基于ict的“模電”整合教學模式探索

1、基于基于ICT的“模電模電”整合教學模式探索整合教學模式探索TheexplingoftheICTbasedIntegratedinstructionalmodein‘a(chǎn)nalogelectronictechnique’陳列尊陳列尊譚岳衡譚岳衡劉艷波劉艷波譚曉蘭譚曉蘭衡陽師范學院物理系Email：.衡陽師范學院現(xiàn)代教育技術(shù)中心Email：.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(zhì)為宗旨，以培養(yǎng)學生實踐與創(chuàng)新能力為重點，在復(fù)雜

2、適應(yīng)系統(tǒng)的主體交互理論和現(xiàn)代學習理論指導(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”整合教學模式。文章重點介紹了復(fù)雜系統(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(nèi)涵，最后提出了整合教學模式下“模電”網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)的8個基本原則。關(guān)鍵詞：主體主體信息通信技術(shù)信息通信技術(shù)整合教學整合教學復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)1引言引言1.1“模擬電子技術(shù)模擬電子技術(shù)”課程的教學特點課程的教學特

3、點根據(jù)《高等工業(yè)學校電子技術(shù)基礎(chǔ)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(shù)方面的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。它的任務(wù)是：（1）使學習者獲得電子技術(shù)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(shè)計各種基本電子電路的能力和解決與之有關(guān)問題的實踐能力，為以后深入學習電子技術(shù)某些領(lǐng)域中的內(nèi)容，以及為電子技術(shù)在專業(yè)中的應(yīng)用打下扎實的基礎(chǔ)。本課程主要有以下兩方面的特點：規(guī)律性和非線性：學習

4、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，且實際工作特性與電路工作條件和實際要求有很大關(guān)系。必須根據(jù)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(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)展的學科，內(nèi)容多、更新快，學習者不可能將所有有關(guān)的內(nèi)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(shù)學習方法，培養(yǎng)自主學習能力。

5、工程性和實踐性：對于電子線路的分析與設(shè)計，因為電子器件的特性和參數(shù)分散性較大，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(shè)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(fù)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(diào)試來達到預(yù)定的設(shè)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(fù)雜認知技

6、能、實踐能力和科學素質(zhì)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(chǔ)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，還要使學習者在并且根據(jù)學到的經(jīng)驗改變自身的結(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)的演變或進化，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

7、種復(fù)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(yīng)和演化的7個相關(guān)概念：聚集（aggregation）、非線性（nonlinearity）、流（flow）、多樣性（diversity）、標識（tagging）、內(nèi)部模型（internalmodels）、積木（buildingblocks也譯為構(gòu)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）形成較大的所謂多主體的聚

8、集體（aggregationagent），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(diào)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(dǎo)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(guān)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(guān)系，而是主動的“適應(yīng)”關(guān)系。以往的

9、“歷史”會留下痕跡。以往的“經(jīng)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(fù)雜關(guān)系，所以復(fù)雜系統(tǒng)的行為才會如此難以預(yù)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(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，個體之間的差別會發(fā)展與擴大，最終形成分化，個體根據(jù)自身目的和條件向不同的方面發(fā)展變化，形成個體類型

10、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(yīng)和學習的理解的描述。2.1.2CAS理論對個體適應(yīng)與學習的理解理論對個體適應(yīng)與學習的理解建立執(zhí)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(yīng)模型

11、，即系統(tǒng)的“探測器”根據(jù)環(huán)境的刺激——“輸入”，產(chǎn)生“消息”，由決策機制根據(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?shù)囊?guī)則（適應(yīng)度大的規(guī)則有較高的選擇機會）由“效應(yīng)器”做出反應(yīng)——“輸出”，如果沒有恰當?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理論認為，所有的規(guī)則都

12、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(wù)。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(shè)的信用程度定量化，即給每一條規(guī)則一個特定的數(shù)值，稱為適應(yīng)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(yīng)度的規(guī)則有更多的機會被選中。并在這個

13、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)實的系統(tǒng)行為。信用分派的本質(zhì)是向系統(tǒng)提供評價和比較規(guī)則的機制，當每次應(yīng)用規(guī)則之后，個體將根據(jù)應(yīng)用的結(jié)果修改規(guī)則的適應(yīng)度。這實際上就是“學習”或“經(jīng)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(jié)合起來的途徑。結(jié)合點是“實踐”，即對環(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”的過程，實現(xiàn)定性的“