基于4C/ID模型大學電子技術論文

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基于4C/ID模型大學電子技術論文

1傳統教學模式存在的問題

1.1知識結構分散,實踐教學單一

自教學設計這一學科產生以來,教學設計領域已經有許多教學設計模式,諸如“肯普模型”“史密斯—雷根模型”“AirForceModel“”迪克—凱瑞模式”等。傳統的教學設計模式并不適合于學生完成復雜學習任務的教學設計,傳統教學設計一般是把復雜的任務分解為簡單的成分,傳統的教學模式注重概念,原則,理論的解釋理解,依據課本對知識分散講解,關聯性差,從而導致實踐教學難成一體。電子技術實踐課對學生的動手能力要求較高,學生必須具備將理論知識轉化為實踐的能力,融理論知識于實際產品生產中,能夠運用所學知識搭建電路,完成相應的控制要求。而傳統的實踐教學只是對理論知識的一個驗證過程,實驗簡單,獨立,與實際生產生活脫離,這早已不能滿足時代對大學生能力的要求。

1.2學生學習狀況與學習效果

基于傳統教學的模式,再加計算機專業學生專業設置各方面的客觀原因,學生的硬件知識薄弱,學生讀寫電路結構能力差,接收能力較差,動手能力更差,在以前的教學過程中為讓學生讀懂一個簡單的電路通常要花費教學大綱規定的雙倍或更多學時才能完成,教、學都比較困難,從而導致學生學習積極性不高,甚至每屆都存在有少部分學生會放棄對該課程的學習。另外,由于時代問題,大學生學習目的性非常強,計算機專業學生一向認為電子技術課程與自己的專業沒有關聯,這也是學生不愿學習該課程很重要的原因之一。所以該課程的學習基本只是完成學時應付考試,實際效果不大。

24c/id四要素教學設計模型

20世紀30年代到50年代,貝培朗菲提出了整體論,按整體論的觀點,學習任務應該被視為一個整體性任務,其根本思想是在充分考慮各要素相互關系的基礎上來考慮和應付其復雜性。荷蘭開放大學著名教學設計理論家麥里恩博爾(JeroenJ.G.vanMerrienboer)在此基礎上綜合各種教學理論提出了面向復雜學習的4C/ID整體任務設計模式,即四要素教學設計模式。該模式面向復雜學習,是以提高和改進學生在專業領域的業績表現為宗旨,注重的是如何應用這些知識解決實際生活中所遇到問題的能力,這是4C/ID的根本特征。4C/ID模型以“學習任務”作為核心支柱,以“支持性信息”、“即時性信息”、“分任務練習”為輔助要素,旨在幫助學習者學會解決復雜問題、發展推理機能,并最終開展自我導向的學習。它強調給學生提供一套具體的、真實的、面向實際工作實踐的整體學習任務,始終將學習任務作為一個復雜的整體來對待,它有利于知識、態度和技能的綜合運用,有利于訓練學生把所學知識遷移到實際工作和日常生活中的能力。目前國外對于4C/ID模型研究現狀是基于實踐,主要倡導利用技術的支持來實現技能培訓、案例學習等。這里將技術作為教學設計的重要因素,現代教育教學設計的又一個發展趨勢就是借助技術的力量實施各種問題解決學習策略。4C/ID模型是教學設計的新發展,是一種面向復雜學習的整體性的教學設計,它試圖實現學習者在真實的情境中“做”真實的學習任務,在應用情境中能以一種協調和綜合的方式運用所有技能,以便提高他們在復雜認知技能操作上的綜合能力。因此,在運用該模型時,我們應該考慮到學習者的認知負荷和指導者知識的權威性與廣博性,這樣才能真正將該模型所體現的思想落到實處,更好、更有效、更全面地指導實踐。

3基于4C/ID模型的實踐教學設計

依據這個模式建立的實踐教學貫穿于一種實際的電子產品生產與制作的全過程,將企業文化貫穿于高校教學中,進行實訓與理論一體化教學。生產設計過程分任務進行,每次任務涉及到的理論知識學習之后進行實踐設計,分任務分步驟有序進行,同時實踐教學又基于虛擬環境,利用仿真軟件完成電路設計。

3.1任務和技能分解

大學教學過程的特點是理論知識學習循序漸進的過程,所以利用4C/ID模型有別于企業生產和短程培訓,對于4C/ID模型在教學中的應用,不能死搬硬套,要靈活使用,與傳統教學模式相輔相成,取長補短,不能完全摒棄傳統教學模式。課程教學起始給學生下發一個完整的產品設計樣例,并附帶了詳細的工程師設計步驟與過程。和學生一起分析樣例,引導學生進行角色轉變,從工程設計的角度分解設計任務和所需技能,對任務進行分類,排序,通過這個環節目的是要學生了解學習該課程應該做些什么,做到什么程度。有了案例分析鋪墊以后,給學生一個相似的完整任務,例如,給學生提出要求完成的一個整體任務即實踐課程任務是“汽車尾燈控制電路”的產品設計,參照下發給學生的設計樣例對設計過程進行詳細分解。該任務包括開關控制電路,顯示、驅動電路,譯碼電路,計數器,最后任務整合組成尾燈控制。

3.2構成子技能涉及相關知識分析

分解任務和子技能后,需要將理論知識和任務掛靠,確定完成任務所需的認知策略,描述每個非重復性子技能的心智模式。教學采取讓學生讀懂課本目錄的方式,查找子技能所需知識對照內容所在目錄,記錄目錄所在章節需掌握的理論知識,包括概念、原則、電路原理及需達到程度。在這一過程中并不局限于是采取再用性構成技能分析方法還是采用非再用性構成技能分析方法,只要最終促進學生建立認知圖式,實現認知圖式達到自動化,能夠明白學習完每章節自己必須具備的技能,或者說完成每一任務需要的知識點所在即可。從而建立了一個描述解決問題的模型。上述案例中控制電路分解后要給學生分析講解每部分對應的知識點所在章節,也就是分析對應章節知識點學習后要完成的任務。要完成電路設計首先要具備邏輯門電路及集成芯片的工作原理認知,這部分內容在教材第一章到第三章系統學習(選用教材是閻石主編《數字電子技術》),其它子任務在教材中對應著單獨章節講解,例如,譯碼電路設計直接對應著獨立章節,講解譯碼器74ls138集成芯片的工作原理及應用。

3.3任務合成及完整作品呈現

經過任務分解以及部分任務的完成后,理論知識循序漸進地融進實踐中,而所有前序設計數據和電路或程序都在虛擬環境保存,接下來就可以依據案例要求將所有任務合成,實現完整作品呈現。這個過程使學生將知識、技能和態度綜合一體,理論知識精致化、整體化,厚書讀薄,將知識轉換為技能的一個提升。個人認為要在現時代立足,一個應用性大學必須能夠培養出時代需要的人才,現時代不再像十年前只要是一個有理論知識的人就有足夠時間讓他經過社會的洗禮成熟,而是踏出大學校門的那一刻他必須有能力將理論知識轉換為社會效益,這是教改的原因和目的,也是時代對現代大學提出的新要求。

4結束語

4C/ID模型在國外早已廣泛應用,不過主要還是用在企業短程培訓中,在高校教學中使用該模式還處于探索階段。經過實踐檢驗,4C/ID模型在“大學電子技術”實踐教學中的靈活使用,效果顯著:

(1)改變了傳統教學理論與實際相脫離的現象,傳統教學學生概念原理爛熟,但實驗時一頭霧水。采用了復雜認知技能學習后,將理論學習融入實踐中,學習不只為考試,主要為掌握技能,利用知識解決實際問題的能力。當代大學生必須具備將理論知識轉換為實際生產技能的能力,以前這個環節是社會完成的,現在移交給了大學,這也要求我們的培養目標做相應地轉變。

(2)提高學生的實踐技能,能力與社會需求接軌,4C/ID模型的核心是任務及任務的實現,所以將其帶進課堂也就是將高校實踐教學企業化,學生不僅是對知識的獲取和呈現,而且是能夠獨立地面對真實問題,解決問題,達到最終獲得復雜認知技能的目的。

作者:張琛 單位:甘肅政法學院

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