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关键词:多媒体技术;课堂教学;教学工具
中图分类号:G642文献标识码:B
1多媒体教学工具
课堂教学中教学工具必不可少,在多媒体教学的研究中,常常强调多媒体课件与电子教案这两重教学工具的区别。其中电子教案是将教学内容提纲挈领地以幻灯片的形式展现给使用者,通常用PowerPoint开发,用光盘或网络服务器存储。它的最大优点在于开放性好,教师在拿到范本后可随意修改,满足不同层次、不同类型的教学需要,受到广大教师的欢迎;而多媒体课件又称CAI课件(CAI,英文ComputerAssistedInstruction的缩写,可译为计算机辅助教学系统)是可以单独运行的教学软件,通常用专用的开发工具开发或者直接用高级语言编程,主要目的是用动画、仿真等技术讲解课程中的重点和难点,强调教学方法与教学策略,辅助教师和学生完成教学任务,提高教学效果。在实际的应用中,它们都是多媒体教学的有力工具。
2计算机课程的分类
2.1根据专业性分类
根据课程是否为计算机专业的课程可分为:非计算机专业课程和计算机专业课程。
非计算机专业课程一般指计算机基础科学,包括计算机概论、软硬件、信息安全、数据库、网络、计算机应用、程序设计语言、软件工程、多媒体、信息检索等领域的基础内容。重点在于日常生活中计算机的普遍应用的各个方面,在有些高校分为两个阶段(计算机文化基础,计算机技术基础)介绍。
计算机专业课程包括数据结构、离散数学、计算机组成原理、体系结构、操作系统、计算方法、编译原理、人工智能、计算机网络、软件工程、计算机图形学、多媒体技术、计算机辅助制图等课程,重点在于对计算机领域各个方向的专业知识介绍。
2.2根据学科性分类
对于计算机专业课程而言,根据课程内容所属的二级学科可分为系统结构、软件与理论、应用技术三大类。
系统结构类课程包括计算机组成原理、单片机、计算机系统结构、微机原理、接口技术、计算机系统性能分析、计算机系统设计、计算机结构仿真、操作系统设计与分析、数字信号处理、ASIC设计技术、可编程逻辑器件的程序设计等。
软件与理论类课程包括程序设计语言原理、程序设计方法学、面对对象程序设计、计算方法、软件工程、数据挖掘、算法分析与设计、密码学与安全计算理论、可计算与计算复杂性理论、数据库技术、数理逻辑、数据安全与保密技术、人工智能与知识工程、计算机网络工程、计算智能等。
应用技术类课程包括:电子商务、多媒体技术及应用、Internet技术及其应用、网络管理与维护、网络安全、WEB系统开发、ASP编程、计算机图形学、图像处理与分析、计算机辅助软件工程(CASE)、系统仿真、人机界面与虚拟环境技术、数据挖掘、智能接口与控制等。
2.3根据理论性分类
根据课程偏重于理论还是实践可分为:理论型、实践型、理论与实践结合型。
理论型课程指课程内容偏重于理论介绍与分析,包括的课程有:离散数学、微机原理、计算机组成原理、计算机系统性能分析、程序设计语言原理、程序设计方法学、数理逻辑、计算方法、编译原理、人工智能、密码学与安全计算理论等。
实践型课程指课程内容偏重于实际操作与应用,包括的课程有:网页制作、图形制作、动画制作、计算机辅助制图、图像处理与分析、网络管理与维护、网络安全、WEB系统开发、ASP编程、计算机结构仿真、系统仿真、人机界面与虚拟环境技术等。
理论与实践结合型包括:汇编语言、数据库原理与应用、软件工程、数据挖掘、计算机图形学、数字信号处理、计算机网络工程、可编程逻辑器件的程序设计等。非计算机专业课程一般属于理论与实践结合型。
在研究多媒体技术在课堂教学中的应用时,相对来说,以上三种常用的分类方法中按专业性区分时,课程性质不够明确;按学科性区分时,涉及课程不够全面;而按理论性分类的方式基本区分了所有计算机课程的性质,适合于研究多媒体技术在课堂教学中的应用。
3多媒体技术的应用
3.1理论型课程
对于理论型课程,完全依靠教师在课堂上的讲解也是可以将知识传授给学生的,因为在没有引入多媒体之前,传统的授课方式就是讲解。在讲解中,教师为了把一些抽象的概念、难懂的重点讲清楚,往往借助挂图、模型等比较直观的教具来实现,这些教具在课堂教学中起到了很大的作用。但是挂图仍然不够形象,而模型制作会花费教师大量时间,还有像化学反应等瞬间效果不能持续。对于这些问题的解决,促使多媒体技术在理论型课程的教学中日益广泛的应用。在课堂上由多媒体技术辅助教师,将教师难以用语言描述清楚和在难以以实物演示的抽象难懂的重点、难点,跨越时间与空间,形象、生动、有趣地向学生展现,更有利于学生理解,提高教学效率和效果。
例如在介绍计算机的发展史时,教师可以先利用多媒体中的图片素材来展示世界上的第一台计算机的外观,因为它是庞大的,与当前使用的微机完全不同,教师不可能用语言描述和实物展示使学生对世界上第一台计算机印象深刻;接着可以使用多媒体中的视频素材来介绍计算机发展的四个阶段,继而引出这四个阶段的实质区别在于计算机所使用的电子元件不同;然后可以利用演示软件的功能,通过缩放、旋转等一系列功能,将电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路这四个发展阶段的电子元件的构造和特点展现给学生。也许有人会说,对于以上知识的传授,我们似乎用挂图和文字也可以达到效果。的确,用挂图可以让学生了解世界上第一台计算机,知道各种电子元件,对于非计算机专业的学生也许就足够了,但是作为计算机专业内容的一部分,对于计算机的发展史,不仅仅是让学生认识世界上第一台计算机,认识各种电子元件,还要让学生能够掌握计算机在不同阶段使用的电子元件的构造和实质的区别,为计算机产业的发展打下良好的理论基础,这也是使用多媒体技术辅助理论教学的优势所在。
又如计算机硬件故障检测时,往往会给学生讲授通过声音判断故障来源,例如在AMIBIOS中:一短声表示内存刷新失败,内存损坏比较严重;四短声表示系统时钟出错,维修或更换主板;六短声表示键盘控制器错误;一长八短声表示显示测试错误,显示器数据线松动或显卡未插牢;一长九短声表示主板FLASHRAM或EPROM(BIOS损坏)错误;不停的响(长声)表示内存没有插牢或者损坏;不停的响(短声)表示电源、显示器和显卡未连接好;等等。那么什么是长声,短声又是怎样的呢?不是个个教师都会用嘴发声来模拟的,也不可能破环性的让计算机产生故障,这个时候多媒体中的声音元素正好就发挥了他的强大作用。教师可以把以前或实验机器出故障时的短声和长声录制下来在课堂上播放,这样学生就可以分辨长声、短声,进而判断计算机的故障。这是传统的“粉笔加黑板”以及挂图、模型等教具不能实现的,在这里声音元素的应用必然提高教学效率和效果。
3.2实践型课程
对于实践型课程,与理论型课程相比较而言,可以说在课堂教学中没有多媒体技术的应用,课程是无法正常进行的,更谈不上提高课堂教学效果,提升教学质量了。随着计算机技术的发展,各种各样的开发工具和软件日益专业化,在计算机课程中根据不同层次不同目标的需求,不可避免地要讲授一些开发工具的使用和软件的操作,传授这些知识的课堂教学,离开多媒体的应用,课堂教学寸步难行。首先,一般开发工具和软件的安装使用,需要多媒体计算机作为硬件平台,没有多媒体计算机,开发工具和软件将无法使用;其次,一般开发工具通过程序编写生成一些实际的界面、图形、图像等各种各样的结果,这些结果的展示离不开多媒体设备,一般软件的操作过程更需要多媒体设备的连续使用才能保证学生掌握操作方法好技巧。
例如在可视化开发工具VisualBasic(简称VB)课程中,要解决一道习题:创建窗体,在其上实现通过输入半径控制得到圆面积。在这道习题中,教师在课堂教学中,首先要向学生展示窗体、文本框、按钮这三种不同的对象和控件它们各自的外观形态和属性;其次要指出编写程序的位置,讲明为什么在此位置编写;接着给出具体实现的程序代码,并运行调试程序;最后,演示程序的运行过程和结果。在这四个步骤的具体实施过程中,每个步骤都离不开多媒体设备和多媒体技术的具体应用,窗体、文本框、按钮、编程的位置,这些都不可能用语言来描述清楚,程序的编写、运行、调试、结果的显示也都依赖计算机软件的实际操作。
又如在动画制作课程中,讲到形状渐变时,如果没有多媒体技术的应用就不会有形状渐变的产生。在形状渐变的具体制作过程中,只需要在两个关键帧中绘制原始形状对象和目标形状对象,然后创建形状渐变,而中间的渐变帧由软件本身经过一系列的计算自动生成,这些渐变帧反应了形状的逐渐变化过程,其中的每一帧都根据各自所处位置包含在这一阶段由软件自动生成的具体形状对象。形状渐变由多媒体软件产生,变化过程由多媒体设备展示,在这一过程中,多媒体的应用尤其重要。尤其是对于两种不同形状对象之间需要设计形状渐变时,形状的变化过程更加需要使用多媒体设备展示出来,供学生对这一渐变过程进行深入的理解。
3.3理论与实践结合型课程
无论是计算机专业还是非计算机专业课程中理论与实践结合型课程都具有理论的知识和实际的应用紧密结合的特点,在这种类型的课程中,多媒体技术的应用同时具有在理论型和实践型中应用的特点,不仅能够辅助教师准确清楚的表述概念,而且能够将理论知识的应用效果生动的表示出来,为理论与实际相结合提供了牢固的基础。
例如在介绍Excel软件中的公式及应用时,教师往往先介绍什么是公式,公式由哪些成分组成,接着介绍公式在Excel中的作用是什么,然后介绍公式在Excel中的使用方法,最后给出实际应用的例子。而在具体实例的讲解中,就需要先通过理论分析,再进行实际的验证。假设给定公式E3=$A1+B$1,它表示E3单元格的结果由A1和B1单元格中的值相加得到,那么复制E3单元格直接粘贴到F4时,F4中的结果是什么,它的公式又怎么表达呢?对于这个问题,解决时可以先根据绝对引用和相对引用的原理,确定F4单元格的公式中应为A2和C1的值相加,这是理论的分析,然后通过在Excel中实际的复制、粘贴操作,看到单元格的结果和其中的公式,以验证理论分析;反过来,也可以先在Excel中通过实际的复制、粘贴操作,看到单元格的结果和其中的公式,然后分析推断绝对引用和相对引用的应用规律,这两个方向的理论与实践相结合正是通过应用多媒体技术来达到。
又如对于数据库的查询功能,有学生成绩表(表1)和学生基本信息表(表2),通过这两个表查询籍贯为“山西太原”的学生的成绩,理论上应该得到如表3的查询结果表,当然这是理论的结果,实际实现查询结果时就需要用特定的形式来表示,就是用编程语言了实现。比如使用VisualFoxPro程序设计语言实现,如果仍然以表格形式来显示,那么这种特定的形式是否可以按照设计正确显示出来,也就是说编写的程序是否正确呢,就需要进行调试了。在运行调试的过程中,每一条语句的作用都要通过多媒体设备演示给学生以供理解,这样学生才能够不仅知道怎样写,还知道为什么这样写,是否可以用其他的方法,真正做到举一反三,学以致用,这也正是多媒体技术应用的效果。
4结束语
多媒体技术与计算机课程的课堂教学关系密切,多媒体技术应用于计算机课程的课堂教学,已体现出其辅助理论教学、形成实践教学的优势。随着素质教育的不断深入,其应用也必然更加深入,如何更加合理的利用多媒体技术组织课堂教学,继续提高课堂教学效果,提升教学质量,是进一步研究工作的重点。
参考文献:
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(上海信息技术学校 上海 200331)
摘要:作为一门较新的课程,“物流仿真”课程的教学方式和活动设计都无法按照传统的教学模式进行。本文在“物流仿真”课的教学设计上运用ASSURE模式进行了一次探索。ASSURE模式虽然并不新颖,但在计划教学活动和利用媒体技术方面,其全面系统性和独特的角度使得教学流程和课堂效果都焕然一新。
关键词 :ASSURE模式;物流仿真;教学设计
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2014)01-0093-04
物流是一门综合性学科,在教学过程中进行科学有效的操作和实验是其教学任务中的一项重点。虚拟仿真技术作为第一个推动人们以身体活动获取知识的智能技术,在越来越多的职业院校中得以应用。它所提供的学习和认知方式,不仅仅是逻辑与形象的结合,还有认知能力与感知能力的结合,这对主体认识能力的发展具有重要影响。我校作为以信息技术见长的中等专业学校,在物流管理专业中开设了“物流仿真”课程,使用的是上海乐龙人工智能软件有限公司开发的RaLC软件,用于帮助学生全面深入地理解物流系统和物流设备,可建立反映真实系统规律的仿真模型,对模型进行仿真实验,对实验数据进行分析,进而开展系统方案评价和系统分析。
物流仿真是针对物流系统进行系统建模,并在计算机上编制相应应用程序,模拟实际物流系统运行状况,并统计和分析模拟结果,用以指导实际物流系统的规划设计与运作管理。作为一门课程,“物流仿真”课在教学目标上不同于其他物流理论课和实训课,教学内容也不能局限于软件公司提供的相关模型。它是结合了物流学科相关知识和计算机操作技能的综合性课程。因此,其教学设计和教学方式需要教师精心准备,大胆创新。据此,笔者设计了一堂主题为“实体仓库的模型创建与改进”的物流仿真课。下面对该课程进行简单介绍。
课程内容简介
本课主题为“实体仓库的模型创建与改进”,主要内容是要求学生建构学校实训教室内的实体自动立体仓库的仿真模型,然后提出扩建要求,要求学生在原有模型基础上进行扩容设计。
本课使用仿真技术的必要性体现在:(1)学技术:弥补工位限制。实体仓库内的参数设置更改困难,场地有限、设备种类有限,仓库类型相对单一,且工位有限,要让学生了解更多的仓库类型与控制方式,需要应用仿真技术。(2)增兴趣:突破教学难点。三维动态场景对于帮助学生理解仓库结构、认识设备属性、理解设备逻辑关系具有直观、形象、多样化的作用,仿真对于突破这一教学难点具有不可替代的作用。(3)提素养:对专业的持续关注。中专学生学会仿真软件的使用能够拓展其视野和能力,提升其职业素养,对其将来的职业发展有益。
本课定位为:(1)通过完成一个综合性的任务项目,检验学生对于仓库结构和仿真部件的认知。(2)通过创建三维立体的、动态的、图像化的模型,即时获得系统的运行效果,相比静态的图片或文字,仿真能够最大限度地引起学生兴趣。(3)通过完成一个身边的较为熟悉的任务项目,让学生进行边缘性的参与,获得专业学习的信心和成就感,并对本专业产生持续的关注。
ASSURE模式简介
ASSURE教学设计模式,是由Heinich、Molenda、Russell与Smaldino四位学者于2002年提出的,是围绕在教室环境下怎样使用媒体和资源而设计的一套模式,着重于在实际教学情境下,善用多媒体工具来帮助达成教学目标,并鼓励学生互动参与。ASSURE取其六个步骤名称英文动词的首字母,以表达“确保教学成功有效”之意。这六个步骤为:分析学习者;陈述教学目标;选择教学方法、媒体和材料;使用媒体和材料;要求学习者参与;评价与修正。利用ASSURE模式进行教学设计,需要教师分析自己对于媒体、方法的选择,以及对使用情形加以评估,在教学行动反思之后加以调整改善,作为下一次改进教学的依据。
基于ASSURE模式的教学设计过程
(一)分析学习者
一般特征 教学对象为中专物流管理专业二年级学生,年龄在16~17岁之间,易受社会不良风气影响,诸如实用主义、拜金主义等。在学习方面也表现得比较功利,自认为有用的就用心学,自认为将来用不上的就不学。心理特征表现为自我意识强、独立性强,希望得到他人的承认和尊重,但同时又表现出自信心缺乏,需要在与教师和同伴的交往互动中获得肯定。中专学生在学习方面往往缺乏正确的态度和方法。在智力因素方面,如记忆力、注意力的持久性等稍显欠缺。他们对课程知识掌握的程度,在很大程度上取决于自身的非智力因素,如求知欲、自信心、责任感等。因此,教师需要在这些方面多下工夫,使学生用非智力因素弥补智力因素的不足。
入门能力 我校二年级学生的先修课程包括国际贸易、电子商务、现代物流基础、叉车驾驶等,在相关的课程中接触了一些专业常识,如各种物流基本设施的名称和作用。在学校自有的实训教室内有三种类型的仓库,包括自动立体库、电子标签库和平置库,还有传输设备、搬运设备等。学生观察过仓库的运行,有的甚至在仓库内进行过操作,对此较为熟悉。在技能准备方面,学生前期已熟悉了乐龙仿真软件RaLC的操作界面,学会了基本的设备创建和编辑操作,如传送带系统的生成、货架的生成、部件之间的连接等。
学习风格 中专学生不喜欢理论灌输,也不屑于单调的、系统的知识传递,但他们对于色彩、动态等视觉刺激感兴趣,对于需要自己动手操作的内容则参与积极,表现出极大的视觉偏好。这是教师可以利用的学生优势。大部分学生愿意与同伴合作,喜欢宽松的教学氛围,希望教师不是高高在上,能随问随答。学生在适当的激发下能够有活跃的表现,尤其是对三维动态的仿真模型,因其能够即时显示运行效果,学生积极性非常高。
(二)陈述教学目标
教学目标不是限制学生应该学习什么,而是表示学生应当达到的最低学习目标。在ASSURE模式对教学目标的陈述中,包含教学对象、行为、条件、程度四个要素,结合四个要素陈述的教学目标为:
知识目标 (1)能够说明自动立体仓库的基本结构。(2)能够归纳自动立体仓库货物出入库的大致流程。
技能目标 (1)能运用仿真软件根据实体仓库正确选择所需部件。(2)能将实际的物流设备转换为仿真模型。(3)能为各种部件设置参数,并正确对部件进行连接,完成货物入库和出库。(4)能灵活运用所学知识,根据要求对既有模型加以改进和设计。
情感目标 (1)能积极参与师生互动,交流心得。(2)在模型制作过程中能够主动探索,分析差异,自我提高。
(三)选择教学方法、媒体和材料
选择教学方法:任务引领,搭建脚手架 选择教学方法最重要的原则是要服务于特定的教学内容。建构主义认为,首先要有完成有意义任务的动机或意图,才能引发有意义的学习;能够引发有意义学习的最富有意义的任务就是问题解决,进行问题解决才能帮助学生获得更好的理解和实际能力。因此,在这堂课上,首要选择的教学方法就是任务教学法。为学生选择一个实际的、有意义的任务是上好一堂课的前提。对于“物流仿真”课程而言,既要让学生理解自动立体库的布局结构,又要运用仿真软件把模型构建出来,这是有一定难度的。因此,最好为学生选择一个他们比较熟悉的、可以随时加以观察的仓库原型,所以在此设计了学校实训室的仓库作为原型。学生对身边的仓库,既熟悉又好奇。因此,仓库是引起学生学习兴趣的切入点。有了需要解决的问题,还要为问题建构内部表征,这是解决问题的最重要技能之一。学习者对问题的描述越全面越精确,解决问题的方法就越好。要设计扩容方案应该从何入手呢?在教师的活动设计中应该体现出解决问题的思路,帮助学生搭好构建认知的脚手架,在教学设计时需要将递进的任务设计成指引框架,使学生在活动过程中不仅能逐步达到完成总体任务的目的,还能体会到类似任务的完成步骤和途径。教学主线设计思路如图1所示。
选择媒体和材料 要完成模型的创建和设计,需要熟练运用仿真软件。因此,上课准备的材料包括RalC操作指南、校本教材《物流系统仿真项目》、演示文稿,准备了计算机、投影仪、RaLC仿真软件等。为了动态地展示自动立体仓库的货物入、出库流程和原理,当场请两名操作较熟练的学生运行仓库管理系统,并进行货物的存取、条码的扫描等工作。但学生的理解能力、学习进度不尽相同,不可能随时调用两名学生进行演示。因此,我们将他们操作机械的动态过程制作成视频,作为媒体材料提供给每一个学生,以备他们随时调用查看。
(四)使用媒体和材料
学习环境的设计 多数学生愿意与同伴合作交流,在学生之间的讨论中同样会产生新奇的想法。本次课的内容需要学生之间取长补短,因此教室布置为图2所示的形式。将学生分为四个小组,激励学生在建模过程中在小组内部相互交流和帮助,在小组之间则采取竞争的激励方式。在教学形式上,结合现场教学和仿真教学。现场教学侧重学生的观察和教师的讲解,仿真教学则注重引导和学生的操作,指导学生遵循设计规律,发挥自身的主动性和创造性完成学习任务。
教学流程设计 设计的教学流程如表1所示。
(五)要求学习者参与
中专学生对于课程和教师的偏好是十分明显的。如果希望学生在课堂上积极参与、产生良性互动,就需要在平时的课堂教学中与学生建立起民主、平等的师生关系,尊重学生个性和差异,多进行正面的鼓励和表扬,尽量给学生自我发挥的空间,使学生习惯于在课堂上很快活跃起来,进行创造性的思考和真正的心理参与,达到对设备的创造性运用。
进行小组竞争,并给优胜小组一定的奖励,能够激发学生参与的积极性。本课结束时教师为竞争获胜小组分发了小小的即时贴。学生特别高兴,说这奖品“好有爱”,有的学生甚至产生了更为深入探究的欲望,为日后的分层教学打下了基础。
此外,在本次课上还采用了作品交流和让学生汇报创作思路的方式,给予学生展示的机会,使他们能产生成就感,更能在学习共同体中产生正面效应,以少带多,使更多学生得到启发,突破教学难点。
(六)评价和修正
学生的设计各有利弊,但评价作为教学的一个重要部分,仍旧是需要精心设计的。教师要让学生学会自我反思,成为评价的主体。让学生根据给出的评判标准,找出不足并加以改进和提高才是评价的主要目的。在此,本课的教学评价分为学生自评和教师评价两部分:学生自评要求在课堂内评价,简单易操作;课后要求学生上传作业,教师完成综合评价。如表2和表3所示。
教学设计的创新与特色
一是精心选择独特的任务。选择的任务难度应处于学生认知发展的“最近发展区”,学生利用已学的知识和技能,通过努力是可以完成的。如任务具有一定的现实意义,学生会给予更多关注,在完成任务时能够获得较多的学习成就感。
二是预留空间鼓励创新。教学设计时预留了较大的创意空间,让学生充分发挥创造力,从货物码上托盘开始,就有学生使用了新的设备,直到设计扩容方案,学生的最终作品是多样的、具有差异性的,能使学生个性化的想法得以展现。
三是适时渗透职业态度培养。在教学过程中不断地给学生以职业态度的影响,比如在制作仿真模型阶段,强调模型要尽量与实体仓库一致,这样不仅是对真实环境的模拟,也体现了严谨的工作态度和职业要求;在扩容设计阶段,则要求学生大胆创新、勇于尝试。
四是教学效果丰富多样。学生作品多样化,充分发挥创意,设计多种扩容方案。
中专学生在学习专业知识的时候,可以说没有丝毫专业基础,这给教师的教学带来很大困难。心理学家杰尔姆·布鲁纳(Jerome Bruner)认为,当学习者缺乏相关的经验背景的时候,教学遵循从实际经验到形象性表征,再到符号性或抽象表征的顺序,能够促进学习。遵循这样一个规律,有效地借助媒体和材料,按照ASSURE模式为学生精心设计教学过程,不仅能够提升教学效果和学生的学习成就,也是能反映教师教育教学能力的一个重要指标。ASSURE模式是一个能够完成系统化设计主要步骤的教学设计模式,但也需要教师根据教学对象的实际情况,充分思考学生能做什么、怎么做,选择正确的方法、媒体和材料,加以灵活运用。只有这样,才能搭建起从教学起点到终点的桥梁。
参考文献:
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关键词:DSP应用技术;教学方法;实践教学;创新能力
中图分类号:G642.0 文献标志码:A?摇 文章编号:1674-9324(2013)30-0242-02
在如今信息社会发展趋势下,培养适应现代进程的数字人才尤为重要,因此本系在多门专业课的基础上开设了“DSP应用技术”课程。DSP可以理解为数字信号处理的理论和方法(Digital Signal Processing),也可以看成是数字信号处理可编程微处理器(Digital Signal Processor)的缩写。前者内容已经在课程“数字信号处理”中学习过,而“DSP应用技术”这门课主要指的是后者[1,2]。近年来新兴的一些学科,如模式识别、人工智能、神经网络等,都与DSP技术息息相关,DSP技术已成为目前应用广泛、发展迅速的一项前沿技术领域[3]。通过多年从事“DSP应用技术”课程的教学,根据该课程特点及学生实践情况,总结重点难点,提出适应现代科技人才培养的DSP课程教学的几点建议。
一、课程特点及教学现状
1.涉及内容多。DSP芯片集成度高,诸多模块内部结构复杂且模块间相互密切关联,每个模块又涉及其控制方法、内部寄存器设置及相应的程序设计,课程信息量较大。目前学时数为32学时,内容包括DSP的硬件结构原理、特殊的指令系统以及软硬件仿真开发等。
2.知识更新快。随着DSP产品的快速更新换代,不断出现新产品、新技术、新应用,因此课程内容也需随着现代技术发展及时更新。另外,各个学校DSP课程由于专业定位不同及选用的DSP芯片不同,教学内容及教材也无法一致,这些都给教学带来一定的挑战。本系根据专业课程设置及学生学习情况,扎扎实实开展DSP教学及课外活动,并经常派教师外出学习交流,开阔眼界,提高教学能力。
3.综合性强。DSP是一门综合性很强的课程,并以计算机原理、单片机技术、数字信号处理等做为前期课程。学习DSP技术要求学生不但要具有较强的硬件设计能力,并能够熟练使用汇编语言、C/C++语言、MATLAB、CCS等相关工具进行算法开发和软件设计[4]。另外,进行算法开发还要求学生了解和掌握数字信号处理的理论知识和相关算法,比如有限长、无限长冲激响应滤波器算法,快速傅里叶变换算法等等。
4.实践应用强。该课程的教学目的是使学生掌握DSP的应用技术,这也决定了课程本身更强调实践环节。因此,本系建立了专门的DSP实验室,为学生提供良好的实验环境,培养学生的动手能力和创新能力。实验课程设置为16学时,包括8个由易到难的实验内容:熟悉开发环境CCS;数据存取实验;I/O实验;同步串口实验;定时器实验;FFT算法实验;FIR滤波器算法实验;语音FIR滤波器设计实验。在初步熟悉CCS开发环境的基础上,鼓励学生多做综合性较强的实验,强烈激发其学习兴趣。
二、教学方法探索与实践
1.多角度多层面教学。DSP处理器具有很高的操作灵活性和速度,它具有先进的哈佛结构(一条程序总线、三条数据总线和四条地址总线)、专门硬件逻辑的CPU、高容量的片内存储器、丰富的片内外设和专用的指令集[5]。丰富的硬件资源、特殊的指令系统以及汇编程序设计、高级语言编程、开发工具CCS的使用构成了庞大的DSP教学内容,因此本系采用多角度多层面的教学方式,使得学生在有限的课时内充分掌握DSP的关键技术。
多角度包括理论实验相结合角度、学生应试与就业角度、与其他课程内容关联角度等等。多层面包括内容重点难点层面、学生层次分类层面、院系资源教师水平层面等等。多角度多层面权衡利弊,协同发展,使得本系DSP教学工作取得非常好的效果。
2.理论教学中结合实验。在理论教学过程中引入实验内容,课堂上将实验演示作为提高学生学习兴趣的方法,从而使枯燥的理论教学内容更加生动丰富。由于目前市场上的DSP实验箱只注重了课程内容中简单功能的实现,并未注重实验的拓展性与实用性,使得学生单纯为了完成任务而做实验,缺乏学习的主动性。因此在授课过程中,以教师的小型项目为例,贯穿整个教学过程,从头到尾向学生展示讲解DSP技术的实现过程、软硬件设计中排错的方法等,使得学生对课程的学习目的清晰明确,对知识的学习兴趣更加浓厚,并主动尝试去研究开发一些DSP相关作品。
3.鼓励学生参与竞赛科研。为了增强学生在人才市场的竞争能力,提高其综合素质显得尤为重要,尤其是对于电子信息工程专业的学生,应特别注重其实践能力的培养,而DSP正是电子信息领域中必须掌握的技术之一。因此,本系结合实际科研情况,吸纳部分优秀学生走进研究室,让其参加到科研工作中来,并鼓励学生通过学术讲座、技术交流、社会调查、论文写作等方式提高动手能力及培养创新思维。通过以上教学方法的实施,学生研发兴趣显著提高,主动参与各种竞赛及创新型活动,如大学生创新性实验、全国大学生电子设计竞赛、“飞思卡尔杯”全国智能汽车竞赛、“美新杯”大学生物联网创新创业大赛等等,并且每次参赛都能取得可喜的成绩。学生不但凭借创新活动的成绩在毕业时找到理想的工作,更重要的是在大学期间充实了课外时间,养成了勤奋学习的习惯。
4.多元化教学手段。当今网络日益成熟,建立网络教学平台成为我们与学生沟通的另一途径,本系专门开设了DSP技术校内论坛并建立了公共信箱,这样既方便为学生提供与学科相关的技术资料,又增强了学生上网获取信息的意识。实践证明,这种做法收到了很好的效果,学生在学习之余,能够积极地去了解国外科技发展的最新动态,丰富知识,开拓视野。另外,在网络上我们还能够与学生进行在线交流,随时随地与学生沟通,并经常在网络讨论组中针对一些技术问题多人在线讨论,气氛热烈,受益颇深。
三、结束语
本系课程及实验过程中所用芯片为TI公司的TMS320C54X,在一些拓展实验及创新设计时,还用到了教师的个人项目实验资源,这里很感谢每一位教师为学生在DSP技术方面的成长做出的贡献。我们还要继续努力,学习其他学校的先进技术和宝贵经验,使我们培养的DSP人才更加优秀。
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【关键词】接受问题;主体价值;真理性教学;原理课
“高校思想政治理论课是大学生思想政治教育的主渠道、主阵地。”[1]从课程的育人功能看,高校思想政治课具有双重性:不仅是一门知识体系,而且是一种价值引导。提高思想政治课的实效性,特别是在价值多元化的今天,弘扬社会主义核心价值观,建设大学生真心喜爱、终身受益的思想政治课,正是每位高校思政课老师面临的根本任务。在实际教学中,思想政治课可能存在教与学不对称的问题。例如,教师不断深化知识和创新教学方法,但是学生的出勤率、抬头率和提问率可能并没有提高。如何将教学体系转变成学生的知识体系和信仰体系,将知识化的思想教育为学生所接受,就是思想政治课的接受问题。思想政治课的接受问题表明,思政课的实效性体现在主体价值与价值观的统一上。如何实现这种统一?课程的真理性是二者之间的桥梁。例如在《基本原理》的教学中,利用科技哲学中的一些事例进行案例教学,获得学生的真理接受,进而实现课程的价值观教育和接受。
1主体价值与价值观:思想政治课的接受问题
接受问题是科技哲学中的一个基本课题。“科学接受是说认知主体对科学理论进行评价之后,所采取的是否认同或是否接受的认知态度的一种认知活动。”[2]换言之,由于价值评价不同,个人对科学理论采取的态度各异。鲁德纳(RichardRudner)指出,纯粹的科学家作价值判断[3],这属于伦理判断。所谓科学,“首先是揭示客观事物的本质和规律,作为人们改造世界的指南;其次,科学是适应人们的生产和生活需要而产生和发展的;再次它是一种知识体系,这种知识体系可以转化为生产力促进社会的进步和发展”[4]。从这个意义而言,思想政治理论课也是一门科学知识,同样存在接受问题。思想政治理论课的接受问题有其特殊性,体现在价值观与主体价值的矛盾中。主体价值与价值观是两个不同的概念。二者既有相同点又有不同点。相同点是,二者的形成过程中都要受到主体自身诸条件的影响,比如主体自身所处社会环境,所受教育程度等等。不同点是,主体价值着重强调自我性,社会现象的产生与存在一定要与自我的生存与发展紧密联系;价值观强调引导性,它引导主体如何做出评价,是主体决策过程中所遵循的原则与标准。价值观与课程对应,思想政治理论课的一个重要内容就是价值观教育,这是由教师引导完成的;主体价值与学生对应,学生对于教师引导的价值观的态度,以及对于思政课做出的价值判断正是主体价值所决定的。主体价值是思想政治理论接受问题的核心概念。所谓主体价值,正是人的素质、能力等要素所具有的对己对社会对他物的效用与意义。我们知道物质的存在满足了主体对于社会基本生活的需求,那么物质就使主体价值得到了满足。在思想政治理论课教育中,教师传递知识和价值观,而学生根据自身的主体价值,判断这些知识和价值观对他们个人的有用性,继而选择接受或拒绝。可见,在思政课的教与学上,一方面在于老师的业务水平,另一方面在于学生个人的主体价值。只有学生的主体价值与课程内容一致,教与学的转化才能顺利进行。或者说,在思想政治理论课的接受问题中,学生的主体价值对课程灌输的价值观采取认同态度,学生们才能主动地接受思想政治教育,思想政治理论课的实效才能真正发挥。
2真理与价值:思想政治课的讲授方式
思想政治理论课的接受问题表明,学生的主体价值具有自主性,如何让自主性的主体价值与课程引导的价值观相统一,即主体价值转换成社会主义核心价值观,涉及到的就是教师的课堂组织问题,即思想政治理论课的讲授方式。思想政治课与专业课的主要区别在于,一是思想政治课把思想、政治转换成理论,即价值与真理的统一;二是“三观”和方法论的教育。换句话说,思想政治课的教学内容是价值与真理的统一,教学目的在于引领社会主义核心价值观。为完成主体价值向引导的价值观的转换,思政课教师可以采取真理性的授课方式。所谓真理性的授课方式,就是授课过程中强调价值观本身的客观性问题,建立政治价值观和人生意义的客观性。例如公平、正义和民主,即便各种观点可能千差万别,但其内核是一致的。从理论和实践上看,真理性教学是恰当和可行的。一方面,按照哲学的观点,真理对价值具有引导作用。真理的不断发展引导着人们提出新的相关的价值追求,真理本身也具有价值,并推动价值的发展。从真理走向价值是真理发展的必然趋势,也是价值实现的必要途径。可见,思想政治理论课通过真理化教学,实现价值观的引导和灌输,从理论上是可行的。另一方面,在实践教学中,强调课程的真理性也是必要的。在信息高速发展的今天,多种新媒体的流行和推广,学生们接受思想的途径多样化,价值呈现出多元化的特点。例如手机文化,作为一种新兴的高校亚文化形态,由手机媒体衍生出的手机文化正全方位地渗入到大学生的日常学习和生活中,不断冲击着大学生的价值观念与行为理念[5]。学生们的主体价值表现出多样性。从对象上看,价值与利弊相关,回答的是要不要、应该不应该的问题,其本身是多元的。对于同一事件,两个人允许持有不同的价值评价和主体价值。在这种情况下,高校思政课老师在课堂上灌输价值观,面对主体价值多样化的大学生,如果单纯以应该和不应该的道义逻辑思维讲授,试图获得价值观与主体价值的统一,效果是不佳的。例如,《地道战》这类爱国抗日题材的老电影,展现了抗日军民的革命英雄主义精神,再现了人民游击战争恢宏庄严的场景,蕴涵着人民群众是历史的创造者的哲学原理。但是许多学生受“把尸山血海中的艰苦战争演绎成‘手撕鬼子’,把中国的战胜归于别国、归于偶然”[6]的抗战神剧的影响,认为这些影片只是艺术创作,忽视了影片中蕴含的宝贵抗战精神,甚至否定了集体主义的价值观。对于这种现象,如果教师只是一味地指出我们应该继承和发扬抗日革命精神,弘扬爱国主义的价值观,显然很难得到所有学生的价值认同和统一。由于真理与事实相关,回答的是对不对、正确不正确的问题,其本身是一元的。对于同一事件,两个人可能持相反的真理评价,如果其中一个的观点正确,那么另外一人一定是错的。例如日心说和地心说,人们很自然地选择日心说。可见,真理是统一的,容易获得认同感。为了实现主体价值向价值观的转化,高校思政课教师可以遵循以下范式:课程的真理性———学生的主体价值———引导的价值观(社会主义核心价值观)。从真理性入手,寻求学生的主体价值认同,进而实现价值观的引导和教育工作。把学生应不应该接受首先转化成理性思考后,是不是要接受的问题。
3科技哲学与马克主义基本原理:思想政治课的联系方法