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中圖分類號:G434 文獻標識碼:A 論文編號:1674-2117(2015)01-0117-03
引言
MOOCs的概念自2008年提出以來,短短幾年間猶如一股威力巨大的龍卷風迅速席卷全球。在我國,從2013年起大規模開放在線課程已經成為各大新聞媒體、公司企業、教育機構和社會公眾關注的熱門話題。MOOCs能在如此短暫的時間內得到迅速的發展,它的魅力何在?筆者認為,除了課程時間和空間的不限制,課程受眾面廣等突出特點外,MOOCs的多媒體表現力也是原因之一。為此,本文基于現有的相關文獻和“Coursera”、“學堂在線”兩大優秀MOOCs平臺,分析MOOCs的多媒體表現力并歸納得出相關結論,為學習者、教學者和課程制作者提出相關建議。
多媒體表現力概述
多媒體指能夠同時采集、處理、編輯、存儲和展示兩個或以上不同類型信息媒體的技術。[1]表現力指在完成某項具體的工作過程中,所顯示自身潛在能力特點的凸顯和流露。[2]目前關于多媒體表現力還沒有具體的定義,筆者結合前人的研究以及上述多媒體和表現力的定義,在本文中將多媒體表現力界定為:運用多媒體技術展示信息多樣化,通過合適的角色加入表現教學藝術感染力,交互性強、共享性大,能提高學習效率。
MOOCs的多媒體表現力分析
為對MOOCs的多媒體表現力進行分析,筆者從MOOCs優秀平臺中選取“Coursera”和“學堂在線”兩大平臺的教學視頻作為資料來源。“Coursera”是目前發展最大的MOOC平臺,擁有將近500門來自世界各地大學的課程,門類豐富[3];“學堂在線”是清華大學基于edX開放源代碼研發的中文在線教育平臺,其合作伙伴包括北京大學、浙江大學、南京大學、上海交通大學等部分聯盟高校。[4]本文根據兩大平臺的課程分類以及結合實際操作的可行性隨機抽取多門課程樣本,并對這些樣本中的部分教學視頻從時間長短設置、表現形式、練習題設置和功能四個方面進行分析。
1.教學視頻時間長短設置表現分析
從“Coursera”平臺隨機抽取了《生物信息學:導論與方法》(北大)和《分析化學及儀器分析》(萊斯大學)兩門課程統計其教學視頻的時間長短設置(如表1、表2)。
2.教學視頻表現形式分析
教學視頻是MOOCs課程中最重要元素,也是授課教師與學生產生眼神交流的唯一窗口。其中,“Coursera”和“學堂在線”兩個MOOCs平臺教學視頻種類繁多,筆者綜合相關課程案例研究的結果,將教學視頻的表現形式分為如下六種類型:①出鏡講解,授課者的形象出現在視頻當中來講解知識點。②手寫講解,授課者在概念上標注重點或在推導演示等方法來講解知識點。③實景授課,授課者根據課程需要走出教室限制,到相應的實際情鏡中進行授課。④動畫演示,用動畫來演示相關知識點。⑤專題短片,將要學習的知識以短片的形式呈現。⑥訪談式教學,將電視訪談類節目的形式運用于課堂之上。
筆者就以上六種類型,對選取的“Coursera”和“學堂在線”兩個平臺上的課程進行了歸類,如果存在一門課程同時出現多種表現形式,則全部列舉出來。分布情況如表3所示。
由表3可以看出,出鏡講解這種表現形式占的比重最高。筆者認為其緣由是該表現形式容易抓住學習者的注意力,形成面對面、一對一授課的感覺,并能使得教學者與學習者產生眼神上的交流,讓學習者更加迅速地融入教學情境并沉浸其中。絕大多數的教學視頻都可以采用這種方式,特別是那些不太涉及推導過程講解的課程,如藝術類和人文科學類的課程等。
手寫講解這種表現方式具備傳統課堂中板書講解的全部優點,通過后期加工制作可以減去講解的拖沓,提升教學效率。與手寫講解比重不差上下的,還有實景授課,這種表現形式是對傳統課堂的極大補充,使授課變得更為生動,將抽象的知識直接化為具體實際,有利于學生掌握相關知識,提高學習效率。
動畫演示、專題短片、訪談式教學這三種表現形式涉及的課程比較特別。比如,動畫演示適合計算機科學和物理學類等較為抽象且難以理解的課程類型,專題短片適用于介紹歷史背景等課程,訪談式教學適合于思想政治教育類課程等。
3.教學視頻練習題設置表現分析
在MOOCs的課程教學視頻中,當講解完某一知識點,教學視頻中一般會出現相應的練習,如相關選擇題、填空題、配對題和簡答題等,學習者完成練習還會有相應的反饋表達,答對了才可以進入接下來的視頻學習。例如,在耶魯大學《憲法》這門課程的“總統權力講授課”這一節共設置了3道練習題,第一道單項選擇題,如果選錯就會有信息“Incorrect.Try again”的選項跳出告知答案錯誤;如果答對就會彈出“Continue”按鈕,點擊按鈕則可以繼續往下學習;如有學習者不想做練習鞏固,則可以點擊“Skip”按鈕,跳過繼續往下學習。
4.教學視頻功能分析
MOOCs課程的教學視頻相對于傳統教學視頻顯得其功能更為完善強悍。分別有語速快慢調節、討論區鏈接、上下視頻翻頁、字幕顯示和功能快捷鍵提示新增功能,更大限度地發揮了學習者的自主性。例如,杜克大學的《怪誕行為學》這門課程就有中文、英文和葡萄牙文三種字幕,即使有些學習者英文功底較差,也不會妨礙其學習。
分析結論
1.視頻短小精湛,種類繁多,信息展示多樣化
從對教學視頻時間長短設置的情況數據處理和分析,可以看出MOOCs的課程視頻時間設置主要集中在1~20分鐘。MOOCs的課程視頻短小精湛告別了傳統教學視頻的臃腫和漫長,符合心理學上人的注意力集中時間規律,從而提高了學習者的學習效率。由教學視頻表現形式可以看出MOOCs視頻種類繁多,信息的呈現趨向多樣化,因此MOOCs課程可以根據授課知識的需要,不受場地、設備的限制,更自由地編排教學視頻的形式和內容。MOOCs課程視頻中呈現的實景授課、專題短片和訪談式教學等多種教學形式就很好地展示了MOOCs課程中的多媒體強大的空間表現力,使得抽象的知識點自然而然地轉化為具體能見的事物,這樣就給學習者帶來了視覺上的沖擊,使原本枯燥的教學活動充滿了魅力。
2.視頻錄制角色加入,穿插練習,交互性強
傳統的教學視頻是對課堂的搬家,課程教學者無法與線上學習者產生良好的交流互動。相反,教學視頻表現形式種類中的出鏡講解,其視頻的錄制直接對準授課者,這樣學習者在學習的課程中就能感受到授課者的眼神交流,形成一對一對話的感覺。這種角色的加入,使得編輯效果更好地體現出“因材施教的個別化教學”。此外,還在教學過程中設置選擇題、填空題等相應的練習題等。這樣的MOOCs課程視頻通過創建引人入勝的交互式內容,不僅可以使學習者由被動的旁觀者轉變為主動的參與者,而且可以讓學習者在學習過程中根據自己對知識的把握情況來自動調整學習進度。另外,對學習者的學習效果也能進行監控,使其在學習過程中保持注意力的集中。這也充分體現了多媒體強大的交互性特點。
3.視頻功能完善,共享性大
網絡技術的快速發展,促使教學資源在全球共享變得可能。以網絡為載體的MOOCs,提供了豐富的教學資源共享。而MOOCs平臺的國際化更凸顯了網絡和多媒體技術的共享性。從對課程視頻的功能分析可知MOOCs課程絕大部分具有中英文兩種以上的教學字幕。這樣不僅擴大了MOOCs的學習者規模,更展現了多媒體的共享性。
建議
1.學習者的角色
MOOCs課程的參與者規模龐大,靠師生的直接交互完成學習是不現實的。為此,MOOCs學習者要對MOOCs學習平臺的功能使用以及多媒體表現力清楚明了。再結合自己的實際情況制定相應的學習規劃。比如,語言能力較弱的學習者最好能選擇一些本國的或有熟悉語言字幕翻譯的課程進行學習,也可使用教學視頻中的語速調節按鈕,將播放講解的語速放慢以符合自己的學習習慣。此外,要善于利用MOOCs強大的網絡共享性,多參與國外的免費學習課程,多了解國際文化,開拓視野,讓自己原有的知識框架體系與國際接軌。
2.教學者的角色
教學者在MOOCs中擔任的是主持人的角色。教學者在課程設計的時候要多與相關技術人員溝通,結合MOOCs平臺的多媒體特性以及表現力對課程進行設計。例如,教學者可結合MOOCs表現信息的多樣化,教學形式的具體化,同時也應思考如何展示知識點,如何調節知識點呈現方式的切換,對理論性較強的知識如何展示,什么樣的講解方式才能抓住學習者的心理,吸引其注意并產生學習興趣,提高學習效率。
3.課程制作者的角色
優秀的教學視頻應是將多種媒體整合,課程信息展示多樣化,重難點要有所突出;教學者與學習者之間要有良好的交流互動;文件要足夠小,響應時間要快,共享性要大等。作為課程制作者要深入思考,如何利用多媒體強大的表現力清楚地展示課程知識點,突出教學重難點,使課程教學吸引人,直觀好看,充滿美感,進而彰顯授課者的魅力。此外,在制作過程中要和學習者不斷進行溝通交流,探討如何更好地實現知識的高效傳輸。
結束語
MOOCs能風靡全球正是因為其區別于網絡公開課那種傳統的課堂搬家模式,靈活運用多媒體進行教學,全面展現多媒體的強大表現力。目前,我國對MOOCs的探究尚處于起步階段,廣大教師、課程制作者應不斷借鑒MOOCs的成功之處,更新建設理念,優化教學行為,打造屬于中國特色的MOOCs課程學習平臺。
參考文獻:
[1]http:///view/3323.htm?fr=aladdin,2014-04-21.
[2]http:///view/4275067.htm?fr=aladdin,2014-5-25.
【關鍵詞】地震 橋梁抗震 課程教學 本科教育 現狀分析
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)11-0247-01
引言
眾所周知,近年來世界范圍內發生了多次大震強震,特別是2008年的汶川地震、2011年的日本地震等,給人民的生命財產造成巨大的損失。橋梁作為生命線工程,在抗震救災的交通運輸中發揮著重要的作用。而《橋梁抗震》課程作為眾多高等院校土木工程專業本科生的專業必修課,它的教學效果的好壞將直接影響學生就業后處理工程實踐問題的能力和自我專業素養的發展能力,因此是土木工程專業本科生十分重要的一門基礎專業課。
筆者作為橋梁抗震課程的主講教師,在多年的教學實踐中體會到該課程的教學內容、教學方法和教學手段等很多方面存在一定的不足,尚需要進一步改革和完善。尤其在當今全球地震頻發的自然環境下,該課程的教學研究對提高本科學生分析問題和處理工程實踐問題的能力具有重要的意義。
1.《橋梁抗震》課程的本科教學現狀
1.1缺乏適合本科生教育的橋梁抗震教材
現有一些與橋梁結構抗震相關的書籍,總體上分為兩類:一類稱為工程結構抗震,如《建筑與橋梁抗震設計》、《工程結構抗震》等,這類書中較全面的涉及了各種房屋建筑結構的抗震,而對橋梁結構的抗震內容一般只涉及一章簡支梁橋或簡單的規范條文,知識量較少,內容片面且偏簡單,遠遠不能滿足本科生的專業學習需求。另一類書是專門針對各種大跨徑橋梁的橋梁抗震書籍,主要為同濟大學范立礎編寫,如《橋梁抗震》、《大跨度橋梁抗震設計》、《橋梁減隔振設計》、《橋梁抗震研究》、《高架橋梁抗震設計》等,這類書大多為研究生學習用書,理論深奧,難以理解,有的內容片面,沒有很好地結合本科學生實際的理論水平和實踐基礎,使得他們在學習時不知從何入手,使用時不知用在何處。此外,人民交通出版社出版的葉愛君等編著的《橋梁抗震》教材第2版,相比之下在章節劃分上所涉及橋梁抗震的內容點比較全面,而且在一定程度上能結合現行規范,但是該教材總頁數偏少,書中的很多基本概念描述過于簡單,對于初學橋梁抗震的本科生來講,還需要由教師補充很多資料,擴充很多基本內容。
另外,橋梁抗震課程教學所依據的重要學習資料即為抗震設計規范,但是規范的內容大多是經過提煉的結論性的條文,只能作為輔助參考工具,不能作為本科生學習基本理論基礎知識和解決實際工程問題的教學用書。
因此目前的土木工程專業本科生,迫切需要一本難度適宜、易于掌握、內容全面、指導性和實踐性較強的橋梁抗震教材。這也是作為本課程的教學老師需要進一步做的工作。
1.2 授課學時少,內容難度大
針對目前我國大學教育正經歷著從精英教育向大眾教育的轉型,橋梁抗震課程面臨學時少,內容多的問題,學生學習起來感覺很有難度。 原因是:一方面該課程的基礎理論與基礎課(如動力學、 高等數學、 材料力學、結構力學等)聯系緊密,學生淡忘的內容不少。教師需給出本課程與其它課程的結合點及本課程知識的定位點,讓學生建立概念,順利過渡。
本課程內容的特點相對較為抽象,尤其在結構設計和計算部分理論推導占有比例較大,多為枯燥和抽象的公式,使學生難于接受并產生興趣。但是如果講課內容過于簡單,則學生所學知識缺乏深度,獲取的專業信息較少。因此本課程在教學內容與課程體系應進行相應的調整,合理安排難易知識點。
1.3教學理念和教學模式需要改進
橋梁抗震課程的目的是介紹地震作用的基本原理和橋梁結構抗震的方法,使學生掌握結構抗震的基本理論和設計方法。由于涉及知識面廣,同時對專業知識掌握程度的要求高,因此教師在授課過程中,學生普遍感覺難度較大。另外,過去對于本課程的講授過于強調理論而忽視了與實踐相結合的案例分析,缺乏實際地震和現場災害調查資料,這些是我們專業課程教師需要改進和提高的方面。
首先,在課程的教學理念上,應以培養學生獲取和應用知識的能力為目標,教學時注重學生對基本知識和基本概念的理解和把握。其次,在本課程教學中應探討和嘗試新的教學方法和教學手段,變被動學習為主動學習。目前,現代化的教學手段尚未得到充分利用,缺乏生動,適用的高質量多媒體課件。在傳授知識的同時,應調動學生的主動思維和學習興趣,通過課堂討論、撰寫小論文、觀摩抗震試驗、組織結構設計大賽等活動,提高學生學習和研究分析問題的能力。
1.4 缺少典型的優秀試題和案例分析
計算機輔助教學近年來在高等教育教學中得到較廣泛的應用,并將逐步成為教學環節的一個重要手段。但針對橋梁抗震課程的教學課件及其習題庫還不成熟,存在著分散、孤立、低水平重復的弊端。要想對課程內容有一個比較系統而全面的了解,培養學生學習的自覺性和興趣很重要,因此除了傳統的講課、批作業、面對面答疑之外,可以建立該課程相應的習題庫供學生自我訓練和測試,不僅可以減輕老師的負擔,提高教學效率,還可使學生在短時間內盡量擴大學習的信息量,有助于培養學生的獨立學習能力和思維創造能力。由于目前未形成一個系統的習題庫,制約了學生課下對本門課程的學習和進一步思考。
2.結論
《橋梁抗震》課程是土木工程本科教學中很重要的年輕的一門專業課,本文通過對本課程教學內容、教學理念、教學模式的現狀分析,對該課程的本科教學改革方向進行了研究和探討,以進一步提升本課程的教學質量,提高本科學生分析問題和處理工程實踐問題的能力。
橋梁抗震是一個復雜的系統工程,但由于課程課時有限,還需在教學過程中不斷總結前進。
參考文獻:
[1]蔣永生,李愛群,曹雙寅,邱洪興. 土木工程專業培養人才的知識結構與能力結構.高等建筑教育.1999(3):34~36
關鍵詞:應用型本科;“保險學”;案例分析法
一、“保險學”課程教學過程中存在的問題
“保險學”是一門以應用為導向的學科,對人才的培養要求理論和實踐并重。然而,在目前高校的“保險學”課程教學過程中,由于以下幾方面原因,導致其教學仍舊停留在以傳授式教學、試卷類考試為主的傳統模式上,沒有緊跟應用型大學的辦學目標進行調整。
(一)教學資源限制
高校現階段的“保險學”課程安排主要以保險基礎知識為主,包含基本的保險理論、保險合同、三大險種等基本知識以及保險公司的經營管理方法,知識容量比較大。然而,目前課程的學時安排及教材選擇并不能滿足對該課程較為深入的講授和學習。學時比較短、課本知識比較淺顯導致任課教師不能充分對其中與實踐結合比較緊密的部分進行進一步的講授,也不能安排相應的實踐性教學環節,使課程教學僅停留在理論知識的層面,不利于學生應用能力的培養。
(二)任課教師實踐經驗缺乏
目前從事“保險學”教學的教師,學歷、職稱層次比較豐富,上至教授、下至助教都承擔相應的教學任務,但其中有保險業從業經歷的教師少之又少。針對這門實踐性很強的課程,沒有從業經驗的老師在教學中往往只是進行單純課本理論的灌輸,無法使學生從應用性的角度掌握保險學的實踐知識,不能很好地發揮應用型本科院校培養人才的作用。
(三)考核形式單一
目前“保險學”課程的考核形式,仍多以平時成績、期中考試、期末考試為主要組成部分的卷面考試形式為主,僅以考查書本理論知識為主。對于“保險學”這門應用性很強的課程來說,不利于幫助學生提高相關的應用與實踐能力,使這門課最終停留在理論教學的層面上。
二、案例分析法在“保險學”課程教學中的作用
案例分析法是以案例為基礎的一種開放式、互動式的新型教學方式。案例本質上是提出一種教育的兩難情境,沒有特定的解決之道,教師在教學中扮演著設計者和激勵者的角色,鼓勵學生積極參與討論。案例教學要經過事先周密的策劃和準備,要使用特定的案例并指導學生提前閱讀,組織學生開展討論或爭論,形成反復的互動與交流。“保險學”作為一門金融學專業學生的必修課程,其應用性及實務性比較強。在教學過程中如果只注重理論知識的講授,學生對于這門課的理解就較為粗淺,很難把書本知識和實際相聯系,對于以后指導實踐并不會有太大幫助。因此,在應用型本科院校的“保險學”課程的教學過程中,除了講授理論知識,也需要結合一定的案例來體現書本知識的指導實踐意義。因此,在“保險學”的教學過程中推廣案例教學法,對學生、教師都有非常重要的意義。
(一)避免單方面的理論灌輸
高校的“保險學”課程教學,多以傳統的教學方式為主,理論知識的講解一直占較大比例。但從筆者對教學過程的觀察來看,學生的學習熱情并不很高。單純的理論教學,教師單方面進行理論講授,很難引起學生的積極回應。一堂課下來,學生對書本知識的印象并不是很深刻,最終可能導致學生不僅沒有學到理論知識,而且實踐能力也沒有得到鍛煉。若在教學過程中引入案例教學法,教師在講解理論知識的同時,選取合適的對應案例,既能活躍課堂氣氛,又能引起學生的積極思考,進一步加深學生對相關理論知識的理解,避免單純理論灌輸帶來的負面效果。更為重要的是,可以使學生對保險實務有所了解并鍛煉其相應的實踐能力。
(二)激發學生主動學習的能力
案例教學法所選取的案例都是與日常生活密切相關的。把生活中實際發生的案例拿到課堂上來,能夠讓學生更好體會到保險知識在實際中的運用,并激發學生學習的主動性。比如,在講授保險合同投保人、受益人相關知識的時候,教師可以結合課程內容設計一些與學生自身相關的案例,使學生成為保險合同的當事人,設身處地體會投保人、受益人應有的權利和義務,從而更好地理解相關保險知識及其運用。
(三)培養學生融會貫通的能力
案例教學法還能夠通過某個案例串聯起較多的知識點。對于大部分保險案例來說,無論是有關財產保險的案例還是有關人壽保險的案例,或是和保險原則及保險合同有關的案例,亦或是關于保險公司運行及監管方面的案例,它們都不是獨立的、隔離的,每個案例中所涉及的知識點都是前后關聯的。案例教學法最突出的一個特點就是可以一次性地將不同章節分散的知識點有效地貫穿在一起,使學生能夠在一次案例分析中強化不同部分的知識點,達到溫故知新、融會貫通的目的,避免了學生學習中容易造成的間斷性和片面性,有利于培養學生的綜合思維能力。
(四)強化學生理論聯系實際的能力
案例教學實際上也就是現實情景在課堂上的模擬,它一方面使學生明白保險在現實中的應用,另一方面使學生學會運用所學理論知識去解決實際中遇到的保險問題,鍛煉和培養了學生結合實際的思維能力和應用能力。通過案例教學,學生積極主動地參與教學互動,促進學生對知識點進行梳理、分析。通過實際案例來解讀、強化理論知識,對于推進培養保險學背景的應用型人才有著不可或缺的作用。
三、實施案例教學法的要求
1.明確案例教學的目標
(1)通過具體案例,培養學生對保險實務知識點的分析梳理能力,使學生能夠將理論知識熟練運用于實際案例的判斷與解析。(2)在實務能力要求較高的部分,如在保險合同的訂立、保險合同糾紛、保險理賠等方面,配合案例營造與實戰相近的背景與氛圍。(3)增強學生獨立思考的能力,盡量使學生能夠多方位地從保險人、被保險人、受益人等角度根據不同的案例鍛煉相應的思路。
2.選擇合適的教學案例
在案例教學過程中,能否將案例合理有效地與教學內容相結合,適應并滿足教學需要,案例的選擇十分重要。首先,案例的選擇應該具有代表性和針對性,既能代表保險業中發生的大多數情況,又能突出體現相關的保險學知識內容。其次,案例的選擇也要具有先進性和時效性。由于保險的特殊性,相關的知識和法規在不斷地完善和改進中,所以在選擇案例時,要特別注意相關法律法規以及保險環境的更新與變化,不能出現所提供案例和實際不符的問題。再次,案例的選擇也要注意具有一定的深度和可分析性,能夠使學生產生不同意見進而激發討論,加深對相關知識點的理解與運用。若是選擇那些觀點特別簡單直白的案例,學生很容易就可以得出一致結論,就會使案例教學的形式大于作用。最后,要多選擇那些綜合性強的案例,盡可能多地包含所學的知識點,使學生更容易將前后知識聯系起來進行綜合分析,在培養實踐能力的同時也提高學生的綜合判斷與分析能力。
3.注意案例分析教學的組織形式
首先,要根據教學對象的不同,對案例教學組織形式進行相應的調整。這就需要針對涉及不同知識點的案例,對教學過程和背景設置進行調整。同時,也要豐富案例分析教學的形式,例如模擬場景、案例重現等,從而更有效地發揮案例分析在教學過程中的實踐指導作用,使案例分析與教學知識點更好地結合起來,真正發揮案例分析教學的作用。其次,案例分析教學的中心環節就是對案例的分析、梳理及討論。在實施案例分析教學法的過程中,要特別注意安排好案例分析教學的討論流程。這個過程一般可以分為四步,分別為提出案例、分析案例、討論案例和總結案例。核心環節就是分析案例和討論案例,進而得出有關案例的最后結論。在分析案例和討論案例環節:首先,老師應將學生分成小組,使其圍繞案例進行資料查閱以及小組討論,經過討論得出本組的匯總意見;其次,要求每個小組代表在全班進行討論并積極發言,使不同小組的意見得到充分的交流;最后,教師進行總結點評,對每個小組的結論以及全班范圍內進行的討論進行梳理和評判。教師要注意在這個環節既要肯定學生有價值的見解,鼓勵學生的積極發言與討論,也要在此基礎上指出學生的不足與存在的問題,幫助學生在以后的案例教學過程中取得進步。
四、案例教學中需要注意的地方
(一)注意理論教學與案例教學相結合
始終要明確理論教學是基礎,“保險學”的主要課程內容由保險基本理論知識、保險業務種類、保險市場及保險公司經營管理等幾部分組成。其教學內容決定了理論知識始終是“保險學”教學的基礎,案例分析教學是在保證理論教學的基礎上,為增強教學效果的實用性和實踐指導性所采取的輔教學方法,注意不要本末倒置,不能過分強調案例教學的使用而削弱對理論知識的掌握和鞏固。
(二)增強授課教師的社會實踐經驗
要實現實務教學的目標,首先應保證授課教師具有保險業務相關的社會實踐經歷。筆者建議,高校應為相關課程的授課教師提供深入保險公司和保險監督機構的社會實踐機會。這樣,授課教師參與了保險社會實踐,有了第一手的社會實踐經驗,才能游刃有余地組織相關的案例教學,也才能使教學過程更生動靈活,更有針對性,對學生也更有吸引力。
(三)強化案例分析在考核中所占比重
案例分析教學法不能只停留在課堂教學中,還應注意在課后作業加以體現。畢竟課堂教學的學時安排有限,在課堂上進行了案例教學之后,在課后作業中也要布置一些與課堂教學內容相關的案例,讓學生通過案例分析對理論知識進行鞏固。同時,學生的案例分析作業也能反映出學生對案例分析教學方法的適應程度與存在的問題,從而可以在后續的教學中有所側重。同樣,案例分析教學方法的實施效果,與考核方式也密不可分。教師應對學生的成績構成方法進行改革,改變原來一張試卷定成績的考核模式,將案例分析中學生的平時表現納入考核要素中。比如將平時案例教學中的作業和課堂表現作為平時成績的構成,或者加大案例作業占最終成績的比例,或者將期中考試設計成專門的案例分析形式,對學生的綜合表現打分,并入到期末成績中;也可以加大期末試卷考題中案例分析題目所占的比例,這樣不僅能夠考核學生對理論知識的掌握程度,也同樣考查了學生對相關案例的判斷與分析能力。
關鍵詞:現場教學 微生物 課程開發
《微生物分析檢測技術》是包頭輕工職業技術學院工業分析與檢驗專業開設的一門專業課程,是從事分析化驗工作人員所必備的專業知識。傳統的教學方法是以課堂講授為主,學生實習、實訓為輔的教學方法,這樣就造成了學生對于學習這門課程的意義缺乏認識,學生學習的積極性不高,即使掌握了一些理論知識,也不可能對其在生產實踐中的作用有較深刻的理解。而現場教學法,可以很好的規避這些矛盾,學生不僅能較容易地學好理論知識,而且能較早的接觸和體驗到實際工作場地和工作內容。
1 《微生物分析檢測技術》課程中應用現場教學法的必要性
在職業教育中,培養學生的動手和應用能力是非常重要的,針對于《微生物分析檢測技術》這樣一門實踐性很強的課程,實施現場教學法無疑是最佳的選擇。第一,現場教學法突出教學的現實性,能引起學生的學習興趣,使學生積極主動地融入教學過程中,教師不再直接告訴學生如何去做,而是讓學生通過已經學過的知識,去分析問題、解決問題,使理論和時間有機的結合起來。第二,現場教學法實現了以學生為主體,改變傳統教學教學方法中始終以教師為主導的現狀,在現場教學環境中,學生通過教師的引導分析問題,提出解決方案,始終處于主導地位。第三,現場教學法充分調動了教學的互動性,整個教學過程始終處于動態之中,改變傳統教學時間和空間的制約,實現師生的雙向互動,提高學生的溝通和交流的能力,并且很好的學習并踐行了團隊精神。第四,現場教學法完善了對學生的評價,現場教學中,對學生最終成績的評定體現在三個方面,分別是理論考試、技能考試、平時表現成績三個部分,能對學生的綜合表現給予全面的評價。
2 《微生物分析檢測技術》課程中應用現場教學法的條件
現場教學法與傳統的教學在實施過程中有很大的不同,因此實施現場教學法必須具備相應的條件。第一,師資條件,從事現場教學法的教師首先要具有良好的職業操守;要具有較強的理論基礎,并且實踐動手能力和綜合能力必須過硬,同時最好有在企業的工作經驗。第二,配套的教學環境,現場教學法打破了傳統的教學模式,教師不再是站在講臺上授課,學生也不是坐在教室里一味的聽,而是教室與學生同時進入企業或仿真實訓基地,使學生對陌生的專業知識有一個感性的認知,所以教學環境的選擇和建設是非常重要的。第三,合適的教材,現場教學法改變了傳統的章節式的教學內容,而是以典型的工作任務為單元進行,所以合適的教材也是必備條件之一。
3 《微生物分析檢測技術》課程中應用現場教學法的實施效果
我包頭輕工職業技術學院工業分析與檢驗專業于2003年開始對《微生物分析檢驗技術》這門課程實施教學改革,通過實踐證明,現場教學法直觀、生動,與理論教學相輔相成,取得了良好的效果。第一,課堂氣氛明顯改善,學習熱情顯著增強,現場教學法實現了邊做邊學的教學模式,使學習環境變得靈活寬松了,學習內容與實踐貼近,更加生動有趣了,師生間的互動明顯增強,師生關系更加融洽了。第二,學生的動手能力明顯提高,學習成績顯著改善,通過具體的操作訓練,提高了學生對各項微生物分析檢測技術的掌握程度,更好地體現了高職教育的培養目標。第三,團隊精神明顯增強,協作意識顯著提升,現場教學法中學生的學習與實踐均以小組形式進行,通過無數次的討論、爭辯以及合作,團隊精神和協作意識不知不覺的在學生心中生根了。
4 結語
經過一年的教學實踐,雖然現場教學法在《微生物分析檢測技術》課程教學中的應用取得了預期的教學效果。但在今后的教學實踐中還要進一步加大投入,組織教師編寫適合的教材,完善教學現場所需的各種儀器設備,創造更好的現場條件以取得更好的現場教學效果。
參考文獻:
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關鍵詞:濕陷性黃土,浸水試驗,沉降量
中圖分類號:P642.13+1
1、引言
鄭西客運專線是我國中長期鐵路規劃中10條客運專線中徐蘭客運專線(徐州-鄭州-西安-寶雞-蘭州)最先開工的一段,也是我國在濕陷性黃土地區建設的第一條高速鐵路。
鄭州至西安客運專線線路全長458.8km,而濕陷性黃土區段占全線總長度的65%,其中自重濕陷性黃土約占線路全長的27%,濕陷程度從輕微(Ⅰ級)到很嚴重(Ⅳ級)在整個專線路段均有分布,涵蓋了我國濕陷性黃土的全部類型。鑒于沿線濕陷性黃土的特殊性和復雜性,以及高速客運專線對地基的特殊要求,為了對鄭西鐵路客運專線濕陷性黃土場地的濕陷性做出準確評價,沿線設立了8個黃土地基現場試坑浸水試驗工點。
2、工程概況
鄭西客運專線華陰段由于黃土濕陷性的特殊性和復雜性,先后進行了黃土地基試坑浸水試驗和補充樁基靜載浸水試驗,其中補充樁基靜載浸水試驗為鐵道部重點科研項目。
浸水試驗工點位于陜西省華陰市衛峪鄉延城村西側距附近延城村約400m處的渭河二級階地上,占地面積約10畝,試驗場地及其周圍無復雜地貌,地勢平坦,地形開闊。此處為渭河南岸,黃土深約70米。
通過對兩次浸水試驗的監測,掌握該區段黃土在自然條件下的最大濕陷量,和有試樁的環境下的黃土濕陷量及樁體的沉降量。
3、試坑及標志布置
黃土地基試驗試坑呈圓形,直徑25m,深度0.5m,坑底部鋪設10cm厚的砂礫石。觀測標志共布置100個,其中淺標點64個,深標點36個。淺標點是由試坑中心向夾角為120°的3個方向放射狀布置,每個方向21個,試坑中心1個,共計64個。淺標點埋深0.5m。深標點是在與淺標點測線兩側夾角30°的方向共計6條測線上布置,每個方向6個測點,共計36個。深標點間距1.5m,不同方向的埋深不同,同一方向不同位置的埋深也不同。
樁基試驗試坑距“試坑浸水試驗”試坑北約70m,為橢圓形,長軸(東西向)30m,短軸(南北向)25m,深度0.5m。試坑內共布設試樁2根,錨樁6根,觀測標志72個。淺標點共布設48個,其中44個仍為夾角120°的3個方向放射狀布置,間距為1.0m、1.5m、2.0m、3.0m不等,其中兩個方向上各布設15個,一個方向上布設14個,另外4個分布于試樁與錨樁中間;深標點呈東西、南北對稱的方式布設,共計24個;另試樁南北兩側各布設1個標志,每根錨樁上也布設了1個標志。
4、成果對比分析
4.1監測統計
黃土地基浸水試驗沉降觀測工作從2005年8月27日測定初始值開始,到同年12月23日最后一次沉降觀測工作結束,歷時125天,其中基準網觀測19次,標點觀測124次;
樁基靜載試驗沉降觀測工作從2006年4月7日測定初始值開始,到同年5月25日最后一次沉降觀測工作結束,歷時48天,其中基準網觀測8次,標點觀測49次。
4.2沉降量統計
黃土地基浸水試驗中最大沉降量為1602.8mm,最小沉降量為11.0mm,坑內淺標點平均沉降量為1423.8mm,深標點平均沉降量為655.1mm,距坑邊最遠的淺標點的平均沉降量為29.5mm。
樁基靜載試驗中最大沉降量為794.4mm,最小沉降量為0.1mm,坑內淺標點平均沉降量為660.7mm,深標點平均沉降量為260.3mm,距坑邊最遠的淺標點的平均沉降量為1.3mm;試樁浸水期間平均沉降量為5.4mm,錨樁浸水期間平均沉降量為1.7mm;
4.3沉降量對比分析
通過對黃土地基浸水試驗與樁基靜載浸水試驗現場監測,標點沉降趨于穩定后的樁基靜載浸水試驗的實際注水量和基坑周邊地面裂縫數量明顯小于黃土地基浸水試驗。從上述監測數據對比表及數據成果累計沉降量曲線圖的對比分析,樁基靜載試驗的標點累計沉降量明顯遠小于黃土地基浸水試驗,但兩者的沉降趨于卻相近,為計算樁基的負摩阻力的提供了可靠的數據。
6、結論
對監測成果整理分析后,不僅使理論計算濕陷量的“漏斗型”在試驗現場和監測成果中都得以驗證;還為準確查明試驗場地的濕陷類型,確定自重濕陷性土層的下限深度、自重濕陷敏感性及變化規律等提供基礎數據;同時為地基處理和防排水設計、對沿線代表性黃土濕陷性做出評價以及進一步優化沿線濕陷性黃土地基處理方案提供了數據支持。
參考文獻
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(1)以學習者為中心。要以學習者的學習活動為中心,圍繞學習者的實際需求,創設符合學習者個性化特質的學習任務與活動,提供豐富的參與機會,引導學習過程;以充分的支撐性條件集,靈活地輔助和促進學習者的參與過程;通過恰當的評價和反饋機制,幫助學習者掌握自己的學習過程,督促有效學習的發生。
(2)課程制作精良且開放訪問。粗糙低質量的課程會使得學生的在線學習效率低下,沒有充分發揮在線課程的優勢,所以應該盡可能提供制作精良的課程并且是開放訪問的。
(3)教學內容微型化與課程結構模塊化。教學內容趨于小而精,由易到難、由淺到深,逐步地使學生掌握學習內容,易于控制教學過程,有及時反饋的優點;單一、僵化的課程結構不利于學生的全面發展,難以滿足學生的個體化需求,應該課程結構模塊化,設置靈活多樣化的課程結構。
(4)學習活動的時效性和社交化。學習活動的意義在于能夠及時的消化和理解學習理念和激發創新思維,學習活動的時效性尤為重要;學習活動社交化,學習活動應促進學生之間關注、溝通、分享、交流和互動等行為產生,學習過程更加充分。
(5)自動化評測與同伴互評。作為在線課程一種必備的功能,充分發揮互聯網的優勢,可進行自動化測評與同伴之間的相互評價。
(6)基于大數據技術的學習分析。學習分析不應是單一的,利用好大數據時代的特點,形成綜合性學習分析。
二、面向共享開放的在線課程建設的需求
(1)內容能夠快速迭代。要求已有數字化資源盡快上線,更新速度保持在一個較高的水準。
(2)評測中學習活動設計。教師的教學要求體現在給學生的任務序列上,教師通過一系列有規劃的教學任務,這些教學任務能夠清晰地反映出該階段教師的教學要求。
(3)支持教學設計創新。教學改革過程中在線課程的動態生成,平臺上的在線課程不是靜態的,而是可以在優化教學的過程中動態的更新和替換,與教學改革步伐保持一致。
(4)提供給過程數據用于分析。分析用于反饋,并調整教學過程,也可用于平臺反饋,發現教學平臺中出現的問題并進行優化。
根據需求,面向共享開放的在線課程建設首先應了解信息模型,再設計學習活動,組織教學內容,及時記錄互動信息,最后將分析反饋信息回歸應用到了解信息模型這一環節,形成良性循環。
三、在線課程的信息模型
關鍵詞:多樣化;教育教學;背景;開放;在線課程
我國在開放性的教育資源上進行了多方面的實施,并且也做了更多的在線課程實踐,在這種多樣化的教育教學背景下需要對開放性的在線課程進行多方面的研究分析。
一、looc區域性開放在線課程
Looc課程的主要特點是能夠對一個區域進行多方面的服務,參加到此課程中的成員具有統一的學術標準要求,有地理區域性的分析。呈現出地方性和區域性的特點,地方性主要是課程當中針對一種群體,例如,M101在線開放性課程僅僅提供給的是英屬哥倫比亞大學的社區。區域開放性的在線課程當中,學習者要參與到課程學習過程中,只有本區域內部的成員才能夠在課程活動中進行過程的參與和信息的發表。在此類型的開放性在線課程當中還倡導的是自我導向的學習形式,在不依賴教師的情況下進行多方面的導向性學習,有這方面的體驗學生對于學習材料也能夠有更加清晰的認識。在所有學習者的力量共同支撐之下不斷的更新學習的主要內容,例如在M101當中很多學習資源和學習材料都是學生提供的,要經過多方面的審查才能夠進入到網站之中,后續學習者也可以對此進行評價,按照建設的基本需要做好改進性的分析。在學習形式基礎上學習的資源要和同伴之間進行共同的管理,讓學習資源能夠實現動態化使用。和其他所有的開放性在線課程同樣,資格認證是此課程要重點關注和解決的問題,相關的學習者參與到課程學習過程中,LOOC也提供不同方式認證,爭取能夠在大學之內獲得此課程的電子徽章認證[1]。
二、sooc小型化的在線開放課程
慕課依靠自己的大量資源取得了勝利,相反,sooc是以一種小型,精細化的學習支持服務進行多方面的教學活動構建。SOOC具有多方面的特點,首先是學習者的選擇,在平臺基礎上對學習者的學習水平和學習特點進行統計分析,在篩選以后,針對這一部分的學習者學習特點進行多方面的討論工作,做好互動,讓教學對象更具有同類的屬性,有鮮明的特點和針對性。開展有特色的學習支持服務,和慕課的形式一樣,sooc具有較多的在線教學基本優勢,多數教學資源還有信息也是能夠進行公開使用和共享的,在網絡上被傳播開,并不存在時間上還有地點上的限制性,因此針對于學習者自身的特點,還需要進行個性化學習的輔導,給學習者更多的支持和服務,爭取在很大程度上降低學習者學習的參與時間。小規模的學習效應,因此參與到此種開放性在線教學中的人數數量被控制,不能和慕課有對應,因此在小平臺之也節約了更多的存儲成本和帶寬成本,更加減少了教學方面團隊的數量。集中體現出自我小型化和細致化的優勢,已經成為值得關注的在線開放性教學課程之一。參與到此種課程的學生都是有共同特點和興趣點的學生,因此參與課程有著非常高的積極性和主動性,在共同學習的基礎上也能夠獲得更好的成績。不同模塊的學員之間可以進行相互的交流和寫作,每一個學員之間也能夠進行信息的共享和交流。時間上具有靈活性,每一個學習者都有自己的個性特點,背景不同,學習的基礎也不同,因此在教學活動的構建過程中需要有時間的確定,還有形式的確定,能夠促進彼此之間展開
交流[2]。
三、booc大型開放在線課程
這種大型的在線課程在規模上非常大,對于學習者沒有機構方面的限制,也沒有人數上的限制,一般是在500人以下。課程的內容有非常強的針對性,相對比,DOOC課程更加關注學生的學習過程、學習經歷還有學習的背景,讓學生能夠掌握更多的知識,掌握更多的學習內容,有更多的實踐經驗。在此過程中互動和交流性明顯提升,關注學生學習動力的激發和學習興趣的培養。學生在此種在線課程的學習過程中明顯學習積極性得到了提升[3]。
四、結束語:
綜上所述,本文對多樣化教育教學背景下的開放在線課程進行了分析和研究。不同的在開放課程表現出了自己不同的屬性,在此過程中需要按照學校的實際情況和學生的實際情況對課程進行選擇,由此也能夠更好的發揮出在線課程的基本作用,讓在線課程能夠有更多方面的展現。
參考文獻:
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近年來,網絡技術的發展不僅改變了當前世界的發展模式以及人們的生活習慣,同時也給世界帶來了無限的可能性,目前網絡技術以及計算機技術的適用范圍日益擴張,而作為社會發展根本的教育事業,同樣在計算機以及網絡技術發展趨于成熟的今天應用了在線課程教學,與此同時,MOOCS系統的出現,使得教學模式以及師生關系得到了極大的改善,但是MOOCS模式的教學方式并沒有達到目的,所以,一種基于MOOCS的新的教學模式――SPOC被應用在高職課堂上。
1 SPOC綜述
1.1 SPOC的起源與概念
隨著計算機技術日益成熟,個人電腦以及網絡化越來越普遍,當今世界的人們已經達到足不出戶便知天下事的地步,因此便有教育家設想足不出戶進行學習,而MOOCS系統便是在這樣的背景下誕生的,但是MOOCS教學系統屬于大規模在線課程,在線率極高但結業率卻極低,這既不利于網上教學的普及,也影響教學質量,因此,SPOC教學模式便應運而生。相較于MOOCS系統,SPOC的全稱為Small Private Online Course,不僅對在線人數有一定的限制,更是對教學課程的內容以及講解者有一定的要求。
1.2 SPOC的特征
顧名思義,SPOC教學系統的教學特色就是“短小精悍”,對接受者以及提供者都有著嚴苛的要求,隨著SPOC教學系統的普及,目前這種教學模式在高職課程中尤為廣泛。一般常用的SPOC教學模式有兩種,第一種教學模式即網上教學與實體教學相輔相成,一般由學生課下對老師所要進行的課程內容進行預習,在實體課程中,老師可以根據學生的學習情況靈活、生動的講解課程,既保證了教學質量,又能保證學生的結業質量,這種教學模式最為明顯的就是智慧樹網上在線課程;而第二種教學模式即類似于爾雅的網上在線課程,欠缺靈活性以及生動性,并且無法保證課程質量以及學生的結業質量,因此目前在高職課程中更傾向于使用第一種模式的SPOC教學模式,即智慧樹網上在線課程。
1.3 SPOC的教學優勢
隨著MOOCS在線課程教學與SPOC在線課程教學逐漸深入人心,在線課程教學逐漸進入了各大高校以及高職學校,目前,一些通識性的課程已經逐漸采用SPOC在線課程教學,這主要是有SPOC有非常明顯的教學優勢。相對于創傳統的教學方式,SPOC在線課程在一定程度上改善了師生之間的關系,令教師對學生的學習情況有了更為直觀的認識,且具有豐富的課程資源,能有效地提高學生的學習興趣;并且由于SPOC在線課程系統嚴苛的選取規則,使得教師的質量得到了一定的提升,而在線課程的普及也促進了教學改革,而更為重要的是,SPOC在線課程教學模式不僅符合教學的發展,同樣也符合社會的發展,換句話說,SPOC教學模式是科技以及更個行業發展相互交叉并作用在教學上的社會發展之必然結果。
2 SPOC教學的研究現狀
2012年,基于計算機技術以及教育學家的期盼,使得MOOCS在線課程系統迅速在世界范圍內掀起了一場網上學習以及網上教學的風暴,但與此同時,MOOCS的一些短板使得SPOC在線課程系統逐漸取代了MOOCS的在線課程地位,而至2014年,國內才開始對SPOC在線課程進行更為深刻的研究,目前,國內對SPOC的研究主要集中于SPOC平臺的搭建,并隨著研究的逐漸深入,國內SPOC的使用越來越廣,但是與此同時,使用SPOC在線課程教學系統所出現的一些問題也逐漸成為了研究的重點。其中影響SPOC教學質量的問題包括SPOC的教學設計問題、SPOC教學系統的濫用行為以及教學評價體系的不健全等問題。
3 改善SPOC的教學現狀
既為了滿足教育改革后的教學需求,也為了提高教學質量,改善SPOC的教學現狀對于滿足社會對人才的需求有著十分重要的作用。
3.1 優化SPOC教學設計
由于SPOC是基于MOOCS而應運而生的新一代在線課程教學,因此,SPOC同樣具有豐富的教學資源,而這些教學資源雖然極大地滿足了學生的求知欲,但是相應地,教師的教學設計環節被出現了一定的問題,SPOC在線課程教學區別于傳統教學模式最明顯的一定就是靈動性以及延展性,因此教師在進行教學設計時,必須根據自己的特色合理地選取教學資源,并對課間的討論環節進行針對性探討,增強高職學生的學習興趣。
3.2 合理應用SPOC教學
正是由于SPOC在線課程的普及性以及課程資源的豐富性,再加上SPOC在線課程的教學優勢,使得目前高職課程中,SPOC在線課程教學的應用過于泛濫,這嚴重違背了教學的本質,所以必須合理地應用SPOC在線課程教學系統。雖然SPOC在線課程教學理論上目前所有的課程均可應用,但是理論性較為強的課程利用SPOC在線課程教學時缺乏專業性,除此之外,在應用SPOC在線課程系統時,必須進行一定的研究,無論是課程設計還是課堂測試都必須具有系統性。
3.3 做好SPOC的教學評價體系
教學評價是保障教學質量的一道堅固的圍墻,而在SPOC中教學評價體系的建立既是保障教學質量的一道圍墻,同樣也是衡量SPOC在線課程系統實用性的一桿秤,因此,做好SPOC的教學評價體系不論對教學質量的提高還是對SPOC系統的發展都有著深遠的意義。由于SPOC屬于在線課程教學,所以對于教學評價方式具有多樣化的特點,不僅可以采取最基本的問卷調查的方式,同樣可以采取平面分析法。此外,表分析同樣也是十分有效的一種評價分析法。總之,無論采取何種評價法,客觀的評價才是SPOC的教學評價體系的基本原則。
4 SPOC教學的發展前景
科技是不斷進步的,社會也是在不斷前進的,飛速發展的經濟以及工業化水平使得當今世界日新月異,而這種變化就目前來看屬于一種積極的現象,而SPOC教學模式的出現無疑使得教育進行了深化的改革,并日益受到使用者的喜愛,而無論是SPOC豐富的線上資源?是人性化的設計都使得SPOC符合當今時代教育的發展,也符合社會的發展,而隨著時間的推移,SPOC在線課程教學系統將不僅僅只局限于高校,而更適應于整個社會。
關鍵詞:網絡化教學系統;在線實驗;公式在線錄入;公式搜索
Abstract:Inviewofmathematicscoursesinengineeringknowledge,abstractproblem,andothersubjectscloselyrelatedtothedesigncharacteristicsofthenetworkteachingsystem.Tosolvetheproblemofinteractiveon-lineparametersExperimentalusingIIS6.0andMatlabWebServertobuildacommonon-linetestsystemsothatstudentssubmiton-lineparametersExperimentalcorrespondingmanner,theoutputresults.Inordertosolvecomplexmathematicalformulaofentry,storage,searchanddisplay,MathMLbasedontheASCIIcodeforthetranslationfunction,theclientsoftwaretoinstallMathPlayeronthebasisoftheformulatoachievetheon-lineentry,search.Inaddition,thesystemhastolearngardendesign,teachingresources,onlineexaminationsandsoon,havebettersupportteachingfunction.Thesystemasaqualityschoolcurriculumconstructionprojecthasbeenrunningfornearlyayear,receivedgoodresults.
Keywords:network-basedteachingsystems;onlineexperiment;formulaon-lineentry;formulasearch
1引言
網絡輔助教學首先是傳統教學的工具和手段。提高了教學效率,彌補了由于知識激增、課時縮短、特殊學科和課程需求而造成的不足。由最初的演示教學,拓展為自主學習、協作學習、討論學習、個別輔導和探索學習等多種教學模式。網絡輔助教學目前自身還存在互動性不夠、缺乏靈活性等缺陷[1]。對此,基于學校精品課程建設項目,設計了本系統。主要提供了在線實驗、在線交流等功能。為解決在線實驗參數交互問題,采用IIS6.0和MatlabWebServer構建在線實驗系統[2],使學生通過在線提交參數的方式完成相應實驗,輸出實驗結果。為了解決復雜數學公式的錄入、存儲和搜索的問題,基于MathML的對ASCII碼的翻譯功能[3],將Mathplayer嵌入網頁,使學生可以在線錄入公式,并進行相關問題及公式的搜索。
2工科課程網絡化教學的特點
工科課程的網絡化教學是教育信息化的重要分支,而課程本身具有實用性強、理論內容豐富且涉及知識面廣的特點。課程涉及的數學知識多,包括高等代數、數值分析、概率統計、隨機過程等[4-5]。同時,無論是電路分析基礎、模擬電路、數字電路和信號與系統等基礎課程,還是通信理論、計算機、微電子技術以至人工智能、模式識別、神經網絡等新興學科研究都成為工科教學中的重點和難點。然而,學生在學習這門課程時,普遍感到課程的概念抽象,對其中的分析方法與基本理論不能很好地理解與掌握。因此,如何幫助學生理解與掌握課程中的基本概念、基本原理、基本分析方法以及綜合應用所學知識解決實際問題的能力,是本課程教學中所要解決的關鍵問題。
本文作者針對工科課程的特點,建立了網絡化輔助課程教學系統,實現了在線實驗、網上交流、在線考試等功能。
3系統設計
硬件系統主要由兩臺IBM服務器構成。系統網絡結構如圖1所示。
圖1硬件系統結構圖
系統軟件部分可以分為:課程簡介、學習園地、教學資源、在線實驗、網上交流、在線考試六項內容。
課程簡介主要介紹數字信號處理課程的特點和內容體系,給出學習本課程所需要的先修課程,使學生對課程的主體結構予以掌握。
學習園地主要是對數字信號處理課程的進一步擴展,從傳統的頻譜分析到現代頻譜分析,從一維信號到圖像的二維信號處理,以及與數字信號處理的軟件、硬件實現方法相關的文獻和資料。
教學資源主要提供課程講義和教師上課的視頻錄像的在線播放和下載,針對各知識點的Matlab單機版程序,為學生課下學習調試提供方便。
在線實驗主要針對課程中的重點難點,使學生能采用交互的形式實現在網上通過簡單的操作就能看到該參數下的處理結果。便于學生對所學知識進一步深化理解。
網上交流部分其主要功能是一個留言板,有疑問的同學可以直接將問題貼在留言板上,老師定期查看留言。這不僅為學生提供了一個開放、自由的提問空間,更成為老師能及時發現教學中的問題進而及時改進的重要途徑。
在線考試主要是將課程內容按照知識點形成試題存放在SQL2000數據庫中,學生在題庫中隨機抽題,并在規定的時間內完成做題并提交答案。系統自動對學生答題情況進行評分,并進一步根據學生答題情況得到對該學生知識掌握情況的定量評價,從而為教師課堂教學提供依據,并可作為下一次抽題的參考。
系統的六個功能模塊之間互相補充,從內容上互相呼應,共同促進學生對課堂內容的學習和掌握。
4網上交流功能模塊的設計
系統提供了網上交流答疑的功能,其主要部分是一個開放式的留言系統,然而現在絕大多數留言系統、論壇系統對于數學公式的支持功能較差,通常是將數學公式轉換成圖片的形式加以保存和顯示,公式錄入也多通過貼圖的方式進行,對學生在線提問造成很大的不便,更不利于公式搜索。對此,作者基于MathML的對ASCII碼的翻譯功能,將Mathplayer嵌入網頁進行公式顯示,這樣存儲在數據庫中的文字信息,可以方便快捷的進行復雜的數學公式的錄入、顯示及搜索。系統中公式的顯示需要客戶端安裝Firefox瀏覽器或在IE6.0瀏覽器的基礎上安裝MathPlayer軟件。公式錄入界面如圖2所示,運行結果如圖3所示。
在輸入公式之前以$表示公式的開始和結束。
對“Σ”的搜索可直接在搜索欄中輸入“sum”實現,運行結果如圖4所示。
圖4對“Σ”搜索結果
5在線實驗功能模塊的設計
為完成“數字信號處理”課程中算法的在線實驗和演示,本文利用Matlab強大的信號處理功能基于IIS6.0+MatlabWebSever進行開發,實現了信號參數的在線提交
、給定參數信號波形生成、FFT頻譜分析和FIR、IIR濾波,處理過程參數均可通過網頁在線提交。運行界面及結果如圖5、圖6所示。
此外,在生成給定參數信號和信噪比的基礎上,通過編制Matlab程序實現了生成信號的FFT譜分析,通過帶噪聲信號的頻譜是學生直觀認識信號的頻譜結構。進一步,系統提供了參數濾波器頻率特性分析功能,學生可以通過自己輸入濾波器參數的方式查看該參數下濾波器的頻率特性,從而增強學生對濾波器工作過程的理解。此外,通過設置不同的截止頻率、通帶增益、阻帶增益等參數對所產生的信號進行濾波分析,并將濾波后信號的波形顯示在網頁中。
在線實驗系統以Windows自帶的IIS6.0信息服務作為網站調試過程中可能會遇到“connect()failure”錯誤,這是因為MatlabServer服務未被啟動,只要到“控制面板—>服務”啟動該項服務即可。
6結束語
本文設計的數字信號處理課程網絡化教學系統在傳統網絡化教學系統的基礎上,針對“數字信號處理”課程的特點,增加了在線實驗和網上交流的功能模塊,實現了在線參數提交、信號在線生成、結果顯示下載的功能,并且針對傳統網絡化教學系統中數學公式在線錄入的難題設計了在線交流子模塊,實現了復雜數學公式的在線錄入、存儲、顯示和搜索。
該系統已正常運行近一年,效果良好。基于現有研究,作者認為該系統在以下方面有待進一步完善:網上考試系統的進一步完善,在線實驗模塊信號波形動態顯示功能的實現及完善。
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