基于ICT的模電整合教學(xué)模式探索

1、基于ICT的“模電”整合教學(xué)模式探索The exploring of the ICT-based Integrated instructional mode in analog electronic technique 陳列尊* 譚岳衡* 劉艷波* 譚曉蘭* 衡陽師范學(xué)院物理系 E-mail：e_course * 衡陽師范學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 E-mail：txl本文從“模電”的教學(xué)特點(diǎn)和實(shí)際出發(fā)，以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)為宗旨，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐與創(chuàng)新能力為重點(diǎn)，在復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的主體交互理論和現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下，構(gòu)建了一種新型的、基于現(xiàn)代信息通信技術(shù)（ICT）的“模電”整合教學(xué)模式。文章重點(diǎn)介紹了復(fù)雜

2、系統(tǒng)主體交互理論的主要思想，并從教學(xué)目標(biāo)、思想、方式和方法等8個(gè)方面全面闡述了該模式的基本內(nèi)涵，最后提出了整合教學(xué)模式下“模電”網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的8個(gè)基本原則。關(guān)鍵詞：主體 信息通信技術(shù) 整合教學(xué) 復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng) 1 引言1.1 “模擬電子技術(shù)”課程的教學(xué)特點(diǎn)根據(jù)高等工業(yè)學(xué)校電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求中的規(guī)定，該課程是電氣信息類（包括原電氣類、電子類）、自控類等專業(yè)在電子技術(shù)方面的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。它的任務(wù)是：（1）使學(xué)習(xí)者獲得電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識(shí)、基本技能；（2）培養(yǎng)學(xué)習(xí)者系統(tǒng)地分析、設(shè)計(jì)各種基本電子電路的能力和解決與之有關(guān)問題的實(shí)踐能力，為以后深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)某些領(lǐng)域中的內(nèi)容，以及為

3、電子技術(shù)在專業(yè)中的應(yīng)用打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。本課程主要有以下兩方面的特點(diǎn)：規(guī)律性和非線性：學(xué)習(xí)電子電路要求理解和掌握常用器件和典型電路模型、結(jié)構(gòu)和特性，并掌握它們的組合規(guī)律。由電子器件構(gòu)成的電路具有非線性特性，且實(shí)際工作特性與電路工作條件和實(shí)際要求有很大關(guān)系。必須根據(jù)實(shí)際情況，運(yùn)用不同的模型、不同的方法，采用線性和非線性電路相結(jié)合的分析方法來分析電子線路。電子技術(shù)又是一門迅速發(fā)展的學(xué)科，內(nèi)容多、更新快，學(xué)習(xí)者不可能將所有有關(guān)的內(nèi)容都學(xué)完，因此，要求學(xué)習(xí)者在掌握基本概念、理論和模型的前提下，掌握電子技術(shù)學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。工程性和實(shí)踐性：對(duì)于電子線路的分析與設(shè)計(jì)，因?yàn)殡娮悠骷奶匦院蛥?shù)分散性

4、較大，而電路元件的參數(shù)也有一定的誤差，因此工程上通常是先采用近似計(jì)算法對(duì)電路進(jìn)行粗略的估算或電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析（ECAA）和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）軟件進(jìn)行模擬仿真。又由于影響電子電路工作的因素往往非常復(fù)雜，難以用簡(jiǎn)單的模型加以全面而精確的模擬。最后必須運(yùn)用電子儀器通過實(shí)驗(yàn)調(diào)試來達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)要求，因此實(shí)驗(yàn)室教學(xué)是學(xué)習(xí)者的重要學(xué)習(xí)和實(shí)踐環(huán)節(jié)。作為一項(xiàng)集復(fù)雜認(rèn)知技能、實(shí)踐能力和科學(xué)素質(zhì)培養(yǎng)于一體的教學(xué)活動(dòng)，學(xué)習(xí)者不但要鍛煉和培養(yǎng)綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理和基本技能創(chuàng)造性地分析問題和解決問題的能力，同時(shí)，還要使學(xué)習(xí)者在理論與實(shí)踐的探索過程中學(xué)到認(rèn)識(shí)事物的思維方法，從而形成正確的世界觀、價(jià)值觀和

5、方法論。由于上述特點(diǎn)，多年來，大家普通認(rèn)為：“模擬電子技術(shù)”難教更難學(xué)，其教學(xué)改革一直受到重視，多次列入國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目、信息產(chǎn)業(yè)部（原電子部）及教育部（教委）的教改項(xiàng)目和重點(diǎn)建設(shè)課程。1.2 “模擬電子技術(shù)”教學(xué)當(dāng)前存在的主要問題80年代，電教技術(shù)進(jìn)入學(xué)校后，廣大教師對(duì)“模電”進(jìn)行了大量的教改，取得了較好的效果，促使教材組織、教學(xué)方式和教學(xué)方法發(fā)生較大的變化，但總體來講，并沒有從整體發(fā)生的變革。尤其是進(jìn)入90年代后，以信息與通信技術(shù)（computer and communication technologies,簡(jiǎn)稱ICT）為基礎(chǔ)的現(xiàn)代教育技術(shù)飛速發(fā)展，帶來了信息傳播技術(shù)的一場(chǎng)革命，并對(duì)人類

6、生產(chǎn)、生活和學(xué)習(xí)活動(dòng)產(chǎn)生了深刻的影響，以美國為首的發(fā)達(dá)國家非常重視信息技術(shù)在基礎(chǔ)教育中的作用，著名的美國“2061”計(jì)劃，在更高層次上提出了信息技術(shù)與各個(gè)學(xué)科課程整合的思想。與之相比，最應(yīng)該也是最能夠充分運(yùn)用ICT的“模電”教學(xué)改革還沒有充分利用ICT改革教學(xué)的巨大潛力，綜合起來看，主要存在以下一些問題：（1）以“教”為中心，以知識(shí)的傳授為主要目的；（2）重視學(xué)習(xí)者知識(shí)的接受與理解，不重視知識(shí)建構(gòu)和發(fā)現(xiàn)的方法；（3）沒有充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)在支持個(gè)別化學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)以及教學(xué)管理方面的巨大優(yōu)勢(shì)；（4）沒有充分意識(shí)并發(fā)揮電子產(chǎn)業(yè)中的各項(xiàng)自動(dòng)化技術(shù)作為教學(xué)工具和教學(xué)手段的巨大潛力。從90年代中期，

7、我們也開始思考電子技術(shù)的教學(xué)改革，尤其是“模電”的教學(xué)改革，開始進(jìn)行小范圍的改革與實(shí)驗(yàn)。一是受美國倫塞勒工業(yè)大學(xué)“Studio Physics”一體化教學(xué)實(shí)踐的影響，在理論與實(shí)踐結(jié)合方面進(jìn)行教學(xué)改革試驗(yàn)；一是運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)改革課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，如EDA軟件、多媒體課件的運(yùn)用。在此過程中，我們逐漸意識(shí)到，單靠局部的或某個(gè)方面的改革并不能真正完成全部教學(xué)目標(biāo)。于是我們?cè)噲D探索運(yùn)用一種新型的教學(xué)模式基于ICT的整合教學(xué)模式，該模式以現(xiàn)代信息通信技術(shù)（ICT）為基礎(chǔ)，在霍蘭的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)（CAS）理論、奧蘇伯爾的學(xué)習(xí)理論及建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論等理論的指導(dǎo)下，以ICT為紐帶，充分整合現(xiàn)有的各種教育資源和

8、教學(xué)模式，以有指導(dǎo)的自我調(diào)控學(xué)習(xí)為基本學(xué)習(xí)形式，輔助以其他教學(xué)形式，如課堂集體教學(xué)，實(shí)驗(yàn)室教學(xué)、小組學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)等，它的核心目標(biāo)是促進(jìn)交互的發(fā)生和增加交互發(fā)生的有效性，其最高目標(biāo)是培養(yǎng)能適應(yīng)學(xué)習(xí)化社會(huì)的、基本建立了“學(xué)會(huì)生存”知識(shí)體系的、全面發(fā)展的高素質(zhì)人才。2 “模電”整合教學(xué)模式的基本思想2.1 整合教學(xué)模式理論基礎(chǔ)之一復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論12整合教學(xué)模式理論基礎(chǔ)主要包括復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)（CAS）理論、奧蘇伯爾學(xué)習(xí)理論與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，因后兩者介紹的書籍、文章很多，這里主要簡(jiǎn)要介紹CAS理論。2.1.1 CAS理論的基本概念復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論是霍蘭（計(jì)算機(jī)科學(xué)家，遺傳算法的首創(chuàng)者）于1994年在

9、圣菲研究所成立10周年時(shí)正式提出的，主要研究復(fù)雜系統(tǒng)在一定規(guī)則下如何產(chǎn)生宏觀有序的組織和行為。該理論雖然提出不久，但是由于其思想新穎和富有啟發(fā)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。CAS理論包括微觀和宏觀兩個(gè)方面。在微觀方面，其基本概念是具有適應(yīng)性的主體（Adaptive Agent，強(qiáng)調(diào)它的主動(dòng)性、具有自己的目標(biāo)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生存動(dòng)力）,簡(jiǎn)稱主體。它是復(fù)雜系統(tǒng)的中的成員，所謂具有適應(yīng)性就是主體能夠與環(huán)境以及其他主體進(jìn)行交互作用，主體在這種持續(xù)不斷的交互作用的過程中，不斷地“學(xué)習(xí)”或“積累經(jīng)驗(yàn)”，并且根據(jù)學(xué)到的經(jīng)驗(yàn)改變自身的結(jié)構(gòu)和行為方式，以便更好地在客觀環(huán)境中。在宏觀方面，由這樣的主體組成的系統(tǒng)的演變或

10、進(jìn)化，包括新層次的產(chǎn)生，分化和多樣性的出現(xiàn)，新的、聚合而成的、更大的主體的出現(xiàn)等等，都在主體之間以及主體與環(huán)境的相互作用的產(chǎn)生、演化和發(fā)展的。表現(xiàn)為宏觀系統(tǒng)中的分化、涌現(xiàn)等種種復(fù)雜的演化過程。圍繞主體這個(gè)核心概念，CAS理論進(jìn)一步提出了研究適應(yīng)和演化的7個(gè)相關(guān)概念：聚集（aggregation）、非線性（non-linearity）、流（flow）、多樣性（diversity）、標(biāo)識(shí)（tagging）、內(nèi)部模型（internal models）、積木（building blocks,也譯為構(gòu)件）。下面主要介紹聚集、非線性、流、多樣性四個(gè)概念。聚集：主要用于個(gè)體通過“粘著”（adhesion）形

11、成較大的所謂多主體的聚集體（aggregation agent），它們?cè)谙到y(tǒng)中有時(shí)像一個(gè)單獨(dú)的個(gè)體那樣行動(dòng)。它反映了不同主體或不同層次的主體的有效的協(xié)調(diào)和共生，聚集不是簡(jiǎn)單的合并，也不是消滅個(gè)體的吞并，而是在新的更適宜自己生存的環(huán)境中得到了發(fā)展。這對(duì)學(xué)生伙伴、小組和班集體的學(xué)習(xí)活動(dòng)具有直接的指導(dǎo)作用。非線性：指?jìng)€(gè)體以及它們的屬性在發(fā)生變化時(shí)，并遵從簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。CAS理論認(rèn)為，個(gè)體之間相互影響不是簡(jiǎn)單的、被動(dòng)的、單身的因果關(guān)系，而是主動(dòng)的“適應(yīng)”關(guān)系。以往的“歷史”會(huì)留下痕跡。以往的“經(jīng)驗(yàn)”會(huì)影響將來的行為。實(shí)際情況往往是各種反饋?zhàn)饔茫òㄘ?fù)反饋和正反饋）交互影響、互相纏繞的復(fù)雜關(guān)系，所以復(fù)

12、雜系統(tǒng)的行為才會(huì)如此難以預(yù)測(cè)。流：在個(gè)體與環(huán)境之間，以及個(gè)體相互作用之間存在著物質(zhì)流、能量流和信息流，這些流的渠道是否通暢，周轉(zhuǎn)是否迅速，都直接影響主體和系統(tǒng)的演化過程。多樣性：在適應(yīng)過程中，由于各種原因，個(gè)體之間的差別會(huì)發(fā)展與擴(kuò)大，最終形成分化，個(gè)體根據(jù)自身目的和條件向不同的方面發(fā)展變化，形成個(gè)體類型的多樣性。如果與前面講到的聚集結(jié)合起來看，這就是系統(tǒng)從宏觀尺度上看到的“結(jié)構(gòu)”的“涌現(xiàn)”，即所謂“自組織現(xiàn)象”的出現(xiàn)。在上述概念的基礎(chǔ)上，霍蘭通過3個(gè)步驟，建立了描述他所定義的具有主體性的主體的基本行為，即對(duì)于個(gè)體是怎樣適應(yīng)和學(xué)習(xí)的理解的描述。2.1.2 CAS理論對(duì)個(gè)體適應(yīng)與學(xué)習(xí)的理解 建立執(zhí)

13、行系統(tǒng)的模型2：這一步的目標(biāo)是用一種統(tǒng)一的方式，來表達(dá)各種系統(tǒng)的主體的最基本的行為模式。其出發(fā)點(diǎn)是基本的刺激反應(yīng)模型，即系統(tǒng)的“探測(cè)器”根據(jù)環(huán)境的刺激“輸入”，產(chǎn)生“消息”，由決策機(jī)制根據(jù)已有的“規(guī)則”（按遺傳算法稱為染色體）根據(jù)遺傳算法選擇適當(dāng)?shù)囊?guī)則（適應(yīng)度大的規(guī)則有較高的選擇機(jī)會(huì)）由“效應(yīng)器”做出反應(yīng)“輸出”，如果沒有恰當(dāng)?shù)囊?guī)則，則根據(jù)遺傳算法，用適應(yīng)度大的規(guī)則重組成新的規(guī)則（染色體重組），做出反應(yīng)，并根據(jù)反應(yīng)的效果調(diào)整規(guī)則的適應(yīng)度或修改規(guī)則。因此，這里的刺激反應(yīng)模型與行為主義的刺激反應(yīng)模型是有本質(zhì)差異的。CAS理論認(rèn)為，所有的規(guī)則都是有待檢驗(yàn)和認(rèn)證的，這些規(guī)則足夠多，不但允許而且需要它們

14、有矛盾和不一致的地方，而不是避免與消除它們。當(dāng)然，為了真正進(jìn)行操作，需要在這些規(guī)則之間建立一種進(jìn)行比較和選擇，進(jìn)而進(jìn)行淘汰的機(jī)制，這就是信用分派的任務(wù)。確立信用分派的機(jī)制：為了對(duì)規(guī)則進(jìn)行比較和選擇，首先要把假設(shè)的信用程度定量化，即給每一條規(guī)則一個(gè)特定的數(shù)值，稱為適應(yīng)度。每次需要使用規(guī)則時(shí)，選擇規(guī)則的基本思想是：按照一定的概率進(jìn)行選擇，具有較大適應(yīng)度的規(guī)則有更多的機(jī)會(huì)被選中。并在這個(gè)基本算法的基礎(chǔ)上，加入并行算法和缺省層次等思想，使得規(guī)則的選擇更加靈活，更加符合現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)行為。信用分派的本質(zhì)是向系統(tǒng)提供評(píng)價(jià)和比較規(guī)則的機(jī)制，當(dāng)每次應(yīng)用規(guī)則之后，個(gè)體將根據(jù)應(yīng)用的結(jié)果修改規(guī)則的適應(yīng)度。這實(shí)際上就是“

15、學(xué)習(xí)”或“經(jīng)驗(yàn)積累”。信用分派機(jī)制的意義在于，它提供了把定量研究與定性研究有機(jī)結(jié)合起來的途徑。結(jié)合點(diǎn)是“實(shí)踐”，即對(duì)環(huán)境所做出反應(yīng)的結(jié)果，或者說就是與環(huán)境相互作用的過程，即適應(yīng)過程。通過定量的“積累經(jīng)驗(yàn)”的過程，實(shí)現(xiàn)定性的“規(guī)則篩選”的目標(biāo)。提供規(guī)則發(fā)現(xiàn)的手段：經(jīng)過與環(huán)境的對(duì)話與交流，已有的規(guī)則就能夠等到不同的信用指數(shù)。在此基礎(chǔ)上，下一步的要點(diǎn)就是如何發(fā)現(xiàn)或形成新的規(guī)則，從而提高個(gè)體適應(yīng)環(huán)境的能力。它的基本思想是，在經(jīng)過檢驗(yàn)后較成功的規(guī)則的基礎(chǔ)上，通過交換、突變等手段創(chuàng)造出新的規(guī)則，再讓實(shí)際與環(huán)境交互的過程篩選出比較有效的規(guī)則和積木（構(gòu)件，組成規(guī)則染色體的基因段），進(jìn)而產(chǎn)生更有效的規(guī)則。因此，

16、復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)與一般常說的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)有顯著不同，它重視系統(tǒng)內(nèi)單元或個(gè)體的行為，適合處理龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，單元之間的關(guān)系是可以調(diào)整的，具有進(jìn)化，適應(yīng)及學(xué)習(xí)能力，具有自身目的與主動(dòng)性的、積極的“活的”主體之間以及它們與環(huán)境之間的反復(fù)的相互作用是主體和系統(tǒng)發(fā)展和進(jìn)化的基本動(dòng)因。相互作用是“可記憶的”，它表現(xiàn)為進(jìn)化過程中每個(gè)個(gè)體的結(jié)構(gòu)和行為方式的變化，環(huán)境的影響以不同的方式“存貯”在個(gè)體內(nèi)部。在這是既沒有脫離整體、脫離環(huán)境的個(gè)體、也沒有抽象的、凌駕于“個(gè)體”之上的整體，個(gè)體的相互作用才是整體的基礎(chǔ)。對(duì)每一個(gè)個(gè)體而言，整體的作用下是通過其他個(gè)體表現(xiàn)出來的。同樣，每一個(gè)個(gè)體對(duì)于別的個(gè)體也起著“環(huán)境”的作用，或在

17、不太確切的意義上講，起著“代表”整體的作用，因?yàn)閲?yán)格來講，每一個(gè)個(gè)體都不能獨(dú)自代表全局。從上面分析可以看出：主體是一個(gè)多層次的、和外界不斷交互作用的、不斷發(fā)展和演化的、有自己目的的個(gè)體，用它來解釋教育系統(tǒng)顯然較一般的系統(tǒng)理論具有更實(shí)際的意義。按照復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)（CAS）理論，教學(xué)系統(tǒng)中具有適應(yīng)能力的、主動(dòng)的個(gè)體（簡(jiǎn)稱主體），既是學(xué)習(xí)的主體，也是其他主體學(xué)習(xí)環(huán)境的組成部分，因此本文中教學(xué)人員和其他學(xué)生都是整個(gè)教學(xué)系統(tǒng)中資源的一部分，教師在整個(gè)系統(tǒng)中既是學(xué)習(xí)的參與者，也是學(xué)習(xí)的指導(dǎo)和促進(jìn)者，同時(shí)還是課程的組織者和情感的支持者，當(dāng)然，其他主體也具有相似的角色。2.2 整合教學(xué)模式基本內(nèi)容 2.2.1

18、整合教學(xué)模式的最高目標(biāo)是培養(yǎng)能適應(yīng)信息社會(huì)發(fā)展的全面發(fā)展的創(chuàng)造性人才主要包括：實(shí)施素質(zhì)教育，以提高學(xué)生綜合素質(zhì)為宗旨，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力為重點(diǎn)；促進(jìn)四大支教育，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)認(rèn)知、學(xué)會(huì)做事、學(xué)會(huì)合作、學(xué)生生存的四種基本學(xué)生能力。32.2.2 整合教學(xué)模式的基本思想是通過促進(jìn)交互的發(fā)生和發(fā)生的有效性，來促進(jìn)學(xué)習(xí)CAS理論強(qiáng)調(diào)主體在交互作用發(fā)展演化，其教學(xué)策略應(yīng)以促進(jìn)學(xué)習(xí)者與教師、學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)者、學(xué)習(xí)者與資源、學(xué)習(xí)者與環(huán)境的交互為重點(diǎn)。建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)是一種社會(huì)化的活動(dòng)，學(xué)習(xí)的獲得是在交互中產(chǎn)生和建構(gòu)的。因此，教學(xué)既是信息傳輸反饋的過程，同時(shí)也是復(fù)雜的人際交往過程。研究表明，有效交

19、互并不是與交流或相互作用同時(shí)發(fā)生的，而且并不所有的交流（相互作用）都會(huì)有交互的發(fā)生，它受交互影響距離的制約（穆爾的獨(dú)立學(xué)習(xí)和教學(xué)理論）。 因此，促進(jìn)學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中，通過媒體（介）與教師或同學(xué)或其他人或?qū)W習(xí)資源或?qū)W習(xí)對(duì)象進(jìn)行交流時(shí)交互的有效發(fā)生是整合教學(xué)模式的首要關(guān)心的問題，即設(shè)計(jì)能促進(jìn)學(xué)生交互發(fā)生和有效性的、基于實(shí)際應(yīng)用的學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)資源是整合教學(xué)模式教學(xué)設(shè)計(jì)的中心內(nèi)容。2.2.3 整合教學(xué)模式追求科學(xué)精神和人文關(guān)懷的和諧圓融許多研究表明，學(xué)習(xí)同時(shí)又是一種期待、愿望及實(shí)現(xiàn)的過程，它包含了師生間真誠的交往和心靈的契合，因此，情感是支撐教學(xué)活動(dòng)順利進(jìn)行的堅(jiān)實(shí)底座。哈佛大學(xué)校長(zhǎng)羅登斯庭教授曾撰

20、文：“因特網(wǎng)和大學(xué)：珠聯(lián)璧合”指出教育本質(zhì)上是一個(gè)人文過程，除了傳播知識(shí)信息，還要培養(yǎng)人的人格、情感和價(jià)值觀，它必須是人和人的交流。既使未來計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展更先進(jìn)，計(jì)算機(jī)培養(yǎng)出的“電腦孩”、“機(jī)孩”依然會(huì)像“狼孩”一樣遠(yuǎn)離人類，人終歸需要人與人特有的關(guān)系和感受，只有人與人這種特殊的環(huán)境，才是真正意義上的“社會(huì)關(guān)系”。這樣的環(huán)境中成長(zhǎng)起來的“人”才是真正意義上的、具有人的個(gè)性和類主體性的“人”。2.2.4 整合教學(xué)模式的基本學(xué)習(xí)方式是有指導(dǎo)的自我調(diào)控學(xué)習(xí)“模電”的學(xué)習(xí)者是大二、或大三的學(xué)生或成年人，他們的思維具有較高的抽象性和理論性，并由抽象邏輯思維逐漸向辯證邏輯思維發(fā)展，他們觀察事物的目的性和系

21、統(tǒng)性較強(qiáng)，已能按一定程序掌握事物的本質(zhì)屬性及細(xì)節(jié)特征，思維的組織性、深刻性和批判性已發(fā)展到較高層次，有較強(qiáng)的獨(dú)立性，注意穩(wěn)定且集中注意的范圍較大。在情感方面，有明確的價(jià)值觀，社會(huì)參與意識(shí)強(qiáng)，深信自己的力量能促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)傾向于信念型，自我調(diào)控建立在趨向穩(wěn)定的人格基礎(chǔ)上。但同時(shí)他們還不夠成熟，穩(wěn)定性有待加強(qiáng)，因此采用有指導(dǎo)的自我調(diào)控學(xué)習(xí)作為“模電”整合教學(xué)的基本學(xué)習(xí)方式。它是在教師的指導(dǎo)下，自我組織和控制自己的認(rèn)知行為的活動(dòng)以及自我訓(xùn)練與約束的過程。其特點(diǎn)是突出學(xué)生的主體性、獨(dú)立性和開放性的同時(shí)強(qiáng)調(diào)教師的指導(dǎo)作用，教師通過設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)環(huán)境，在教學(xué)過程中，教師要起積極作用，利用學(xué)

22、生對(duì)知識(shí)的興趣，在已有的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，激勵(lì)他們主動(dòng)地探索，積極反思，豐富他們的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，使他們?cè)谡J(rèn)知的階段上，有所超越和突破，以提升他們的認(rèn)知水平，最終能自我發(fā)現(xiàn)事物的真相。它主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：根據(jù)自身的特點(diǎn)與條件，樹立正確的學(xué)習(xí)目標(biāo)與動(dòng)機(jī)；制定合適的學(xué)習(xí)策略和學(xué)習(xí)方法；在這兩個(gè)階段中，教師應(yīng)充分發(fā)揮其知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生提供積極的指導(dǎo)。自主學(xué)習(xí)；自我評(píng)價(jià)和反饋。在有指導(dǎo)的自我調(diào)控學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，同時(shí)加強(qiáng)其他方面的整合。2.2.5 傳統(tǒng)教學(xué)模式與ICT和現(xiàn)代教育思想的整合根據(jù)CAS理論，班級(jí)是一個(gè)由于多個(gè)不同層次的主體構(gòu)成的一個(gè)聚集體，這里的主體包括學(xué)生、任課教師、低層次的聚集體學(xué)習(xí)

23、伙伴和學(xué)習(xí)小組，各個(gè)主體在這種新的更適宜自己生存的環(huán)境中協(xié)調(diào)共生，共同發(fā)展。盡管已有一些人認(rèn)為班級(jí)集體教學(xué)作為一種落后過時(shí)的教學(xué)模式，將很快從學(xué)校中消失，但國內(nèi)外研究表明，班級(jí)集體教學(xué)等傳統(tǒng)教學(xué)模式仍有很強(qiáng)的生命力。由何克抗教授主持的“四結(jié)合”教改試驗(yàn)研究項(xiàng)目中運(yùn)用的雙主教學(xué)模式4充分地說明了這一點(diǎn)。巴特瑞克·范恩立等發(fā)現(xiàn)在阿薩巴斯卡大學(xué)，雖然任何一名學(xué)生都可以采用“虛擬教學(xué)”（基于計(jì)算機(jī)的在線學(xué)習(xí)）模式學(xué)習(xí)任何一門課程，但實(shí)際上只有一小部分采用了這一學(xué)習(xí)模式。經(jīng)過研究后得出結(jié)論：盡管在線學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)及其興趣的激發(fā)是十分有利的，但在未來一段時(shí)期內(nèi)，課程必須具備電子版和非電子版兩種形

24、式，對(duì)采用在線學(xué)習(xí)模式的學(xué)生仍需提供精神上的鼓勵(lì)和學(xué)習(xí)方法、直接經(jīng)驗(yàn)及耐心的幫助5。我們認(rèn)為，傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題主要是教學(xué)條件的限制、師資力量和師資水平不足造成的。因此我們相信，只要學(xué)校、教師充分運(yùn)用ICT技術(shù)，提高教師自身的專業(yè)水平和素質(zhì)，改革班級(jí)教學(xué)中存在的一些落后過時(shí)的東西，發(fā)揮和加強(qiáng)自身的優(yōu)勢(shì)，班級(jí)集體教學(xué)在現(xiàn)在乃至將來相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，仍是高校一種重要的教學(xué)模式。而作為實(shí)踐的一個(gè)主要方式實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、分析解決問題的能力以及科學(xué)精神等方面仍然無可替代。因此傳統(tǒng)教學(xué)模式不是消失的問題，而是改造創(chuàng)新的問題。在整合教學(xué)模式中我們的做法是：一方面運(yùn)用多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和電

25、子電路計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)技術(shù)（CAA和CAD）、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)（EDA）改革傳統(tǒng)課堂集體教學(xué)，強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代媒體與傳統(tǒng)媒體的有機(jī)結(jié)合，開展探索性、啟發(fā)式教學(xué)，著力培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，促進(jìn)學(xué)習(xí)者掌握概念、原理和科學(xué)方法，提高質(zhì)量；加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生用問題引導(dǎo)學(xué)習(xí)、思考的習(xí)慣，鼓勵(lì)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，激勵(lì)學(xué)生探索解決問題的熱情6。另一方面運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)、自動(dòng)測(cè)量技術(shù)和虛擬儀器技術(shù)改革傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)，提高效率，使學(xué)習(xí)者有更多的時(shí)間、更高效率開展創(chuàng)造性的實(shí)踐活動(dòng)，促進(jìn)學(xué)習(xí)者探索創(chuàng)新和實(shí)踐能力的提高。2.2.6 課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)整合就是要將各種教學(xué)和學(xué)習(xí)

26、模式綜合考慮，取長(zhǎng)補(bǔ)短，而不是各自為戰(zhàn)甚至互相排斥。如在課堂集體教學(xué)中運(yùn)用奧蘇伯爾有意義的接受學(xué)習(xí)理論、動(dòng)機(jī)理論和先行組織者理論，充分發(fā)揮課堂教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，既能高效地傳授系統(tǒng)化的模擬電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)理論，又能促進(jìn)師生和學(xué)生之間進(jìn)行和諧、真誠的情感交流；在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用基于問題或項(xiàng)目的探索性學(xué)習(xí)（發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)），更好地促進(jìn)學(xué)習(xí)者基本技能和在實(shí)踐中分析問題解決問題的能力的提高。在課堂集體教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)中，教師在幫助學(xué)生掌握電子學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)、基本理論和基本技能的同時(shí)，要充分利用電子學(xué)科中豐富的歷史史實(shí)、激動(dòng)人心的故事、鍥而不舍的追求和成就輝煌的歷史和光輝燦爛的前景，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)的興趣

27、和動(dòng)機(jī)，培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持不舍的學(xué)習(xí)毅力和追求真理勇于獻(xiàn)身的精神,在基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)活動(dòng)中充分利用網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)開展探索性學(xué)習(xí)、自適應(yīng)學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)。2.2.7 教材與ICT的整合ICT的迅速發(fā)展，為教材的編制提供了新的理論和技術(shù)，可以將“模電”課程的教材設(shè)計(jì)成囊括該課程與教學(xué)有關(guān)的巨大知識(shí)集合平臺(tái)化教材（分電子版和網(wǎng)絡(luò)版）提供給教師和學(xué)生，教師和學(xué)生可能根據(jù)自己不同的需要組合使用相應(yīng)的素材和資源，滿足個(gè)性化的教學(xué)要求。此外，這種平臺(tái)化的教材是開放的，教師可把當(dāng)前最新的內(nèi)容編入其中，保持對(duì)學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)的跟蹤，以適應(yīng)電子學(xué)科迅速發(fā)展的時(shí)代變化，在這種全新的教材體系中，教師和學(xué)生既是教者又是學(xué)者，既是讀者又是

28、作者和編者。2.2.8 實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐教學(xué)、計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)和網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)以及虛擬儀器技術(shù)的整合如上所述，實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用傳統(tǒng)的儀器和器材進(jìn)行實(shí)踐，是電子技術(shù)學(xué)習(xí)的一個(gè)十分重要的學(xué)習(xí)方法和過程，但它因效率低、成本高而經(jīng)常受到指責(zé)，如果與計(jì)算機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)虛擬現(xiàn)實(shí)以及虛擬儀器技術(shù)整合，則可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高效率、降低成本，提高教學(xué)質(zhì)量。當(dāng)前電子電路CAA和EDA軟件功能十分強(qiáng)大，提供了從原理設(shè)計(jì)、電路形成、功能仿真、到最后版圖生成一條龍解決方案，可以這樣說，一套EDA，就是一個(gè)虛擬的電子實(shí)驗(yàn)室，甚至是一個(gè)虛擬的電子工廠。使學(xué)生能夠用計(jì)算機(jī)進(jìn)行電子電路的仿真、模擬實(shí)驗(yàn)，它不是代替或取代實(shí)驗(yàn)的操作和過程，而是完

29、善實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)，充實(shí)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，通過仿真模擬實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生了解更多一些在一次實(shí)驗(yàn)課中無法觀察和實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，提高教學(xué)效率。同樣的實(shí)驗(yàn)課時(shí)就可以增加一些實(shí)用性強(qiáng)、與現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，特別是一些綜合性和設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)不再都是教師操作的復(fù)制，而是自己動(dòng)手、動(dòng)腦去解決一些與生活密切相關(guān)的實(shí)際問題，讓學(xué)生主動(dòng)去探索、試驗(yàn)解決問題的方法，獲取更多的知識(shí)，培養(yǎng)他們的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)更加符合素質(zhì)教育的要求6。運(yùn)用虛擬儀器技術(shù)開發(fā)的“虛擬儀器”不但功能強(qiáng)大，且交互性、可操作性和真實(shí)感與實(shí)際的虛擬儀器完全相同。由它們組成一個(gè)個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生先在虛擬實(shí)驗(yàn)室通過對(duì)“虛

30、擬儀器”的模擬操作使用，全面了解和掌握各種虛擬儀器的使用方法和操作要點(diǎn)，利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，學(xué)習(xí)者可以觀察到由計(jì)算機(jī)仿真所產(chǎn)生各種現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)象進(jìn)行操作和處理，立即能夠看到這種處理方式所產(chǎn)生的后果。不必冒任何損壞儀器設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)，反復(fù)試驗(yàn)各種實(shí)際操作，并可嘗試選擇不同的技術(shù)處理方案以檢驗(yàn)自己的判斷是否正確，和進(jìn)行某種技能的訓(xùn)練。此外將虛擬儀器與Internet結(jié)合組成遠(yuǎn)程虛擬儀器系統(tǒng)，將中心實(shí)驗(yàn)室的虛擬儀器和遠(yuǎn)端學(xué)員計(jì)算機(jī)上的“虛擬儀器”界面通過Internet聯(lián)系起來，建成網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。中心實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生與遠(yuǎn)端的其他同學(xué)一起通過網(wǎng)絡(luò)共同協(xié)作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，中心實(shí)驗(yàn)室的虛擬儀器將采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)

31、地傳送到其他同學(xué)的計(jì)算機(jī)上的“虛擬儀器”，使遠(yuǎn)端的學(xué)生與中心實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生一樣同步觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，并對(duì)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行分析處理，并通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行討論，交換意見。這種方式由于只需傳送小量的數(shù)據(jù)與文本，完全能在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)條件下進(jìn)行，從而為遠(yuǎn)程教育實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供一種全新的解決方案7。3 教學(xué)模式中“模電”網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的原則整合教學(xué)模式中“模電”的網(wǎng)絡(luò)課程是整個(gè)“模電”教學(xué)活動(dòng)的一個(gè)重要組成部分，又是一種具有方向性、現(xiàn)代性、面向全體學(xué)習(xí)者的新型課程模式，因此，它必須體現(xiàn)出ICT、現(xiàn)代教育教學(xué)理念和電子學(xué)科特征的有機(jī)融合，因而既有網(wǎng)絡(luò)課程的一般特征，又有它的特殊性?；谏鲜隹紤]，我們對(duì)“模電”網(wǎng)絡(luò)課程的建設(shè)

32、提出以下要求，并簡(jiǎn)要介紹它不同于一般網(wǎng)絡(luò)課程的幾個(gè)方面：整合性與一般性：整合教學(xué)模式中的“模電”網(wǎng)絡(luò)課程是整個(gè)“模電”教學(xué)活動(dòng)的一個(gè)有機(jī)組成部分，其內(nèi)容構(gòu)成、組織方式、教學(xué)與學(xué)習(xí)策略設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)活動(dòng)安排與組織不必像遠(yuǎn)程教育中的網(wǎng)絡(luò)課程那樣面面俱到，而是要在充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)巨大優(yōu)越性的同時(shí)，與其他教學(xué)活動(dòng)如課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)通盤考慮，各展所長(zhǎng)相互補(bǔ)充。 校本性和通用性：不同學(xué)校、不同地區(qū)根據(jù)自身的特點(diǎn)，對(duì)電子技術(shù)的教學(xué)目的、內(nèi)容和要求肯定會(huì)做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以更好地實(shí)現(xiàn)其培養(yǎng)目標(biāo)。因此，整合教學(xué)模式下的“模電”網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)目的、教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)活動(dòng)的安排必須置于學(xué)校的整體教學(xué)活動(dòng)計(jì)劃之中，

33、統(tǒng)籌安排。同時(shí)，它還應(yīng)該兼顧社會(huì)上其他許許多多希望學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)的人，并針對(duì)他們的特點(diǎn)做出適當(dāng)安排?；A(chǔ)性、發(fā)展性和創(chuàng)造性：哈佛大學(xué)校長(zhǎng)陸登庭認(rèn)為：最好的教育不但幫助我們?cè)诼殬I(yè)上獲得成功，還使我們成為更善于思考、更有好奇心和洞察力、更完滿和充實(shí)的人8。因此，“模電”網(wǎng)絡(luò)課程必須在提供豐富信息和傳授基礎(chǔ)性內(nèi)容的同時(shí)，提供足夠的發(fā)展性內(nèi)容和創(chuàng)造性內(nèi)容，和適當(dāng)?shù)念A(yù)備性知識(shí)。預(yù)備性內(nèi)容是學(xué)生學(xué)習(xí)的前提，如電路的基本概念與一般分析方法，與課程有關(guān)的原子物理和半導(dǎo)體物理內(nèi)容?；A(chǔ)性內(nèi)容是整個(gè)課程的基礎(chǔ)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的內(nèi)容、技能和能力基礎(chǔ)。發(fā)展性內(nèi)容是基礎(chǔ)性內(nèi)容的延伸、創(chuàng)造性內(nèi)容的有力支撐，側(cè)重于學(xué)生精神

34、價(jià)值和內(nèi)在素養(yǎng)的培養(yǎng)，如與基礎(chǔ)性內(nèi)容有關(guān)歷史史實(shí)、著名人物、社會(huì)作用。創(chuàng)造性內(nèi)容重點(diǎn)在于激發(fā)學(xué)生發(fā)揮其個(gè)人潛力，培養(yǎng)學(xué)生的好奇心、批判精神和綜合運(yùn)用知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)造性思維和解決實(shí)際問題的能力，如有關(guān)發(fā)明創(chuàng)造的時(shí)代背景和成功與失敗的曲折過程，創(chuàng)造過程中的思維方法，有關(guān)方面的現(xiàn)狀與趨勢(shì)以及當(dāng)前存在的問題等?？傊?，不僅要關(guān)心學(xué)生知識(shí)的學(xué)習(xí)，更注重學(xué)生的發(fā)展性能力和創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)關(guān)心變化和革新、有批判精神和團(tuán)結(jié)精神、定于責(zé)任感和思想自主的人9?？茖W(xué)性、藝術(shù)性和人文性：“模電”網(wǎng)絡(luò)課程的選材和教學(xué)策略應(yīng)突出電子技術(shù)的科學(xué)性、實(shí)踐性和嚴(yán)密的邏輯體系。在教學(xué)策略的制定、內(nèi)容的表現(xiàn)形式等應(yīng)充分考慮教學(xué)的藝

35、術(shù)性，發(fā)揮電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)等各個(gè)方面的特點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)探索的興趣引導(dǎo)學(xué)生尊重科學(xué)、熱愛科學(xué)，認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的巨大推動(dòng)作用。引導(dǎo)他們樂于地探究中學(xué)習(xí)，堅(jiān)持動(dòng)理論聯(lián)系實(shí)際，在解決問題中學(xué)習(xí)、掌握科學(xué)原理和科學(xué)方法，在繼承和求索中成長(zhǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新精神、發(fā)展實(shí)踐能力樹立對(duì)祖國、對(duì)人類的使命感和責(zé)任感。同時(shí)，也要引導(dǎo)他們?nèi)宋牡乜创茖W(xué)，要有科學(xué)的懷疑精神，善于獨(dú)立思考和大膽迎新，能正確看待科學(xué)發(fā)展與社會(huì)的關(guān)系，培養(yǎng)引導(dǎo)科技向正確方向發(fā)展的公民責(zé)任和義務(wù)。傳承性和開放性：“模電”網(wǎng)絡(luò)課程與傳統(tǒng)課程一樣，肩負(fù)著傳承人類科學(xué)文化遺產(chǎn)的重任，讓學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)掌握“模電”方面的基礎(chǔ)知

36、識(shí)、基本原理和基本技能是網(wǎng)絡(luò)課程的基本要求。但另一方面，電子技術(shù)是一門迅速發(fā)展的學(xué)科，許多內(nèi)容和規(guī)律隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也在不斷地改變，教師的知識(shí)更新有時(shí)跟不上學(xué)科的發(fā)展，保持課程的開放性，讓學(xué)生也能參與課程建設(shè)是網(wǎng)絡(luò)課程優(yōu)于傳統(tǒng)課程的一個(gè)重要方面。自主性、導(dǎo)航性與交互性：自主性是指學(xué)習(xí)環(huán)境和學(xué)習(xí)活動(dòng)的安排，要面向全體學(xué)生并能激發(fā)起他們學(xué)習(xí)和探究的興趣與愿望，要使每一個(gè)學(xué)生都能夠找到適合于自己的切入點(diǎn)，開始有效的自主學(xué)習(xí)。導(dǎo)航改是指在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，網(wǎng)絡(luò)課程能夠根據(jù)電子學(xué)科學(xué)習(xí)特點(diǎn)、學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)程和反饋信息，給予科學(xué)的引導(dǎo)和規(guī)范，以達(dá)到提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率的目的。此外，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)交互性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與資源、學(xué)生與社會(huì)的有效交互。資源性和方法性：課程應(yīng)向?qū)W習(xí)者提供多方面的、多種呈現(xiàn)方式的、多層次的、豐富的學(xué)習(xí)資源以及查詢方法和查詢路徑，以適應(yīng)個(gè)別化學(xué)習(xí)的需求。此外，還要提供現(xiàn)代化的交互與傳播手段，為學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)提供明晰有益的問題背景及查閱文獻(xiàn)與資源，開展研究與探討、合作與交流、發(fā)表與評(píng)價(jià)成果的良好環(huán)境10。管理性與測(cè)評(píng)性：網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)具有管理功能與測(cè)評(píng)功能，對(duì)學(xué)生者的學(xué)