,提高了分析問題和解決問題的能力。通過課程設計的反饋結果,學生接受了這種課程教學的新方式,并且希望能夠繼續推廣,因為學生在整個課程設計過程中受益匪淺,真正把模電知識運用到實踐中,也激發了他們學習電路、設計電路的興趣和熱情,達到了非常好的學習效果,并且鍛煉了團隊合作能力和溝通能力。同時,教師通過與學生共同解決遇到的實際問題,也加強了教師的指導能力,實現了教學相長。
四、改革教學組織及考核方式
1.教學組織的改革。以課程設計為基礎,充分利用學院已有的開放實驗室資源和社團管理資源,將模電理論課程與社團相結合,教師與學生相合作,即促進了學生理論知識的學習,又可為學生的進一步發展提供基礎。以學生感興趣的電子設計競賽、國創、百項等為合作目標,利用開放實驗室資源,組織學生形成研發設計小組。授課過程中鼓勵學生利用這些資源進行系統設計、電路焊接調試等動手練習,并組織專業教師指導,充分發揮學生的主動能動性,進一步加強學生實驗動手能力的培養,為電子競賽等項目的開展打下良好的基礎。
2.考核方式的探索。考試本身并不是教學的目的,而是一種有效地促進教學的手段。考試的目的是檢測學生對知識點掌握的熟練程度以及獲得知識并靈活應用的能力,促進學生寺┎谷保煌時,也是教師檢測教學效果,反思教學得失,進而改進提高的重要依據。這就要求我們在教學過程中常用多種形式、多次考核,全面評價學生的學習能力和學習的主動性。
本文對課程考核方式進行探索,綜合學生筆試、練習和設計報告等評價,對學生進行多方面的考核,形成模電課程考核評價新方法。通過筆試和習題,考察學生掌握理論知識的程度,掌握學生汲取知識的情況,反饋到課堂教學任務中,培養學生的理論素養。通過提交課程設計報告,考察學生對知識的運用能力、分析問題和解決問題的能力,培養學生的專業技能和表達溝通能力以及團隊精神。這樣不僅能夠考核學生記憶性、認知性的知識,還能全面考察學生綜合分析能力、質疑能力、獨立思考能力和創造性思維能力,等等。
五、結語
本文針對模擬電路課程教學過程中遇到的問題,圍繞著“講一練二考三”的本科教學指導思想,進行了模擬電路課程的教學改革與實踐。文中提出了幾點改革措施,真正做到了精講、多練、廣考,將教學的各個環節組成有機的整體,讓學生成為教學過程中的主體,取得了預期目標和良好的效果。學生們在掌握了模擬電路理論知識的同時培養了專業實踐能力,激發了學生對電子電路的學習熱情與興趣,發揮了學生的主觀能動性。
參考文獻:
[1]清華大學電子學教研組.模擬電子技術基礎簡明教程[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]秦世才,賈香鸞.模擬電路基礎[M].天津:南開大學出版社,1997.