电路虚拟实验教学系统的研究与应用 - 图文(9)

北京岫Ｕ人学ｆｌ！；！Ｉ。论文模拟电路虚拟实验教学系统的例究。，胁用验操作，向学牛教授实验课程。运用现代教学媒体进行教学的模式１３７１丰要有以下三种：一、辅助式（图３．２），教师借助现代教学媒体向学牛传递教学信息帅生进行交百．反馈。二、直接式（图３．３），学牛直接向现代教学媒体学习，现代教学媒体对学生的反应做出反馈。三、循环式（图３．４），学生向现代教学媒体学习，媒体主要通过声音、图像等传递教学信息，教师不与学生见面，对于学生的反应和问题，通过媒体做出反馈。图４－２辅助式ｌ现代教学媒体篱》学生图４－３直接式图４－４循环式模拟电路虚拟实验教学系统需要模拟真实实验环境，有实验台，相应的实验器材和设备，在实验中应该看到和实物实验一样的效果，包括声音，光点现象等，此外还需要与实验器利‘发牛交．百，学牛和教师能够按照自己的意愿选择实验器材和设备，独立操作各种试验器材和设备，就和在实验室进行实物实验一样。教帅北京邮ＩＵ人学坝Ｉｊ论义模拟ＩＵ路慌拟实验教学系统的删究’Ｊ胁Ｊｆ】可以通过模拟电路实验系统进行实验演示，出可以指导学牛有：系统上进行实际的实验操作。学牛在实验平台上通过从器材栏中拖动所需要实验器材到实验台上，利用鼠标操作，连接实验器利‘，搭建实验电路图，进行实验，在实验过程中能够保存实验，并且可以打开已保存过的实验电路，继续实验，待实验完成后，学生可以将完成的实验保存下来，以便老师检查和批改。学牛通过在虚拟实验系统所提供的环境下进行各种操作，存这种操作中与系统进行交互，构建自己知识系统。对于系统中的虚拟实验器材和仪器，应该与实际器材和设备一样，而非如市面上流行的仿真软件一样用电路符号替代。－４．４虚拟实验的设计传统的电路实验教学多以验证性实验为丰，强调验证理论课所学知识，对于基础知识，这种教学方式仍起着重要作用。在这种实验中学生往往是按照实验讲义的步骤按部就班地进行实验，这很难调动学生实验的积极性，同时也容易束缚了学生的创造性和自我发展。设计性实验【３８１是给定学生实验目的和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。它着重培养学生的动手实践能力和创新能力。综合性、设计性实验设计的好坏对学生能力的培养非常重要，因此模拟电路虚拟实验系统地实验必须同时包括教材中所涉及的验证性实验，同时要把充实综合性、设计性实验纳入考虑范围。我们重新对实验大纲进行了梳理，适时地选择有代表性、难度适中、综合性的实验内容。实验系统包括器材栏和实验台两部分组成。对于每一个实验器材或者仪器，都附有器材或仪器介绍、功能、使用说明及方法等内容。学牛可以将实验器材或仪器利用鼠标拖拽到实验台上，查看实验器材或仪器的介绍和使用说明等内容，从而了解和认识实际器材的形状、特点、使用方法等知识，同时可以根据实验要求对部分能够修改属性的虚拟器材进行属性修改；通过对实验器材和仪器等仿真器材的操作，学习将电路图转换为实物图，并能将电路符号与实物一一对应；通过实验活动，．观察实验现象，分析实验数据，掌握所要学习的知识点。．一实验要充分体现以学习者为中心的思想，内容要能够激发学Ｉ牛的学习兴趣和激情，难度逐级增加，针对不同层次水平的学牛，，对同一知识点可以设计不同难度的实验内容。教师对实验内容和要求等实验信息进行添加，修改，和删除，同时对学牛的实验进行指导，批改学牛的实验报告，检查学牛实验的完成情况；学牛进入实验系统在完成教师布置得实验彳千务之后，除’厂需要完成相应的实验报告并提交，还可以根据自己的兴趣和需要，进行自年实验，但是不能对己发布的实验信息进行任何操作。北京邮ｌ乜人学ｆｉ！；！Ｉ’论义模拟Ｉ【ｌ路膳拟实验教学系统的埘究’ｊＪ啦用４．５教学策略的设计教学过程充满着复杂多变的情况，如何在动态的教学活动中处理遇到的各种情景，随时做出相应有效的教学决策，决定着教学的效果。教学策略【３９Ｊ是为完成特定的教学目标而采用的教学活动的程序、方法、和媒体等因素的总体考虑。它不同于具体方法，需要根据教学目标对具体的行动方法的考虑和规划，是在具体教学环境中表现出来的技巧性的行动方式。教学策略主要由教师实施控制和调节，具有明确的目标指向性，以促进学－牛的学习为目的；它与教学目标、内容、以及学生特征、活动方式等有密切关系，需要随时根据情况发生变化：具有动态性的特点；此外教学策略是对教学方法、媒体、形式及过程等方面的应用设计，因此具有一定的技术性。虚拟实验教学系统中的实验教学活动发牛在网络中，丰要支持以学生学习为中心的学习模式，具有自主性、开放性、共享性等特点，因此在教学过程中应以激发和维持学牛学习兴趣为丰要策略。网络学习中由于时空分离，学生与教师，学牛与学生之间由于时空的距离，不易产牛亲切感，缺乏学习活动中的情感交流，使学生在学习过程中容易迷航，逐渐失去学习兴趣。因此可以将现实学习环境中的合作和竞争机制引入教学中，增加学牛对学习的认同感和集体的归属感。设计明确的教学目标和学习内容，将长期目标分解为具体的，短期的阶段性目标，教学内容灵活，运用多种表达形式表现，比如文字、图像、视频等多媒体呈现方式；增加反馈机制，便于师牛间的互动和交流，为学牛提供多种学习评价方式，提高学牛的学习积极性。４．６教学过程的设计教学过程有很多种模式ｊ比如赫尔巴特的五段教学法，凯洛夫的五段教学模式等，我国目前流行的课堂教学模式是根据凯洛夫的教学模式修改而成的，分为以下五个阶段：（１）组织上课；（２）俭查复习；（３）讲授新教材；（４）巩同新教一ｔ材；（５）和置课外作业。’但是实验教学不同于一般的课堂教学，实验教学丰要是通过实验练习帮助学牛更深刻的领会课堂教学中教师所讲授的知识点ｊ根据实验目标和实验内容，教．师需要对每个知识单元教师需要提供一个或几个基本的实验，这些实验之间应该有一定的难度层次，以适用于不同层次水平的学牛，帮助学牛逐步提高。首先，教帅可适当做一个典型的演示实验供学牛参考，也可以指导学牛米完成演示实北京ＩＩＩｇＩＵ人学坝Ｉ．论义模拟Ｉ【ｉ路虚拟实粤令教学系统ｆｌ，Ｏｄ，Ｊｌ岁ＥｏＪＪ衄用验，同时给出该知识单元相关的多个选择性实验题目，供学生从中进行选择，学牛也。Ｉ叮以根据实验要求自己另外选定实验题目。根据实验教学的特点，本文将实验教学过程分为’（１）组织上课；（２）复习相关知识点；．（３）讲授实验目标、要求、步骤等内容；（４）开展实验；（５）讲评实验：（６）完成实验报告及相关练习。在讲评实验过程中，由于上课人数较多，教师很难在有限的时间内对每一位一同学进行指导，如果让学牛之间相’Ｈ辅导学牛不仅效率高，而且能够加深学牛对’知识点的理解，同时这种相互指导有助于学生之间形成协作学习团队，可以充分调动学生的学习积极性。对于实验中出现的问题，允许学生之间相互讨论，协商解决，对于有疑惑或无法解决的问题，可以请教师进行指导。同时教师也可以组织学牛进行商讨，并参与到学牛的讨论中，应用集体的智慧提出解决问题的方案。本文所研究的模拟电路虚拟实验教学系统不仅可以用于一般日校学生进行实验学习使用，同时也可用于远程学习者进行网络学习时使用。无论是什么样的学牛，在实验教学中均可以将实验完成的情况保存成相应的文件，以便老师进行评阅或日后复习使用。４．７教学评价的设计教学评价［３９１指以教学目标为依据，制定科学的标准，运用一切有效的技术手段，对教学活动的过程及其结果进行测量、衡量，并给以价值判断。教学评价是对教学结果及其成因的分析过程，通过教学评价可以了解教学个方面情况，对教学过程有监督和控制作用，使教师及时调整教学方法，学＿牛改进学习策略，使教学效果逐步与教学目标接近。教学评价的种类按照不同的标准有不同的划分。例如，按照评价基准的不同可分为相对评价、绝对评价和自身评价；按照评价功能不同分为诊断性评价、形成性评价和总结性评价。相对性评价用于了解学牛整体水平以及个体间的差异，绝对评价可以了解教学目标的达到程度，自身评价则更多的是照顾到了个别差异的情况；通过诊断性评价可以了解学牛所处的不同水平，形成性评价则在教学活动中不断进行评价，能及时了解学牛在教学各个阶段的水平及教学过程中存在的问题，总结性评价一‘般征一’个教学阶段后对教学效果进行评价。为了能够令面地北京｜Ｉｆｌ：Ｉ【ｉ人学颂１．论义模拟ｌＵ路虚拟实验教学系统的研究‘ｊＪ如用评价教学效果，需要遵循客观性、整体性、指导性以及科学性的原则，综合使用多种评价方法对教学进行评价，从而全面的了解教学效果。模拟电路虚拟实验系统主要用于实验教学，在实验教学中除了需要培养学牛的实际动手操作能力，还要帮助学牛掌握实验中所涉及到的相关理论知识，在教学评价中需要结合这两方面的教学目标，综合考虑学牛在学习的各个阶段所达到的教学效果。在实验教学过程中将实验教学分为教学前、教学中、教学后三个阶段，在这三个阶段分别运用诊断性评价、形成性评价以及总结性评价，对每一次实验教学进行评价，获取每次实验教学后的评价结果，以帮助教师和学牛在下一次实验教学活动中为获得更好的教学效果而做出改进。同时可以一个学期的实验教学视为一个教学阶段，在这个阶段中进行形成性评价，在学期末形成总结性评价。评价的方法可以采用作业，考试等多种方法。实验课程不同于理论课程的学习，更多的考察内容是基于实际操作的技能以及对在操作中所表现出来的对理论知识的掌握程度。因此可以设计与实验相关的理论知识点为内容的测试或练习题，在学生开始实验前，让学生先通过这些练习题来判断学生是否对实验进行预习，如果预习了？则可以开始进行实验，否则要先进行实验预习，每次实验需要学生在完成后提交实验报告，并完成相应的习题，教师根据学牛提交的实验报告和练习情况来判断学牛对实验的掌握情况，是否达到了实验教学的目标。实验完成后，学牛需要完成教师布置的相关作业，达到对实验教学后的复习目的。这个过程如图４－５所示。