基于ICT的模電整合教學模式探索

1、基于ICT的“模電”整合教學模式探索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* 衡陽師范學院物理系 E-mail：e_course * 衡陽師范學院現代教育技術中心 E-mail：txl本文從“模電”的教學特點和實際出發(fā)，以培養(yǎng)學生綜合素質為宗旨，以培養(yǎng)學生實踐與創(chuàng)新能力為重點，在復雜適應系統(tǒng)的主體交互理論和現代學習理論指導下，構建了一種新型的、基于現代信息通信技術（ICT）的“模電”整合教學模式。文章重點介紹了復雜

2、系統(tǒng)主體交互理論的主要思想，并從教學目標、思想、方式和方法等8個方面全面闡述了該模式的基本內涵，最后提出了整合教學模式下“模電”網絡課程建設的8個基本原則。關鍵詞：主體 信息通信技術 整合教學 復雜適應系統(tǒng) 1 引言1.1 “模擬電子技術”課程的教學特點根據高等工業(yè)學校電子技術基礎課程教學基本要求中的規(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)在電子技術方面的一門技術基礎課。它的任務是：（1）使學習者獲得電子技術方面的基本理論、基本知識、基本技能；（2）培養(yǎng)學習者系統(tǒng)地分析、設計各種基本電子電路的能力和解決與之有關問題的實踐能力，為以后深入學習電子技術某些領域中的內容，以及為

3、電子技術在專業(yè)中的應用打下扎實的基礎。本課程主要有以下兩方面的特點：規(guī)律性和非線性：學習電子電路要求理解和掌握常用器件和典型電路模型、結構和特性，并掌握它們的組合規(guī)律。由電子器件構成的電路具有非線性特性，且實際工作特性與電路工作條件和實際要求有很大關系。必須根據實際情況，運用不同的模型、不同的方法，采用線性和非線性電路相結合的分析方法來分析電子線路。電子技術又是一門迅速發(fā)展的學科，內容多、更新快，學習者不可能將所有有關的內容都學完，因此，要求學習者在掌握基本概念、理論和模型的前提下，掌握電子技術學習方法，培養(yǎng)自主學習能力。工程性和實踐性：對于電子線路的分析與設計，因為電子器件的特性和參數分散性

4、較大，而電路元件的參數也有一定的誤差，因此工程上通常是先采用近似計算法對電路進行粗略的估算或電子電路計算機輔助分析（ECAA）和電子設計自動化（EDA）軟件進行模擬仿真。又由于影響電子電路工作的因素往往非常復雜，難以用簡單的模型加以全面而精確的模擬。最后必須運用電子儀器通過實驗調試來達到預定的設計要求，因此實驗室教學是學習者的重要學習和實踐環(huán)節(jié)。作為一項集復雜認知技能、實踐能力和科學素質培養(yǎng)于一體的教學活動，學習者不但要鍛煉和培養(yǎng)綜合運用基礎知識、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，還要使學習者在理論與實踐的探索過程中學到認識事物的思維方法，從而形成正確的世界觀、價值觀和

5、方法論。由于上述特點，多年來，大家普通認為：“模擬電子技術”難教更難學，其教學改革一直受到重視，多次列入國家重點攻關項目、信息產業(yè)部（原電子部）及教育部（教委）的教改項目和重點建設課程。1.2 “模擬電子技術”教學當前存在的主要問題80年代，電教技術進入學校后，廣大教師對“模電”進行了大量的教改，取得了較好的效果，促使教材組織、教學方式和教學方法發(fā)生較大的變化，但總體來講，并沒有從整體發(fā)生的變革。尤其是進入90年代后，以信息與通信技術（computer and communication technologies,簡稱ICT）為基礎的現代教育技術飛速發(fā)展，帶來了信息傳播技術的一場革命，并對人類

6、生產、生活和學習活動產生了深刻的影響，以美國為首的發(fā)達國家非常重視信息技術在基礎教育中的作用，著名的美國“2061”計劃，在更高層次上提出了信息技術與各個學科課程整合的思想。與之相比，最應該也是最能夠充分運用ICT的“模電”教學改革還沒有充分利用ICT改革教學的巨大潛力，綜合起來看，主要存在以下一些問題：（1）以“教”為中心，以知識的傳授為主要目的；（2）重視學習者知識的接受與理解，不重視知識建構和發(fā)現的方法；（3）沒有充分發(fā)揮網絡在支持個別化學習、發(fā)現學習、合作學習以及教學管理方面的巨大優(yōu)勢；（4）沒有充分意識并發(fā)揮電子產業(yè)中的各項自動化技術作為教學工具和教學手段的巨大潛力。從90年代中期，

7、我們也開始思考電子技術的教學改革，尤其是“模電”的教學改革，開始進行小范圍的改革與實驗。一是受美國倫塞勒工業(yè)大學“Studio Physics”一體化教學實踐的影響，在理論與實踐結合方面進行教學改革試驗；一是運用現代教育技術改革課堂教學和實驗教學，如EDA軟件、多媒體課件的運用。在此過程中，我們逐漸意識到，單靠局部的或某個方面的改革并不能真正完成全部教學目標。于是我們試圖探索運用一種新型的教學模式基于ICT的整合教學模式，該模式以現代信息通信技術（ICT）為基礎，在霍蘭的復雜適應系統(tǒng)（CAS）理論、奧蘇伯爾的學習理論及建構主義學習理論等理論的指導下，以ICT為紐帶，充分整合現有的各種教育資源和

8、教學模式，以有指導的自我調控學習為基本學習形式，輔助以其他教學形式，如課堂集體教學，實驗室教學、小組學習、協(xié)作學習等，它的核心目標是促進交互的發(fā)生和增加交互發(fā)生的有效性，其最高目標是培養(yǎng)能適應學習化社會的、基本建立了“學會生存”知識體系的、全面發(fā)展的高素質人才。2 “模電”整合教學模式的基本思想2.1 整合教學模式理論基礎之一復雜適應系統(tǒng)理論12整合教學模式理論基礎主要包括復雜適應系統(tǒng)（CAS）理論、奧蘇伯爾學習理論與建構主義學習理論，因后兩者介紹的書籍、文章很多，這里主要簡要介紹CAS理論。2.1.1 CAS理論的基本概念復雜適應系統(tǒng)理論是霍蘭（計算機科學家，遺傳算法的首創(chuàng)者）于1994年在

9、圣菲研究所成立10周年時正式提出的，主要研究復雜系統(tǒng)在一定規(guī)則下如何產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)，已經在許多領域得到了應用。CAS理論包括微觀和宏觀兩個方面。在微觀方面，其基本概念是具有適應性的主體（Adaptive Agent，強調它的主動性、具有自己的目標、內部結構和生存動力）,簡稱主體。它是復雜系統(tǒng)的中的成員，所謂具有適應性就是主體能夠與環(huán)境以及其他主體進行交互作用，主體在這種持續(xù)不斷的交互作用的過程中，不斷地“學習”或“積累經驗”，并且根據學到的經驗改變自身的結構和行為方式，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、進化，包括新層次的產生，分化和多樣性的出現，新的、聚合而成的、更大的主體的出現等等，都在主體之間以及主體與環(huán)境的相互作用的產生、演化和發(fā)展的。表現為宏觀系統(tǒng)中的分化、涌現等種種復雜的演化過程。圍繞主體這個核心概念，CAS理論進一步提出了研究適應和演化的7個相關概念：聚集（aggregation）、非線性（non-linearity）、流（flow）、多樣性（diversity）、標識（tagging）、內部模型（internal models）、積木（building blocks,也譯為構件）。下面主要介紹聚集、非線性、流、多樣性四個概念。聚集：主要用于個體通過“粘著”（adhesion）形

11、成較大的所謂多主體的聚集體（aggregation agent），它們在系統(tǒng)中有時像一個單獨的個體那樣行動。它反映了不同主體或不同層次的主體的有效的協(xié)調和共生，聚集不是簡單的合并，也不是消滅個體的吞并，而是在新的更適宜自己生存的環(huán)境中得到了發(fā)展。這對學生伙伴、小組和班集體的學習活動具有直接的指導作用。非線性：指個體以及它們的屬性在發(fā)生變化時，并遵從簡單的線性關系。CAS理論認為，個體之間相互影響不是簡單的、被動的、單身的因果關系，而是主動的“適應”關系。以往的“歷史”會留下痕跡。以往的“經驗”會影響將來的行為。實際情況往往是各種反饋作用（包括負反饋和正反饋）交互影響、互相纏繞的復雜關系，所以復

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

13、行系統(tǒng)的模型2：這一步的目標是用一種統(tǒng)一的方式，來表達各種系統(tǒng)的主體的最基本的行為模式。其出發(fā)點是基本的刺激反應模型，即系統(tǒng)的“探測器”根據環(huán)境的刺激“輸入”，產生“消息”，由決策機制根據已有的“規(guī)則”（按遺傳算法稱為染色體）根據遺傳算法選擇適當的規(guī)則（適應度大的規(guī)則有較高的選擇機會）由“效應器”做出反應“輸出”，如果沒有恰當的規(guī)則，則根據遺傳算法，用適應度大的規(guī)則重組成新的規(guī)則（染色體重組），做出反應，并根據反應的效果調整規(guī)則的適應度或修改規(guī)則。因此，這里的刺激反應模型與行為主義的刺激反應模型是有本質差異的。CAS理論認為，所有的規(guī)則都是有待檢驗和認證的，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。當然，為了真正進行操作，需要在這些規(guī)則之間建立一種進行比較和選擇，進而進行淘汰的機制，這就是信用分派的任務。確立信用分派的機制：為了對規(guī)則進行比較和選擇，首先要把假設的信用程度定量化，即給每一條規(guī)則一個特定的數值，稱為適應度。每次需要使用規(guī)則時，選擇規(guī)則的基本思想是：按照一定的概率進行選擇，具有較大適應度的規(guī)則有更多的機會被選中。并在這個基本算法的基礎上，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，更加符合現實的系統(tǒng)行為。信用分派的本質是向系統(tǒng)提供評價和比較規(guī)則的機制，當每次應用規(guī)則之后，個體將根據應用的結果修改規(guī)則的適應度。這實際上就是“

15、學習”或“經驗積累”。信用分派機制的意義在于，它提供了把定量研究與定性研究有機結合起來的途徑。結合點是“實踐”，即對環(huán)境所做出反應的結果，或者說就是與環(huán)境相互作用的過程，即適應過程。通過定量的“積累經驗”的過程，實現定性的“規(guī)則篩選”的目標。提供規(guī)則發(fā)現的手段：經過與環(huán)境的對話與交流，已有的規(guī)則就能夠等到不同的信用指數。在此基礎上，下一步的要點就是如何發(fā)現或形成新的規(guī)則，從而提高個體適應環(huán)境的能力。它的基本思想是，在經過檢驗后較成功的規(guī)則的基礎上，通過交換、突變等手段創(chuàng)造出新的規(guī)則，再讓實際與環(huán)境交互的過程篩選出比較有效的規(guī)則和積木（構件，組成規(guī)則染色體的基因段），進而產生更有效的規(guī)則。因此，

16、復雜適應系統(tǒng)與一般常說的動態(tài)系統(tǒng)有顯著不同，它重視系統(tǒng)內單元或個體的行為，適合處理龐大復雜的系統(tǒng)，單元之間的關系是可以調整的，具有進化，適應及學習能力，具有自身目的與主動性的、積極的“活的”主體之間以及它們與環(huán)境之間的反復的相互作用是主體和系統(tǒng)發(fā)展和進化的基本動因。相互作用是“可記憶的”，它表現為進化過程中每個個體的結構和行為方式的變化，環(huán)境的影響以不同的方式“存貯”在個體內部。在這是既沒有脫離整體、脫離環(huán)境的個體、也沒有抽象的、凌駕于“個體”之上的整體，個體的相互作用才是整體的基礎。對每一個個體而言，整體的作用下是通過其他個體表現出來的。同樣，每一個個體對于別的個體也起著“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，因為嚴格來講，每一個個體都不能獨自代表全局。從上面分析可以看出：主體是一個多層次的、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)理論具有更實際的意義。按照復雜適應系統(tǒng)（CAS）理論，教學系統(tǒng)中具有適應能力的、主動的個體（簡稱主體），既是學習的主體，也是其他主體學習環(huán)境的組成部分，因此本文中教學人員和其他學生都是整個教學系統(tǒng)中資源的一部分，教師在整個系統(tǒng)中既是學習的參與者，也是學習的指導和促進者，同時還是課程的組織者和情感的支持者，當然，其他主體也具有相似的角色。2.2 整合教學模式基本內容 2.2.1

18、整合教學模式的最高目標是培養(yǎng)能適應信息社會發(fā)展的全面發(fā)展的創(chuàng)造性人才主要包括：實施素質教育，以提高學生綜合素質為宗旨，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力為重點；促進四大支教育，培養(yǎng)學生學會認知、學會做事、學會合作、學生生存的四種基本學生能力。32.2.2 整合教學模式的基本思想是通過促進交互的發(fā)生和發(fā)生的有效性，來促進學習CAS理論強調主體在交互作用發(fā)展演化，其教學策略應以促進學習者與教師、學習者與學習者、學習者與資源、學習者與環(huán)境的交互為重點。建構主義理論認為，學習是一種社會化的活動，學習的獲得是在交互中產生和建構的。因此，教學既是信息傳輸反饋的過程，同時也是復雜的人際交往過程。研究表明，有效交

19、互并不是與交流或相互作用同時發(fā)生的，而且并不所有的交流（相互作用）都會有交互的發(fā)生，它受交互影響距離的制約（穆爾的獨立學習和教學理論）。 因此，促進學習者在學習過程中，通過媒體（介）與教師或同學或其他人或學習資源或學習對象進行交流時交互的有效發(fā)生是整合教學模式的首要關心的問題，即設計能促進學生交互發(fā)生和有效性的、基于實際應用的學習環(huán)境和學習資源是整合教學模式教學設計的中心內容。2.2.3 整合教學模式追求科學精神和人文關懷的和諧圓融許多研究表明，學習同時又是一種期待、愿望及實現的過程，它包含了師生間真誠的交往和心靈的契合，因此，情感是支撐教學活動順利進行的堅實底座。哈佛大學校長羅登斯庭教授曾撰

20、文：“因特網和大學：珠聯(lián)璧合”指出教育本質上是一個人文過程，除了傳播知識信息，還要培養(yǎng)人的人格、情感和價值觀，它必須是人和人的交流。既使未來計算機網絡發(fā)展更先進，計算機培養(yǎng)出的“電腦孩”、“機孩”依然會像“狼孩”一樣遠離人類，人終歸需要人與人特有的關系和感受，只有人與人這種特殊的環(huán)境，才是真正意義上的“社會關系”。這樣的環(huán)境中成長起來的“人”才是真正意義上的、具有人的個性和類主體性的“人”。2.2.4 整合教學模式的基本學習方式是有指導的自我調控學習“模電”的學習者是大二、或大三的學生或成年人，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，已能按一定程序掌握事物的本質屬性及細節(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，有較強的獨立性，注意穩(wěn)定且集中注意的范圍較大。在情感方面，有明確的價值觀，社會參與意識強，深信自己的力量能促進社會的進步與發(fā)展，學習動機傾向于信念型，自我調控建立在趨向穩(wěn)定的人格基礎上。但同時他們還不夠成熟，穩(wěn)定性有待加強，因此采用有指導的自我調控學習作為“模電”整合教學的基本學習方式。它是在教師的指導下，自我組織和控制自己的認知行為的活動以及自我訓練與約束的過程。其特點是突出學生的主體性、獨立性和開放性的同時強調教師的指導作用，教師通過設計適當的學習環(huán)境，在教學過程中，教師要起積極作用，利用學

22、生對知識的興趣，在已有的學習基礎上，激勵他們主動地探索，積極反思，豐富他們的學習經驗，使他們在認知的階段上，有所超越和突破，以提升他們的認知水平，最終能自我發(fā)現事物的真相。它主要包括以下幾個方面的內容：根據自身的特點與條件，樹立正確的學習目標與動機；制定合適的學習策略和學習方法；在這兩個階段中，教師應充分發(fā)揮其知識與經驗的優(yōu)勢，為學生提供積極的指導。自主學習；自我評價和反饋。在有指導的自我調控學習的基礎上，同時加強其他方面的整合。2.2.5 傳統(tǒng)教學模式與ICT和現代教育思想的整合根據CAS理論，班級是一個由于多個不同層次的主體構成的一個聚集體，這里的主體包括學生、任課教師、低層次的聚集體學習

23、伙伴和學習小組，各個主體在這種新的更適宜自己生存的環(huán)境中協(xié)調共生，共同發(fā)展。盡管已有一些人認為班級集體教學作為一種落后過時的教學模式，將很快從學校中消失，但國內外研究表明，班級集體教學等傳統(tǒng)教學模式仍有很強的生命力。由何克抗教授主持的“四結合”教改試驗研究項目中運用的雙主教學模式4充分地說明了這一點。巴特瑞克·范恩立等發(fā)現在阿薩巴斯卡大學，雖然任何一名學生都可以采用“虛擬教學”（基于計算機的在線學習）模式學習任何一門課程，但實際上只有一小部分采用了這一學習模式。經過研究后得出結論：盡管在線學習對學生學習及其興趣的激發(fā)是十分有利的，但在未來一段時期內，課程必須具備電子版和非電子版兩種形

24、式，對采用在線學習模式的學生仍需提供精神上的鼓勵和學習方法、直接經驗及耐心的幫助5。我們認為，傳統(tǒng)教學模式存在的問題主要是教學條件的限制、師資力量和師資水平不足造成的。因此我們相信，只要學校、教師充分運用ICT技術，提高教師自身的專業(yè)水平和素質，改革班級教學中存在的一些落后過時的東西，發(fā)揮和加強自身的優(yōu)勢，班級集體教學在現在乃至將來相當長的時間內，仍是高校一種重要的教學模式。而作為實踐的一個主要方式實驗室教學，在培養(yǎng)學生動手能力、分析解決問題的能力以及科學精神等方面仍然無可替代。因此傳統(tǒng)教學模式不是消失的問題，而是改造創(chuàng)新的問題。在整合教學模式中我們的做法是：一方面運用多媒體技術、網絡技術和電

25、子電路計算機輔助分析與設計技術（CAA和CAD）、電子設計自動化技術（EDA）改革傳統(tǒng)課堂集體教學，強調現代媒體與傳統(tǒng)媒體的有機結合，開展探索性、啟發(fā)式教學，著力培養(yǎng)學生良好的學習習慣，促進學習者掌握概念、原理和科學方法，提高質量；加強培養(yǎng)學生用問題引導學習、思考的習慣，鼓勵學生自己去發(fā)現問題、提出問題，激勵學生探索解決問題的熱情6。另一方面運用網絡多媒體技術、計算機數據處理與分析技術、自動測量技術和虛擬儀器技術改革傳統(tǒng)實驗室教學，提高效率，使學習者有更多的時間、更高效率開展創(chuàng)造性的實踐活動，促進學習者探索創(chuàng)新和實踐能力的提高。2.2.6 課堂教學、實驗教學和網絡學習整合就是要將各種教學和學習

26、模式綜合考慮，取長補短，而不是各自為戰(zhàn)甚至互相排斥。如在課堂集體教學中運用奧蘇伯爾有意義的接受學習理論、動機理論和先行組織者理論，充分發(fā)揮課堂教學的優(yōu)勢，既能高效地傳授系統(tǒng)化的模擬電子技術的基礎知識和基礎理論，又能促進師生和學生之間進行和諧、真誠的情感交流；在實驗教學中采用基于問題或項目的探索性學習（發(fā)現學習），更好地促進學習者基本技能和在實踐中分析問題解決問題的能力的提高。在課堂集體教學和實驗教學活動中，教師在幫助學生掌握電子學科的基本結構、基本理論和基本技能的同時，要充分利用電子學科中豐富的歷史史實、激動人心的故事、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)學生學習電子技術的興趣

27、和動機，培養(yǎng)學生堅持不舍的學習毅力和追求真理勇于獻身的精神,在基于網絡的學習活動中充分利用網絡的優(yōu)勢開展探索性學習、自適應學習、協(xié)作學習。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，可以將“模電”課程的教材設計成囊括該課程與教學有關的巨大知識集合平臺化教材（分電子版和網絡版）提供給教師和學生，教師和學生可能根據自己不同的需要組合使用相應的素材和資源，滿足個性化的教學要求。此外，這種平臺化的教材是開放的，教師可把當前最新的內容編入其中，保持對學科發(fā)展動態(tài)的跟蹤，以適應電子學科迅速發(fā)展的時代變化，在這種全新的教材體系中，教師和學生既是教者又是學者，既是讀者又是

28、作者和編者。2.2.8 實驗室實踐教學、計算機虛擬實驗和網絡虛擬現實以及虛擬儀器技術的整合如上所述，實驗室運用傳統(tǒng)的儀器和器材進行實踐，是電子技術學習的一個十分重要的學習方法和過程，但它因效率低、成本高而經常受到指責，如果與計算機虛擬實驗、網絡虛擬現實以及虛擬儀器技術整合，則可以取長補短，提高效率、降低成本，提高教學質量。當前電子電路CAA和EDA軟件功能十分強大，提供了從原理設計、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，就是一個虛擬的電子實驗室，甚至是一個虛擬的電子工廠。使學生能夠用計算機進行電子電路的仿真、模擬實驗，它不是代替或取代實驗的操作和過程，而是完

29、善實驗的環(huán)節(jié)，充實實驗的內容，通過仿真模擬實驗，可以讓學生了解更多一些在一次實驗課中無法觀察和實驗的內容，提高教學效率。同樣的實驗課時就可以增加一些實用性強、與現代電子技術飛速發(fā)展相適應的實驗內容，特別是一些綜合性和設計性的實驗內容。學生的實驗不再都是教師操作的復制，而是自己動手、動腦去解決一些與生活密切相關的實際問題，讓學生主動去探索、試驗解決問題的方法，獲取更多的知識，培養(yǎng)他們的應用能力和創(chuàng)新能力，使實驗教學更加符合素質教育的要求6。運用虛擬儀器技術開發(fā)的“虛擬儀器”不但功能強大，且交互性、可操作性和真實感與實際的虛擬儀器完全相同。由它們組成一個個虛擬實驗室，讓學生先在虛擬實驗室通過對“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，利用虛擬仿真實驗室，學習者可以觀察到由計算機仿真所產生各種現象，根據現象進行操作和處理，立即能夠看到這種處理方式所產生的后果。不必冒任何損壞儀器設備的風險，反復試驗各種實際操作，并可嘗試選擇不同的技術處理方案以檢驗自己的判斷是否正確，和進行某種技能的訓練。此外將虛擬儀器與Internet結合組成遠程虛擬儀器系統(tǒng)，將中心實驗室的虛擬儀器和遠端學員計算機上的“虛擬儀器”界面通過Internet聯(lián)系起來，建成網絡實驗系統(tǒng)。中心實驗室的學生與遠端的其他同學一起通過網絡共同協(xié)作，進行實驗，中心實驗室的虛擬儀器將采集的數據通過網絡自動

31、地傳送到其他同學的計算機上的“虛擬儀器”，使遠端的學生與中心實驗室的學生一樣同步觀察實驗現象和結果，并對現象和結果進行分析處理，并通過網絡進行討論，交換意見。這種方式由于只需傳送小量的數據與文本，完全能在現有的網絡條件下進行，從而為遠程教育實驗教學提供一種全新的解決方案7。3 教學模式中“模電”網絡課程建設的原則整合教學模式中“模電”的網絡課程是整個“模電”教學活動的一個重要組成部分，又是一種具有方向性、現代性、面向全體學習者的新型課程模式，因此，它必須體現出ICT、現代教育教學理念和電子學科特征的有機融合，因而既有網絡課程的一般特征，又有它的特殊性?；谏鲜隹紤]，我們對“模電”網絡課程的建設

32、提出以下要求，并簡要介紹它不同于一般網絡課程的幾個方面：整合性與一般性：整合教學模式中的“模電”網絡課程是整個“模電”教學活動的一個有機組成部分，其內容構成、組織方式、教學與學習策略設計、學習活動安排與組織不必像遠程教育中的網絡課程那樣面面俱到，而是要在充分發(fā)揮網絡教學巨大優(yōu)越性的同時，與其他教學活動如課堂教學、實驗教學通盤考慮，各展所長相互補充。 校本性和通用性：不同學校、不同地區(qū)根據自身的特點，對電子技術的教學目的、內容和要求肯定會做出適當的調整，以更好地實現其培養(yǎng)目標。因此，整合教學模式下的“模電”網絡課程的教學目的、教學計劃、教學內容、教學活動的安排必須置于學校的整體教學活動計劃之中，

33、統(tǒng)籌安排。同時，它還應該兼顧社會上其他許許多多希望學習模擬電子技術的人，并針對他們的特點做出適當安排?；A性、發(fā)展性和創(chuàng)造性：哈佛大學校長陸登庭認為：最好的教育不但幫助我們在職業(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、更完滿和充實的人8。因此，“模電”網絡課程必須在提供豐富信息和傳授基礎性內容的同時，提供足夠的發(fā)展性內容和創(chuàng)造性內容，和適當的預備性知識。預備性內容是學生學習的前提，如電路的基本概念與一般分析方法，與課程有關的原子物理和半導體物理內容。基礎性內容是整個課程的基礎，重點培養(yǎng)學生的內容、技能和能力基礎。發(fā)展性內容是基礎性內容的延伸、創(chuàng)造性內容的有力支撐，側重于學生精神

34、價值和內在素養(yǎng)的培養(yǎng)，如與基礎性內容有關歷史史實、著名人物、社會作用。創(chuàng)造性內容重點在于激發(fā)學生發(fā)揮其個人潛力，培養(yǎng)學生的好奇心、批判精神和綜合運用知識進行創(chuàng)造性思維和解決實際問題的能力，如有關發(fā)明創(chuàng)造的時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，有關方面的現狀與趨勢以及當前存在的問題等?？傊粌H要關心學生知識的學習，更注重學生的發(fā)展性能力和創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)關心變化和革新、有批判精神和團結精神、定于責任感和思想自主的人9?？茖W性、藝術性和人文性：“模電”網絡課程的選材和教學策略應突出電子技術的科學性、實踐性和嚴密的邏輯體系。在教學策略的制定、內容的表現形式等應充分考慮教學的藝

35、術性，發(fā)揮電子技術廣泛應用于科學、技術和社會等各個方面的特點，促進學生對科學探索的興趣引導學生尊重科學、熱愛科學，認識科學技術對社會發(fā)展的巨大推動作用。引導他們樂于地探究中學習，堅持動理論聯(lián)系實際，在解決問題中學習、掌握科學原理和科學方法，在繼承和求索中成長，培養(yǎng)創(chuàng)新精神、發(fā)展實踐能力樹立對祖國、對人類的使命感和責任感。同時，也要引導他們人文地看待科學，要有科學的懷疑精神，善于獨立思考和大膽迎新，能正確看待科學發(fā)展與社會的關系，培養(yǎng)引導科技向正確方向發(fā)展的公民責任和義務。傳承性和開放性：“模電”網絡課程與傳統(tǒng)課程一樣，肩負著傳承人類科學文化遺產的重任，讓學生通過網絡學習掌握“模電”方面的基礎知

36、識、基本原理和基本技能是網絡課程的基本要求。但另一方面，電子技術是一門迅速發(fā)展的學科，許多內容和規(guī)律隨著科學技術的進步也在不斷地改變，教師的知識更新有時跟不上學科的發(fā)展，保持課程的開放性，讓學生也能參與課程建設是網絡課程優(yōu)于傳統(tǒng)課程的一個重要方面。自主性、導航性與交互性：自主性是指學習環(huán)境和學習活動的安排，要面向全體學生并能激發(fā)起他們學習和探究的興趣與愿望，要使每一個學生都能夠找到適合于自己的切入點，開始有效的自主學習。導航改是指在學生的學習過程中，網絡課程能夠根據電子學科學習特點、學生的學習進程和反饋信息，給予科學的引導和規(guī)范，以達到提高學習質量和效率的目的。此外，充分發(fā)揮網絡交互性強的優(yōu)勢，促進教師與學生、學生與學生、學生與資源、學生與社會的有效交互。資源性和方法性：課程應向學習者提供多方面的、多種呈現方式的、多層次的、豐富的學習資源以及查詢方法和查詢路徑，以適應個別化學習的需求。此外，還要提供現代化的交互與傳播手段，為學生開展探究性學習提供明晰有益的問題背景及查閱文獻與資源，開展研究與探討、合作與交流、發(fā)表與評價成果的良好環(huán)境10。管理性與測評性：網絡課程應具有管理功能與測評功能，對學生者的學