【摘要】随着多媒体课件在课堂教学中的普及，越来越多的教师开始使用和制作多媒体课件，但有些课件界面文字颜色的搭配不合理，会影响学生的阅读注意，从而影响教学效果。文章旨在眼动实验的基础上，探究多媒体课件中不同颜色文字材料对产品设计专业学生的影响，并给出进一步制作意见。
【关键词】多媒体课件；色彩；阅读；眼动研究
【基金项目】基于设计思维和创新实践的产品设计专业实验教学体系项目资助（B1-0224-16-002-021）。
多媒体课件是教师用来辅助教学的工具，综合运用文字、图像、色彩、声音等多媒体素材帮助学生更好地掌握教学内容。如今，随着计算机技术的普及，多媒体课件成为一种主要教学手段。如何吸引学生的注意力，提高学生的阅读理解能力，促进学生对课件内容的记忆，已经成为近年来信息学、心理学、教育学等多学科关心的问题。同时还应注意，针对的学生群体不同，相应的多媒体课件的侧重点也应有所不同。本文主要研究多媒体课件中的不同色彩的背景以及文字材料对产品专业学生阅读的影响。
一、多媒体课件中文字色彩搭配
阅读是从书面材料中获取信息的过程。书面材料的主要形式是文字，因此，要想让学生在多媒体课件中迅速获取重点知识，文字是非常重要的。已有研究表明，色彩在视觉上带给人的冲击力是最直观迅速的，因此多媒体课件制作者为了提高课件对学生的吸引力，会选择不同色彩的文字突出重点内容。不同色彩的文字，会带给学生不同的感受，对阅读的影响也是多方面的。
（一）不同颜色的文字对学生吸引力的影响
不同的背景与文字颜色搭配带给学生的视觉吸引力不同。理论上讲，色相差异较大的颜色搭配相较于色相差异较小的颜色搭配更易吸引人的目光。例如白色背景-红色文字，会迅速吸引人的目光，而白色背景-黑色的文字则相对比较严肃适中。
（二）不同颜色的文字对学生信息认知的影响
在阅读过程中，信息的提取认知是至关重要的一步，也是承上启下的关键步骤。比如彩色文字相较于黑色文字会引起学生更多的关注，但相应地也会加大信息认知的难度，延长阅读时间。
（三）不同颜色的文字对学生后续记忆的影响
人们对色彩本身是没有明确的记忆的，但色彩会极大影响学生的视觉注意。换句话说，就是色彩会影响学生对信息的感知，从而影响学生对信息的记忆。彩色文字带来的信息认知的困难以及阅读时间的延长有时会对学生对课件内容的记忆起到反作用。
二、眼动记录技术
在阅读的过程中，眼睛是获取信息的最主要渠道，因此，眼动的过程在该研究中是十分重要的。可以通过观察眼球的运动来探知学生的心理活动。在此研究中主要关注的眼动数据有以下衫唷
（一）总注视时间
总注视时间是学生对某种颜色文字所有的注视时间的总和。相关研究表明，总注视次数可以作为判断学生感兴趣程度的有力指标。
（二）总注视次数
总注视次数是学生对某种颜色文字注视的总次数，该指标可以有效地反映学生提取不同颜色文字的信息的难易程度。相关研究表明，阅读较难材料的总注视次数要比阅读简单材料的注视次数高。
三、实验
（一）实验目的
本实验的目的是研究不同颜色的背景与文字材料对学生阅读理解的影响，通过得出的眼动数据以及学生主观感受判断出颜色在阅读材料中的作用，总结出各类颜色文字对阅读的影响。
（二）实验被试
随机抽取25名产品设计专业学生，视力正常，非色盲，色弱。
（三）实验仪器与材料准备
本实验使用的仪器为Tobbi眼动仪。实验材料为不同颜色背景与不同颜色的文字相组合，选择的颜色为常见的多媒体课件中出现的颜色，分别是白、黑、红、黄、蓝、绿。
（四）实验数据
1.不同颜色与文字材料的总注视时间
对统计结果进行方差分析：
从表中得到：不同颜色的字体对阅读总注视时间有显著影响，不同颜色的背景对阅读总注视时间有显著影响，但不同颜色的字体与背景之间的交互作用不明显。
2.不同颜色与文字材料的总注视次数
对统计结果进行方差分析：
从表中得到：不同颜色的字体对阅读总注视时间有显著影响，不同颜色的背景对阅读总注视时间有显著影响，但不同颜色的字体与背景之间的交互作用不明显。
本文采用内容分析法从界面的视觉要素、交互及功能模块、反馈信息和安全性（容错性）设计等方面对国家精品课程部分文理科教学课件界面现状进行调查分析，在数据统计的基础上分析国家精品课程教学课件界面设计的特点及不足，提出相应的建议，旨在推动国家精品课程建设深入发展。
【关键词】 教学课件；精品课程；界面设计
【中图分类号】 G423 【文献标识码】 B 【文章编号】 1009―458x（2013）01―0087―05
一、研究问题的提出
多媒体教学课件以文字、图形、图像、动画、视频等多种媒体组合展示教学内容，以期达到较好的教学效果。然而，应用多媒体教学并不总能带来好的学习效果，其主要原因之一在于教学界面设计的优 劣。[1]金燕所做调查表明，课件制作内容、表现形式与教学效果之间存在着极高的正相关。课件所采用的外观形式如字形搭配、色彩搭配、图像搭配和教学效果之间存在显著正相关。[2]国家精品课程被定位为“五个一流”，即一流的教师队伍、一流的教学内容、一流的教学方法、一流的教材、一流的教学管理。“一流教学内容”需要通过一流的教学课件来表现。对国家精品课程教学课件界面设计的现状进行调查分析，可以为后续国家精品课程教学课件的界面设计提供有益参考。
二、研究过程与方法
本研究的资料来源于国家精品课程资源网（）。笔者通过“课程中心”按条件进行搜索，检索时间为2011年6月，其中搜索条件为：教育层次“本科”，课程级别“部级精品课程”，起止年份为2007-2010年，共搜索到1697门课，这些部级精品课程涉及文学、历史学、经济学、管理学、法学等13个学科类别。本研究确定样本时，按照搜索页面的排列顺序逐一链接课程并下载其中的教学课件，限于网络速度及响应时间的影响，共下载了220门课程328个教学课件作为研究样本，其中文科类的课件128个，约占总数的39%；理科类的课件200个，约占61%。研究样本的学科类别及时间分布情况如表1所示。
本研究主要采用内容分析法对国家精品课程的教学课件界面设计进行统计分析，使用数据处理软件对研究样本进行统计分析并得出相关结论。笔者通过大量阅读课件界面设计的相关文献，总结界面设计的各个因素并制定用于分析的类目表，包括界面的视觉要素、交互及功能模块、反馈信息设计和安全性（容错性）设计。研究的主要问题包括：国家精品课程教学课件中运用了哪些视觉要素，视觉要素的设计和运用情况如何，国家精品课程教学课件在交互及功能模块设计方面主要运用了哪些交互形式，主要功能模块有哪些，具有什么特点，国家精品课程教学课件在反馈信息设计和安全性设计方面如何等。
三、研究资料统计与分析
（一）授课课件类型概况
制作多媒体课件常用软件有PowerPoint、Flash、Dreamweaver、Frontpage、Authorware等。PowerPoint是一种专门用于制作演示用的多媒体投影片/幻灯片的工具，它以页为单位制作演示文稿，然后将制作好的页集成起来，形成一个完整课件。其制作简单，不需要计算机专业知识，适用于制作教师自行演示的课件。Flash、Authorware、Dreamweaver等属于专业性较强的制作软件，可制作出具备较强交互性能的教学课件，但较难熟练掌握并使用。
在本文所采用的328个多媒体教学课件研究样本中，PPT格式的样本约占68.6%，PDF格式的样本约占18.9%，而且这些PDF格式的样本本质上是由PPT格式转换而来的，因此本质上使用PowerPoint制作的样本占总数的87.5%，而Flash、Authorware、网页格式的课件则分别为9.5%、1.2%和1.8%，具体统计结果如表2所示。这表明精品课程教学课件多数选择PowerPoint作为制作软件，只有少数课件的制作采用了专业性较强的制作软件。这也在一定程度反映出PowerPoint为多数授课教师所掌握并运用，且是最为普遍使用的多媒体课件制作工具。
（二）视觉要素统计情况与分析
不论采用何种工具软件制作多媒体教学课件，其视觉效果都应该遵循让用户感觉舒适、生机与活力的原则。通过视觉感官的刺激，增加对用户的亲和力，适应不同学习者的不同心理特征。下面分别从文字设计、图片/图表/视频动画使用、界面总体色调、背景及过渡效果设计等4个方面对国家精品课程教学课件的视觉要素进行统计分析。
1. 文字设计方面
计算机能够储存大量的信息，这是其一大优势。但在进行多媒体文本的设计时，应该用尽量少的文字来表明事实的含义。[3]文本的设计包括了文字的字体、字体的颜色、字体背景颜色、每页文字表达的概念以及每页文字的内容多少等。根据这几个方面对328个研究样本进行统计，统计结果如图1所示。
有研究认为，界面设计的用色并不是越多越好，一般控制在三种色彩以内，故在调查字体颜色数时以字体颜色数大于3为界进行统计。[4]人机工程学研究表明，字符的最小可视高度=视距/250，据此算一个页面的文字不宜超过12行，否则文字的字间距、行距会影响文字内容的可读性，并易使学习者产生视觉疲劳。[5]认知心理学家Miller（1956）已经证实个体的工作记忆容量只有7±2个组块，在如此有限的工作记忆容量下，如果同时进行几种认知活动的话，就会出现资源分配的问题。[6]故为减少学习者的认知负荷，一个页面中所表达的概念不宜超过7个。王优等（2009）研究表明，字体是影响汉字辨认的因素之一，倾斜或过于艺术化的字体影响汉字的辨认。[7]而从统计中发现，在被调查对象中，字体颜色数大于3的教学课件比例高达11.3%，字体的背景颜色数大于3的也达到了9.1%。约1.5%的教学课件每页的概念数大于7个，约8.8%的教学课件每页正文超过了12行，约4.6%的教学课件使用了斜体字或艺术字。
2. 图片/图表/视频动画使用方面
图片/图表具有迅速传达信息、直接专注重点、更突出事物间的相互关系、使信息表达更加鲜明生动的作用。视频、动画具有从属性，能再现和补充文字语言所表达的视觉形象，使学习者更易理解所传达内容的思想内涵，而且还具有独立性，能够突出页面形式之美，增强学习的趣味性。认知理论的多重表征原则和接近性原则指出，如果词和相应的图同时呈现，学习者就容易在它们之间建立联系，即整合信息，这就提高了有意义学习。如果动画和叙述在时间上是协调的，学习者就更可能同时把相应的视觉和语言表征保持在工作记忆中。[4]
通过对研究样本的统计发现，国家精品课程教学课件中图表的应用相当广泛，其中概念图表和数字图表的使用分别达到了80.2%和85.1%。使用图片的样本有31个，约占总数的9.5%，具体统计结果如表3所示。统计结果还表明视频、动画的使用率偏低，有30个样本使用了视频动画，占9.1%。
3. 界面总体色调设计方面
主色调指的是教学课件中使用得最多的色调。人们会因心理作用而对色彩产生寒冷或温暖的感觉，红、橙、黄使人联想到旭日和火焰，有温暖感；蓝青色使人联想到大海、阴影，因此有寒冷感。带红、橙、黄的色调都带暖感，带蓝、青的色调都带冷 感。[5]色彩的冷暖与明度、纯度也有关，高明度的色一般有冷感，低明度的色一般有暖感。高纯度的色一般有暖感，低纯度的色一般有冷感。无彩色系中白色有冷感，黑色有暖感，灰色属于中性。[6]教学课件应该有一个主色调，并且拥有一个整体的布局风格，这对于保持学习者稳定的情绪是非常重要的，也是非常必要的。
研究样本界面总体色调的统计结果如表4所示，采用冷色系和中性色系的课件占总数的84.4%。这表明国家精品课程教学课件采用的主色调多数是冷色调或中间色调。这两种色调给人稳定、规范、简洁明晰的感觉和视觉效果，因此多数课件采用了冷色系和中性色系作为课件的主色调。
4. 背景及过渡效果设计方面
恰当使用课件背景可以起到渲染和营造出主体信息呈现所需要的环境、气氛的作用，同时可以将学习者的注意力集中到主体信息上，实现主体信息传播的有效性和准确性。因此，背景的设计应按照一定的整体风格，并依据主题信息的呈现要求，给主体信息提供一个特定场景。界面转换设计的基本原则是要使学习者的注意力从这一界面自然过渡到下一界面，中间没有明显的视觉间断感和跳跃感。
研究样本使用的背景的类型包括动画背景、颜色背景和图案背景。使用图案背景的课件是指其在课件框架或背景中加入了底图，教学内容呈现在底图上。统计结果如图2所示，其中颜色背景占56.7%，图案背景占42.1%，这两种背景是当前精品课程教学课件背景设计采用的主要形式。研究样本统计还显示，背景不一致的课件达到了10.4%，背景颜色数大于3的课件达到了6.4%。
在过渡效果设计方面，统计结果显示，设置了画面过渡与图片文字缓出的教学课件占总数的84.1%，共276个课件，这表明多数教学课件在设计时考虑了学习者注意力的自然过渡，但也有15.9%的课件并没有处理画面过渡与图片文字的缓出。如图3所示。
（三）交互设计及功能模块统计情况与分析
多媒体教学与传统教学最大的区别在于多媒体课件强大的交互功能。在进行课件界面设计时，一个完整的课件应该包括各种交互功能，良好的交互功能有利于人与计算机之间进行信息交流。多媒体课件中适当合理地使用菜单、按钮、热字、热区、动画、切换、链接等功能，能够提高教学效果和质量。
研究样本统计结果表明，热字是精品课程课件中采用最多的交互形式，约65.85%的样本采用；其次是按钮形式和菜单形式，分别为13.41%和7.93%；使用图形图片作为交互的占7.01%，而使用热区交互的样本只有3个，占0.91%。还有16个样本仅提供了结束的交互功能，占4.88%，具体结果如表5所示。
常见的多媒体课件分为四大模块：教学内容、导航（目录）、课程说明、思考练习。一般教育性的课件都应该包含教学内容，教学内容是每个多媒体课件的核心。灵活的导航系统可以帮助学习者根据自己的知识结构，选择合适的学习内容，或者更加方便地转入任一章节的学习，或者在任何地点都能回到总目录或退出整个课件等。课程说明可以为有需要的学习者提供信息，例如这个课件的学习需要哪些知识基础、适合哪些人群、学习课件的方法提示等。思考练习环节帮助学习者巩固知识，查漏补缺。
从表6统计数据来看，目前大多数的精品课程教学课件功能模块并不完善，具有导航（目录）功能的样本很少，只占5.5%；具有课程说明功能的样本和思考练习功能的样本所占比例偏低，分别占10.1%和25.9%。
这一现象与精品课程教学课件以演示型课件为主有关。例如调查显示，仅有44个样本设计了按钮交互功能，其中约一半的按钮只是用于上下翻页，约三分之一的按钮用于退出，其余6个样本的按钮用于提供帮助。
（四）反馈信息设计和安全性（容错性）设计统计情况与分析
一个完整的多媒体课件应具备反馈信息的设计，以便于学习者操作使用。例如对于学习者的回答，要及时予以反馈评价。形式可设计成文字（正确或错误）、声音（“答错了，别灰心”或“答对了，请继续”或欢呼声、掌声等）、图片（笑脸/哭脸），还可插入一段动画，这样能引起学习者的注意。而安全性主要是指课件的容错性。即在进行课件界面的设计时应充分考虑到可能出现的误操作，控制出错几率，并尽量在出现错误时给出补救措施。如设置询问，告诉使用者这样的操作会造成什么样的后果，确认是否进行该操作等询问，让使用者根据自己的选择做出正确反应等。
研究样本统计显示，仅有3个样本涉及安全性方面的设计，仅占0.9%。而反馈信息设计方面同样仅有3个样本具备反馈信息，占0.9%，其中1个样本采用了文字作为反馈信息，2个样本采用了图片声音作为反馈信息，约99.1%的教学课件没有此方面设计。具体统计结果如表7所示。可见，绝大多数教学课件在设计时没有充分考虑课件的反馈信息设计及容错性设计。
四、研究结论与评价
教学课件界面是直接面向学习者的人机交互信息传递和导航中介，优秀的界面设计是教学课件成功与否的关键因素之一。通过对研究样本的统计分析，国家精品课程教学课件界面在文字图表设计、背景设计、交互设计以及反馈与容错设计等方面还需进一步完善提高。
（一）教学课件制作工具单一，工具运用水平有待提高
样本研究表明，国家精品课程教学课件的制作工具以PowerPoint为主，可见PowerPoint是广大教师自主制作课件的首选工具。调查发现，87.5%的教学课件是采用PowerPoint制作的，且这些课件多数是演示型课件，缺乏交互。即使是课堂使用的演示型课件，也需要交互功能。例如，制作单项选择题或者是非判断题，然后根据学习者的选择在课件中做出相应的反应。这类交互其实都可以通过PowerPoint的控件快速制作完成，但统计显示具备这些功能的课件非常少。这反映出多数教师掌握了PowerPoint的基本功能，对一些深层次功能的掌握则相对欠缺。国家精品课程建设在今后的培训方面，不仅要让教师熟练掌握工具的基本功能，还需进一步提高其开发应用能力。
（二）文字设计仍存在色彩繁复、信息过量的问题；图表运用广泛，但视频、动画使用率偏低
调查表明，教学信息设计方面，部分精品课程教学课件存在使用过多的字体颜色和背景颜色、在颜色的使用方面未做到协调统一的问题。多媒体课件界面设计的本意是要激发学习者学习的兴趣，利于学习者对知识的获取。课件设计得繁复叠套，眼花缭乱，颜色太过于丰富多彩，反而会分散学习的注意力。在文字设计方面，少数课件把相关的所有材料事无巨细尽数罗列，导致信息过多，增加了学习者的认知负荷。
视频和动画可以对现实中不易接触到或观察到的事物和现象进行视频动画模拟，有利于学习者了解事物内部之间的联系。[7]图表在精品课程教学课件中得到了广泛的使用，但是视频和动画使用率偏低。视频动画要占用较大的存储空间，播放时需特定的播放软件，专门的视频和动画不容易获得，独立制作则需要耗费大量的时间、人力和物力，这些都是导致视频和动画使用率偏低的原因。
（三）课件主色调设计以冷色调为主，存在背景设计前后不一致、背景色彩过多的现象
国家精品课程教学课件主色调多采用冷色调和中性色调，目的在于稳定学习者的学习情绪。但也应适当运用暖色调来引起学习者的注意，强调和刺激学习者的学习。对具有相似功能的内容设计的模块、提示框和按钮，应使用同一种颜色或相近的颜色，保持整体风格和色彩前后运用的一致性，给学习者稳定、规范、简洁明晰的感觉和视觉效果。调查发现，国家精品课程教学课件的背景设计以颜色背景和图案背景为主。但是使用图案背景时，课件底图的颜色较深或底图画面较为突出，喧宾夺主，致使学习者阅读困难。部分课件的设计忽视了背景设计的整体风格，繁杂的颜色分散了学习者的注意力，影响主体信息传播的有效性和准确性。
（四）教学课件缺乏完善的交互功能，功能模块设计不完整
国家精品课程教学课件多采用适于单向授课的演示型课件，仍然以教为中心，教学内容与流程相对固定，课件的交互功能较弱。此外，这些教学课件多是授课教师课堂使用的堂件，普遍没有设计完整的功能模块，尤其是导航的缺乏易致使学习者产生迷航，不利于资源的利用。国家精品课程应具备一流的教学方法，而教学课件功能的不完善，一定程度上反映了精品课程教学课件在设计上并未以学习者为中心，偏重于教师的教，忽视了学习者的学。
反馈与容错设计欠缺，说明设计者并未考虑教学课件的共享以及学习者课后的自学应用。国家精品课程建设的最终目的是促进优质课程的共建共享，教学课件不仅仅是原授课教师的课堂演示课件，也是各地教师的教学资源、各地学习者的学习资源，良好的反馈信息设计和容错性设计有助于国家精品课程资源的共建共享。
五、结束语
关键词：计算机专业 课程进度 数字电路与设计
中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.15.132
“数字电路与逻辑设计”是电气信息类专业一门重要的专业基础课。该课程是后续专业基础课和专业课的先修课程和基础，是学生开展课外科技创新活动的必备知识，是解决工程实际问题的重要理论和方法，结合目前的实际情况，对数字电路与逻辑设计教学进行改革。
1 数字电路与逻辑设计的本质
数字电路与逻辑设计是计算机科学与技术必修的一门重要课程。该课程中介绍了与数字系统相关的知识，体系等。设置这门课程的重要性在于让学生能够更好地了解数字计算机和其他系统的基本逻辑电路，能够熟练运用课程中所学到的知识并在实际操作中对案例进行分析，客观地提出要求。
通过这门课程的系统学习，可以加强同学的逻辑思维能力，落实到具体工作中，可以解决具体问题，可以对系统硬件进行检测，并有一定的创新能力。数字电路课程教学之所以进行改革是为了提高学生对计算机硬件设施的了解，为日后的学习做铺垫。我们从计算机科学的角度划分，可以把其课程分为：分析电路，数字电路与逻辑设计，微机原理等。从这些课程不难看出，数字电路与逻辑设计起的是承上启下的作用。
2 电子技术的广泛应用加快了数字电路的发展
现阶段，是科技的时代，电子技术已经应用广泛，电子元素是计算机和电路不可缺少的构成元素。国民经济和国防各领域的逐渐渗透，使得数字电子技术在相关专业的地位越来越重要。通过探讨，认为要对以前的教程进行革新，减少理论性过强的内容，着重掌握数字集成电路器的特性与实际运用，将重点放在学生的实际操作上面。
此外要加强创新能力的培养，引导学生们多进行课外实践活动，让学生们把课堂上所学的知识用于实践，这样让学生们在实践中总结理论知识，有利于学生们知识的全面掌握。多媒体技术可以形象并明了地展示复杂的图表，便于老师课堂上的教学，还方便了学生们观看和理解。更重要的一点是，它节约了课堂信息量，增加了课堂上的教学内容。以培养学生创新精神和实践能力为主线，坚持“三个结合”，实现“二个转变”，达到“一个提高”。坚持实践内容与理论知识相结合，创新实验与科学研究相结合，课堂教学与课外实验相结合；实现由基础验证性实验向综合设计性实验转变，由传统型实验向创新型实验转变；达到学生实践能力和创新精神的提高。提高教学的工作环境，利于开展实践教学，从而有利于人才的培养和教学质量的提高。围绕实践这个中心，增加新的教学内容，根据电子信息技术的专业特点，制定科学的实验课程，在内容中多以实验为主，增加教学模板，提高教学方法，总结出一套科学性、系统性的教学体系。
3 数字电路教学的改革方向
由于数字电路与逻辑设计的实践性很强，所以，在实际的教学改革中要做到周全考虑，针对各项内容都要做出调整。还需要注意的是，做到书本上所学的知识配套进行实践。理论结合实际，多结合实际情况进行训练。其内容包括：工具运用能力，绘制电路，电路分析能力，项目综合能力等。
3.1 课程体系的调整
为了更好地适应电子科学技术的发展，要优化课程结构的总体要求出发，进行模块化的设计，使数字电路与逻辑课程内容体系具有系统性，科学性，先进性等。
数字电路与逻辑设计基础从课程内容上被分为两大块。数字电路介绍了数字系统的组成，数字信号的特点等；在内容上先逻辑电路，逻辑部件，先单元电路后系统电路等等。数字电路多以理论为重点，在讲解中多涉及外部逻辑功能。数字电路部分多以运用为主。这样的课程组合可以让学生对数字电路更加了解。
3.2 教学内容的调整
数字电路与逻辑设计的课程很多，为了让学生在有限的实践内把课程学好，要求教师掌握基本理论的同时有效地组织课程教学。在介绍运用时，要根据其不同的侧重点进行分析。实验教学从随堂实验到改革教学后进行独立实验，这其中包括验证性实验等。
通过有效的组织，可以增加学生们的实践操作，调动学生们的积极性，从而有助于知识能力的提高。
3.3 加大实践的内容与次数
数字电路与逻辑设计在教学中需要增加实践内容，这有利于课程的安排，更提高了学生们的动手能力。在实践中发挥良好的教学效果，要合理地拆分实践内容：①基本实验；②设计实验。我们来了解一下这两种实验的概念：基本实验室使用电子仪器的能力；而设计实验则是为了实现逻辑功能，而采用的是数字系统。在设计实验中鼓励学生自拟实验的项目，并将课外活动结合进来，使学生的思维更加广阔。
目前的电子大赛就是为高校的改革服务，它是结合了电子信息的专业内容，这种比赛在教学改革中起到了引导的作用。这十多年来，在全国开展了很多电子计算机的竞赛，这些竞赛对高校体系改革帮助十分明显，它有助于有才能的年轻人展示自己的能力与专业水平。在电子竟赛出题中增大数字电路EDA的内容可以引导高校建设EDA的实验室，例如：SOPC（系统集成芯片）是我国“十一五”制定的重大专项，目前全国已在12个高校中成立了集成电路人才培养基地。
4 结语
现阶段是电子化的时代，科学的进步带动了电子技术的广泛应用。大量的可编程器件被采用，这使得传统的数字逻辑方法明显变化。计算机的应用范围越来越高，使得人们对计算机的认识逐渐深刻，计算机的设计理念开始突破原有的范围。数字电路与逻辑设计在各种现代技术的合力推动之下，得到了明显的提升，可以做到使学生紧跟在市场的前沿。所以，数字电路和逻辑设计的改革加快了这门科学的发展，提高了学生们解决实际问题的能力，给学生们的就业和发展打下了坚实的基础。
参考文献：
[1]李晓辉.数字电路与逻辑设计[J].
[2]曹魏，徐东风.计算机教育[J].
关键词 数字化学习资源；共建共享；微课程
中图分类号：G434 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）04-0066-03
An Exploration of Micro Course Development Practice based on Resource Sharing//FU Kuiliang
Abstract A procedural learning resources based on the solving problem is more convenient than a resulting learning resources based on the knowledge for the dissemination of knowledge and the construction. Micro course is a kind of important digital learning resources， the course is not only a kind of high-quality online education resources complement， but also is upending traditional classroom education mode and teaching activities. The micro course development practice based on resource sharing is not only to inject new vitality for high quality digital learning resources， and it can provide a practical mode for large-scale development of micro course， continuously can promote the curriculum resources to the greatest extent of application and promotion.
Key words digital learning resources； co-construction and sharing； micro course
解决数字化资源建设与应用之间的矛盾，需要一种发展的观点。教育资源从开发供给到应用的过程，使用者会不断提出需求，开发者也应不断去满足需求。数字化资源建设要以应用需求为导向，数字化资源建设从无到有，不同阶段有着不同的共享目的，从初期的硬件共享，到中期的软件共享，发展到目前智力型、过程性知识共享。现阶段数字化资源的需求可以概括为以参与性、过程化、视频化、微型化、解决问题为主等特征。
1 微课程是一种优质数字化资源
优质数字化资源 数字化学习资源是指经过数字化处理，依据学习者特征组织和编排的，可以在计算机上运行、在网络上传播和共享的，供学习者学习的多媒体信息资源。
学习者需要的数字化学习资源一般可以概括为5种形式：1）以科学知识为主要内容的以文本、图像、声音、视频等为呈现方式的静态资源；2）以答疑解惑为主要内容的在线优秀教师资源；3）以探究体验为主要内容的智能交互式教育信息资源；4）以问题解决为主要内容的寓教于游戏形式的信息资源；5）在教育和学习实践中师生自主生成的多种形式的教育资源。
以上几类资源中，什么是数字化学习资源（本文与数字化教育资源不加区别讨论）？这是一个值得磋商的概念。中央电教馆王珠珠在《数字化资源应用与教学策略》一文中指出，数字化教育资源是一个教育产品，它包含特定的教育目标、教育方法、教育思想和作者（教师）的教育理念[1]。所谓优质数字化学习资源，是指与学习者紧密结合，与恰当的教学策略相结合的资源。同时在教与学过程中解放生产力、提高工作效能，才会符合信息时展的根本要求。
从微课到微课程 微课与微课程相比虽然在字面上仅一字之差，但两者有着明显的区别与联系。微课是微型课的代名词，来源于现实的课堂教学模式，是课堂教师授课的浓缩、搬迁与改版，本质上属于教师为中心模式[2]。从教育技术视域考察，微课属于新一代教学课件范畴。微课程则是微型课程的代名词，来源于可汗学院的翻转课堂实验，是将原有课程按照学生学习规律，分解成为一系列具有目标、任务、方法、资源、作业、互动与反思等在内的微型课程体系。
微课只有与学习任务单、学生的学习活动流程等结合起来，才是一个完整的“微课程”。如果从广义教育资源角度理解，微课程则是课程改革与信息化进程中的学习资源创新，是学习内容与学习方式整合为一体的新型资源，是一种过程性、故事性、可视化的数字化学习资源。但是两者之间存在内在的联系，微课程中的资源与微课的呈现方式有着天然的联系，并且微课开发与制作是微课程开发与作用的必经阶段。
微课程是一种新型的优质数字化学习资源 微课程是以若干节微课组成的专题式或主题式相对完整的体系，是微课发展的高级阶段。根据优质数字化资源的特征可知，微课程属于优质数字化学习资源。同时它要求突破传统知识型的静态化资源，是将教师“教”的资源和学生“学”的资源有机结合的一种新型数字化学习资源。微课程资源的开发与建设，不仅是一种特色资源建设途径，还是深化课程与教学变革，提升教学质量有效手段。
具体来说，微课程具有如下特点。
1）主题突出，内容具体。一个课程就一个主题，或者说一个课程一件事；研究的问题来源于教育教学具体实践中的具体问题，或是生活思考，或是教学反思，或是难点突破，或是重点强调，或是学习策略、教学方法、教育教学观点等具体的、真实的、自己或与同伴合作可以解决的问题。
2）草根研究，趣味创作。因为微课程内容微小，所以人人都可以成为课程的研发者；正因为课程的使用对象是教师和学生，课程研发的目的是将教学内容、教学目标、教学手段紧密地联系起来，是“为了教学、在教学中、通过教学”，而不是去验证理论、推演理论，所以决定了研发内容一定是教师自己熟悉的、感兴趣的、需要解决和有能力解决的问题。
3）成果简化，多样传播。因为内容具体、主题突出，所以研究内容容易表达、研究成果容易转化；因为课程容量微小、用时简短，所以可以通过网络、手机以微博、微信等多种形式传播。
4）视频形式，不易侵权。微课程最终都是以视频形式呈现给学习者。现代各项技术的发展使用视频类资源制作、存储、传播更方便，同时短小精悍、主题鲜明的视频类学习资源处于戴尔“经验之塔”的中下部，提供的是直观具体的学习经验，此类学习资源更易于学习者接受、理解和掌握。更重要的是，视频类资源在传播共享的过程中易于保留原创者的知识特征，更易于知识产权的保护。
5）方便共建，易于共享。微课程作为高校数字化学习资源，有着符合时代要求的一些优势：符合学生认识特点，时间短、任务小、易传播，微视频深受学生欢迎。微课程的开发易于被教师掌握和认可。
2 基于资源共建共享的微课程开发模式实践探索
结合近几年的教学与管理实践，从平台资源、空间资源、教师资源、学生资源等几方面进行共建共享探索。较成功并值得推广的共建共享经验总结为以下几个方面。
区域内校级数字化资源共建共享模式 区域范围内的数字化学习资源具有相同水平、易于组织管理、便于沟通协调等特征。南京广播电视大学与南京城市职业学院属于“一套班子，一套人马”“两块牌子、两种教育”“一校两制、一校两牌”的办学格局和模式。随着电大的发展，一方面规模不断扩大，另一方面传统电大资源已不能满足当前学员的学习需求。仅靠中央电大统一建设教育资源，已经远远不能满足省级电大体系下各区电大现实的需求。而高职教育通过近几年的快速发展，教育资源尤其是以信息化为支撑的数字化学习资源已得到优先发展。这两种办学体系的教育资源共享不仅必要，而且可行。通过共建共享达到优势互补，通过专业与课程这两种途径实现资源深度共享。
以会计信息系统课程为例，笔者同时是这两个教学体系的课程负责人，担负着两种教育模式相同专业相同课程的资源建设、课程任课教师管理、教学活动管理、教学测评等任务。在南京城市职业学院（南京市广播电视大学）优质数字化教学资源共建共享的研究与实践这一校级重点课题指引下，建设的任务包括平台建设、学习空间建设、微课程数字化资源建设等方面。其中会计信息系统微课程资源建设的思路是以应用为导向，学习资源与学习内容高度融合，微课程资源建设突出以解决学习中遇到的实际问题为主。
基于资源共建共享模式的微课程资源建设 微课程数字化资源共建共享基本指导思想来源于课堂和工作实际，注重教与学过程中发现的实际问题。打破资源静态、孤立和封闭发展的状态，通过一系列措施，通过全区师生共同参与、共建资源、不断积累和优化、共享互动的良性循环，实现教学资源的滚动发展。
优质教育资源的建设与应用，课程是重要载体，改革实践中着力体现职业性，资源建设以信息化为支撑，课程改革以工学结合为导向，主要开展了基于工作过程的课程开发、大任务小步骤的教学活动设计、“牵着走―讲步骤、扶着走―讲思路、看着走―讲要求”三步实验教学法改革、“会做、知错、改错”三层职业能力培养[3]。通过这些改革措施筑牢学生的职业根，发展学生的综合职业能力，为会计信息系统微课程开发打下坚实的理论与实践基础。
基于资源共建共享的微课程开发，同时也是建立在教学系统化设计的框架下展开的。会计信息系统是会计专业的核心专业课之一，此课程对于高职学生和电大学生开设目的、教学目标不尽相同，相应的教学活动设计与安排也不尽相同，借助信息化平台和技术手段，利用混合教学模式，可以将两种不同体系的教学相互融合，从而达到资源共享的目的。
1）教学中进行反思――总结最有价值的经验。会计信息系统课程从2008年至今开展了一系列教学改革。高职教育通过教学实践得出的经验有：大任务小步骤――将复杂的操作任务切分为较小的步骤向学生操作演示指导，讲练结合，发现问题及时指导，以便于学生掌握；录制短视频教学――验证性的、常规性的操作步骤和操作要领，通过录屏工具录制下来，学生观看视频后会很快掌握要领，提高课堂效率；典型错误广播演示――学生在操作过程中，由于误操作或软件参数设置、软件环境等原因引起操作上的障碍和困难，个别错误进行单个指导解决，普遍性、典型性错误，利用广播教学软件进行全班演示指导解决问题。
电大教育与高职教学虽然是相同专业相同课程，但由于学习方式和教学目标不同，因此得出不同的实践经验：电大教学采用的是面授与网上辅导相结合的混合教学模式，学员在学校实训室学习没有障碍和困难很小，但在家由于各自学计算机和软件平台及网络等环境差异较大，因此操作和学习比较困难，出现需要解决的问题较多；又因学员统一面授学习时间有限，就在网络教学活动内容的设计方面，多引导学生提交和交流学习软件操作过程中遇到的困难和解决步骤与方法。通过分析发现，会计信息系统此课程在两种不同教学体系下有着一个共同点：学习者最需要的不是验证型的学习指导资源，而是解决问题型学习经验资源。
2）将经验总结变为成果――对经验进行深度追问，抽出策略与方法。实践教学中出现的问题是一种重要的学习资源，某种情况下比知识型学习资源还重要。可将其分为设计型学习资源和非设计型学习资源。所谓设计型，就是指导教师根据经验对易出错的业务操作步骤不直接讲给学生，而是留给学生进行正常操作，当学生操作过程中出现问题时再给予指导解答。根据指导经验直接强调操作要领，学生也不会特别重视，因为学生没有“错误的经验”，在实践操作时仍然出错，出错时还要再演示解答和解决问题。而非设计型就是一种更真实的接近实际工作环境的、需要解决的问题和困惑，对这类在学习与操作过程中出现的情境是不能设计、也不便于设计的，针对此类问题进行解答，学生听起来会更加认真，因为对他们的学习和工作更实际、更有用。
3）对成果进行共建共享式微课程开发――将成果进行“课程化”开发，形成微课程。以解决问题为主的微课程开发，就是对往年出现的困难和问题进行整体设计、统一管理、系统开发、使用中评价、进一步优化的过程。让学生和教师这些第一使用者参与课程建设，通过建设促进学习，通过共享提高效率。学生参与微课程学习资源建设来源于会计信息化技能大赛培训活动改革经验。全国会计信息化技能大赛的竞赛内容与课堂教学内容相比，无论是深度还是广度都难得多，如果教师从头到尾完全讲，也必须要先做一遍再去讲，这样就会浪费大量宝贵时间。对培训活动安排加以调整，教会学生思路与解题方法，学生分工操作并把操作步骤和过程进行录屏，然后集体互相广播展示共享；学生做不出来的再由教师讲解并录制，从而达到共建共享目的。
教师参与微课程学习资源建设来源于电大开放专业教师教研活动和高职教育教师课堂经验总结。随着微课程在国内的兴起和实践，教师参加相关微课程培训之后，有着共同的需求目标，就是急需开发一列解决问题型的短教学视频，应对学生操作中出现的问题。在校级资源建设项目“会计信息系统常见问题与解决”微课程资源开发项目建设引导下，教研活动改变了传统任务的安排，微课程开发不仅作为一个开发项目，而且作为教研活动，统一规划微课程开发，课题任务、分工、网上讨论、搜集数据按照微课程开发流程进行系列化开发。
4）数字化学习资源的共建共享，只有先共建然后才能共享。在课程开发实践中，教师和学生都参与其中。通过微课程的开发，教师和学生从使用者、学习者到开发者、创造者转变。学生在学习实践中出现的困难与问题及时记录与总结，是开发微课程的第一手数据。学生参与微课程开发的实践，可分为记录学习实验中出现的问题、共享解决问题的方法、录制解决问题的过程三个层次。最后在网上教学活动讨论区进行共享，从而达到学习经验传播的目的，最终实现学生共建共享数字化学习资源的目的，学生既是开发者又是使用者。教师在教学过程中，尤其是对学生操作实践中出现的困难进行解决，是微课程录制内容的核心组成部分。教师是微课程开发的主要实施者，主要任务有设计并解决问题、搜集学生学习过程中的问题、对典型问题进行归纳总结、解决典型问题，最后分工协助录制高质量系列微课程。
3 总结与展望
微课程是一种适合学习者学习特征的新型优质数字化学习资源。为了使用者更好、更广地使用这一资源，除了开发出优质的微课程资源外，还要考虑微课程数字化学习平台，以翻转课堂为代表的教学活动改革，数字化学习能力的培养与提高等。为了扩大优质教育资源共享和平台的建设，先后经历自建阶段、付费购买阶段、校企合作共建共享阶段等三个阶段的实践探索。微课程的生命力在于优质的内容，这些内容只有来源于课堂实际，来源于学生与教师的需求，使用者才会主动去使用。在开发与建设中，教师和学生是一种不可多得的资源，教师共建共享模式的探索，可以围绕一门课、一个专业，不同学校教师按照项目开发管理的要求进行共建共享。
微课程数字化学习资源建设，需要科学知识为主要内容的静态资源为基础，以动态生成性资源为建设重点。这不仅是微课资源建设的发展方向，也是数字化资源共建共享的助推器。优质信息资源应与课程改革相适应，改革先行，以建促改，以改促优，边建边用，滚动发展，让微课程从竞赛型、展示型应用转变到常规型、课堂型应用。
参考文献
[1]王珠珠.数字化资源应用与教学策略[J].广西教育，
2005（5A）.
关键词：虚拟实验；大学计算机；教学改革
中图分类号：TP391.9 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2017）08-0061-03
一、引言
大W计算机课程是面向非计算机专业大学本科一年级学生开设的一门计算机必修课，迄今该课程已经开设了二十多年，该课程历来是计算机基础教育教学改革中的热点。我国“十五”到“十一五”期间对该课程进行教学改革的最显著成果是将课程的地位从原来的选修课改为公共基础课，并逐步在课程体系及教学资源建设上取得了突破性进展。在国际上“计算思维”理念渗入到计算机基础教育的形势影响下，我国一批院士学者在“十二五”初期开始提出了以计算思维推动计算机基础教学改革的思路，经过了近五年的教改研究，一些先行者将支持计算思维能力培养的教学内容注入了大学计算机课程，以此为核心展开教研和教学活动[1]。
如何更好地开展计算能力的培养，是一个值得探索的问题。计算能力既不是一种教学形式，也不是一种知识内容，而是一种能力素质，因此它必然通过学生主动思考学习获得。在计算机基础课程改革经历了从技能到能力、从工具到方法的过程后，基于计算思维的计算能力培养将成为第三次课程改革的核心概念和基本导向。我们可以很容易教会计算机的使用方法，也很容易让学生去记忆并理解一些基础知识，但是无法教授计算思维的能力，因此大学计算机教育更重要的是为学生提供这样一种环境，引导学生去思考而主动获得计算思维的能力。本文通过研究用虚拟实验方法培养学生计算思维能力，帮助学生理解教学重点难点内容，并阐述在新一轮的教育教学改革中实验教学应该如何设计和配合。
二、虚拟实验教学方法与研究
虚拟实验是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目，也可以将可视的信息流动、不可见的微观结构以视觉方式展示，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。相较于传统实验，虚拟仿真实验不受时空限制，并且可以完成真实实验设备不具备或难以实现的教学内容[2-3]。
根据教育部大学计算机教学指导委员会关于《大学计算机基础课程教学基本要求》的指导思想，大学计算机课程的教学目标是培养学生的计算思维能力，涉及的知识面广泛，包括计算机信息数字化基础、计算机硬件体系结构、计算机软件系统、计算机网络、数据处理与数据库、算法与程序设计等内容。我校大学计算机虚拟仿真实验教学中心[4]面向该课程设计研发了一套面向计算思维培养的教材、一款面向重点难点教学内容的虚拟实验库以及一个配套的支持在线实验的教学系统[5]，构建了虚拟仿真实验平台，展示了“理论+概念+方法”的全新教学方案[6]。该教学方案已经被国内多家高等院校采用，将虚拟仿真实验平台与实践教学环节相结合，运用于计算机基础课、计算机导论以及计算机专业课等领域[7-11]。下面以三个典型的实验案例说明虚拟实验在大学计算机课程中的教学设计与研究。
1.计算机数据表示虚拟实验案例
由于计算机中采用二进制，数值型数据以及非数值型数据都以二进制的形式存储和处理，非数值数据包括字符、声音、图形和图像等。字符型数据在计算机中的编码表示与输入输出的信息交换是大学计算机课程教学中的重点和难点，尤其是西文字符和汉字字符的输入、查找与显示的过程，以及ASCII码、汉字输入码、国标码、机内码、字形码等多种编码的作用和编码方法。
通过“西文字符编码虚拟实验”，学生借助于虚拟键盘、虚拟内存和虚拟显示器实现西文字符的人机交互，实现西文字符的输入、查找与显示的过程演示，如图1所示。首先，学生在虚拟键盘上选定一个字符，并填写该字符的ASCII，实验将该ASCII的二进制保存在虚拟内存中，然后开始字符查找并显示的过程，最后要求学生填写该字模的前6个字节的十六进制编码。学生完成该实验后，不仅了解西文ASCII码、字形码等多种编码的作用及编码方法，而且加深对二进制编码方法和信息交换等技术的理解，掌握计算机字符编码与信息交换的基本方法，进而掌握计算机信息处理的基本原理，并能充分理解和掌握二进制编码方法并拓展应用。
此外，我们还设计了“汉字编码与汉字库实验”，用于模拟汉字的各种编码的自动转换过程，以及汉字显示所要进行的汉字库查找过程，如图2所示。该实验采用两个设定的汉字“形”和“字”为例，通过学生的输入产生相应的输入码，之后实验自动演示后续编码转换过程。并且要求学生选择不同的字体，之后实验流程将在相应的虚拟汉字库查找该汉字的字模，并在模拟终端显示该汉字。学生完成该实验后，不仅能掌握汉字的输入码、机内码、国标码、区位码的表示和相互之间的联系，而且能了解汉字字模与汉字库的概念及功能，并掌握汉字点阵码、汉字字模以及汉字库的不同概念和应用。
2.计算机网络教学虚拟实验案例
在计算机网络教学中，计算机网络的本质就是实现计算机的互连互通，核心内容是计算机与计算机之间是如何通讯的。重点内容是让学生理解整个过程，进而对相关的知识能够消化吸收，而不是将网络体系割裂为通讯介质、信号类型、协议架构等复杂的知识体系，这种方式或许适用于培养专业的计算机人才，但是不适用于刚刚入学并且充满好奇心的大一新生。因此我们设计了“广域网通信与邮件传输”虚拟实验[6]，用于对电子邮件发送过程的网络通讯过程进行剖析，涉及了广域网网络通讯的各个环节的知识点。如图3所示为广域网通信与邮件传输实验的实验界面。
该实验模拟从电脑发送邮件到邮件服务器的过程，分为两个部分，首先计算机到域名解析服务器获取邮件服务器域名所对应的IP地址，然后通过IP路由的方法将邮件发送到对应的服务器。其中覆盖的知识点包括域名解析、IP地址及其子网掩码、邮件服务系统、点到点的通讯、网卡及其数据链路层、端到端的通讯、路由器及其网络层等。
该实验的目的不是强调某一个知识点的基础，而是从系统的角度，让学生理解网络是怎么工作的，各部分功能组件所起到的作用。这样就能以典型的应用背景将计算机网络基础中的主要知识点串联起来，学生在学习的过程中不仅能够理解相应知识点，而且能够掌握在网络中的作用和意义，促进学生对该知识点的应用能力。
3.计算机体系结构虚拟实验案例
在计算机工作原理与硬件体系结构中，涉及了内存、CPU、寄存器、程序计数器、算术逻辑单元等基本部件，指令和指令系统以及地址总线、控制总线和数据总线的三总线结构。知识点比较多，并且由于计算机的微观结构不可及，导致计算机指令的执行过程高度抽象、难于理解。
我们设计了“一条指令的执行过程”虚拟实验[6]，构建了计算机CPU、内存等的实验环境，将涉及计算机指令执行的程序计数器、指令寄存器、通用寄存器、算术逻辑单元、地址总线等不可及的硬件微^结构通过虚拟仿真可视化。同时以加法操作指令为例，通过人机交互的方式，展示了程序分解为指令和指令如何编码、寻址、存储、解码、执行、跳转的全过程。图4为一条指令的执行过程实验取数据阶段的示意图。
三、虚拟实验教学实践
我校面向非计算机专业的理工类学生开设了“大学计算机”课程，学时总数为32学时，教学内容包括计算机信息化基础、计算机硬件体系结构、计算机软件平台、计算机网络平台、多媒体数据处理、数据库技术及应用等。该课程的难点在于学时少、教学内容多，如何在较少的学时内让学生快速理解并掌握教学重点和难点是该课程普遍存在的一个问题。通过应用虚拟实验的教学方式，可以加深学生对教学重点难点内容的理解和学习。
经过教学实践的大学计算机课程虚拟实验教学体系如表1所示，我们从开发的虚拟实验平台中选取了26个虚拟仿真实验，与相关的理论教学内容相结合，构建了一套完整的理论与实践相结合的教学体系。
总结学生的反馈意见，虚拟实验教学环节有效地强化学生理解重点难点，引导学生进行自主学习，激发对专业知识的兴趣等。
虚拟实验方法充分利用现代信息技术手段，具有建设维护成本低，平台扩展性好，利用效率高等优势。将虚拟仿真实验应用于实际教学，能充分发挥两者的优势，整合优质的理论和实验教学资源。教学实践表明，虚拟实验是学生真正理解理论知识并运用于实践的重要保证，有效地解决了大学计算机课程的实验教学问题。
参考文献：
[1]教育部高等学校大学计算机课程教学指导委员会.大学计算机基础课程教学基本要求[M].北京： 高等教育出版社，2016.
[2]李平，毛昌杰，徐进.开展部级虚拟仿真实验教学中心建设，提高高校实验教学信息化水平[J].实验室研究与探索，2013，32（11）：5-8.
[3]王卫国，胡今鸿，刘宏.国外高校虚拟仿真实验教学现状与发展[J].实验室研究与探索，2015，34（5）：214-219.
[4]北京理工大学“大学计算机虚拟仿真实验教学中心”[DB/OL].http：//.
[5]虚拟实验工场[DB/OL].http：//.
[6]李凤霞，陈宇峰，李仲君等.大学计算机实验[M].北京：高等教育出版社，2013.
[7]李凤霞，彭远红.虚拟实验方法全面助力计算机教育教学改革[J].计算机教育，2015（17）：1.
[8]张春英，赵艳君，谷建涛.构建虚实融合的地方高校计算机实验平台[J].计算机教育，2015（17）：2-5.
[9]翟宏宇，赵建平，底晓强等.基于虚拟仿真平台的计算机网络课程实践教学[J].计算机教育，2015（17）：6-9.
关键词： 电子技术课程设计 教学设计 教学过程
电子技术课程设计是在电子技术实验的基础上进行的综合性的实验训练，是电子技术课程的实践性教学环节，是对电子类和其他相近专业学生进行综合能力培养的实践课程，对于全面、系统、深入地理解与掌握电子系统的知识、设计方法具有重要的教学意义。
1.电子技术课程设计的重点与要求
本课程的重点是电路设计，内容侧重综合应用所学知识，设计制作较为复杂的功能电路或小型电子系统。一般给出实验任务和设计要求，通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力，培养学生创新实践的能力。
电子技术课程设计一般要求学生根据题目要求，通过查阅资料、调查研究等，独立完成方案设计、元器件选择、电路设计、仿真分析、电路的安装调试及指标测试，并独立写出严谨的、文理通顺的实验报告。
具体地说，学生通过课程设计教学实践，应达到以下基本要求：建立电子系统的概念，综合运用电子技术课程中所学习到的理论知识完成一个电子系统的设计；掌握电子系统设计的基本方法，了解电子系统设计中的关键技术；进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用器件的原则；掌握查阅有关资料和使用器件手册的基本方法；掌握用电子设计自动化软件设计与仿真电路系统的基本方法；进一步熟悉电子仪器的正确使用方法；学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
2.电子技术课程设计的教学过程
电子技术课程设计是在教师指导下，学生独立完成课题，达到对学生理论与实践相结合的综合性训练，要求本课程设计涵盖模拟电路知识和数字电路知识，因此课程设计的选题要求包含数字电子技术和模拟电子技术。
教学环节可以分为以下四个部分。
2.1课堂讲授。
课程设计开始前，需要确定指导老师。由指导老师通过两学时的教学，明确课程设计的要求，主要内容包括课程介绍、教学安排、成绩评定方法等。
在课堂教学环节中，指导老师介绍课题的基本情况与要求，要求学生从多个课题中选择一个。
2.2设计与调试环节。
2.2.1前期准备、方案及电路设计。
前期准备包括选择题目、查找资料、确定方案、电路设计、电路仿真等。在确定方案时要求学生认真阅读教材，根据技术指标，进行方案分析、论证和计算，独立完成设计。设计工作内容如下：题目分析、系统结构设计、具体电路设计。
学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路进行选择和设计计算，称为预设计阶段，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图（原理图和布线图），此阶段约占课程设计总学时的30％。
2.2.2在实验室进行电路安装、调试，指标测试等。
在安装与调试这个阶段，要求学生运用所学的知识进行安装和调试，达到任务书的各项技术指标。
预设计经指导教师审查通过后，学生即可购买所需元器件等材料，并在实验箱上或试验板上组装电路。运用测试仪表调试电路、排除电路故障、调整元器件、修改电路（并制作相应电路板），使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点，所需时间约占总学时的50％。
2.3撰写总结报告，总结交流与讨论。
撰写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力的训练。学生写报告，不仅要对设计、组装、调试的内容进行全面总结，而且要把实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下方面：系统任务与分析、方案选择与可行性论证、单元电路的设计、参数计算及元器件选择、元件清单和参考资料目录。除此之外，还应对以下几部分进行说明：设计进程记录，设计方案说明、比较，实际电路图，功能与指标测试结果，存在的问题及改进意见，等等。
总结报告具体内容如下：课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择设计的系统方案、画出系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择。画出完整的电路图，并说明电路的工作原理。组装调试的内容，包括使用的主要仪器和仪表；调试电路的方法和技巧；测试的数据和波形并与计算结果比较分析；调试中出现的故障、原因及排除方法。总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，列出系统需要的元器件清单，列出参考文献，收获、体会，并对本次设计提出建议。
2.4成绩评定。
课程的实践性不仅体现实际操作能力，而且体现独立完成设计和分析的能力。因此，课程设计的考核分为以下部分：设计方案的正确性与合理性。设计成品：观察实验现象，是否达到技术要求。（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力）实验报告：实验报告应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、收获体会等。课程设计答辩：考查学生实际掌握的能力和表达能力，设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神及创新精神，等等。
3.电子技术课程设计的步骤
在“电子技术基础”理论课程教学中，通常只介绍单元电路的设计。然而，一个实用的电子电路通常是由若干个单元电路组成的。通常将规模较小、功能单一的电子电路称为单元电路。因此，一个电子系统的设计不仅包括单元电路的设计，还包括总体电路的系统设计（总体电路由哪些单元电路构成，以及单元电路之间如何连接，等等）。随着微电子技术的发展，各种通用和专用的模拟和数字集成电路大量涌现，电子系统的设计除了单元电路的设计外，还包括集成电路的合理选用。电子电路的系统设计越来越重要，不过从教学训练角度出发，课程设计仍应保留一定的单元电路内容。
电子系统分为模拟型、数字型及两者兼而有之的混合型三种。
虽然模拟电路和数字电路设计的方法有所不同（尤其单元电路的设计），但总体电路的设计步骤是基本相同的。
电子电路的一般设计方法与步骤包括：总体方案的设计与方案论证、单元电路的设计、单元电路间的连接方法、绘制总体电路草图、关键电路试验、EDA仿真、绘制正式的总体电路图等。
4.电子技术课程设计的效果
学生经过这样系统训练后，各方面技能都通过考核，为后续课程的学习打下了扎实的基础。
参考文献：
［1］高吉祥，易凡，丁文霞等.电子技术基础实验与课程设计（第二版）［M］.北京：电子工业出版社，2006.
［2］杨志忠，华沙，康广荃.电子技术课程设计［M］.北京：机械工业出版社，2008.
关键词：教学方法；课件；BASIC；程序；DIM
中图分类号：TP3-4 文献标识码：A文章编号：1007-9599(2011)07-0000-01
Vocational Schools Computer Programming Design Courses and Teaching Method
Cheng Huilan
(HegangVocational and Technical Education Center,Hegang154100,China)
Abstract:In the wake of the computer discipline develops in high-steed,the correstonding computer course differs in a thousand ways,among which a kind is course of computer programming,With the Visual Basic apply shallow analysis course of computer programme method of teaching,tactics of teaching is studied and discouss jointly with the expectation,quality of teaching of classroom is raised unceasingly,with adjust to the teaching of society.
Keywords:Teaching methods;Courseware;BASIC;Programme;Dim
计算机学科是一个日新月异的学科，相应的计算机课程也千差万别，其中一类是计算机程序设计课程，如《C语言程序设计》、《Visual BASIC程序设计》、《Visual Foxpro程序设计》、《Java》等。在几年的教学工作中，经过实践和总结，在此以《Visual Basic》（以下简称VB）浅析计算机程序设计课程教学方法，以期与大家共同探讨教学策略。
一、上好第一堂课
引发学生学习程序设计的兴趣如何使计算机程序设计课程课堂教学吸引学生，上好第一堂是整个教学过程中关键的一步，也是我们教师一直在探讨的一个问题。在此总结以下几点，仅供参考。
（一）在“备”字上下功夫
既备学生，又备教材，在学生方面，我们要了解学生的层次结构，有针对性的教学，在教材方面，对所教课程的教材内容要有一定程度的掌握，并查看大量的相关资料进行学习深入研究，站到一定的高度来备课，我查阅相关知识，以掌握VB与的过渡情况，及两者的核心技术，为学生学习VB时指出一个前沿发展方面。
（二）在“讲”字作文章
美国著名的教育心理学家布鲁纳认为：“不论我们选教什么学科，务必使学生理解该学科的基本结构。”第一次课应使学生了解该门学科的基本框架、教学目的、课程定位、教学安排、考核方式。让学生心中有数，从而明解学习目的。
二、制作实用的多媒体教学课件，有效辅助程序课程
教学课件制作是多媒体教学的一个重要环节。由于计算机课程操作性、应用性较强，更应该充分利用多媒体进行教学。制作实用的多媒体教学课件，能有效地辅助计算机程序设计课程教学，充分发挥教师的主导和学生的主体作用。多媒体课件的制作应注意以下几点：其一、多媒体课件要突出教学重点。其二、多媒体课件应具有良好的交互性。其三、课件演示界面注意背景颜色搭配，层次结构分布，前后内容链接，字号大小设定，字体类型设置，字体颜色变化，来有效地控制学生的注意，以促进学习与保持，而不致于学生眼花缭乱.
三、情境启动，加深概念理解，引发学生主动学习
计算机程序设计课程有些概念之间的差别只通过教师讲述，学生们在字面上可以接受，但在理解深度上往往难以达到令人满意的效果，如果能辅以图示说明或设置问题情境，让学生们在实践和解决问题的过程中自己去体验与总结，情况将会明显好转。为了使学生对整型变量、单精度变量、双精度变量所能保存数据的范围不同有所感受，在上机时，我为同学们设计了一个如下的实验过程，首先让引导学生模仿教材上的实例“求1+2+3+⋯+100之和”的程序，在窗体的Click事件中编写一段程序以求6！，同学们很快编写好如下程序：
dim i as integer
dim p as integer
p=1
for i =1 to 6
p=p *i
next i
print “p=”；p
运行程序后，得出6！的正确结果，然后我让学生们把程序做点修改，求8！，这时很多学生认为这还不是小意思，迅速将程序中for语句的条件循环变量的终值修改为8，再运行程序，结果学生们发现屏幕上并没有预期想象的那样给出正确结果，而是显示出一个错误对话框，含义为“数据溢出”，学生们有些疑惑，这时我提示他们将程序做一点修改，把变量p定义为单精度即dim p as single，试试看运行情况如何，这时计算机给出正确结果。到此为止，教师的教学目标已基本达到。
四、总结
计算机程序设计课程教学有法，但教无定法，只要我们在教学中专心志致，衷于学习，勤于思考，乐于钻研，敢于尝试，善于总结，勇于创新，我们的教学方法会逐渐丰富，教学水平会不断上升，教学质量也会日益提高；我们的学生才能学得自由，学习快乐，学得自豪；我们的学生才能进得来，留得住，出得去；我们才能按照国家教育方针为社会培养出更多符合社会需求的计算机应用技术专业人才。
参考文献：
[1]教育部人事司组编.高等教育心理学[M].北京:高等教育出版社,1999
1.电子技术课程设计的重点与要求
本课程的重点是电路设计，内容侧重综合应用所学知识，设计制作较为复杂的功能电路或小型电子系统。一般给出实验任务和设计要求，通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力，培养学生创新实践的能力。电子技术课程设计一般要求学生根据题目要求，通过查阅资料、调查研究等，独立完成方案设计、元器件选择、电路设计、仿真分析、电路的安装调试及指标测试，并独立写出严谨的、文理通顺的实验报告。
具体地说，学生通过课程设计教学实践，应达到以下基本要求：建立电子系统的概念，综合运用电子技术课程中所学习到的理论知识完成一个电子系统的设计；掌握电子系统设计的基本方法，了解电子系统设计中的关键技术；进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用器件的原则；掌握查阅有关资料和使用器件手册的基本方法；掌握用电子设计自动化软件设计与仿真电路系统的基本方法；进一步熟悉电子仪器的正确使用方法；学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
2.电子技术课程设计的教学过程
电子技术课程设计是在教师指导下，学生独立完成课题，达到对学生理论与实践相结合的综合性训练，要求本课程设计涵盖模拟电路知识和数字电路知识，因此课程设计的选题要求包含数字电子技术和模拟电子技术。教学环节可以分为以下四个部分。
2.1课堂讲授。
课程设计开始前，需要确定指导老师。由指导老师通过两学时的教学，明确课程设计的要求，主要内容包括课程介绍、教学安排、成绩评定方法等。在课堂教学环节中，指导老师介绍课题的基本情况与要求，要求学生从多个课题中选择一个。
2.2设计与调试环节。
2.2.1前期准备、方案及电路设计。
前期准备包括选择题目、查找资料、确定方案、电路设计、电路仿真等。在确定方案时要求学生认真阅读教材，根据技术指标，进行方案分析、论证和计算，独立完成设计。设计工作内容如下：题目分析、系统结构设计、具体电路设计。学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路进行选择和设计计算，称为预设计阶段，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图（原理图和布线图），此阶段约占课程设计总学时的30％。
2.2.2在实验室进行电路安装、调试，指标测试等。
在安装与调试这个阶段，要求学生运用所学的知识进行安装和调试，达到任务书的各项技术指标。预设计经指导教师审查通过后，学生即可购买所需元器件等材料，并在实验箱上或试验板上组装电路。运用测试仪表调试电路、排除电路故障、调整元器件、修改电路（并制作相应电路板），使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点，所需时间约占总学时的50％。
2.3撰写总结报告，总结交流与讨论。
撰写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力的训练。学生写报告，不仅要对设计、组装、调试的内容进行全面总结，而且要把实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下方面：系统任务与分析、方案选择与可行性论证、单元电路的设计、参数计算及元器件选择、元件清单和参考资料目录。除此之外，还应对以下几部分进行说明：设计进程记录，设计方案说明、比较，实际电路图，功能与指标测试结果，存在的问题及改进意见，等等。总结报告具体内容如下：课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择设计的系统方案、画出系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择。画出完整的电路图，并说明电路的工作原理。组装调试的内容，包括使用的主要仪器和仪表；调试电路的方法和技巧；测试的数据和波形并与计算结果比较分析；调试中出现的故障、原因及排除方法。总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，列出系统需要的元器件清单，列出参考文献，收获、体会，并对本次设计提出建议。
2.4成绩评定。
课程的实践性不仅体现实际操作能力，而且体现独立完成设计和分析的能力。因此，课程设计的考核分为以下部分：设计方案的正确性与合理性。设计成品：观察实验现象，是否达到技术要求。（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力）实验报告：实验报告应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、收获体会等。课程设计答辩：考查学生实际掌握的能力和表达能力，设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神及创新精神，等等。
3.电子技术课程设计的步骤
在“电子技术基础”理论课程教学中，通常只介绍单元电路的设计。然而，一个实用的电子电路通常是由若干个单元电路组成的。通常将规模较小、功能单一的电子电路称为单元电路。因此，一个电子系统的设计不仅包括单元电路的设计，还包括总体电路的系统设计（总体电路由哪些单元电路构成，以及单元电路之间如何连接，等等）。随着微电子技术的发展，各种通用和专用的模拟和数字集成电路大量涌现，电子系统的设计除了单元电路的设计外，还包括集成电路的合理选用。电子电路的系统设计越来越重要，不过从教学训练角度出发，课程设计仍应保留一定的单元电路内容。电子系统分为模拟型、数字型及两者兼而有之的混合型三种。虽然模拟电路和数字电路设计的方法有所不同（尤其单元电路的设计），但总体电路的设计步骤是基本相同的。电子电路的一般设计方法与步骤包括：总体方案的设计与方案论证、单元电路的设计、单元电路间的连接方法、绘制总体电路草图、关键电路试验、EDA仿真、绘制正式的总体电路图等。
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