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关键词:信息技术;翻转课堂;课堂教学;组织与实施
当前“翻转课堂”这个关键词出现的频率比较高,就像新的技术变革一样,遍地开花。以计算机网络技术为主要标志的信息技术,对当今社会产生重大影响,也使教学思想、观念、模式等产生巨大变化。信息技术教学与部分教学的整合,已成为如今教学改革的新视点。
信息技术教学与电气控制技术教学的整合就是把信息技术与电气控制技术的教学有机地结合起来,将信息技术作为一种工具、媒介和方法融入教学的各个层面中,包括教学准备、教学过程、教学内容、教学对象和教学评价等,将信息技术与课程的教与学融为一体,使教学内容的组合更加合理、清晰,课堂教学结构的设计更加优化,提高课堂教学的有效性。
下面将围绕“十字路通信号灯控制”设计的课堂教学组织和实施谈些笔者个人做法和粗浅体会。
一、确定教学目标
笔者任教班级是土木水利类楼宇电气班中职班。在此之前,他们已经具备电力拖动、PLC基本知识,已经学习了可编程控制器的基本指令应用。流水灯控制知识、小车自动往返控制知识,可编程控制器步进指令的部分应用、全自动洗衣机控制、大小球分拣控制,现在进一步学习并行步进指令应用。十字路通灯控制是十分复杂的技术,十字路通灯控制该如何实现?考虑到他们今后在实际的工作过程中会遇到更为复杂的程序编写,结合职业技能鉴定标准,整合之前所学内容,确定该课题。
根据以上教材及学情分析,依据教学大纲,结合该班学生的专业特点,从知识与能力、过程与方法、情感态度价值观三个维度归纳总结出本节课的教学目标。
二、教学组织与实施
本节课采用任务驱动教学法,以十字路通信号的控制教学情境制作任务进行教学设计。在虚实交融理论的指导下,把各种学习资源尽可能多地整合在一个网络学习平台上,从而实现传统课堂与数字教室的有机结合。
教师虚拟软件仿真与动画展示结合实际动手操作训练,实现了以生为本的自主探究式学习。开展“课前预习、方案制订、方案验证、方案实施、任务评价”的教学活动。
1.课前准备
要上好一堂课,提前的预习必不可少。课前,学生进入学习平台,到资源库中下载课题的视频学案,进行课前准备,学生通过视频了解学习目标以及任务;理解控制要求,查阅资料,进行理论知识储备;在讨论区进行讨论。最后完成学习平台上的预习小测试并提交,系统自动进行评估、分析并生成柱状图,为接下来的教学过程的设计提供依据。
同时该平台还提供了PLC三维动画助学软件,在此查找交通灯的时间控制模块,通过编程,调试,演示部分程序的正确与否,促使学生通过本软件可以提前学习以及模拟仿真程序编写,有效提高自学兴趣与自学效果,从而引导他们自主探究,避免盲目被动式学习。
2.方案制订
在课程开始时,由教师创设一个接到企业订单的教学情境,引入课题。由学生介绍任务要求,提出初步设计方案。教师将班级学生分为六个小组,并指定组长,组长将小组成员分为程序员、解说员、技术员,并分配各自任务,确定最佳思路。在方案制订环节,针对程序编写抽象文字解说枯燥的问题,我们使用PLC仿真软件辅助教学。在程序演示过程中,各组派代表解说演示,针对疑难问题,各组相互讨论,找到解决办法。
3.方案验证
(1)教师根据控制要求,依红绿灯变化的规律,将工作过程分为四种,依据设定时间顺序循环执行。教师采用动画演示方式,更形象直观。
(2)在了解并行分支编程思路以后,程序员针对方案组织设计程序,各组解说员针对程序编写进行解说演示,针对不同的编写方法,各组互相提问并进行辩论,以此创设紧张而活跃的课堂气氛。
(3)针对各组不同方案,教案选择两个典型案例进行对比,这一环节利用仿真演示,由学生找出所存在的问题,若不符合控制要求,则需进一步完善;若符合控制要求,则正确。学生一一调试,让学生多方位、多角度理解两种编程思想的异同,顺利突出教学重点。
4.方案实施
(1)在学生安装接线的过程中,教师为了化解难点,使用视频教学法,教师示范演示安装接线的步骤。相比以往的教学演示,现有方式解决了围观时的拥挤问题,克服了看不清、重复性差的缺点;而视频教学法更清晰直观,可以反复观看,并且上传资源库后,可以供学生下载学习,化解难点。
(2)为了规范操作,考查学生完成任务的情况,结合技能鉴定标准,根据之前的理论推敲,学生根据PLC接线图接线,根据梯形图录入程序,教师提供引导,并强调实验室7S的管理要求。在这个过程中,不管各组结果如何,都给予及时的表扬和鼓励。培养学生动手操作、自主探究、小组团结协作的能力,在竞争中完成学习任务,创设活跃的课堂。
(3)调试过程中出现问题时,教师及时引导,有的组“黄灯不亮”,有的组“红灯黄灯一起点亮”时,应嘱咐学生不用紧张,检查线路的连接情况,带领学生一起完成PLC线路的安装调试,创设充实的课堂。
(4)学生实际动手操作过程中,出现问题时,教师使用手机拍摄视频,使用手机同屏器进行时时交流,方便教师对学生学习情况的监控。
(5)在展示的过程中,各组都体验到成功的喜悦,以实物展示与动画展示相结合,了解学生对安装调试知识的掌握情况,学生对程序的理解不是死记硬背,而是实际动手操作,去理解记忆,把握重点,真正达到“做中学、做中教”的目的,从而顺利突破本节课教学难点。
三、教学总结
本节课通过混合式学习,顺利达成教学目标。首先,借助学习平台的辅助教学方式,实现了课堂的延伸,提高了学习效率。其次,通过虚实融合的探究,小组讨论,动画展示,抢答促学,达到了学生自主学习、个性化学习的效果。手机同屏方便教师及时监控学生学习情况。最后,视频教学法可节省重复操作时间,加强实际操作规范性引导,教师可以更多地关注课堂的效果。
丰富的网络优质资源,为学生自主学习提供了条件,通过任务驱动,教师提出相关问题,让学生操作计算机,在网络中寻找答案。学生在完成任务的同时,也就完成所需要的学习目标的学习。信息技术在现代教育中的应用已经越来越广泛,它已经成为推动教育改革的关键,能够更好地提高教学质量,更好地帮助学生自主学习。信息技术不但改变了教育思想、教育关键、教育模式,也给教育注入了新鲜血液。
参考文献:
[1]刘 利.思政课信息化教学文献研究的现状与展望[J].武汉职业技术学院学报,2015(4).
【关键词】OOP;平台;技术规范
一、项目背景
在现代教育技术飞速发展的世纪之交,谁把握住了现代教育技术发展的脉搏,谁就把握住了未来,谁开创了面向未来的教育体系,谁将具有持续发展的潜力。作为互联网与教育相结合的网络教育,逐渐成为新世纪教育改革领域的一个重要课题。网络教育是世界教育发展的潮流和方向,通过网络进行在线学习将是21世纪接受教育的主要方式。
利用网络进行教学,便于创建既发挥教师主导作用又充分体现学生学习主体作用的新型教学结构(“学教并重”的教学结构或“主导――主体”型教学结构),有利于创新人材的培养。网上教学的基础和核心是教学资源,它将决定网络教学成败的关键所在。建设好教学资源才能促进网络教学的发展,才能共享优秀资源,同时减少重复建设。同时,为了更好地发挥网络远程教育的优势,需要一套易用、高效的网上教学资源管理平台系统来对各种网络教学资源进行系统化、科学化的分类和管理,并实现资源的共享和充分利用。而且,资源管理平台是资源的载体,再好的资源离开了这个载体也不能发挥作用,因而功能完善的资源管理平台是做好资源建设的第一步。但是目前国内网络教学往往注重教学资源的建设而忽略了资源管理平台的开发,虽然目前大多数的网络课程都提供了相应的资源管理模块,但相关模块一般都没有提供一个较为完整的资源管理的解决方案,实用性、通用性较差。《面向对象程序设计》(Object Oriented Programming,简称OOP)网络课程是我们提出的一个研究项目,该项目主要用于解决教育技术及相关IT专业建设中的教育资源建设匮乏问题。为了实现教学资源的充分共享和利用的目标,结合OOP网络课程的需求开发一个基于OOP的教学资源管理平台以解决该网络课程中的教学资源管理和维护等问题是必要的。
二、平台设计与开发理论依据
(一)教学设计理论
教学设计是对教学资源和教学过程进行规划的过程,是运用系统方法分析教学问题,确定教学目标,建立解决问题的策略方案,并进行教学应用、评价试行结果和对设计方案进行修正的系统规划过程。①教学设计是以教学最优化为目的,因此也是教育技术专业的核心内容之一,不论是在教学过程中,还是在软件设计过程中,教学设计都是一个理论基础。
教学设计理论在发展过程中,结合了以“教”为中心和以“学”为中心两种教学设计模式的长处,从而提出把教师和学生两方面的主动性、积极性都调动起来的以教师为主导,以学生为主体的“主体――主导”教学设计模式。网络教学应当基于这种教学设计模式在整个教学进程中积极利用计算机为基础的教育技术,以学生为主体,通过人机交互让学生更多地去主动思考、主动探索、主动发现,既发挥教师的主导作用,又充分体现学生的认知主体作用。在网络教学资源管理平台的设计与开发过程中,首先,网络资源必须在由系统管理员或教师进行添加,修改和删除以避免网络教学资源脱离主题,泛而不精,学生在教师指引下利用网络教学资源有目的地进行学习;其次,网络教学资源库管理平台必须方便使用,无论教师或学生都能够便捷地找到所需相关资源进行教学的组织或者学习的开展,从而调动教师和学生使用平台的积极性;最后,网络教学资源库管理平台要提供交互功能,使教师和学生之间能够通过交互,积极、自主而充分地利用平台的网络教学资源并对平台上的教学资源和平台的功能做出评价及提出建议以促进平台的完善。
(二)学习对象理念
学习对象是在结合面向对象的计算机科学思想以及有关教学理论基础之上而产生的一种新型计算机辅助教学构件。②面向对象的计算机科学思想使一个构件(component,或对象“Object”)能够在多种情境下重复有效地使用,正因为如此,由多个学习对象集成的教学信息资源可以相互组合并能得到快速更新。
作为学习对象,可重用性是其最根本、最重要的特性。此外,学习对象是数字化的学习资源构件,其粒度可以小至数字化的文本、图像、音频、视频等不可拆分的基础型学习对象,也可以大至网络课程、专题学习网站等由基础型学习对象组合而成的组合型学习对象,粒度越大,可重用的灵活性越小,粒度越小,可重用的灵活性越大,一般不提倡提供粒度太大的学习对象。同时,对于这些学习对象,必须以元数据来标识,即提供描述学习对象信息的信息,如标题、作者、版本、格式等等,以实现对这些教学资源构件的充分共享和利用。
面对目前网络教学资源重复建设、低效利用等问题,应该以学习对象理念为指导,在教学资源管理平台的设计和开发过程中,我们不仅要提供适当粒度大小、可重用性高的教学资源构件,并且要对这些教学资源提供元数据进行标识,以便使平台上的资源更好地得到利用与共享。
(三)教育资源建设技术规范
我国于2000年11月开始启动标准化项目。目前,教育部信息技术标准化委员会制订了一个较完整且符合国情的教育信息化标准体系,其中与教育资源建设技术规范相关的标准为CELTS-41教育资源建设技术规范。该规范以学习对象元数据为核心,并针对教育资源的特性建立了分类数据元素,将教育资源分为媒体素材(包括文本素材、图形/图像素材、音频素材、视频素材、动画素材)、试题、试卷、案例、课件与网络课件、常见问题解答、资源目录索引、网络课程等九种不同类型,并使用LOM描述各类资源的统一特性,同时依据资源的相关特征描述资源的特色属性。在教学资源管理系统方面,CELTS-41教育资源建设技术规范也做了规定,主要是系统设计原则、资源库管理、远程教育的系统管理。由此,我国教育资源制作的技术要求以及教育资源属性的描述得到统一。
国家CELTS-41教育资源建设技术规范使得我们在设计与开发教学资源管理平台的过程中有据可依,有章可寻。为此,要尽力使平台符合这些技术规范以实现教学资源的充分利用和共享。
三、平台的设计与实现
(一)平台设计思想
平台是OOP网络课程的教学资源管理平台,是个小型应用平台,以管理OOP网络课程教学资源为出发点来进行设计与开发。平台主要解决OOP网络课程中教学资源的显示浏览、搜索、添加、下载及删除等功能实现问题。平台使用对象是某个正在教授与学习OOP这门网络课程的班级里的教师和学生,是对内的平台。
学生使用平台无需注册,由教师担任平台管理员,对平台栏目和教学资源进行管理。为了保证平台上教学资源的质量,也为了保证整个平台的安全和维护的方便,只有管理员可以对资源进行添加、修改和删除。此外,为保证用户能够从平台获得想要的学习资源,平台需要为用户提供交互功能,以便及时获得用户对平台上教学资源的使用反馈。
(二)平台的模块划分及功能
平台共划分为5个模块,包括:资源显示模块、资源搜索模块、资源管理模块、栏目管理模块、学生留言模块。
1.资源显示模块
该模块实现对平台上各类教学资源的显示,同时对在平台上搜索到的教学资源的呈现方式进行组织,以供浏览,包括:显示全部信息、类别显示信息、热门下载信息、推荐下载信息和搜索结果信息。学习者可以通过不同的显示方法方便的找到自己需要学习的资源。
2.资源搜索模块
本模块主要实现对平台上的各类教学资源以输入关键字的方式进行搜索,搜索范围可以是整个平台搜索或固定分类搜索,以满足教师和学生通过不同方式搜索资源的需要。
3.栏目管理模块
该模块集成了栏目管理平台和工具,包括:一级栏目添加、一级栏目更名、一级栏目删除,二级栏目添加、二级栏目更名、二级栏目删除,管理员可以通过栏目管理方便地进行管理栏目。
4.资源管理模块
该模块集成了资源管理平台和工具,包括:平台资源添加、平台资源修改和平台资源删除。通过该平台可以方便的管理平台的资源。
5.学生留言模块
以留言板形式实现用户之间的交流与探讨以及时获得平台的使用反馈信息,该模块集成了用户留言管理平台和工具,包括:发表留言、回复留言、删除留言。
(三)平台的系统结构
OOP这门计算机程序语言类学科的学习,由于知识的抽象程度高,需要详细的讲解学生才能对其进行更好地理解和消化。显然,视频教学资源有这方面的优势,而且可以照顾学生的自学进度,激发学习积极性,不易造成注意力分散。在提供了视频教学资源之后,单独的音频和图片就不重要了。课件、教案、习题类教学资源,不仅可以供教师用于组织教学,也可作为学生自主学习的资源,让学生更好地把握知识的重难点,从中调整学习方法,并通过自测来巩固知识。最后,必须重视学生应用知识能力的培养,换句话说,要让学生用所学的程序语言知识编写作品,以体现所学知识的价值,同时成为学生继续学习的强大动力。
平台的设计与开发以共享教学资源,方便教师组织教学和学生自主学习为目标。结合本课程学生注意力持续时间较长、抽象理解能力较好的学习特点,平台的栏目可以设置为:视频教学、教学教案、教学课件、试题精选(包括习题和考卷)、实践指导(包括操作指导、任务设置、源代码)、文章资料(包括文献、电子书、杂志文章)、软件下载(包括常用软件、开发工具、其它)。综合平台的功能,其详细结构如图1所示:
四、平台开发关键技术
本教学资源管理平台按照CELTS-41规范要求采用B/S模式(即 浏览器/服务器 模式)进行开发。在B/S模式下,用户端通过浏览器HTML页面的表单(Form)等形式向Web服务器发送HTTP协议方式的请求,由Web服务器在将请求发送给数据库服务器,并将数据库服务器执行后的数据结果翻译成HTML或各类Script格式,发送回用户端浏览器。B/S模式实现了开发环境和应用环境的分离,用户端用相对统一的浏览器代替客户软件,使得系统的维护和扩展方式变得相对简单,无论用户的规模有多大,有多少分支机构,只需要管理和扩展服务器就行了,所有的用户端只是浏览器,根本不需要做任何的维护;如果是异地,只需要把服务器连接专网就可以实现远程维护、扩展和共享。此外,平台在建设过程中对HTML语言、ASP、数据库和SQL结构化查询语言等技术进行了综合运用。
五、结束语
本教学资源管理平台基于OOP网络课程,以教学设计理论、学习对象理论为指导,依据国家CELTS-41教育资源建设技术规范进行设计,采用 浏览器/服务器(B/S)网络计算模式进行实现的小型应用平台。该平台具有较强的资源管理和服务功能,可操作性强,使用方便。最大优点是遵循国家CELTS-41教育资源建设技术规范,可扩展性较强,具有跨平台应用的特点,既可以作为一个独立的系统单独运行,也可以集成到相关的教学应用系统中。本平台的实现可为搭建其它程序设计类网络课程的教学资源管理平台提供参考。
注释
1 何克抗、郑永柏、谢幼如.专著.教学系统设计[M].北京师范大学出版社,2002.10
2 胡小勇、祝智庭.期刊.学习对象――网络教学技术新理念[J].电化教育研究,2002.4
参考文献
1 谢晓能、任红民.期刊.基于CELTS元数据标准的多媒体课件制作的应用和推广[J].远程教育杂志,2005.5
2 何克抗、郑永柏、谢幼如.专著.教学系统设计[M].北京师范大学出版社,2002.10
3 胡小勇、祝智庭.期刊.学习对象――网络教学技术新理念[J].电化教育研究,2002.4
4 胡小勇.学习对象理论与网络课程开发[D].保存地点: 华东师范大学,2002
关键词:行动导向过程性教学能力培养
从2008年开始,采用了项目化教学课程开发,采用行动导向等灵活多样的教学方法,重视过程性教学,实践环节强调基于工作过程及开放式设计。这一系列的改革与实践取得了良好的效果,培养了一批应用电子技术方面的学生,学生获得了相应的职业资格证书,课堂教学基本实现了学生从“厌学”到“乐学”的转变,教学质量明显提高。
1 课程概述
1.1 课程的作用
我省近几年来,制造业相当发达,对人才的需求量相当大,应用电子技术专业人员的需求量很大。浙江省有几万家电子产品制造企业,每个企业的电子产品生产流水线上都需要大量的电子电路装配、调试和检测检修技术人员。
数字电子技术对后续课程有相当大的影响,学生在今后的电子电路设计、大学生电子设计竞赛、毕业设计、课程设计、电子产品试制等实践过程中都起了相当大的作用。因此,数字电路对于电子类专业学生来说,是必备的基本知识和技能。开设《数字电子技术》课程十分有必要。
1.2 国内外该课程开设情况
国内外高职院校电子类专业都普遍开设这一课程,本课程对于电子类专业学生学习电子技术相当重要。大学本科一般都分成模拟电子技术和数字电子技术,非电类专业一般模拟电子技术和数字电子技术合起来开设电子技术课程,中职一般也合起来开设电子技术课程。我们学校也是分开来的,我们学校电子技术课主要强调是项目化课程,让学生边学理论边实践,提高了学生的动手能力、实践能力、工程能力和理论知识。
2 课程改革与创新
近年来,我们对数字电子技术课程的教学内容体系、教学方式、考核方式及实践环节教学等方面进行了改革与实践,取得了良好的效果。
2.1 教学内容体系改革
电子产品不管多复杂,都是有若干个电路组成,每一个电路由若干个电子元器件组成。电子电路说到底就是应用电子技术提高实际电路的性能,这一切都离不开模拟电子技术和数字电子技术。因此,本课程主要是针对数字电子技术,关键是学生有积极性学好这门课程,我们设计了五个项目,由浅入深进行教学,项目一是组合逻辑电路的制作,这部分设计了四个任务,项目二是时序逻辑电路的制作,这部分设计了三个任务,项目三是555电路的应用和制作,这部分有两个任务,项目四是电压发生器、RAM和温度计的制作,这部分有三个任务,项目五是综合电路设计与制作,这部分有两个大的任务,这样可以进一步提高学生的理论知识和实际动手能力。
课程的开发采用我们在德国学习的成果,项目化课程的教学方法,由五个项目组成,分别是:组合逻辑电路的制作;时序逻辑电路的制作;555电路的应用和制作;电压发生器、RAM和温度计的制作;综合电路设计与制作。
我们制定了理论实践一体化的课程标准及教学设计方案,编写出版了理实一体化教材《数字电路分析与实践》,2009年6月由中国电力出版社以高等职业教育电子信息类专业规划教材的形式出版。
2.2 教学方式改革
2.2.1 以学生能力培养为主
首先,本课程将数字电路分成五个项目,有四个难度等级,从而做到由浅入深,由简单到复杂,遵循学生能力培养的基本规律。
在教学过程的初期,教师讲解较多,学生自主较少,被动学习为主;在教学过程的后期,以小组形式、自己学习、按行动导向教学法组织学生学习,教师讲解越来越少,学生以自主制作为主。学生在完成具体制作过程中,专业能力、方法能力与社会能力不断提高,完成从初学者向高级初学者的过程。
2.2.2 采用灵活多样的教学方法
课程组教师经过多年的教学实践,逐渐形成了“数字电子技术”课程的教学方法体系,其核心思想是随着教学的不断进行,教师传授减少,学生自主增加。主要方法有:
①讲授法:在元器件集成电路阶段,由于学生是初学者,教师对逻辑函数及各种门电路要讲清楚。要边讲边练边演示,边动手制作。
②操作示范法:在学习初期,在学习门电路阶段,教师要多做操作示范,在实验箱上放上集成门电路,接上电源和输入开关,输出接上发光二极管显示。
③网络教学法:将优秀的网上资料下载下来,并介绍给学生,让学生在课外有更多的时间观看学习,提高电路的应用能力。
④视频教学法:视频教学直观形象化,它使复杂问题简单化,可帮助学生消化知识难点,有助于记忆。
⑤行动导向教学法:该方法将学生分为若干个小组,以小组为单位进行合作学习。该方法以学生为中心,教师的主要职能从“授”转变为“导”,包括引导、指导、诱导、辅导。行动导向教学的目标是培养学生综合职业能力(专业能力、方法能力、社会能力)。行动导向教学要求学生自己独立计划与决策、独立实施、独立检查与评估,并应尽可能地由学生在行动中进行反思。具体的方法有:项目教学法、头脑风暴法、案例教学法、张贴板教学法、模拟教学法等。
数字电子技术课程的行动导向的教学设计如表1所示。教学内容共由五个教学项目、有十四个任务组成,分别采用项目教学法、四阶段教学法、引导文教学法等行动导向教学方法。行动导向的教学法有助于学生掌握知识和技能。下面举例说明行动导向教学在数字电子技术课程中的应用。
参考文献:
[1]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2]高林,鲍结.高等职业教育专业课程体系改革与创新[M].北京:人民邮电出版社,2009.
[3]胡汉章.数字电路分析与实践.中国电力出版社,2009.6.
(一)学员对培训目标不明确
对中小学信息技术教师教学能力的培训,有不少学员并没有真正从观念上认识其重要意义,没有积极投身到教育教学改革的实践过程中,甚至有不少人把教学能力的培训当作简单的信息技术的培训或认为就是计算机技术专业培训。他们参加培训的目的是完成每年的培训学习任务,拿到相应的培训学分。
(二)学员的能力、环境差异大
东部地区、西部地区,经济发达地区、经济欠发达地区,城市、农村,中小学信息技术教师的教学能力差异大,良莠不齐。如有一些教师教学水平低、技术落伍,而有一些已经具备了较强的信息技术素养和较高的教育教学水平;有些经济发达地区已建设城域网,而有些地区电力问题都无法解决;有些地区教学资源充足,但有些地区教学资源匮乏;有些地区统一的标准对加快建设起到了很好的促进作用,而有些地区统一的标准却制约了建设与应用;有些地区具有完善的管理体制,而有些地区管理体制不完善。现实情况复杂多样,而培训却采用一刀切的方法,在同一时间全部受训者接受相同的内容,理想化地认为所有受训者在同一起点上,忽视了个体间的差异。
(三)培训内容脱离教学实际,不能学以致用
培训内容缺乏针对性,偏离教师需求。中小学一线教师一般都承担着大量的教学任务,他们最迫切需要学习的就是日常教学实践中能够应用的理论和技术,而当前的培训内容与教学实践脱节,没有注重理论和技术的应用性。大多数教师参加培训之后,虽然掌握了教育教学的理论,但仍不能充分地把所学的内容应用到实际的课堂教学中去。
(四)培训方式单一
培训方式仍采用以讲授为主的教学方式,或以“机灌”代替“人灌”的方式。以前的教师培训大多安排在寒、暑假期间,而现在上课期间也要培训,尤其是农村中小学,学校比较散,教师少,往往是一位老师去参加培训,就没有人上课,影响正常的课堂教学秩序。
(五)培训中的功利主义色彩严重
受经济利益驱动,一些培训机构只关注培训的经济效益,忽视培训的社会效益。教学能力的培训不仅要有高水平的师资队伍和技术支持,同时要求培训机构具有相应的计算机网络平台及相关资源,这是保证培训质量的前提条件。但当前的低水平重复培训、杂拼任课教师、随意设置教学内容、蜻蜓点水式教学方式、欠佳的培训环境,仅仅保证了培训组织单位的经济效益,却浪费了参训教师的时间与精力。
(六)后续跟踪指导和支持比较薄弱
参训教师数量多,培训周期长、任务重。从目前的情况来看,大多数培训都是“一次终结式”培训,没有建立促进教育教学能力培训和运用的长效机制,后续的跟踪指导和支持服务比较薄弱。
二、解决中小学信息技术教师培训中存在问题的对策
(一)加强新课程理论的学习
新课程的实施对教师提出了新的要求,教师要提高认识,清醒地认识到除了掌握本学科的专业知识外,必须学习和掌握新课程的教育教学理论,这样才能指导课堂教学,肩负起推动教育改革、为国家和社会培养创新型人才的历史重任。
(二)营造良好的培训环境
良好的信息技术培训环境有利于中小学信息技术教师教学能力的提高。各级中小学校应进一步加强计算机及网络设备的硬件投入力度,同时注重软件建设,建立开放共享的教育资源库。要重点抓好校园网的建设和有效应用,并利用信息技术手段自主学习,以适应现代信息社会的学习、工作和生活。
(三)从实际出发,合理设置培训内容
信息技术培训应从教师队伍的实际出发,按需施教、学用结合,切实加强培训工作的针对性、实效性和实践性。培训内容要符合教师的学习规律,包括受训者的基础知识、记忆能力,还要考虑教师的工作特点和年龄特点等循序渐进;要因地制宜,不必要求完全相同,应侧重适用性。
培训内容的确立应突出教学设计的核心地位。进行教学设计培训,首先要依据需求确定培训内容,比如是对一个单元的设计还是对一节课的设计,抑或是对一个主题活动的设计。然后进行教学目标分析、教学内容分析、教学对象分析、教学方法选择、教学资源开发、教学过程设计、教学评价设计,最终形成完整的教学设计方案。
(四)多样化的培训方式
单一的讲授式培训方式已经不能完全适应当前的培训需求。为了达到更好的培训效果,培训机构应在教学硬件条件和受训教师的能力水平的基础上,选择多样化的培训方式,如远程培训、校本培训、课程进修、短期培训、自主研修等,努力实现传统教学和网络教学的有机结合。此外,对不同年龄和不同基础的教师要提出不同的要求,在培训的目标和方法上要采用不同的教学设计,使各个层次的教师都能得到提高。
(五)学以致用,做教学改革的实践者和推动者
教师参加培训,只是教师教学能力建设项目的开始,更重要的应该是教师接受培训后,把培训中学到的知识和技能真正应用到教学实践中去。中小学信息技术教师通过培训,回到教学实践中,要能担负起教学改革的实践者和推动者的重要角色,把教育教学能力应用到课堂教学中。
(六)加强创新意识和创新能力的培训
创新意识和创新能力是学生参与社会竞争的重要能力,如果教师不具备一定的创新意识和能力,又怎能培养学生的创新意识和能力呢?中小学信息技术教师的培训可以有意识地从课程设计、内容传递、课堂活动等方面进行创新性尝试,充分利用信息技术支持,打破固有课程、学时、课堂内外的界限,开展信息技术创新教学。
(七)培训的后续支持
提供培训后在实践中所遇到问题的支持,这种支持和帮助既来自于同事之间的合作与支持,也来自于专家的指导和帮助,来自于高校、教师培训机构的后续支持。这是巩固和延续教师教学能力建设项目成效的有效保障。不同地域的中小学信息技术教师可以进行集中、分批、必要、实时的跟踪、培训、指导,建立教师的终身学习体系,建立相应的远程教育培训网站,提供一些优质的教学资源以及视频教学片段,让教师根据自身发展的实际需要自主地去学习。
为了培养学生设计创新能力,依据HAT・CDIO培养模式对“产品设计方向”的主干课程进行群化设计划分为历史人文精神塑造课程群、交互界面设计课程群、产品设计课程群、基础技术课程群和通识课程群等,以一门立体构成课程建设为例按照学习认知规律构建网络课程来提升学生学习兴趣;利用信息网络平台拓展学生视野,采用项目实训和小组公关等方法进行产品实训,训练学生的设计创新能力以提升学生的就业竞争力。经过实践取得一定效果。
关键词:
创新能力 产品设计方向 课程群
前言
创新是指以现有的思维模式提出有别于常规见解为导向,利用现有的知识和物质,在特定的环境中,满足社会需求而改进或创造新的事物、方法、元素、路径、环境,并能获得一定有益效果的行为。结合工业设计人才的社会需求,着力于培养专业人才的可持续发展能力,不仅要求学生具有广博丰厚的基础知识,运用这种知识的能力,还要求具有创新意识、合作能力与团队精神。基于这样的人才观,架构“产品设计方向”的课程群,对教学计划中的课程进行系统的研究、归纳、总结,立足于产品设计方向的核心课程,将紧密相关的课程进行系统优化,使之满足工业设计专业人才的知识结构体系的需要,以课程知识的交叉融合、实践教学环节的有效衔接形成系统的教学体系,使学生实践动手能力、创新意识、参与意识、自主学习的积极性得到充分培养,实现产品造型设计与工程技术相结合的综合训练目的,以此培养工业设计专业人才的综合素质。
1.创新能力的内涵
创新能力是运用已有的知识和理论,在科学、艺术、技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力。创造力是学生的核心竞争力,是以个^专长为核心知识、能力、素质等方面的综合体,是其综合素质的集中体现。
创新能力的培养是高等教育的发展趋势;就业能力是大学生核心竞争力的主要动力,创新意识和创造能力是大学生核心竞争力的重要要素。这是大学生核心竞争力的灵魂。如何提升学生的创新能力是产品设计方向课程群建设的必须考虑的问题。
案例一可折叠购物篮。从收纳和节省空间角度考虑:在形态和选材设计中从折叠水杯中获得灵感,运用TRIZ理论中的复制原理设计一款长方形可1申缩的购物篮。实用新型专利的获得认同了学生的设计。
案例二公司网页设计。学生在校期间为各类公司设计网站展示页,设计创新的不竭来源在于每天上网浏览2小时网页,保证设计的网页跟上社会的发展。各类设计方案的被采纳是学生的设计获得认可。
正如TRIZ理论中描述产品设计是要解决问题。解决常规问题的设计是常规设计,解决发明问题的设计是创新设计。所以解决问题是有方法的,获得认可是学生持续设计的动力。
2.产品设计方向课程群模式的设计
结合人才培养目标的“HAT-CDIO”模式,即“Humanity-Art-Technology・CDIO”其内涵是:“祟尚人文精神、艺术与技术交融、创造与执行并举”。“CDIO”代表构思、设计、实现和运作,它以产品从研发到运行的整个周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的学习方式。在产品设计过程中渗透人文精神与艺术修养,以艺术激活产品创新的灵感,以人文精神的博大精深滋养设计师的人格魅力,建成“HAT-CDIO”应用型人才培养模式。在该模式的指导下研究在产品设计方向课程群教学环节中以创新能力和创业能力培养为目标,采用大学生科技立项、“导师制”指导等模式积极研究,充分利用大学生行为在个体和群体两方面互相促进影响的作用,充分利用大学生群体中的从众心理,使榜样的力量形成强大的示范效果和导向作用,培养出创新能力和创业能力优秀的大学生群体,达到提升学生就业能力的目标。
2.1课程群的分类
深入探究不同年级学生对应逐渐递进技能学习目标,在“HAT”指导下,课程设置以工业设计史为引领的包含中外美术史、中外工艺美术史、设计美学、产品设计欣赏等“历史人文精神塑造课程群”;以艺术审美为目标的色彩构成、平面设计理论基础、广告设计、文字与标志设计、CI设计、产品交互设计等“交互界面设计课程群”;以培养学生设计创新能力建设为目标的产品造型基础、产品交互设计、产品语义设计、产品开发设计等“产品设计课程群”;形成设计表达展示课程群、基础技能课程群、建模软件课程群等基础技术课程群以及高数、英语、力学、思想教育等的通识课程群。每一课程群的建设从培养目标入手,从授课内容、授课方法、授课学时,考核方式、先后课程间的衔接等问题教师们集体研究讨论,解决了课程间断档和交叉重叠的问题。依据不同教学目标建立不同课程群,培养学生的人文精神、艺术熏陶和科学技术。从而构建能够有力提高人才培养质量的课程群模式。
2.2产品设计课程群建设
“产品设计”作为该课程群的主干课程,提供给学生运用其它相关课程所授知识、理论、技能的运用空间,是学生系统学习产品设计方法,开展创新思维,理论联系实际开展系统设计实践的有效途径。强化课程教学环境,发挥课程群的集群优势,―方面依托本科教学专业建设的教学环境,为专业实践教学,建构更为有利的实验硬件设施;另―方面,利用Internet网络平台,建设网络教学、师生交流,乃至国际交流的网上通道。
在以往的产品设计课程教学过程中,只注重产品设计的视觉化、审美化、表象的材质变化,缺乏与实际的联系,缺乏对产品使用功能的开发研究,缺乏对生产环节的研究。为增加产品设计教学的深入性和系统性,拟将教学课程设置为产品设计三个单元和产品造型设计基础、造型材料与工艺、计算机辅助设计教学有机组合,更注重使产品符合设计过程实现、生产、使用的基本规律,使设计表现更规范、合理,注重产品材质的选择与实际产品性能、功效及其加工生产相结合。从草图构思到效果图,从工程图到模型制作,从模型制作到产品的生产加工和批量化生产,结合以产品的使用感受与体验历程,形成了一个理论到实践的完整、系统的、有机实践过程。同时,在产品设计中引入了计算机辅助设计,对CAD、Pro/E等软件的应用,给产品设计带来了新的、宽广的设计视野。具体研究方法如下:
1)建立了合理、科学的产品设计教学体系,即“理论一实验一项目实训”。将“项目实训法、小组攻关法”等教学方法运用到产品设计课程群建设中,让学生参与教师科研、大学生科研立项、竞赛项目、外观专利申请或生活实际设计。通过设计训练使学生将项目分析、设计到最终实现全过程中所需要的各种知识和技能有机融合,进而提高了学生实践能力调动学生学习主动性,解决了学生上课积极性不高,学习效率低的问题。
2)围绕提高学生的设计应用能力,注重交流,拓展学生视野。在教学中建立理论和实践的联系,案例教学法的教学除选用经典案例外,更多地聘请著名教授、设计师举办讲座,扩展师生的视野,促进教学的横向交流,增强院校间教学的横向交流,促进了教学水平的提高,同时也使学生的综合设计意识与视野得以提升。
3)组建师生设计团队。由教师带领学生组建专业设计团队,如功能设计小组、产品形态设计小组、三维建模组小组等,实践指导老师利用课余时间定期为专业设计团队进行授课和相关辅导。
2.3探索以能力培养为重点的课程建设
在“HAT・CDIO”培养目标的指导下,应用辐射式研究方法确定每个课程群中具体课程的教学方法与手段及每个实践教学环节的形式。以立体构成课程为例:立体构成网络课建设设置了“立体课堂、模型素材、经典案例”等9大模块,构成导引、理论学习、在线测试、案例学习、实践演示和师生互动一个完整的教学环路,如图1所示,立体构成的教学体系。立体课堂视频教学部分承担理论教学任务,是实现翻转课堂的基础保障。实践演示模块也采用了视频教学模式,涵盖实践教学体系中全部内容。模型素材模块用虚拟现实技术自主开发了大量交互演示课件。是对实践演示模块的深度拓展。分步式的教学设计和身临其境的学习体验,让学生熟练体验交互功能和配色功能,使学生有清晰地感性认识,激发学习兴趣,强化了设计感知能力。
2.4构建实施保障平台
1)搭建专业训练平台,注重设计理论与实际课题相结合。
CDIO的通用理论与工业设计专业特点的匹配既要结合又要创新,突出人文、艺术、技术相结合的专业特点。在实际教学实践中,根据综合化模式的产品设计性质,将专业训练分成三个平台,即为改良设计训练平台、创新设计训练平台和系列设计训练平台。基础性小课题是基础教学,一般可采用快题设计的方式,跟随课堂理论教学之后进行相关训练,特点是每个课题解决一个方面的问题。结合《产品设计I、II、III》三门课程进行循序渐进三个单元的综合性课题:基于工业设计方法论的来自生活实际的模拟课题和面向应用的社会实际课题;结合矿业院校的资源与技术优势在教学和科研中积极开展矿山机械、矿用安全装置等的开发和研究,毕业设计中也进行了平巷人车、多用安全帽、截割部试验台等实际项目的研究和设计。社会实际课题更有利于培养学生的设计应用能力。
2)实践基地建设,完善实践操作以提高实践教学质量。
学校研究与设计大赛和企业实践相结合,使学生的参赛作品和毕业设计能做到有的放矢来训练使“HAT-CDIO”教学理念和模式贯穿工业设计整个教学环节,使学生在校期间掌握设计、建模、制作和展示设计能力,力争实现零就业期。
学校实训中心和现代制造工程中心以及工业设计的实验室在实践教学中发挥很大作用,很好的服务于教学、学生实践、创新活动。能满足完成校内实践教学任务的需求。校外实践基地是实践性教学环节的重要场所,学生积极参加学校或社会举办的技能培训,提高学生的设计创新能力。
3)部分课程进行改革考核方式,着重培养应用能力。
以培养应用能力为主改革课程考核方式,寻求更合理、更全面的考核方式。
课程改革采用全过程考核方式。考核学生在学习过成中的态度以及对问题的理解以及最终解决问题的能力。即由平时课堂表现、课堂训练过程、课题设计结果评价、期末考试等组成。让学生明确成绩组成有效提高学生学习积极性,对出勤率提高有一定效果。
例如“工业设计史”教学中采用以学生为主体的教学方法,采用“平时20%+‘教’‘学’设计10%+项目研究20%+笔试50%”考核方式,使学生创新能力得到充分的发挥。
3.结论