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新能源節能技術范文1
0.引言
在經濟和科技高速發展的同時,能源危機和環境污染正成為影響人類生存和發展的重要問題,節能與環保正成為21世紀人類社會和諧發展的主題。汽車燃油消耗和廢氣排放,已經成為能源危機和環境污染的主要誘因,為了人類社會的可持續發展,急需在汽車工業中應用新能源與節能技術,以降低能源消耗和環境污染。研究汽車新能源與節能技術已經成為汽車發展的重要方向,汔車動力正從汽油向清潔柴油、混合動力、燃料電池等方向過渡。本文就當前汽車新能源與節能技術的發展和應用進行了簡要的探討。
1.汽車節能技術
1.1汽車混合動力技術
汽車混合動力技術是當前汽車新能源與節能技術中發展較為成熟的一項技術,也是人們較為熟悉的技術。在汽車混合動力技術方面,豐田作為先行者憑借混合動力的環保理念取得了極好的成級。目前所采用的汽車混合動力技術,有汽油機與電動機混合、柴油機與電動機混合兩種。實際上,混合動力技術主要是應用電動機和發動機相配合,以獲得加速成和爬坡等工況下所需要的爆發力,而在汽車高速巡航狀態時,則減少發動機出力,從而減少發動機的油耗。此外,混合動力技術還有能量回收技術的應用,在汽車制動情況下,可以將制動所產生的熱量進行轉變,提供給電動機作為能量。
通常情況下,混合動力汽車可以選擇單獨使用電動機驅動。從電機輸出功率在整個混合動力系統功率中所占的比重來看,可分為混合動力系統、輕混合動力系統、中混合動力系統、完全混合動力系統。第一種混合動力系統所采用的混合動力,是在內燃機上增加啟動電機的方是所獲取的,所采用的啟動電機是發電啟動一體式電動機,以此為基礎控制發動機啟動和停止。輕混合動力系統則采用集成啟動電機,這一第汽車減速成和制動時,能夠吸收部分能量,而在汽車行駛過程中發動機則等速運轉。中混合動力系統采用高電壓電機,當汽車在加入或大負荷狀態時,電機輔助驅動以補充發動機自身功率的不足。完全混合動力系統采用高壓啟動電機,其混合程度可達50%以上,是當前混合動力技術發展的主要方向。
1.2藍驅技術
藍驅技術是在原發動機和車型基礎上進行優化,以降低汽車燃油消耗的節能技術。相較于普通車型,應用藍驅技術的車型調整了變速箱3擋到5擋的傳動比,使汽車在高速成巡航狀態下能夠更省油。同巔,藍驅技術還從空氣動力學原理出發,對車身設計進行了優化,如底盤高度、風阻系數、胎壓、滾動阻力等。
1.3汽車壓燃技術
目前汽車所采用的往復式內燃機,所采用的燃料主要為汽油和柴油,汽油采用火花塞點火,柴油采用活塞壓燃方式點火,點火方式的不同使得紫油機壓縮比比汽油機更高,燃油效率相對較高,但汽油機所采用的火花塞點火方式,使其發動機工作震動小,噪音小。汽車壓燃技術則是將兩種技術進行融合所產生的新技術,采用汽車壓燃技術的發動機,其技術結構相較于普通發動機更為復雜,其壓縮比更高,燃料能在同一時間燃燒,從而提高了燃油使用率,同時由于采用了稀薄的混合氣壓縮點燃,能有直接通過調節噴油量來調節扭矩而不用節氣門。此外,由于采用壓燃技術,發動機燃燒溫度極低,能有效減少輻射熱傳遞,且燃燒周期短,其燃燒過程更多是化學反應,在目前污車節能技術中發展相對成熟。
2.汽車新能源
2.1氫動力技術
氫動力目前主要應用于寶馬和本田兩個汽車品牌之中。在寶馬汽車中,應用了一套絕熱能力極佳的儲氣系統,該系統采用多層復合金屬材質,采用3mm中空設計,可以有效的將槽內溫度保持在-250℃,用以儲存氣動力技術所采用氫氣燃料,能有效的將氫氣維持在液態情況下。雖然這個儲氣系統體積龐大,但能夠省卻安裝冷卻機構的空間,因此可以不增加體積和生產成本,同時不用增加機械結構。不過氫動力技術最初設計的目的,并不是純粹氫燃料動力,而是采用汽油/氫氣雙燃料,真正使用氫單一燃料的車型在首批產品中僅有5輛。
采用氫氣作為燃料,其燒燒特性同汽油并不相同,在采用汽油/氫氣雙燃料時,很難將燃燒效果最佳化,既便達到了,在進行汽油和氫氣燃料切換時,汽車動力也會產生明顯的落差。為此,在實際應用中,對兩種燃料的動力曲線進行了限制,使得汽車動車受到部分限制,以使乘客感受不到切換時動力上產生的落差。
2.2電力驅動技術
電力驅動是將汽車汽油發動機和柴油發動機替換為電動機,采用電能作為能源,為汽車行駛提供動力。這種技術所采用的燃料清潮,同時輸出扭矩大,應用在汽車中有較好的經濟效益。但是,采用電力驅動技術,其難點在于動力充電的問題,以及充電后汽車續航能力的問題,雖然目前應用電動力技術的汽車已經開始量產,但這兩個問題依然沒能得到良好的解決。實際上,電池技術是新能源汽車研究的關鍵性技術之一,目前主要集中在電池安全性、可靠性、輕量化等方面,需要重點支持驅動電機系統、電動空調、電動轉向、電動制動等能力。根據規劃,我國2015年,純電動乘用車、插電式混合動力乘用車最高車速成不低于100公里/小時,驅動能力與成本都將進一步得到改善。
2.3燃料電池技術
燃料電池技術,是采用氫氣、甲醇等作為燃料,經過化學反應產生電流驅動汽車的一種新能源技術。燃料電池的能量是由氫氣與氧氣發生化學作用所產生的,而不是經過燃燒產生的。這一過程是直接將氫氣、甲醇等轉變為電能,整個過程不會產生有害物,同時能量轉換效率比內燃機更高,是一種理想的節能環保技術。但在實際應用中,單個燃料電池所提供的動力極為有限,通常需要結合成燃料電池組,以獲得足夠的動力。目前,燃料電池技術已經被廣泛應用于福特、豐田、通用等汽轉公司,具有極高的價值。
3.結束語
當前全球都面臨著能源問題,主要表現為能源儲量不足、能源利用效率低、現有能源結構污染嚴重等方向。需要積極研究新能源作為替代,開發新的節能技術,從而降低汽車的能源消耗與環境污染,促進人類社會的持續發展?!科]
【參考文獻】
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新能源節能技術范文2
關鍵字:建筑節能 綠色環保 生態技術 可持續發展
一、建筑節能設計的重要意義:
1、建筑節能是經濟發展的需要:
能源是人類生存與發展的重要基礎,經濟的發展依賴于能源的發展。當今能源問題已經成為全世界共同關注的問題,能源短缺成為制約經濟發展的重要因素。建筑從建材生產,建筑施工直到建筑物的使用無時不在消耗著能源,資料統計表明歐美等發達國家的建筑能耗占到全國總能耗的1/3左右,我國也占到25%以上。因此在建筑中推廣節能技術勢在必行。
2、建筑節能是環境保護的需要:
我們現在應用的能源主要是以煤炭、石油、天然氣為主的不可再生能源。這些能源在使用過程中會排放大量的有害物質(二氧化碳、硫、氮氧化合物等),是造成大氣污染和生態環境破壞的重要原因。因此提倡建筑節能,減少污染物的排放也是改善生存環境,提高生活質量的一種有效的方法。
3、建筑節能是提高人民生活水平的需要:
隨著現代化建設的發展和人民生活水平的不斷提高,人們追求更加舒適的建筑生活環境。冬季采暖,夏季空調都需要能源的供應。而在當前能源十分緊張的狀況下,節約建筑能耗就顯得尤為重要了。建筑節能設計是建立在滿足合理的舒適要求前提下,通過技術減少建筑能耗,提高能源的使用效率,滿足建筑節能的要求。
二、我國在建筑節能方面的概況:
1、我國建筑能耗概況:
統計數據表明,中國建筑能耗的總量逐年上升,在能源消費總量中所占的比例已從上世紀70年代末的10%,上升到近年的27.8%.我國是以煤炭為主要能源的國家,由于我國大部分地區的氣候條件呈現夏熱冬冷的特點,因此我國的建筑耗能量巨大,燃煤排放了大量有害物質,對環境造成了嚴重的污染和破壞。據統計1999年我國排放CO26.67億噸,居世界第二位,其中85%是由燃煤排放的,2000年我國排放SO21995萬噸,居世界第一位,其中90%是由燃煤排放的,由于污染物的排放造成57%的城市顆粒物超過國家標準,48個城市SO2濃度超過國家二級排放標準。種種數據表明建筑節能在我國的推廣已經是迫在眉睫了。
2、我國建筑節能的發展概述:
我國的建筑節能工作開始于80年代初期,通過各方積極努力,到1995年末,全國建成的節能建筑面積已達4700萬平方米,到1998年節能建筑面積達到1億平方米。各地相繼建成一些建筑節能示范工程,如北京安苑北里小區、周莊小區、臥龍小區、天津倚華里小區、甘肅建筑科學研究院宿舍等,這些工程在節能方面都取得了良好的效果。為全面推廣節能設計,我國制定了一系列的法規和標準,如《中華人民共和國節約能源法》、《民用建筑節能設計標準》、《既有建筑節能改造技術規程》、《采暖居住建筑節能檢驗標準》、《建筑節能管理規定》等。相信隨著建筑節能法規和標準的逐步完善,我國的建筑節能事業將得到進一步的普及和推廣。
三、新能源的開發和利用:
1、新能源的含義和分類:
新能源和可再生能源的概念是1981年聯合國在肯尼亞首都內羅畢召開的能源會議上確定的。它不同于目前使用的傳統能源,具有豐富的來源,幾乎是取之不盡,用之不竭,并且對環境的污染很小,是一種與生態環境相協調的清潔能源。聯合國開發計劃署(UNDP)目前將新能源分為三類:
(1)大中型水電。
(2)新可再生能源,包括小水電、太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能。
(3)傳統生物質能。轉貼于
2、開發利用新能源的重要意義:
隨著能源需求的不斷增加,地球上不可再生能源的資源將進一步的減少直至枯竭。為了社會的發展和人類的進步,在提高能源的使用效率,節約能源的同時還必須要開發和利用綠色環保并可再生的新能源。根據專家預測,到2060年,全球可再生能源的用量將發展到能源總用量的50%以上,成為未來能源結構的主要部分。采用新能源是保護生態環境,走可持續發展道路的重要措施。
3、將新能源技術應用于建筑的意義和未來展望:
建筑消耗大量能源,當前我國建筑業發展迅猛,把節能、綠色環保、生態技術應用于工程是建筑發展的必然趨勢。太陽能、風能、地熱能等新型能源在建筑上的有效應用,不僅可以代替資源有限的傳統能源,而且可以減少污染物的排放,保護生態環境,它的開發和利用具有廣闊的前景和深遠的意義。我國具有豐富的新能源資源,目前在太陽能利用方面發展迅速,太陽能電池發電技術在建筑上大量使用,太陽能熱水器的用量也以每年20%的速度增長,預計到2015年太陽能熱水器的普及率將達到25%,太陽能發電系統的擁有量將達到320MW.另外像風能、地熱能等方面的開發研制也取得了很大成就,預計新能源必將在我國的建筑事業中發揮巨大的作用。
四、生態節能技術和新能源在建筑設計上的實際應用:
在設計中采用生態節能技術的實例很多,像張家港生態農宅設計、清華大學建筑設計中心大樓設計、濟南高等交通??茖W校圖書館等。在北京工業大學高技術能源實驗樓的設計中就采用了多項節能和新能源利用技術。根據校園總體規劃,高技術能源實驗樓擬建在北京工業大學校園北區的東南角,南面正對校園東西中軸路“北工大南路”,北面是北京工業大學科技實驗區,西面是學校運動場,地理位置十分重要。建設場地呈長方形,東西長約85米,南北寬約35米,總用地面積約4000平方米,擬建建筑面積5000平方米。根據基地特點,整幢建筑采用“一”字型布局,主入口朝南面對中軸路,將內燃機實驗室的實驗車輛入口及次要入口布置在北面,這種形式既方便了對外聯系,又避免了互相的干擾。將建筑整體向北退后紅線10米,留出主入口前廣場和室外停車場,并布置綠化和地面鋪裝,從而形成良好的室外空間環境。另外建筑物耗熱量指標隨著體形系數的增長而增長。實驗樓簡單規整的建筑型體由于外表面積較少,體形系數較小,所以能夠有效地減少建筑能耗,對于實現建筑的節能要求非常有利。
節約建筑能耗最重要的措施是合理改善外圍護結構的熱工性能,高效保溫的墻體節能效果顯著。實驗樓采用250mm厚的蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊作為外圍護墻,這種材料是利用火力發電廠排放的粉煤灰作為主要原料,采用先進的生產工藝及裝備生產的新型墻體材料,這種材料可以有效地減少建筑垃圾,利于環保和減少資源浪費,是一種真正的綠色建材產品。在已經滿足保溫節能要求的情況下,又增加了一層30mm厚的有機硅保溫砂漿,從而減少了外圍護結構的傳熱系數。太陽能是我們可利用的最清潔、最豐富的能源,在實驗樓屋頂安裝了太陽能電池發電系統,可以將太陽輻射能直接轉換成電能,利用蓄電池組貯存太陽能電池受光照所發出的電能,并可以隨時向用電設備供電,從而滿足樓內的動力和照明系統的用電需求。太陽能電池發電技術具有許多優點,如安全可靠,無污染,不消耗常規燃料,不受地域限制,維修簡便,適合在建筑物上安裝等特點,因此它是當今世界上最具有發展前途的新能源利用技術。實驗樓內的空調系統全面采用了地源熱泵技術,它利用地表淺層中蓄存的能量,室外空氣溫度波動很大,但地表面幾米以下的地溫全年相對恒定的特點(地球表面溫度通常保持在15℃左右),在夏季將室內多余的熱量不斷地排出而為大地所吸收,使建筑物室內保持適當的溫濕度。這項技術具有低能耗、對環境影響小、維護費用較低以及設計靈活等突出特點,是一種高效、環保的能源利用系統。北京工業大學環境與能源工程學院在這項技術的研究上具有領先水平。通過此次設計,不僅使學院的科研成果在具體工程中得到了應用,而且還避免了懸掛空調室外機對建筑立面的破壞。將光導纖維技術用于室內照明,在屋頂架設了風力發電系統等多項節能環保措施的應用,使高技術能源實驗樓成為名副其實的綠色能源示范工程。
新能源節能技術范文3
摘要:隨著可持續發展理念的不斷深入推進,電力企業的發展也有了明顯的變化,綠色、生態理念已經成為了現階段電力企業發展的重要依據。電氣節能技術和電力新能源的發展運用作為主要的研究方向,也是目前企業的重點工作。為了保障企業的穩定發展,就需要在技術上進行改進和研究,以尋求更穩定的發展空間。
關鍵詞:電氣節能技術;電力新能源
0.引言
新能源電力是指依靠新能源如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等,進行發電的系統機制。而電氣節能技術也是現階段高新技術產業中的重要組成部分。筆者根據自身的工作經驗,對當前如何在技術上進行創新提出了自己的一些看法,供相關研究進行參考。
1. 電氣節能技術運用
1.1 減少電能消耗
電能損耗是當前企業發展中面臨的最大問題之一。過度的電力消耗使得企業的運營成本增加,且電力浪費情況非常嚴重。因此,如何能對電網工作進行完善和優化,成為了現代電力企業的關鍵工作。以目前的形勢來看,企業需要結合自身的成本與實際需求,考慮更換一些照明設備,轉而使用一些低能耗產品,保障足夠的照明需求即可[1]。另外針對于一些無故的電力消耗,也需要采取相應的管理手段進行控制。
1.2 電機使用模式的調整
電機是目前企業中使用最為頻繁的設備之一,而電機的功率和能源的消耗之間也有著密切的聯系。在我國現階段的電力系統中,電機是不可或缺的設備之一。所以如果能對現階段的電機模式使用進行優化,就可以進一步完善節能管理。但是存在的問題在于,電機在制造的過程中本身就需要耗費大量的能源和材料,這些包含磁性的材料需要在制造過程中被嚴格控制。對于一些新型材料,我國在現階段的使用上還存在著一些缺陷,所以在目前的電力企業當中,合理使用電機并根據實際的生產需求進行調整是非常關鍵的[2]。需要格外注意的一點在于我國雖然有著豐富的能源儲備,但是能源使用危機仍然存在,尤其是對于一些地區來說,很多新能源并沒有得到良好開發。這也需要我國企業不斷深入研究,在新能源上進行后續的利用,在保障基礎設施的基礎上進行開發。
1.3 變壓器參數管理
變壓器參數的調整有利于實現節能的目的。在電能運輸的過程中,通過對負載的調整和運行方式的改變,有利于降低電能在輸送過程中產生的損耗。整個電力系統中的變壓器可能在容量、材質、電壓等級等諸多方面存在差異,因此有功功率的空載損失和短路損失、無功功率的空載損失和定額負載消耗的參數都不盡相同,通過對變壓器參數的調整,可以降低變壓器的有功功率損失和損失率,提高電能的利用率,從而達到節能環保的目的。
2.新能源使用
2.1 太陽能
太陽能是一種清潔能源,最大的優勢就是不會對環境造成嚴重的污染,促進能源的合理利用。另外,由于太陽能可以轉變成其他形式的能源被儲存和使用,因此可以給電力企業提供長期的能源支持[3]。太陽能技術的具體運用,可以利用電池板和蓄電池,并對現階段的傳輸系統進行有效管理,讓電氣企業的動力系統能更加自由,實現對于電網的合理控制。光伏發電是本世紀最有市場潛力、最具發展前景的新能源.光伏產業以其技術先進性、資源無限性和綠色環保性,成為全球產業革命的核心、發展低碳經濟的方向、對能源危機和實現可持續發展的重要途徑。
2.2 地熱能
地熱能是由地殼抽取的天然熱能,這種能量來自地球內部的熔巖,并以熱力形式存在,是引致火山爆發及地震的能量。地熱能大部分是來自地球深處的可再生性熱能,它起于地球的熔融巖漿和放射性物質的衰變,還有一小部分能量來自太陽。地熱資源在我國主要分布于云貴、地區,具有天然的地理優勢,也是地熱能研究開展的重要地區。這些地熱資源如果可以得到合理運用,那么不僅對于農業的發展有重要的便利,還能為電力企業的日常生產提供能源保障,是未來可持續發展理念下的重要技術手段[4]。
2.3 風能
風能是空氣流動產生的能量,是一種可再生能源。在現代技術下,利用渦輪葉片將氣流的機械能轉為電能。作為清潔和可再生能源,風能也應該收到高度重視和技術支持,并在未來不斷進行性能和技術上的優化和完善。為了提高清潔能源的利用,清潔能源電源在建設備投資應該有所增長,這也給企業的發展提供了一項重要的支持。
2.4 核能
核能是一種清潔能源,戰略意義出眾。目前我國已經有核反應堆技術的出現,并被國家高度重視,在未來也將成為重要的發展方向。所以我國也應該加大研究力度,爭取取得更大的技術突破。節能和可持續發展是各國都密切關注的問題,我國也是其中之一。以目前的情況來看,能源的使用大多依靠水力和火力發電,能源消耗巨大,且對于環境也存在著一定的破壞。作為電力企業,也需要不斷進行技術優化,利用清潔能源來維持生產,建設生態型企業。
3. 結語
通過研究,不難看出隨著未來經濟的快速發展,電能消耗也必然不斷提升。面對著日益增長的電力需求,作為電力企業也必須要進行改革和優化,在電氣節能技術和電力新能源上進行深入研究和合理管控。但是追求減少電氣能源輸送能耗的前提是滿足當前經濟發展所需的能源,不能單純的為了降低能耗而不為市場供應充足的資源,導致經濟發展受損。這也需要企業在充分認知自身實際情況的基礎上進行科學化管理,實現自身的可持續發展。
參考文獻:
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新能源節能技術范文4
關鍵詞:高校節能;靜電除塵;電源技術
隨著排放標準的日漸提高,除塵電源技術的改進成為除塵領域關注的焦點,經過近幾年的發展,高頻電源、臨界脈沖電源等新型高效節能靜電除塵電源技術逐漸被開發出來。
一、高頻電源
高頻電源在工業應用中,表現出了優異的性能。大量工業應用證明,應用高頻電源可以提高電除塵器的除塵效率并且可以節能。具體來說,高頻電源技術的發展可以從三個方面分析:
1、功率器件、變壓器、電容等主要部件的溫升問題一直是制約高頻電源容量提高的技術瓶頸。通過選擇合適的冷卻方案,組合應用熱管技術和液冷技術,合理和有效地O計風道,高頻變壓器采用油浸式液冷或采用強油循環風冷方式,同時電控回路采用封閉型工業換熱技術以提高防護等級,高頻電源溫升與防護問題得到了很好地解決,實現電氣與結構設計的完美組合,輸出功率達到160kw,輸出直流電流達到2.OA,輸出電壓達到80kV。
2、高頻電源經過多年的發展,控制功能更加完善。通過對高頻電源電流的脈沖高度、寬度或頻率的調整,可以給電除塵器提供各種波形電壓,控制方式靈活多樣,根據電除塵器的具體工況提供最合適的波形電壓,提高電除塵器對不同運行工況的適應性。
3、由于高頻電源放置戶外,耐候性要求高。經過多年的發展,高頻電源防護等級得到大幅提升,從簡單防護到實現IP55,從性能的滿足到產品的美觀大方。高頻電源借鑒航天、航空、艦船等軍用電子設備所采用的三防工藝,提高設備的三防性能,即滿足防潮濕、防霉菌、防鹽霧要求,適用于海邊、鹽業、化工、造紙、鋁業等腐蝕環境。
二、臨界脈沖電源
(一)臨界脈沖電源的基本原理
臨界脈沖電源采用“硬件儲能與限能、軟件監視電壓變化趨勢”的控制方式(見圖1),使工作點保持在空氣放電特性曲線的最高點及其左右很小的區域內。體現“可變內阻”特性,即“限能”抑制流注生長,避免產生火花放電。同時,“儲能”以保持高電壓。
(二)臨界脈沖電源的主要特點
一是能夠抑制反電暈。反電暈現象指的是,在陽極板的積灰到達一定厚度的情況下,由于負離子比電阻高,因此負離子荷電不易到陽極板,從而會積聚在陽極板的表面,在這樣的情況下,負離子以及陽極板兩者之間形成了抵消主電場的小電場,在小電場的場強不斷增強的前提下,產生了類似于電暈的放電,出現了數目較大的“正負粒子對”,在這樣的情況下,正離子逐漸轉移到陰極方向,此時除塵器的電流也會相應的增加,但是消耗的電能沒有起到吸塵的功效。通過利用脈沖式的供電技術,臨界脈沖電源能夠有效抑制這種反電暈現象的出現。
二是高效集塵。電除塵電源平均輸出電壓越高,電場越強,則荷電場強和驅進(集塵)場強越大。煙塵通過的空間,自由電荷越多,則核電概率越高,核電速度越快。臨界脈沖電源輸出電壓一致保持在“臨界區”,實現了最理想的場強。電場保持在“二次電子崩”與“流注初期”狀態,實現了空間自由電荷最多,荷電效率最高。其高場強和高空間自由離子密度,使電暈放電能力保持極高狀態,低比電阻粉塵離開極板后,迅速再次荷電,使集塵效率大大加強。
三是大幅度節能?;鸹ǚ烹姡瑫r間占比很小,但消耗能量巨大,臨界脈沖電源在供電過程處于無深度火花放電狀態,電壓始終保持于臨界區以下(圖2中的曲線2),避免了大量的無效電耗,實現大幅度節能。同時由于無火花放電避免了對除塵器本體極板的電腐蝕。臨界脈沖電源的提效節能示意圖如圖2所示。
三、結束語
相信隨著科學技術的不斷進步,臨界脈沖電源等新型、高效、節能靜電除塵電源技術能夠在除塵領域會得到更為廣泛的應用,為促進我國環保事業的進一步發展做出更大的貢獻。
新能源節能技術范文5
關鍵詞 單片機 教學改革 創新能力
中圖分類號:TP368.1 文獻標識碼:A
1 目前單片機教學存在的問題
1.1 單片機課程往往多以理論為主,實驗為輔的教學形式,不利于學員學習興趣的培養
《單片機原理與接口技術》課程的傳統教學模式基本是:在教室進行理論教學,在實驗室進行實驗教學,在不同時間、不同空間完成各自的教學內容,其中課堂教學占主導地位。這種模式將理論教學和實驗教學隔離,致使很多抽象的知識不能及時消化吸收,造成累積性學習負擔,對學員的學習興趣和信心都有很大影響。
1.2 實驗教學內容和形式固定,不利于學員自主性發揮和創新能力培養
實驗現在普遍采用“實驗箱”,實驗內容是固定不變的。對于單片機電路也只是按實驗指導書在實驗箱上做簡單的連線,沒有一個整體的電氣原理圖概念,最終還是不會設計電路,甚至連基本的電氣原理圖都讀不懂,很難真正把單片機方面的知識理解掌握,為專業課學習奠定基礎。
2 打破傳統章節體系,構建項目式教學內容
傳統的單片機教材多是按照單片機的結構、工作原理及應用技術的順序進行編排,重原理知識的講解,輕實際應用的分析,容易使學員感到原理深奧難懂、生澀難學,逐漸喪失學習興趣。為了使學員容易入門,激發他們的求知欲望,我們將打破傳統的章節體系,將教學內容重新編排整合成15個項目式教學內容,見表1。把枯燥的原理知識以及原來集中講授的指令和編程分解,融入到各個不同的項目中,這樣可以將更多新奇的自動控制場景直觀地展示在學員面前,使其深切的感受單片機在智能控制中發揮的作用,使理論和實踐得到了很好的銜接和融合。
3 構建虛擬教學實驗開發平臺,強化實踐環節
為了完成上述教學內容,達到將理論教學和實踐教學有機融合、將實踐引入課堂、培養學員實際能力的教學目標,我們根據現有的實驗條件,決定搭建PROTEUS與Keilc軟件仿真平臺和具有豐富資源的硬件平臺,實現虛擬實驗與真實實驗有機整合、驗證性實驗和拓展性實驗并舉。
除了現有的實驗箱以外,我們還開發了具有最小系統,包括控制器模塊、電源模塊、復位模塊、Flash ROM 模塊、SDRAM 模塊、JTAG 接口等;擴展接口,包括LED、鍵盤、RS232 串口、I2C 接口、液晶模塊、以太網模塊的實驗板,該實驗板不僅具有基本模塊還擁有豐富的接口,可以實現在線編制、燒錄程序,進行單片機應用開發,為學員進行拓展性實驗提供了硬件支持。
4 采用講、學、做一體化教學模式,取得良好的教學效果
在具體的教學實施過程中,針對每個具體項目,我們基本按照教員講解理論、提出任務展示效果、引導學員思考、教員演示、學員練習教員指導、歸納小結的步驟進行,整個過程充分運用啟發、演示和舉例的方法,以學員為主體,融教、學、做為一體。通過一段時間的教學實踐,學員已經完成了前6個項目的學習實踐,學會了簡單程序的編制和燒錄,達到控制單片機工作的目的。通過由淺入深、循序漸進的實踐過程,學員的實踐能力得到了培養,體會了單片機系統開發的全過程,將硬件和編程聯系起來了,將理論教學和實踐教學有機結合起來了,使抽象的指令、程序更加具體了,教學效果明顯,相信通過全部項目的學習訓練,學員的創新能力一定可以得到培養和提高。
5 結語
通過上述教學改革實踐,打破了原有的章節體系,重新編排成項目式教學內容,分散了重點,把原來生澀難懂的原理知識與具體實例相結合,激發了學員的學習興趣。學員通過大量的不同層次的實踐操作,熟悉單片機系統的開發過程,進一步培養學員的綜合分析能力、排除故障能力和創新能力。下一步我們將根據學員的學習效果的反饋情況和專業需求進一步探討教學內容的更新以及實踐教學的模式,形成一套完整的單片機理論、實驗、實訓教學融為一體的教學新模式。
參考文獻
新能源節能技術范文6
【關鍵字】教育;信息技術;異化;現代技術;后現代技術;消解
【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009―8097(2009)01―0008―04
當前,現代信息技術在教育領域中的應用愈發廣泛,其影響也日趨深入。既出現了數字化學習、移動學習、網絡遠 程教育等新的教與學的方式,為教育的發展提供了新的機遇 和挑戰,同時也出現了運用現代信息技術對教師的教學過程、 學生的學習過程進行全面監控(比如,在教室安裝攝像頭對 教師的教學過程進行全程錄像)等等制約師生雙方主體性發 揮的異化現象。誠然,新技術的確為教育帶來了諸多便利和 可能性,但事實表明這些便利和可能性并不能解決教育中的 所有問題,處置不當所帶來的技術異化還會帶來諸多負面影 響。因此,怎樣才能既發揮現代技術的優勢又盡可能的消解 技術異化成為教育發展面臨的現實問題。
一 教育領域現代信息技術的異化
一般認為,異化是指主體在發展過程中,由于自身的活 動而產生出自己的對立面(客體),而這個客體又成為一種外 在的異己的力量轉過來反對自身。[1]對于教育領域現代信息技 術的異化而言,其主體顯然是教育中的“人”,“現代信息 技術”則是那個“外在的異己的力量”,這個“外在的異己 的力量”在教育領域“反對自身”的方式主要表現為對人的 替代、否定、控制、強迫和漠視。
1現代信息技術對人的替代和否定
普萊西開創了用技術代替教師工作的先河,他制造的教學機器或許是教育中技術異化的開端。教學機器用程序化的 多步驟組合來模擬展示教師的教學過程,進而實現其設計初 衷:解放教師,用機器來代替教師的教學工作。[2]用機器代替 教師,其實質是對教師教學工作的否定,就像機器是工人勞 動的否定一樣。后來,普萊西的這種理念又被進一步闡發, 人們開始嘗試用各種方法來模擬教師教的過程,其中影響比 較廣泛的有四種。其一,用教學錄像或錄音來代替教師。其二,一般教學軟件。它以優秀教師的教案為依托,利用多媒體計算機的優勢,通過多種途徑和方法在計算機上再現優秀 教師的教學過程,希望達到在計算機上跟著該軟件學習“就 像跟著優秀教師學習”一樣的效果。其三,智能教學軟件(機 器人)。跟一般教學軟件不同,它另辟蹊徑,用計算機模擬人 類智能,并嘗試讓計算機學會學習,進而希望把計算機培養 成超一流的“優秀教師”。其四,網絡課程。它處于網絡的 虛擬世界中,是介于教師與學生之間的第三方,學生通過網 絡課程學習,教師則通過完善網絡課程間接為學生服務,雖 然網絡課程在實際運行時沒有完全脫離教師,但是它實際上 起到了代替教師的作用。
2現代信息技術對人的強迫、控制和漠視
對人的強迫、控制和漠視表現在如下幾個方面。其一,教育時空的無限擴展?,F代信息技術重塑了傳統的時空觀, 在教育中表現為隨時隨地地教與學,這種方式或許為積極向 學的學子提供了更多學習機會,而對于以教育為職業的教師 來說,則無法阻止教育時空向其生活及其他私人時空的入侵, 而這種“入侵”實質上是對教師教學工作的強迫。其二,為 了控制技術而導致的被技術的反控制。為了正確且順利地使 用技術,必先掌握其基本知識和操作技能,在這個過程中, 人必須去強迫自己適應技術的某些規律,不管這種規律是否 成熟是否人性化,都要首先去適應,這就決定了人必須要不 斷地調整自己,而技術又在不斷地更新,因此,表面上看是 人在控制技術,實際上技術實現了對人的反控制。在教育中 這種反控制不僅增加了負擔,也開始影響人的身心健康。其 三,漠視人的尊嚴。某些教育部門及其決策者為了某種目的, 無視人的尊嚴,在相關場所加裝攝像頭、指紋識別器、刷卡 簽到器等設備,對人實施監控,使人完全處于技術理性的控 制之下,這種情況在國內早已屢見不鮮。其四,限制精神自由。網絡是信息的海洋,其中既有與教學相關的信息資源也 有無關的甚至是垃圾信息,迫使人必須每天進行信息甄選, 這不僅增加了教與學的負擔也容易產生信息沉迷、信息崇拜 等網絡成癮癥狀,對青少年來說此問題尤其嚴重,長時間上 網而成癮以后,往往導致他們對一切現實的責任和義務都不 再關心,精神完全被網絡所控制,成為為網絡所縛的“非 人”。這已經成為一個非常嚴重的社會問題,當然也更是教 育問題。在按照技術理性所營造的教育環境中,只有按照它 的邏輯才能夠“享有”它賦予的自由,同時人也將失去部分 自由,正如有學者所言:“憑借著科學技術,人類在實踐活 動中獲得了越來越多的自由,然而自由之得同時亦是自由之 失,我們依靠科學技術獲取了多大程度的自由,也就同時在 多大程度上依賴這項技術。”[3]現代信息技術給教育活動提供 了更多的自由空間的同時,也限制了人的精神自由,這里的 精神自由主要包括教學理論、教學方法、教學方式的選擇與 創新等方面,使人只能在技術所允許的自由向度中活動。
信息技術異化的負面影響是多方面的。教學軟件經歷著 從生產車間生產出來以后直接進入倉庫而無人問津的尷尬, 廣播電視大學已經出現為了提高教育質量不斷增加面授的時 間甚至干脆也是全日制授課的“名不符實”的情況,前幾年 “盛況空前”的網絡教育學院,最近也有走下坡路的傾向。 這些質量上的問題會直接帶來人們對巨大經濟投入是否值得 的疑問,進而引發人們對現代信息技術的抵觸情緒。但是, 人們對先進技術的追求是不可阻擋的,雖然老子早在兩千五 百多年以前就發出過“使有什伯之器而不用;……雖有舟輿, 無所乘之;雖有甲兵,無所陳之”[4]的倡議,但是這并沒有阻 擋先進技術的出現以及其對社會發展的影響,因此,我們也 不可能阻擋信息技術介入教育系統的趨勢。因此,如何消解 信息技術的異化成為教育領域必須面對的現實問題。
二 現代信息技術異化的原因透視
在教育領域,現代信息技術之前的技術,主要是指紙、 筆、印刷術及其相關信息技術,它們屬于前現代技術的范疇, 類似于芒福德所說的“始技術”,是機器出現以前的以手工 工具為標志的技術形態,它對人的依賴性很強,幾乎不能夠 獨立存在,經常是融入人的肢體成為其一部分,成為肢體的 直接延長,甚至不再是客體或中介,不是人體之外的異物, 而就是人體的一部分。[5]這時,技術與人的關系是和諧的,相 互依賴的,人能夠較容易地掌握技術的使用方法進而在工作 和生活中運用自如并形成各自特色,使技術具備了“附魅” 的特征。并且這種技術及其產品隨處可見,價格便宜,具有 易得性。而現代信息技術則不同,它屬于“現代技術”[6]的范 疇,它的存在性表現得越來越強烈,逐漸從人的機體分化出 去成為一個獨立的存在部分,并且開始能夠代替或者超越人 的某些能力,成為異己的存在物。[7]這時,技術與人的關系則變得比較敏感,可以是競爭與對抗,也可以是相互協調、相 互促進,具體如何取決于技術行為主體對技術價值的認識及 其在這種認識指導下的技術活動。
當沉浸在技術超人的能力之中,而社會又對這種能力有 較強的需求,再加上人性本身的“趨易避難”、“偷懶”等 取向,人們很容易把技術置于“代替人”甚至“超越人”的 位置。在這種認識指導下,技術活動中出現代替人的勞動、 監控人的行為進而出現漠視人的尊嚴等異化現象就不足為奇 了。這時技術與人的關系就表現為競爭,從這里我們可以看 出,競爭關系是信息技術異化的直接原因。
那么,哪種技術價值觀會導致技術與人競爭呢?經過研 究,筆者認為,技術價值論中的樂觀論和中性論都會導致這 個結果。樂觀論自不必說,對技術推崇備至,在任何可能的 情況下均會嘗試使用新技術,因此在使用過程中出現與人競 爭的情況是不可避免的。其實中性論也是如此,它割裂了技 術使用與效果之間的聯系,認為技術是單純的工具,用得好 則好,用得壞則壞,結果大多數人爭相使用,都希望能夠用 得好,但結果未必能如愿。前文提到的許多技術異化現象就 是在技術中性論的意識指導下出現的,不管這種意識是否明 確,事實確實如此。因為當前在我國教育領域技術樂觀論和 悲觀論失去話語權之后盛行的觀念就是技術中性論,“技術 是一把雙刃劍!”“網絡是一把雙刃劍!”是其經典表述, 人們的技術活動基本上是在這種意識指導下完成的。然而遺 憾的是,技術中性論這種觀點早已廣受質疑并為多數人所拋 棄。[8]有學者就曾撰文[9]對教育領域的技術價值觀問題進行研 究,指出了技術中性論自身立論的邏輯矛盾。
至此,教育領域現代信息技術異化的根源已經比較明確 了:當技術發展到現代技術階段具備了超越人的能力并成為 異己的存在物之后,技術行為主體也就是人對技術所持有的 不恰當的價值觀,使技術處于與人競爭的境地,這是主體性 原因;另外,還有比較明顯的客體性原因,表現在技術的實 體設備在結構和功能設計等方面的不合理,“鼠標手”的形 成即是主要源于客體性原因。我們針對教育領域對現代信息 技術異化的根源分析,得到了郭沖辰博士關于一般技術異化 本質認識的支持。他認為:技術異化是技術現實價值的負向 實現,它存在于技術價值負向實現的一切過程、結果和狀態 之中。技術異化的產生可以歸于客體性原因和主體性原因兩 個方面,客體性原因主要在于技術結構價值、技術自然屬性 價值、技術功能價值和技術靜態現實價值的負向實現;主體 性原因在于技術創造主體和技術應用主體的失當價值觀。[10] 因此,教育領域現代信息技術異化消解的可能性,應該從這 兩個方面的具體分析著手。
三 現代信息技術異化消解的可能性及基本原則
教育中的技術多從社會其他領域引入,引入之后有的可以直接使用,有的需要進行改造后再使用,總的來說,技術 創造主體的活動多處于教育外部,教育領域中的技術活動絕 大部分是應用主體的活動。因此,異化現象的主體性原因也 多由技術應用主體帶來。
1現代信息技術異化的主體性原因分析 廣播電視大學中廣泛采用的錄音、錄像的確能夠近乎真
實地再現教育過程,但對于異時異地的學習者而言,這個教 育過程所承載的教育信息已經不再全面,多數情況下表現為 單向的知識灌輸,其中的情感交流也是針對他者,與己無關, 教師的主體性被影像定格,自己的主體性則由于沒有反饋而 被壓抑、忽視。多媒體教學軟件由于以下幾個原因存在著錄 音、錄像同樣的問題。其一,教學軟件取代了教師本體,教 師本體已經不復存在,其主體性只能部分且零散地表現在某 些具體的教學環節中,比如某些教學內容的組織和分析上, 教師在教學過程的組織和應變方面的主體性被肢解或消解, 學習者所面對的不再是活生生的教師,而是條塊分割組織“合 理”的教學內容,因此,學習過程也變成了單向的知識灌輸。 其二,教學軟件的教學內容組織和呈現方式一般是固定的一 種或者有限的幾種,這就迫使各種不同層次不同需求的學習 者只能面對幾乎同樣的教學過程,適用性和靈活性很差,并 且教學軟件也不能有針對性的答疑,學習者的主體性同樣處 于被壓抑和忽視的狀態。其三,教師本體不存在了,師生間 的情感交流也就沒有了,師生情誼蕩然無存。在教室安裝攝 像頭,方便了管理者,卻直接導致了對師生尊嚴的漠視,而 處于被監視狀態下,心理上的焦慮、不安、不滿的情緒是自 然的,教學活動顯然不會輕松愉悅。
以上這三個案例中的技術應用主體至少存在兩種觀念和 認識上的誤區:對教育的片面理解和對技術價值認識的錯位。 教育的目的是育人,而人是有生命有差異的生動的個體,育人 涉及德、智、體等多個方面,僅僅理解為“智”也就是知識的 學習無疑是片面的,而把有關“智”的教學活動設計成單向的 知識灌輸則又是片面中的片面?,F代信息技術的確具備甚至超 越了人的某些能力,但人是在社會環境中成長起來的有生命的 個體,技術實體則是無生命的電子加機械的機器,其“能力” 是人自身部分可形式化能力的摹寫和增強,因而技術不可能全 面具備人的能力,也就不可能完全替代人。把技術的能力放大 進而試圖去替代人,以及把原本為人服務的技術用于控制、監 視人,這兩種技術活動都會引發人的對抗情緒而使原本的技術 活動達不到預期的效果,因而這種對技術價值的認識明顯失 當。而這兩種誤區在上述幾種異化現象中又會相互促進,引發 負增長,加劇了異化的程度。那么如果上述認識上的誤區糾正 了,異化是不是就能夠完全消解呢?筆者認為這雖然符合理論 邏輯,但實踐中卻很困難,因為人們對事物的認識總有一個過 程,馬上就能給出正確認識的情況比較少,況且所謂“正確認 識”也有其相對性。這樣看來,技術應用主體所帶來的異化也 不容易完全消解,只能在提高認識的基礎上強調技術活動過程 中的人文關懷而達到緩解、弱化的目的。
2現代信息技術異化的客體性原因分析 客體性原因主要源于技術實體設備的結構、功能和自然
屬性等方面,主要表現為對人體機能、人類智能等方面的負 面影響。技術結構是技術要素為了實現技術實體的功能按照 一定秩序相互結合的整體組合方式,[11]這種組合方式必須符 合自然規律并達到實現技術功能的目的,雖然有這樣的限制, 在技術創造的過程中,人們還是發現其實有多種組合方式能 夠實現同樣的技術功能。這樣一來,由于技術創造主體在觀 念、認識、水平等多種因素的影響下,可能創造出一些對人 體造成傷害或影響人體健康的技術結構,雖然這種結果不是 其本意。比如,鍵盤加鼠標這種傳統的計算機輸入組合,對 于長期從事電腦工作的人來說,稍不注意就會形成“鼠標 手”,原因在于設備結構挑戰了人的生理結構。再比如,CRT
(陰極射線管)顯示器容易對眼睛造成傷害,而液晶顯示器 則好得多,這兩種顯示器都能實現顯示器的功能,但由于依 據的原理及相應結構不同,在人文關懷上有了差別。技術實 體設備能夠具備甚至超越人的能力,在技術活動過程中,這 部分能力和人自身相應的能力相沖突,導致人自身能力退化 轉而去依賴技術,已有人把這種技術對人的負面影響稱為人 類發展的退化。這在教育目的中有所表現,有了計算機的幫 助之后,人的運算能力和記憶能力均有所下降,有人就開始 質疑相應教學目標是否還有存在的意義等等。技術的自然屬 性是其實體設備的物質及其運動規律所表現出的屬性,現代 信息技術的自然屬性對人的影響主要表現在電磁輻射等電子 污染方面。攝錄像機、投影機、計算機及其網絡等相關設備 在正常工作時都會發射一定頻率的電磁波從而形成對人生活 和工作環境的污染,一個現代化的多媒體網絡教室從這個意 義上講也是教育系統電子污染的重災區,長期在這種環境中 工作和學習不可避免的要遭受電子污染。有研究表明,[12]電 子污染對人體具有潛在危害,它已經成為人類健康的新殺手。
從客體性原因的這幾個方面來看,技術實體本身的確會 對人的身體健康甚至能力產生負面影響,但這又和人的認識、 理念、動機以及技術水平相關,也就是說這種負面影響并不 絕對,是可以改善的。在技術實體的制造過程中,如果能夠 從選材、設計、工藝等具體環節把人文關懷作為首要遵循的 標準,那么許多負面影響都可以減弱,有的甚至可以消除。 比如,從 CRT 顯示器到液晶顯示器,顯示器對眼睛的傷害降 低了,從傳統鼠標到觸摸面板、軌跡球,再到觸摸屏,鼠標 對食指的強迫大大緩解了。
總的來說,這兩種因素所導致的異化現象在實踐中都不 可能完全消解,只能盡可能地緩解或者弱化,而弱化的途徑 同時指向了技術的人文關懷,因而,提高技術的人文關懷或 者說把人文關懷作為技術活動首要考慮的因素則成為弱化技 術異化的基本原則,在教育實踐中尤其需要強調這個基本原 則,因為教育的雙方都是人,而人的主體性的發揮直接影響 教育效果,只有強調技術活動的人文關懷才能緩解現代信息 技術對人的主體性的壓抑和忽視。
四 弱化現代信息技術異化的途徑
技術與人相互競爭的關系是現代信息技術異化的根源, 而失當的技術價值觀以及對教育理解的片面性所導致的在技 術活動中人文關懷的缺失則是異化的直接表現,因此,樹立 合目的的教育觀、技術價值觀,在技術活動中凸顯技術的人 文關懷,使技術與人的關系重新回歸和諧,使祛魅的現代信 息技術走向返魅的后現代技術,是弱化教育領域現代信息技 術異化的根本途徑。
1符合社會需求及人的發展為目的的教育觀的樹立 教育的目的在于育人,是把“自然人”培養成為“社會
人”的社會實踐活動,教育的雙方也都是人,而人本身是有 認識、會思考、有情感、有生命的活生生的個體,因此,只 有把人當成“人”才能真正達到“育人”的目的。當今時代, 原本按照標準化模式“生產”出來的統一規格的知識型人才 已經不能滿足人的發展和社會的需要,高水平的創造性與綜 合素質成為社會對人才的基本要求。因而,關注生命、關注 人性、關注差異,讓教育回歸生活,構建主體性教育的教育 體系,成為時展對教育的吁求。[13]隨著現代信息技術異 化程度愈發嚴重,教育活動人文關懷愈發缺失,這種吁求也 愈發強烈。其實雅斯貝爾斯早就從生命教育哲學的視角闡釋 過這種教育觀:“教育,是人對人的主體間的靈肉交流活動, 包括知識內容的傳授、生命內涵的領悟、意志行為的規范, 并通過文化傳遞的功能,將文化遺產教給年輕一代,使他們 自由地生成,并啟動其自由天性?!盵14]這種理解把教育中人 的生命置于無尚崇高的地位,強調教育活動中的人文關懷, 重視教育雙方主體性的培養和發揮,這種教育觀已經成為信 息時代符合社會發展需要、符合人的發展需要的教育觀。工 業社會的生產方式規定了其所需的人才標準,也給出了相應 的人才培養模式,當今時代同樣如此,在對人才提出新要求 的同時,現代信息技術也開出了多樣化的教育方式、教育資 源、評價模式等等符合人的個性發展需要的教育形式,為發 揚教育中人的主體性進而為社會培養更多高素質高創新能力 的人才準備了技術條件。但需要注意的是,由于人的個性及 其需求的差異性,人對技術的要求也不一樣,也就是說并非 所有的技術、所有的教育方式都是每個人所需要的,在實踐 中應該按需索取。
2符合教育需求及人的發展為目的的技術價值觀的樹立 技術與人的和諧關系是弱化現代信息技術異化的根本途
徑,而后現代技術所追求的正是技術與人的和諧關系,它應 該是高技術和高人文的結合,技術中不僅技術含量提高(表 現為技術水平和復雜性的提高),其非技術含量也空前豐富, 尤其是人文含量和社會含量的增長(技術的人文建構和社會 建構),技術的人道化成為首要標準。如果前現代的附魅技術 是高情感、低效益的技術,現代性的祛魅技術是高效益、低 情感的技術,那么后現代的返魅技術應該走向高效益、高情 感。在這種境界中,技術的出發點和歸宿都是人,人是技術問題的中心。[15]這樣,技術就能夠重新回到為人服務、為人 所用、與人渾然一體的“返魅”狀態,這種認識指導下的技 術價值觀也必將成為符合社會發展、符合教育需求、符合人 的發展的技術價值觀。
人是有差異的,而技術的設計和生產又處于工業化大生 產的模式之中,要想真正做到技術與人的和諧關系,困難很 大但并非不可行,技術實踐已經給出了一些可參照的方式方 法。比如,通過技術功能的超豪華、操作方式和可選模塊的 多樣化來盡可能的滿足不同人的習慣和需求;再比如,把人 體工程學的研究應用到技術實體結構的設計過程中就能夠緩 解技術結構與人的生理結構沖突,等等。這樣一來,技術就 可以達到盡可能地適用于大多數人的目的,而人卻不必掌握 和適應所有技術。在教育領域中,這種合目的的技術價值觀 指導下的技術活動及其理念已經初露端倪,離我們并不遙遠。 比如,從課件到積件,黎加厚博士不僅指出了在課件研發過 程中對教學理解的片面性及其失當的技術價值觀,而且給出 了解決問題的方法和出路:構建積件資源庫,把教與學的主體 重新回到具有主體性的人手中,按照教育需求,按照人的發展 的需要合理的使用技術。[16]當前重要的是把這種合目的價值 觀凸顯出來、傳播出去,并以此規范教育領域的技術活動。
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