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关键词:电工学;创新能力;教学模式
作者简介:黄金侠(1979-),女,黑龙江佳木斯人,佳木斯大学信息电子技术学院,电工教研室副主任,讲师;韩华(1961-),男,黑龙江佳木斯人,佳木斯大学信息电子技术学院,副教授。(黑龙江 佳木斯 154007)
基金项目:本文系2011年佳木斯大学重点教研项目(项目编号:JYA2011-061)的研究成果。
中图分类号:G642?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)30-0054-02
创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的不竭动力。高校培养学生的任务之一是使学生具有一定的创新能力。大学生创新能力的培养是大学生综合素质培养的核心,它维系着国家的发展、民族的未来。[1]所以如何更快更好地培养具有创新能力的人才成为高校办学的重要目标。
“电工学”是高等工科院校非电类专业量大面广的一门重要技术基础课,在整个非电专业的人才培养方案和课程体系中起着承前启后的重要作用,具有基础性、应用性和先进性的特征。但近年来,随着电工电子技术的飞速发展,大量的新知识和高新技术成果的不断涌现,再加上电工学内容多,与工程实际联系紧密等原因,电工学学时在相应减少(佳木斯大学从1995年的128学时逐年减少到目前的60学时),面对电工学教学的实际情况,仍采用传统的教学模式,要在有限的教学时间内完成电工学课程的教学任务不仅非常困难,而且也不适应现代社会对人才培养的要求。为此,课程组从教学内容、教学方法与手段、实验教学与实践教学、教师队伍建设等方面进行改革,旨在提高学生的创新能力和综合素质。
一、课堂教学模式改革
1.整合、更新教学内容
参照教育部高等学校教学指导委员会制定的“电工学”课程的教学基本要求,考虑到各专业的教学实际情况及当前学科交叉、相互渗透的发展趋势,本着在教学中提高学生综合素质和创新能力的思想,课题组历经两年多的时间于2011年编写出版了《电工技术》、《电子技术》两本“十二五”规划教材。在编写过程中删去部分陈旧的内容,浓缩基础内容,突出主线,适当调整电工技术、电子技术的部分内容以及编排顺序,精选了例题、习题,加强了理论与实际应用的结合。增加PLC控制、MULTISIM2001和MATLAB电路仿真技术、单片机硬件电路等先进、实用的内容,扩大了学生视野及与后续课程的联系。目前佳木斯大学每年有9个(含有三表生)工科非电专业学习电工学这门课程。由于各个专业培养方案的不同,再加上三表生基础比较差,对电工学课程的授课内容和授课深度提出了不同的要求。鉴于以上情况,课程组专门走访各授课学院,对授课专业的培养方案进行研究,为各个专业及三表生量身定制了电工学授课方案。此方案经过两年的教学验证,效果良好,得到学校专家和各被授课学院的认可。
2.改革教学方法、手段
在课堂教学上,改革以往单一的由教师讲授灌输为主线、忽视学生创新意识和创新能力培养的传统教学模式。教学中充分发挥学生的主体作用,让学生参与教与学的整个过程。同时以教师为主导,要求教师起引导者的作用,除教师主讲的课堂教学外,兼顾其他多种教学形式。如:光电器件、多路选择器和多路分配器等可以采用学生自学的方式;靠自学有一定难度而逻辑清晰的内容,如多级放大电路、场效晶体管放大电路等可以采用教师辅导的方式,教师先提出一些问题,让学生自学,找出问题的答案,再根据学生自学情况,灵活掌握讲解内容;像RL暂态电路可以采用探究式学习方式,让学生在教师的引导下自己提出问题,自己分析和解决问题,培养学生思维的独立性。同时我们也把启发式教学贯穿所有教学当中,激发学生的求知欲,活跃学术思想,培养创新能力。
课题组根据教学的实际需要开发了和《电工学》教材配套的集文字、图片、声音及动画于一体的超媒体课件。在制作的过程中增加EWB的演示,向学生形象、直观地展示有关内容,如三极管放大电路截止和饱和失真的消除,通过调节电阻观察输出的动态模拟曲线的变化;同时还加入了一些仿真动画、实况录像片等,如介绍电动机时可以通过观看动画立体仿真模型让学生了解电动机的结构和组成,通过实况录像片讲解电动机的制作过程,不仅向学生传递了更形象、更直观的内容,而且提高了学生的学习兴趣,发展和完善学生的认知结构,同时增加了课堂教学信息量,使教学效率、教学效果大为提高。[2]
二、实践教学模式改革
实践教学改革的总体目标是不断适应高等教育改革和发展的形势,提高学生实践能力和创新意识。由于“电工学”课程具有较强的应用性和实践性,必须通过实践加深对理论的理解,培养学生分析和解决实际问题的能力,提高学生的实际动手能力和创新能力。[3]
电工学实验教学不仅仅是理论教学的辅助和补充,更是培养学生实践能力和提高其技能水平的重要途径。根据学生的实际情况我们安排了30学时(基础实验10学时+新技术实验20学时)的实验课,其中验证性实验由原来的6个减少到2~3个(如:叠加定理、戴维宁定理等),保证学生的基本技能得到训练。同时,为后续的设计性、综合性实验做好准备。设计性、综合性实验由原来的4个增加到7~8个(如:放大电路的设计、稳压电源的设计等),设计性、综合性实验只给出实验目的和设计要求,实验方案和路线自定独立完成,使学生真正成为实验的主角,提高学生独立设计、独立实验能力,培养学生的工程意识、创新精神和综合运用知识的能力。为培养学生的创新能力,课程组组织建设了新的课程教学平台,于2010年在机械、材料等非电专业开设了电工学新技术实践课程,是继电工技术、电子技术课程之后,结合电子计算机仿真技术、PLC控制和单片机控制等技术综合实践课程,通过教研室和电气实验室老师的共同努力,已经很好地开展起来,并调整实践内容和考核方法(当场打分,课后总结,综合评定)。该课程深受学生们欢迎。
从对学生进行创新能力的培养和工程训练的目的出发,课内实验是远不够的,还需要为学生提供更多独立实践的机会,因此,我院于2010年将电工电子实验室和其他实验室设备有效整合,成立了电工电子实验中心,构建了创新实验室,全天对外开放。自开放两年以来,有20%多人次参与到综合实验和创新实验中来,其中有部分同学于2011年参加全国电子设计竞赛、国家物联网创新设计大赛等创新活动,并获佳绩,通过参与创新活动提高了学生分析问题和解决问题的能力,能将所学的理论知识与实践联系起来,增强创新意识,提高创新能力。另外,我们还引导和鼓励学有余力的学生参加科研项目。在2010年,我校材料学院就有8%的学生参与教师的科研项目,在整个项目的执行过程中,学生参与调研、资料整理、实验及实验数据整理等工作,在教师的引导下他们主动获取知识,积极思考,解决工作中遇到的各种问题,扩充知识面,了解前沿知识,激发了创新意识,提高了创新能力。在2011年,我校学习电工学的九个专业中有6%的学生参加省、校设立的各级别的大学生科技创新项目。在教师的指导下,学生自主完成项目设计、研究条件准备和项目实施、研究报告撰写、成果交流等工作。调查结果显示,参加科技创新项目的同学能很好地把所学的理论知识与实践融合,增强了学生的创新能力和科研能力。
三、搭建网络教学平台
2007年,电工学课程(电工技术、电子技术)被评为我校的精品课程。几年来,课程组对网络教学平台不断建设,如今教学资源已全部实行网络共享,课程组将课件、电子教案、参考资料、实验教学、习题解答、教师课程录像、试题库等全部的教学资料放在网络上,学生可以不受时间和空间限制进行课程理论学习和实验学习。同时平台上还设有在线答疑系统,教师定时上网解答学生在学习中遇到的各种问题,增强学生的学习兴趣和学习的主动性。定时更新电工学相关的前沿知识,扩充了学生的知识面。网络教学与课堂教学、实践教学有机结合,互相补充。电工学课程网络教学平台已历经四年多的研究、建设和使用,取得了良好的效果,得到学生和教师的一致好评。
四、教师队伍建设
提高高校教育中师资队伍的实践能力和创新能力是提高学生学习质量和培养学生创新能力的关键。目前高校师资队伍建设中过分强调教师的文化程度和学术成果,而忽略了实践经验、熟练的动手能力和创新能力在授课过程中的潜移默化的作用。因此,我校本着“送出去,请进来”的原则,通过各种方式和途径建设我校的师资队伍。自2009年以来,我校电工学教研室每年派一名教师分别到名牌大学学习半年、到和专业相关的企业学习半年,进行双师教育,通过学习,使教师从理论和实践上不断提升和完善自己,掌握了新理论、新技术和新产品的发展动态,提高了教师自身的创新能力,从而以创新型教师来熏陶和培养创新型学生。同时,我们也定期聘请具有工程背景、工程经历和工程成果的人员做兼职教师,让学生了解更多的工程实际问题,了解新技术、新方法的应用情况,开拓学生的视野,激发学生的学习兴趣,从而为培养学生创新意识和创新思维奠定了基础。
五、结论
课程组成员通过近几年的实践探索,对如何调动学生学习积极性、激发学生的创新思维、培养创新意识和动手能力等方面有了进一步的体会。在今后的教学中,我们加大教学改革力度,不断提高教学质量,真正促使学生创新能力和综合素质不断提高。
参考文献:
[1]齐晶.大学生创新能力培养研究[D].秦皇岛:燕山大学,2009,(6).
电工学系列课程具有知识面广、应用性强、内容更新快且学时少的特点。教学改革要协调人才培养和课程教学两方面的需求。受传统教学模式和体制的影响,非电类专业电工学系列课程教学中存在的一些问题。多年来,笔者所在的课题组同仁不断努力进行电工学系列课程教学改革的探索与实践,以构建能有效培养学生分析、设计、应用和创新能力的课程教学体系为目标。
一、目前教学过程中普遍存在的一些问题
1.教学内容落后,教学体系设置不合理
非电类专业电工学系列课程主要包含电路理论、电工电子、电机电器及继电接触器控制这几方面的内容。对于电类专业的学生而言,这几方面的内容分别单独开课且有后续课程,学时充足,因此可以将基础课的理论联系专业课的实际应用,教师在授课过程中做到有的放矢,针对性很强,重点突出,后续课程也帮助学生了解前修课程所学知识该如何运用并做到学以致用,大大提高学生的学习兴趣。对非电专业的培养目标是使学生获得电工理论在工程技术中应用的基本方法和技能,能分析和解决电工技术方面的问题,并能设计简单的电路,而非研究或者专业型的电类人才,没有相应的电类后续课程,但本专业的专业课的部分内容又与电工学系列课程内容密切联系,学生很难衔接。造成这种结果的因素有很多,很大程度上是由于目前的课程教学内容设置不合理,先修课程没有为后续课程做好铺垫。教学内容的落后直接影响到教学效果。
2.教学方法刻板,课程评价体系单一
教育发展几千年,教学方法不断完善提高,同时也“统一化”了。无论老师的知识背景结构、学生的专业或者基础,统一入学、统一内容、统一方法(如多媒体教学)、统一考试、统一毕业。教学中还是以传统的“教―学”方式实现知识传递为主,满满的内容几乎没有留给学生思考的空间,互动较少且达不到好的效果,比如讨论课很容易就变成习题讲解课。成绩评定大多是以课程考试及平时成绩两部分构成,考试沿袭传统的闭卷考试,学生不得不花一定的时间以做题来代替学习,平时成绩基于考勤和实验等,这种模式驱使学生以考学分为目的来完成课程学习,不利于综合素质的培养和提高。
3.实验内容单调,实验室开放程度不够
单从实验课程方面来看,验证性实验基本是当前实验教学内容的主体,综合型和设计创新型实验相对较少。实验教学内容简单,没有及时调整,指导教材内容简单、步骤详细,实验方法的说明过于刻板。实验通常是在指导老师的示范带领下完成,局限了学生的自主性。
实验室功能单一、缺乏整体规划,实现封闭管理,非课程时间基本不对外开放。因此,课余学生无法合理或者仅有极少的学生可以进入实验室,也无法将相关实验室联合起来实现一些特定的教研需要。
4.教学改革受管理条框的约束
目前,高教已经建立了比较完备的教师评估评价体系,各种宏观的理念和目标形成了具体数量标准。比如教师评职称看科研论文和教学质量两方面,前者可以具体化到数字,后者则比较模糊。如在教学质量评价中,教学方法的评估标准则直接转化为对显性现象的描述,如内容是否遵从大纲、层次是否清晰等,甚至于与学生的考勤率挂钩。教学评价体系的标准化、制度化一方面使得许多具体工作有章可循,另一方面也束缚了教师们的创造力,在教学中严格遵循大纲,教学过程中更倾向于以学生能听懂、吸收知识作为目标,并不敢对学生提更高的要求。在这种形势下,许多教改的方法很难实施。
二、电工学系列课程教学改革方案
课题组老师经调研、讨论后,确定电工学系列课程教学改革的目标和方案为:(1)深化课程教学内容、教学手段的改革,将课程建设成为精品课程;(2)将课程相关实验室打造成为先进高效、综合性的开放式实验教学基地;(3)结合新的参考书和教材,编写出新的教学实验指导书,并力争出版。
1.树立新观念,对教学内容进行模块化划分
电工学系列课程作为非电专业的基础课,其内涵和功能随着社会经济、科技的发展、教改的进行是不断扩展和完善的。知识总量不断增加,终身学习观念日益强化,市场对人才的需求也是多样和多变的,本科教学朝向基础化方面发展,因此,观念上要树立教学与科研、生产相结合是培养学生根本途径的观念。高教改革的大趋势是推行适宜于培养创新人才的通识教育,传统的重基础、重细节的教学内容亟需改革。同时,新知识、新技术、新应用的不断涌现,致使电工学系列课程内涵内容越来越多,如果仅仅是在旧的内容基础上进行添加,势必使“内容多与学时少”的矛盾日益突出。针对我院各相近专业的教学实际情况,经过大家深入研究讨论,按照不同专业进行模块化分类教学,课程内容模块化划分见图1。
模块化划分之后,教学内容在必修基础性和选修应用性两部分内容的选取上注重增强课程内容的实用性和先进性,针对不同专业可以进行适度适量的增删和择选,理论部分学时数在64~96之间,实践部分学时数在16~32之间。鉴于学时有限,理论教学内容有些细节可以大幅删减,比如电机电器内部分析计算,半导体器件的结构分析,分立元件电路的定量分析计算等。有些贴近应用或者前沿性的内容则需增补,比如电机电器外部特性,大规模集成电路技术,EDA技术,通讯技术,智能化技术等。
2.改革教学方法和课程考核手段
从高等教育对象的特点来看,绝大部分同学所选专业即为自己感兴趣的方向,学习的终极目标或需要是将个人专业与职业岗位要求结合起来,以期在服务社会的同时完成自我实现,他们的学习活动主要由需求目标和兴趣维持。因此,教师在教学过程中要激发学生学习的兴趣和动力,电工学系列课程最吸引学生的就是其广泛的应用。因此,制定教学方案时应该包含课本和课外两方面的内容,课堂讲授方面除了抓住重难点而外,要尽可能增加与内容相关的应用,丰富课堂信息量,开阔学生思路。还要善于提出问题,给予他们自主学习的机会,引导他们自由讨论,活跃课堂气氛,提高课堂效率。此外,还应留有适量的问题给学生自行解决,引导他们进入更新、更深层面学习。
教学方法更为灵活开放之后,再采取以往的课程考核方法很容易将学生最终还是引入老路――在狭窄范围内死记硬背。课程考核应该采取开闭卷结合、理论与实践相结合、设计报告与实物制造相结合等多种考试方法。考试内容要体现平时上课的重点,避开繁复的计算,注重基础,适当降低难度,扩大知识点覆盖面。
3.深化实践教学改革,促进实验室建设
实践教学是电工学系列课程教学内容的重要组成部分,从实践中使学生深化理论知识的学习、学会并掌握常用仪器仪表的使用及基本电量的一些测量方法,实践活动也是学生动手能力和综合素质培养的重要环节。为进一步加强实践教学环节,课程组拟采取一些措施,对实践教学和实验室管理进行改革。
一是改进实践教学内容,形成分层实践教学体系。实践内容既要保证基础,又要不断地调整和更新实验,以适应新知识、新技术的发展,突出综合设计型和研究创新型实验。此外,对指定性实验项目尽可能设置可扩展的内容,使学有余力的学生能够发挥潜能;设计一些面向实际应用的、具有综合性和创新性的选做实验,可较好地激发学生的实践兴趣;对于基础较好、动手能力强的同学来讲,自选实验是提高个人技能水平和综合应用的平台;在实验学时之外,有兴趣的同学想进行实验制作、调试或产品设计,可由老师进行课外单独辅导,学生实践完成。实践教学中还应该引入EDA技术。
二是促进实验室规范化管理,促进实验室开放。实验室建设直接影响到实践教学质量,从对学生进行创新思维能力的培养和工程训练的目的出发,课内实验是远不够的,我们需要为学生提供更多独立实践的机会,全面推动开放式实验教学模式的探索和实践,将电工学课程相关实验室有效整合,构建综合设计和创新实验室,可以丰富实验内容,让学生能够得到更好的锻炼。电工学实验室所用的实验设备种类较多,维护工作量极大,需要建立严格的使用登记、报停、维修等管理制度。
4.淡化指标考核,回归教学改革本身
数字化的指标往往只是一个参考数据,实际在不同班级不同专业遇到的情况不能一概而论“数字化”处理。回归教学本身,首先可以考虑在课程组内开展教学交流活动,提倡灵活多样的教学手段,鼓励大家相互听课,切磋授课经验,以取长补短,争取共同进步。其次,全日制教学与社会自学考试的最大区别在于强调教学过程,这体现在多方面,包括考勤、实验、作业、讨论和考试等。考试方法灵活,意味着考试容易通过,这不意味着是在“宽松放行”,应在不影响课程进度的前提下,采取严格考勤可保证有效实施教学过程。
三、结束语
关键词:学习结果;课程设计;评估方法;本科教学
中图分类号:G642.4 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2014)14-0014-02
作者简介:章伟,博士,上海工程技术大学副教授,硕士研究生导师,主要研究方向为非线性系统控制和网络化多自主体系统控制。
基金项目:本文系上海工程技术大学教学建设项目“电工技术(含实验)课程建设”(编号:K201224001)和“电子技术创新实践教学建设”(编号:p201324002)的研究成果。
国外基于学习结果的教学理论认为,学习结果、教学方法、评估方法这三个方面构成了一个重要的循环,教与学的过程亦即是一个整合三者、使之连贯一致的过程。目前的教学研究文献中,对教学方法和学习结果评估已有很多论述,取得了许多有意义的研究成果。例如,李奇认为学习结果评估是完善和发展我国高等教育质量的一种重要底层设计;吕林海则思考了“评估什么”和“如何评估”的问题。值得注意的是,学习结果评估固然重要,但学习结果本身同样重要。目前,在教学设计和具体教学过程中,对学习结果的作用和意义以及如何准确表述学习结果等问题尚未引起足够的重视和关注,而这将会直接影响到教学质量和对教学效果的评估。
《电工学》是一门传统的非电类专业学生专业技术基础课程。近年来上海工程技术大学电工教研室,以教育部“卓越工程师培养计划”为契机,开展了一系列课程教学改革,其中之一是引入基于学习结果的教学理论。本文结合应用型本科《电工学》课程的教学体会,简要阐述了学习结果在课程设计中的重要作用,归纳了目前学习结果表述中存在的一些共性问题,给出了相应的解决方案和建议。
一、学习结果的概念
1.什么是学习结果?简言之,学习结果(Learning Outcome)是在课程结束后学生预期所能达到的可测量的具体目标和结果。是从学生的视觉,聚焦于学生在成功完成学习后所能达到的可评估的结果,包括知识、技能和态度,即在认知、行为和情感方面的结果。鉴于学习结果必须是可评估的,因此在描述学习结果时往往使用具体的行为动词,因而具有具体的、可测量的、可达到的、相关的和具有时间边界的特点。
下面举例简要说明下。众所周知,在《电工学》电子技术部分,“门电路和组合逻辑电路”一章中的“逻辑函数表示和化简”是重点和难点。在针对应用型本科专业课程设计中,我们将相应的“学习结果”这样表述:在完成本节学习后,学生们能(be able to):①解释逻辑函数与普通函数的区别和联系;②举例说明逻辑函数的四种表示方法及其相互转换;③运用逻辑代数运算法则或卡诺图进行逻辑函数的化简。
2.学习结果和教学目标的区别。学习结果和教学目标是两个不同的概念。与学习结果类似,教学目标也是对学生在教学活动结束后的行为预期,但一般用宽泛的语言来描述。二者都与教学预期有关,因而经常混用,但各有侧重:①教学目标以教师为主体,侧重教学活动和教学预期;学习结果则以学生为主体,侧重学习活动和学习预期。②教学目标较宽泛,通常不易评估;而学习结果必须是可评估的。③教学目标使用广泛,常见于各类教学活动;学习结果一般只用于学习范式的教学活动,是衡量学习质量的一个标准。
二、关注学习结果的意义
在近年来的《电工学》教学实践中,每一堂课的讲授之前,我们一般都清晰明确地列出了“学习结果”,这样做取得了较好的教学效果。有效地利用学习结果往往能带来很多潜在的好处,现结合教学体会简要归纳如下:
1.有助于更好地促进学生学习,增进学习动机。学习结果对学生的学习过程有较好的导向作用。表述清晰的学习结果能够让学生很清楚地知道学完后需要掌握的知识和技能,有助于他们聚集于课堂学习过程,节约学习和复习时间,提高学习效率。表述清晰的学习结果是具体的、可评估的,就能促使学生在学习过程中严格认真地对待可预期的学习结果,增强了他们的学习动机。如果仅是一个宽泛的目标或是不可评估的,则容易导致学生满足于浅层次的学习,抱蒙混过关的心理。
2.有助于增加作业和测试的针对性。基于学习结果的课程设计,学生明确每一节课结束后应该掌握和理解的概念,以及所能达到的目标和技能,这些学习结果是具体的、可测的,学生不用费尽心思地去揣摩授课老师的心理预期。例如,在上述学习结果的例子中,明确列出了学习结果①至③,学生就清楚“逻辑函数的表示和化简”这一节中应该掌握的重点和难点,在作业和测试中就能有的放矢。
3.有助于教师聚焦于教学过程。采用基于学习结果理论来进行课程设计和教学的老师,能更好地规划课程设计和课堂教学。学习结果一旦明晰,教师的任务就是聚集于如何实现所期望的学习结果。学习结果对教和学的过程都有直接的导向作用。通过何种教学手段和方法,以及如何评估学习结果,是教师应该着重考虑的问题。学习结果一旦创建,教师就能利用他们规划课堂教学,学生也明确了所需学的内容,从而排除了不相关的知识和方法。这就有助于教师和学生将目标聚集于直接有效地讲授和学习,有利于整个教学过程的一致性整合。
4.有助于学习结果的正确评估。从系统论角度来看,教学过程可以看成是个“输入-输出”系统。在传统的教学模式下,更多的关注这个系统的输入,即教师讲授的内容,而不太关注系统的输出,如学生的学习结果及其评估。在基于学习结果的课程设计中,学习结果必须是可评估的,有助于老师及时评估教学效果,并根据反馈及时调整教学内容,调整教学方式和方法。从这一过程来看,它是个有反馈的闭环系统,这有助于整个教学过程的整合和保持连贯性。
三、学习结果表述中的一些共性问题
鉴于学习结果在课程设计中的上述重要作用,因此如何清晰地表述学习结果就显得尤为重要。下面归纳了学习结果表述中的一些共性问题,并给出一些解决建议。
1.学习结果的表述中出现了难以评估的动词,如“理解”“学会”“知道”“熟悉”“获得”等。这些动词大多数描述“内部”的心理状态,很难从外部观测出来,因而难以被正确地评估。解决的方法是将它们换成可以测评的、具体的动词。例如,在上述举例的学习结果①表述中,如果将动词“解释”写成“理解”,就难以评估,因为“理解”的程度具有主观性,老师通常难以评估。而“解释”通常是可以直接评估的。
2.学习结果表述中聚焦于教学方法和实现手段,而不是“结果”。有时,教师喜欢将他们的教学过程和评估方法也写进学习结果之中。但学习结果的含义是学生在课程结束后“能够做什么”,而不是他们在课堂上应该怎么做。因此,好的教学方法和学习体验有助于学生获得预期的学习结果,而评估方法可以让老师来判断学生是否达到预期的要求,它们之间不能混淆和相互替代。
3.学习结果全部都是处在低水平或高水平的层次。好的学习结果应该包含各种层次的要求。如果全是低水平的,则易让学生觉得太简单,失去了学习的动力和兴趣;如果都是中间层次的,则可能会让学生觉得枯燥无味;如果都是高水平层次的,则会让学生觉得该课程太难。因此,理想的学习结果是各种层次的混合。例如,在前述学习结果例子中,①是一个比较低层次的要求,仅需要学生解释逻辑函数和普通函数的区别和联系。学习成果②大致是处于中间层次的要求,而③相对而言是比较高层次的要求。
总之,在课程设计和具体教学过程中,为什么要重视学习结果和如何准确表述学习结果是两个值得关注的问题。加深对“学习结果”概念的理解,明确其在教学设计中的重要作用,对提升学习结果评估方法的有效性,发展以“学习为中心”的有效课堂等具有重要的理论和实践意义。
(第一作者感谢加拿大温莎大学教学研究中心的Erika Kustra博士和Alan Wright副校长在其访问期间给予的指导和帮助,他们为本文的撰写提供了诸多有价值的材料与建议。)
参考文献:
[1]Biggs, J. Enhancing teaching through constructive alignment[J].Higher Education,1996, 32(3):347-364.
[2]李奇.学习结果评估:本科教学质量保障的底层设计[J].复旦教育论坛,2012,(4):56-60.
关键词:电工实验;教材建设;虚拟仿真
“电工实验”课程是电类专业和非电类专业学生从事工程技术的基础,电工实验教学担负着技能型、创新型应用人才的前期培养任务,随着信息技术的飞速发展,将计算机技术与实验结合起来必将成为现代实验教学的必然要求;目前我校的电工实验设备使用率高,损坏率高,集成度高维修周期长,致使开课中可能仪器设备不够,利用现代科技条件并充分挖掘现有仪器设备的潜力,在本教材中引入了计算机仿真辅助实验教学,教材中既有实际实验部分又有虚拟仿真实验部分;虚拟仿真实验的引入有效改进实验教学,弥补传统仪器的不足,可以成为现有实验教学的有力补充,使电工实验课程能更好地服务于创新人才培养的目标。
一、电工实验教材建设的基础情况
编写的电工实验教材拟命名为《电路实验与仿真教程》,参与教材编写的教师包括有十多年的一线电工实验教学工作和从事多年的电工理论教学工作的人员,主要承担过《电路》、《电工学》、《电工测量技术》、《电测及电路实验》及《仪表与测量》等相关课程的教学。教材的撰写者具有10多年的实践教学经验,对课程有了一定程度的了解,对学生的基本情况和接受能力有一定的了解,阅读收集大量参考资料,如《电工仪表与测量》、《电工实验及计算机仿真》、《电路基础实验》、《电工学实验教程》等相关书籍,为教材的编写奠定了一定的基础。教材主要的应用对象是我校电力学院电气工程及其自动化专业和农业电气自动化专业与自动化学院的自动化专业和电子信息工程的普通本科学生,以2014年招生为例,一年大约19个班型学生640人左右。教材对应的授课的主要课程名称为“电工测量技术”、“电路实验”和“电路分析基础”等,课程类别为专业基础课,性质为必修。
二、电工实验教材建设的思路
电工实验课程教材与我校电工实验室的“电工智能网络化试验台”建设配套使用,拟编写一定比例的设计性、综合性、创新性实验项目,适合本科层次学生人才培养目标。教材以电路原理为理论指导,结合人才培养方案的要求,依托现有的电工实验设备,兼顾相关课程的协同关系,以学生能力培养为主线,注重基本技能的训练,利用现代计算机技术,可以在教材中引入虚拟仿真实验培养学生的创新精神和创新能力为目标出发,力求达到能够成为发挥电工实验课培养学生实践能力的指导教程。该教材编写的出发点:
1.目前我校的电工实验设备使用率高(2014年实验室学时达1000学时左右),损坏率高,集成度高设备维修周期长且成本高,致使开课中可能仪器设备不够,因此利用现代科技条件并充分挖掘现有仪器设备的潜力,在本教材中引入了计算机仿真辅助实验教学,教材中既有实际实验部分又有虚拟仿真实验部分;虚拟仿真实验的引入有效改进实验教学,弥补传统仪器的不足,可以成为现有实验教学的有力补充,使电工实验课程能更好地服务于创新人才培养的目标。
2.原选用的《电工测量技术》教材,本专科都在用,没有区分学生层次,不能完全反映出我校人才培养特色。涉及仿真的电路实验教材也有现成的,但是与我校的现有设备不能匹配,故不能选用。因此,要编写一本与我校电工实验室相匹配,且适合我校的发展规划及我校学生水平的电工实验教材。
三、电工实验教材建设的特色
教材编写主要分为实验基本知识、实际电路实验、虚拟仿真实验和附录四大部分,其主要特色如下:
1.实验项目丰富,注重工程实践能力培养。教材既设计了基本技能培养的基础实验,又考虑了综合能力运用的综合性实验,也设计了培养创新能力的设计性实验。
2.实验项目分为实际实验和虚拟仿真实验两部分。实验内容将虚拟实验与实物实验有机结合,可以提高电工实验课程的教学质量和水平,培养学生的综合实践能力和创新能力。
3.灵活性强,适应培养方案的调整。16学时及24学时的少学时班级可以课前完成对应实际实验的仿真实验,课上能在有效时间内顺利完成教学计划,且能够增强学生的自主学习能力;32学时或者更多学时的班级可以在课上用仿真完成难度比较大的设计性实验,既可以避免设备的损坏,又可以让学生将所学知识的运用情况得到充分发挥,真正做到理论应用于实践。
4.激发学习兴趣,增强学生学习的主动性。虚拟实验的引入可以给学生充分的空间和时间进行有效的课前预习,熟练虚拟设备后上课更能顺利正确完成实际实验,增强学生的信心,激发学生的实验热情,极大地提高学生的学习效率。
四、结语
建设合理的教材可以使学生在学习中少走弯路,也可以减轻教师的教学工作量。尤其是实验教材一般应与实验设备配套才能使学生顺利完成实验,建设合理有效的电工实验课程教材是必要的,能够激发学习兴趣,提高学习兴趣,从而提高电工实验教学质量。
参考文献:
[1]俞俊民,于文波.电工测量技术[M].北京:中国电力出版社,2007.
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[3]李小珉,许炎义.合训专业《电子技术基础》教材编写的思考[J].大学教育,2015(2):63-64.
1.什么是学习结果?
简言之,学习结果(LearningOut-come)是在课程结束后学生预期所能达到的可测量的具体目标和结果。是从学生的视觉,聚焦于学生在成功完成学习后所能达到的可评估的结果,包括知识、技能和态度,即在认知、行为和情感方面的结果。鉴于学习结果必须是可评估的,因此在描述学习结果时往往使用具体的行为动词,因而具有具体的、可测量的、可达到的、相关的和具有时间边界的特点。下面举例简要说明下。众所周知,在《电工学》电子技术部分,“门电路和组合逻辑电路”一章中的“逻辑函数表示和化简”是重点和难点。在针对应用型本科专业课程设计中,我们将相应的“学习结果”这样表述:在完成本节学习后,学生们能(beableto):①解释逻辑函数与普通函数的区别和联系;②举例说明逻辑函数的四种表示方法及其相互转换;③运用逻辑代数运算法则或卡诺图进行逻辑函数的化简。
2.学习结果和教学目标的区别。
学习结果和教学目标是两个不同的概念。与学习结果类似,教学目标也是对学生在教学活动结束后的行为预期,但一般用宽泛的语言来描述。二者都与教学预期有关,因而经常混用,但各有侧重:①教学目标以教师为主体,侧重教学活动和教学预期;学习结果则以学生为主体,侧重学习活动和学习预期。②教学目标较宽泛,通常不易评估;而学习结果必须是可评估的。③教学目标使用广泛,常见于各类教学活动;学习结果一般只用于学习范式的教学活动,是衡量学习质量的一个标准。
二、关注学习结果的意义
在近年来的《电工学》教学实践中,每一堂课的讲授之前,我们一般都清晰明确地列出了“学习结果”,这样做取得了较好的教学效果。有效地利用学习结果往往能带来很多潜在的好处,现结合教学体会简要归纳如下:
1.有助于更好地促进学生学习,增进学习动机。
学习结果对学生的学习过程有较好的导向作用。表述清晰的学习结果能够让学生很清楚地知道学完后需要掌握的知识和技能,有助于他们聚集于课堂学习过程,节约学习和复习时间,提高学习效率。表述清晰的学习结果是具体的、可评估的,就能促使学生在学习过程中严格认真地对待可预期的学习结果,增强了他们的学习动机。如果仅是一个宽泛的目标或是不可评估的,则容易导致学生满足于浅层次的学习,抱蒙混过关的心理。
2.有助于增加作业和测试的针对性。
基于学习结果的课程设计,学生明确每一节课结束后应该掌握和理解的概念,以及所能达到的目标和技能,这些学习结果是具体的、可测的,学生不用费尽心思地去揣摩授课老师的心理预期。例如,在上述学习结果的例子中,明确列出了学习结果①至③,学生就清楚“逻辑函数的表示和化简”这一节中应该掌握的重点和难点,在作业和测试中就能有的放矢。
3.有助于教师聚焦于教学过程。
采用基于学习结果理论来进行课程设计和教学的老师,能更好地规划课程设计和课堂教学。学习结果一旦明晰,教师的任务就是聚集于如何实现所期望的学习结果。学习结果对教和学的过程都有直接的导向作用。通过何种教学手段和方法,以及如何评估学习结果,是教师应该着重考虑的问题。学习结果一旦创建,教师就能利用他们规划课堂教学,学生也明确了所需学的内容,从而排除了不相关的知识和方法。这就有助于教师和学生将目标聚集于直接有效地讲授和学习,有利于整个教学过程的一致性整合。
4.有助于学习结果的正确评估。
从系统论角度来看,教学过程可以看成是个“输入-输出”系统。在传统的教学模式下,更多的关注这个系统的输入,即教师讲授的内容,而不太关注系统的输出,如学生的学习结果及其评估。在基于学习结果的课程设计中,学习结果必须是可评估的,有助于老师及时评估教学效果,并根据反馈及时调整教学内容,调整教学方式和方法。从这一过程来看,它是个有反馈的闭环系统,这有助于整个教学过程的整合和保持连贯性。
三、学习结果表述中的一些共性问题
鉴于学习结果在课程设计中的上述重要作用,因此如何清晰地表述学习结果就显得尤为重要。下面归纳了学习结果表述中的一些共性问题,并给出一些解决建议。
1.学习结果的表述中出现了难以评估的动词,如“理解”“学会”“知道”“熟悉”“获得”等。
这些动词大多数描述“内部”的心理状态,很难从外部观测出来,因而难以被正确地评估。解决的方法是将它们换成可以测评的、具体的动词。例如,在上述举例的学习结果①表述中,如果将动词“解释”写成“理解”,就难以评估,因为“理解”的程度具有主观性,老师通常难以评估。而“解释”通常是可以直接评估的。
2.学习结果表述中聚焦于教学方法和实现手段,而不是“结果”。
有时,教师喜欢将他们的教学过程和评估方法也写进学习结果之中。但学习结果的含义是学生在课程结束后“能够做什么”,而不是他们在课堂上应该怎么做。因此,好的教学方法和学习体验有助于学生获得预期的学习结果,而评估方法可以让老师来判断学生是否达到预期的要求,它们之间不能混淆和相互替代。
3.学习结果全部都是处在低水平或高水平的层次。