数学微课程设计论文十篇

数学微课程设计论文篇1

关键词： 泛在学习; 微课程; 特性; 设计

中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）12-69-03

Design and research of micro-lecture based on ubiquitous learning

Han Yujuan

（Zhejiang Radio and Television University， Hangzhou， Zhejiang 310030， China）

Abstract： Micro-lecture comes into being with the ubiquitous learning theory and its environment. Hence how to design the micro-lecture is a major question. By analyzing the characteristics and classifying different types， it is designed from five angles： the situation of life， the short and appropriate micro-element， the close relation， the direct， vivid visualization and the pervasive， ubiquitous feature. The design is displayed by the cases.

Key words： ubiquitous learning; micro-lecture; the characteristics; design

0 引言

泛在学习理论是科技发展和教育变革所带来的新冲击和新理念，它提倡时时刻刻都可以学习，又被称为“无缝学习”（Ubiquitous Learning），“可以在任何地方都随时使用手边可以取得的科技工具进行学习的5A（Anyone，Anytime，Anywhere，Anydevice， Anything）学习”[1]，蕴含有“以人为本，以学习任务本身为焦点”的本质特点。

移动设备使泛在学习成为未来研究重点[2]，而微课程的出现是泛在学习理论和环境产物，微课程概念提出后，国内外微课程开发和建设被广泛注重和研究。2012年11月举办了首届全国高校微课教学比赛[3]，华南师范大学与凤凰卫视联合“凤凰微课”移动学习客户端。美国TED每年都会召集众多领域中杰出人物，将涵盖有科学、技术、文学和音乐等内容制作成十分钟左右视频，向大众分享技术、社会和人的思想等相关结论与研究成果。泛在学习的微课程，其设计最重要，值得研究。

1 微课程五大特点

国内外泛在学习研究相当广泛，分析其泛在学习有三大特点，即情境性、无缝性和微元性。所谓情境性，即指在吸引学生和实现生活情境中“无处不在的效果”，如英国环境森林项目（Ambient Wood Project）提供给学习者“陌生但快乐”的学习体验。所谓无缝性，指随着技术发展和学习方式的变革，学习开发者开始注重“计算机环境的支持”，促进技术融入教育，人们随时随地学习并日益完善，如美国哈佛大学的“促进泛在学习的无线手持设备”项目。所谓微元性，指学习内容被化整为零，从而方便学习者间断学习，如杨献民和余胜泉提出的“学习元”概念。

基于泛在学习理论微课程的概念自提出即获得广泛关注。上海师范大学黎加厚教授定义“微课程是指在10分钟以内，有明确教学目标，集中说明一个问题的小课程。”国家开放大学数字化资源中心单从凯定义微课程为“5分钟课程是时长为5-15分钟的微型课程，它以视频为主，具有粒度小、内容精、终端载体多样化、应用方便灵活等特点。非常适合情景化、个性化和移动学习的需要。”分析微课程概念和已有资源，发现微课程集中表现为时间长度多为10分钟左右[4]、有明确的中心思想、内容短小、可视化和生活情境等，因此微课程具有如下五大特点：情境性、无缝性、微元性、关联性和可视化，如图1所示。相比较泛在学习的三个特点，微课程还凸显出另外两个特点，即可视化和关联性。所谓可视化，即微课程通常以视频形式呈现。所谓关联性，即微课程可以系列呈现，并且具有一个共同主题或元素进行关联。

[微课程][情境性][微元性][关联性][可视化][无缝性]

图1 微课程的五大特点

2 微课程建设思路与类型划分

2.1 微课程建设思路

“微课程”是泛在学习时代下的必然产物，“微课程”势必更加凸显泛在学习的知识冲击和技术冲击。基于泛在学习理论和微课程的五个特点，微课程的开发和建设思路为“双核心，双模式，多维度”。

所谓“双核心”即 “以学生需求和教师引导为核心”。学习内容建设以满足学生需求为出发点，而知识只有在需求时传播效果才最好。所以微课程开发要以 “学生需求为核心”。但在知识传播过程中，教育并不能局限于“服务角色”只满足学生需求，还要担当起“引导角色”，体现“教师引导为核心”，引导学生了解知识动态，思考和提出问题并解决问题，引导学生沟通交流，有效促进隐性知识转化为显性知识，实现个人知识管理。因此，微课程开发与建设首先需要思考“双核心”并进行设计。

所谓“双模式”即“课内与课外双地结合，现实与虚拟双境联合，学历教育与非学历教育双边融合”。泛在学习“情境性”和“无缝性”，说明学生的知识需求绝不仅仅拘于课堂和学历教育。双模式的资源建设有利于满足“学生需求”，促进“知识传播”。

所谓“多维度”，即微课程建设从多角度出发多维度建设，如讲解知识点时，可以分别从“理论”、“应用”或“研究动态”等多维度和多角度设计、建设微课程，可以选择课堂、讲座或纪录片等不同模式开发。

2.2 微课程类型划分

“双核心”说明微课程要满足学生个体需求，需要开发多维度微课程资源。从理论知识和应用拓展程度，可将微课程分为原理型微课程、实用型微课程和综合型微课程。原理型微课程偏重理论知识讲解，实用型微课程偏重生活中实际应用，综合型微课程则理论知识与实践应用均着重体现。无论哪一种类型微课程，首先要考虑微课程如何设计才能达到教学目标和实现“双核心，双模式，多维度”。

3 微课程设计与实例

以 “双核心”为根本，以“双模式”为着眼点，基于“情境性、无缝性、微元性、关联性和可视化”五大特点，微课程从“多维度”设计开发。为了更好地说明微课程设计，我们以开放大学专科专业的一门通识课“生活中的数学”[5]为蓝本，选取经典案例制作成“综合型微课程”，并说明该系列微课程设计理念。其中，该设计理念不仅体现微课程五大特点，而且展示无处不在的数学，满足学习者需求。

3.1 生活化的情境性

“数学与生活如何结合”或者说“数学有什么用”，往往是学习者提出最多的问题。为满足学生需求和解答该问题，直观呈现生活中数学的应用、元素和情境，促进隐性知识显性化。“生活中的数学”微课程系列内容一共12讲，第一讲为导入环节，其他每讲围绕各个知识点展开，结合生活中实际情境和案例设计制作。如微课程中微视频“楼外楼与回文数”从场景“楼外楼”引入知识点“回文数”，并介绍回文数特点和如何制造回文数，最终回到生活场景寻找身边“回文数”，如门牌号码中的回文数。系列微课程设计充分展示和实现生活化的情境性，如图2。

[学生需求为中心][教师引导为核心][生活化的情境性]

图2 微课程的情境性

3.2 短小适用的微元性

微课程中每个微视频均保持在5到10分钟，短小适用，围绕一个知识点展开，充分展示微元性，有利于知识迁移，如图3。需要强调的是“微元性”，不仅仅是指视频短小，还包含“微知识点”，视频围绕一个知识点设计开发。如“六和塔与完全数”视频长度为8分50秒，微知识点为“完全数”。同时，针对微知识点展开相应的微概念、微理论、微拓展。微概念是“完全数”，微理论“目前找到的完全数都是以6和8结尾”，微拓展有完全数6的应用如“六艺”、“六六大顺”等。

[微课程][微时间：

5到10分钟][微知识点][微概念][微理论][微拓展]

图3 微课程的微元性

3.3 紧密相关的关联性

微课程包含三部分内容，分别为微视频、微练习和微解答，如图4。三部分内容围绕同一微知识点展开。微视频围绕微知识点讲解，在生活化和情境化中向学习者展示相关内容，是微课程的核心内容，是微练习拓宽展示;微练习，以相关知识点进行考查，是微视频的有效补充，促进学生进一步掌握知识点;微解答为微练习的解答。在微课程建设过程中，这三部分内容环环相扣、缺一不可。如微课程“杭州特产与条形码”，该资源核心知识点是“条形码”即“整数条形码中的秘密”，微视频、微练习和微解答均围绕“条形码”介绍和展开。其中，微练习内容如下：

商品条形码由13位整数组成，数字的前三位代表国家，其中（ ）为我国代码。

A.690～695 B.000～019 C.030～039 D.060～139

[有效补充][有效补充][拓宽展示 核心内容][微课程][微视频] [微知识点

为中心][微练习][微解答]

图4 微课程的关联性

3.4 直观生动的可视化

所有微课程中，微视频有图片、视频和声音等资源，通过软件ppt、绘声绘影等制作而成，以mpeg4格式展示在网页上，让学习者直观、生动和可视地进行学习。在微视频播放过程中，向学习者提供多种选择的“播放视频码率”，有“流畅、高清、超清、自动”;“画面比例”也可自行选择，分别为“原始、4：3、16：9、铺满”。这不但适应网络播放情况，也满足学习者的可视化需求，直观生动的展示学习内容。如图5所示。

图5 直观生动的可视化

3.5 无处不在的无缝性

微课程设计开发，充分展示了“无缝性”这一重要特性。一方面，生活中数学无处不在;另一方面，学习环境无处不在。如我们身边数学元素“条形码”，应用了整数思想;“六和塔”蕴含完全数，关于 “条形码”和“六和塔”这两讲微课程充分展示无缝性。通过微课程学习，人们可以反思和发现身边的数学，比如“交通几何标志的秘密”，充分体现学习环境无处不在的“无缝性”。另外，学习工具的无缝性也不再拘泥于书本和电脑，手机成为信息交流和传递的重要途径，利用微信创建移动学习，让学习者可随时随地通过手机实现无处不在的无缝性学习。

4 结束语

随着教育理念革新和技术发展，泛在学习模式和微课程能更好地促进学习活动的开展，而微课程开发必定会经历一段时间的摸索。同时，为了确保微课程开发质量，微课程设计也必定会越来越被开发者重视，确保其开发和制作满足学习需求。本文通过分析微课程特点，给出具体案例分析和设计，为微课程开发提供一定的模板。

参考文献：

[1] 韩玉娟.泛在学习理论下高等数学网络学习资源优化探讨[J].计算机

时代，2013.9：56-58

[2] 刘军，邱勤，余胜泉等.无缝学习空间的技术、资源与学习创新――

2011年第11届mLearn世界会议述评[J].开放教育研究，2011.6：8-19

[3] 陈智敏，吕巾娇等.我国高校教师微课教学设计现状研究[J].现代教

育技术，2014.8：20-27

[4] 钟琦，武志勇.高校计算机基础课程的“微课程”教学模式研究[J].现

数学微课程设计论文篇2

关键词：中学数学；微课程；设计；应用

一、什么是中学数学微课程

中学数学的微课程是采用构建主义方法、以网络在线学习和移动学习为主要形式的一种教学课程模式，这种教学模式主要依托移动电子设备辅助教师教学。比如，这些教学课程文件大部分是由幻灯片制作形成的多媒体教学文件，具有声音、文字以及画面等内容。多媒体教学文件的时间有长有短，长为几分钟，短至一分钟。

微课程最主要的特点就是“微”，但中学数学微课程同时也具有学习时间短、可供学生选择学习的内容较为丰 富、课程之间相互独立以及课程的主体性质较强等重要特点。

二、中学数学微课程设计的原则

第一，中学数学的微课程设计需要遵循“微”的原则。教师要把课程内容尽可能细小化，把课程内容划分为多个可在短时间内学习的对象。在选择这种课程内容时，需要注意课程内容应短小精悍。在设计每一个模块的学习内容时，虽然微课程的内容是相互独立的，但是需要通过设计把中学数学学习中碎片化的内容联系起来，为学生提供更为全面的课程内容，形成一个较为完善的微课程体系。

第二，中学数学的微课程设计需要把学生作为中心。教师应把中学生进行微课程学习的学习体验和效果作为评价课程效果的准则，一切围绕中学生开发和设计微课程。在设计微课程前教师需要明确了解中学生在学习中学数学时的需求是什么，了解学生对什么样的微课程具有较大兴趣以及学生的学习特点是什么。有了明确的设计方向，才能充分保证学生的学习效果，激发学生学习中学数学的积极性和主动性。

第三，中学数学的微课程设计需要把实用性放在重要位置。任何一种学习模式和方法的运用都是以服务于学生、提升学生的学习成绩为主要目的，所以，教师在设计中学数学微课程过程中，要设计出能够为学生解决现实数学问题的微课程。只有能够帮助学生提升成绩和效率的微课程，才能称之为合格、有效的中学数学微课程。

第四，中学数学的微课程设计要遵循交互性原则。在学生的记忆体系中， 相同时间内学生对图片的记忆效果往往高于对文字的记忆效果，所以，中学数学的微课程设计需要把文字和图片相互结合，把微课程教学内容系统化，才能提升学生的学习和记忆效果。

三、在中学数学中对微课程的应用介绍和分析

1.中学数学微课程的应用例子简介

首先，让学生观看视频，视频的内容是利用方程思想解决中学数学问题：在一片土地中，这块地的长和宽分别为48米和24米，先要在这块土地上种植花卉，所占地面积为土地总面积的5/9，求空地的宽。视频中的讲解会把解题的思路和过程逐步清晰地展现出来，为学生提供解决这种类型题目的解题思路和解题模式。其次，教师给学生展示具有相同类型的题目供学生课后思考。最后，老师给出正确答案，对学生的做题结果进行评价和分析。

2.中学数学微课程的教学策略和方式

（1）中学数学微课程的情景式教学应用。在构建主义原则的指导下，中学生对中学数学的学习一定要在情景教学中才能建立起有意义的学习框架。学生在中学数学的学习和数学知识系统的建立过程中需要一个清晰明了的学习情景，在情景学习中掌握数学逻辑及方法，从而促进学生高效和科学地学习中学数学。

（2）中学数学微课程的问题探究式教学方法。教师通过在微课程中引入问题，引导学生进行问题的思考和探讨，才能够灵活运用已经掌握的知识， 训练学生的解题技能和速度。

总而言之，在当今快节奏的学习和生活中，微课程是一种符合现代化的教学模式及方法，及时修改微课程中的不足，需要教师逐步完善微课程模式，把中学数学微课程设计成为能够符合学生学习特点、提升学生学习成绩和激发学习动力的高效课程。

参考文献：

数学微课程设计论文篇3

关键词： 翻转课堂； 微任务驱动； 项目式教学； 应用型人才

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2017）04-72-03

Abstract： On the basis of the theory of constructivism and cooperative learning， the flipped classroom teaching idea and the task driven teaching are effectively integrated to create a learning environment in classroom and out classroom， to build a "micro task driven project" flipped classroom teaching model. The teaching practice in the course of database principle， the model can effectively stimulate students' interest in learning； improve students' learning ability and practical ability， which is helpful to the cultivation of applied talents.

Key words： flipped classroom； micro task driven； project teaching； applied talent

0 引言

传统的教学模式强调“课堂教学”，教师在课堂内完成所有理论讲授后进入实践阶段。如此学、做分离的教学模式很难调动学生学习的主动性、参与性和协作性，从而很难让学生形成系统的综合应用技能。项目式教学通过一系列教学项目，将理论和实践有机的结合起来。项目式教W通常比传统教学需要更多的教学时间，在有限的课堂学习时间内无法完成所有的学习任务，这样基于微任务驱动的项目式翻转课堂教学模式应运而生。

“翻转课堂”是融合混合学习与建构主义学习的一种新的教学模式，从时间和空间上逆转了学生知识传授和知识内化过程。将理论知识的传授放到了课堂外由学生自主学习，而课堂变成了个别指导、师生互动、小组合作、解决问题的场所[1]。本文以“数据库原理”课程为例，构建了“微任务驱动”的项目式翻转课堂教学体系并设计了其具体的实施过程。

1 构建主义与小组合作学习

微任务驱动项目式翻转课堂教学模式的设计以构建主义理论和小组合作学习理论为基础。

⑴ 建构主义理论

建构主义认为学习是在一定的真实情境中自我体验建构而来，其强调学习的主动性、情境性，解决实际问题的需求能激发学习者主动建构[2]。建构主义指导下的微任务驱动的项目式翻转课堂教学提倡教师利用现代信息技术搭建学习环境，借助事先分解好的微任务引导学生从学习环境中主动的、互动的获取知识，发挥学生的积极性与主动性，通过互动和评价反馈调整学生的知识结构，最终完成正确的知识建构。在翻转课堂实践教学中，运用微任务驱动的项目式教学模式，对学生自主学习具有重要意义。

⑵ 小组合作学习理论

小组合作学习是目前世界上许多国家普遍采用的一种富有创意的教学理论与方略。其要素如下：①小组对任务进行合理分工，成员积极承担自己的任务，相互信赖、充分沟通；②小组内部通过协作学习对个人完成的任务进行优化；③小组成员对组内的任务成果进行评估，寻求提高其有效性的途径。

在微任务驱动的项目式翻转课堂教学模式中，将小组合作学习的理念运用于课堂教学过程，充分发挥合作学习的优势。

2 微任务驱动项目式翻转课堂教学设计

翻转课堂是一个融合直接教学与建构主义学习的学习环境[3]。在教学模式设计中，关注课前和课后两个教学环境的创设，微任务驱动项目式翻转课堂教学模式结构如图1所示。

⑴ 课前教学活动设计

在课前，教师根据教学目标和内容，分解设定学习任务，制作并开发相应的基础支撑学习资料，包括学习目标、进度安排、项目认知材料、基础知识课件、自制教学视频、课前测试题库等。将学习任务和学习资源库给学生，学生根据学习任务要求，自主地完成理论知识学习和知识点测试，发现问题和提出疑惑，教师在此过程中需要监督和跟踪进度，并在教学支撑平台上完成师生互动。

⑵ 课中教学设计

在课中，教师借助校企合作的实际开发项目，并抽取相关的实践内容，根据课前理论知识的储备情况，将项目内容分解为若干相互关联的微实践任务，并创设相关的项目微任务环境。学生以小组合作来完成知识内化过程，学生按小组布置教师的微任务，以微任务为驱动完成独立探索和小组协作，并进行成果的交流。教师在课内解答学生课前疑惑，并进行微任务的个性化指导和反馈评价。

3 微任务驱动项目式翻转课堂教学模式的应用

课题组在东南大学成贤学院计算机专业13级的数据库原理课程教学中进行了一学期的微任务驱动项目式翻转课堂实践，完成了项目的收集和任务的分解，搭建了课前课中教学环境，与学生积极的交流和互动。

3.1 课程整体设计

对独立学院计算机专业学生来说，学习数据库原理及应用课程的主要目的是应用数据库基本原理、商品化的DBMS和数据库应用系统开发工具，设计和开发面向各种实际问题的数据库应用系统[4]。课题组将数据库原理课程的教学内容分解为理论知识架构部分和工程实践能力部分，如图2所示[5]。

根据课程学习目标，开发相应的课程资源包括：学习阶段性目标、教学PPT、教学视频、阶段性练习题、企业实际项目展示。围绕基础理论和实践能力培养目标把教学内容分解为若干微任务，并将这些微任务分阶段给学生。课程理论部分，内容基本放在课前由学生自主学习，课堂中教师采用互动的方式解答课前疑问。实践内容放在课中以小组为单位进行实践、探讨和交流。

3.2 教学过程

⑴ 课前学习活动的开展

首先教师根据细化的阶段性教学目标和内容，制作基础支撑材料，同时提供开放性资源的相关链接。例如对课程资源的开发，针对关系数据库这个知识点，课题组设计了整个章节学习目标和进度文档。把知识点分解为关系DB结构、关系操作、关系完整性、关系代数等几个学习微任务。在每个微任务内根据知识点特征，设定不同的微任务并提供不同形式的多媒体资料供学生自主学习。如在关系DB结构部分，采用PPT图表展示加语音讲解的方式；在关系操作部分，采用教师录制的微视频讲解，并语音解释录制的数据库管理系统的关系操作实例；在关系完整性部分，以视频方式展示糟糕的数据库设计案例，并提出问题，引导学生自主去寻求解决问题的方案。每个微任务内都配备有相应的练习题，学生通过练习题自测学习情况，遇到困难可以再次查阅在线资料，并在论坛上提出疑问；教师可以随时查阅学生任务的的完成情况，并个性化地解答学生疑问，收集带有普遍性的问题，以便课中讨论。

⑵ 课中学习活动的开展

课中教师首先对课前论坛中带有普遍性的疑问进行讨论。教师项目实践微任务，这项目来源于企业实际开发项目。如：教务管理系统、图书管理系统、医院门诊系统、汽车租赁系统等。教师把项目开发过程中数据库部分抽取出来，分解为数据库应用认知、数据需求分析、稻菘馍杓啤⑹据库生成几个微任务模块，微任务由学生分小组在课堂中协作完成。

分配完任务后教师需要创设任务环境，在数据库应用认知微任务环节中，需要提供可运行的管理系统源码和系统运行的软件支持环境，在数据需求分析和设计阶段需要提供绘图工具等。在整个过程中教师对每个小组给予独立指导，对小组成果进行总结和评价。小组自主选择教师提供的课题，由3-4名同学组成，由一名组长负责。小组分阶段分工、协作完成教师的微任务，并以小组为单位将成果进行展示，同时可以对其他小组的成果提出疑问。

3.3 教学效果

经过一学期的教学实践检验，微任务驱动项目式翻转课堂教学模式取得了较为显著的学习效果，学生在数据库原理课程中理论认识、实践操作能力都较上届有较大的提升。理论考试的优秀率得到了提升，在参与实践的21个小组中，有18个小组很好的完成了选定项目的数据需求分析、数据库设计、数据库生成任务。但同时也反应出了一些问题，如课程不及格率比上学提升了2%。究其原因，与翻转课堂对学生的自主性要求较高，教师很难跟踪每一个学生的学习情况有关，因此对于自律性和主动性差的学生，还需要及时跟踪和加强督促。

4 结束语

本文在构建主义和小组合作学习理论基础上，借助翻转课堂理念，构建了“微任务驱动，项目式”翻转课堂教学模式，并在数据库原理课程上进行了教学实践。实践证明，微任务驱动项目式翻转课堂教学模式的设计与应用，在以应用为主要教学目标的应用性高校课程中有较大优势。其以微任务贯穿于整个教学活动，“学生为中心”的思想得以充分体现，激发了学生的学习兴趣，有效的提升了学生的理论认知、工程实践和协作能力。

参考文献（References）：

[1] 曾贞.翻转教学的特征、实践及问题[J].中国电化教育，2012.7：114-115

[2] 罗柳垠，芦丽萍.微型学习视频在翻转课堂教学中的设计与应用[J].计算机教育，2015.2.

[3] Jon Bergmann，Jerry Overmyer，Brett Wilie. The FlippedClass：Mythsvs. Reality[OL].

数学微课程设计论文篇4

关键词：中医药；专业基础课；微课

中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2017）04-0041-03

“微课”是以教学视频为主要载体，有明确的教学目标，内容短小，集中说明一个问题的小课例[1]。与传统的教科书、PPT、Word、PDF等静态电子教材相比，微课的视频是动态的，不仅仅有文字、图片等静态内容，还可以包括教师的解说声音、眼神和肢体语言，黑板或者白板板书过程，实验演示或者虚拟实验等多媒体内容。作为一种新型的教学资源，微课以其“短、小、精、趣”的特征得到了社会的广泛认可，被认为对深化课程改革、促进教育方式变革、培养创新人才具有重要意义。

本文结合中医药大学的办学定位与课程特色，以广东省“青年教师信息化新课堂”试验课程“药用物理学”课程为例，探索微课在中医药专业基础课程的设计流程与应用模式，以期为同类研究提供参考。

一、微课的起源与研究现状

（一）微课的起源

微课的起源，是在开放教育资源运动蓬勃发展的背景下产生的。在教育资源开放共享的背景下，学习方式呈现出多样化、碎片化、趣味化的特点。作为信息技术与科学深度融合的典范，微课的出现得到高度认可和广泛关注。

在我国，微课最初是从中小学得到推广和应用的[2]。大多观点认为，2011年11月佛山市教育局启动的首届中小学新课程优秀微课征集评审开启了微课在我国应用的先河。2012年9月，在“全国首届中小学信息技术教育应用展演会”上，教育部领导决定在高校开展微课应用。2012年12月至2013年8月，首届全国高校微课教学比赛正式启动，微课开始走进高校，逐渐引起众多高等院校教育工作者的重视和实践。

（二）微课的研究现状

1.国外研究现状。“微课”（Microlecture）一词缘起于国外的“微课程”。2008年秋，美国新墨西哥州圣胡安学院，高级教学设计师、学院在线服务经理，戴维・彭罗斯最先提出“微课程”的概念。他提出把长达近一个小时的课程压缩到60秒钟以内的五步建议，这对后续研究者制作“微课”视频起了极大的引导作用。为此，戴维・彭罗斯也被戏称为“一分钟教授”（the one minute professor）。

此后，国外掀起微课研究与应用的浪潮，并取得显著成效，如：美国可汗学院（Khan Academy）的微视频以其便捷有效的教学方式，赢得全球众多学习者的青睐；TED在YouTube上推出的TEDEd，将课程与视频、字幕、交互式问答系统融合为一体，形成与全球用户分享理想的盛宴；英国牛津大学陆续推出时间短小的系列微课，极大地激发了广大学习者的学习热情与兴趣。在此背景下，“翻转课堂”教学方式的应用与推广，在线学习、移动学习与泛在学习方式需求的不断增加，为微课的发展提供了深厚的应用土壤。

可以看出，微课程在国外越来越受到重视，且大多用于翻转课堂教学及非正式培训学习，不仅为广大学习者提供丰富的学习资源，为广大教师开发微视频资源提供极大的借鉴意义，而且对我国微课资源建设与应用研究起到极大的启示作用。

2.国内研究现状。在国内，佛山市教育局教育信息网络中心胡铁生于2011年率先提出中文“微课”一词，此后，逐渐成为学者关注的焦点。国内学者围绕“什么是微课”、“怎么建设微课”、“如何应用微课”三个基本问题展开了研究。

关于什么是微课的研究。主要介绍微课的背景、含义、特征、意义及影响等。例如：胡铁生（2011）论述了“微课”的概念、组成、特点及分类，总结了区域“微课”资源库开发步骤及途径；焦建利教授（2013）分析了微课兴起的根源，认为“微课不仅成为教师和学生的重要教育资源，而且也构成了学校教育教学模式改革的基础”、“无论是对学生的学习、教师的教学实践还是教师的专业发展，都具有重要的现实意义”；黎加厚教授（2013）从教学系统要素的独特视角论述微课的发展，提出微课程教学设计的17条建议等。

P于怎么建设微课的研究。主要研究微课建设、应用及前景等问题。例如：胡铁生（2013）对中小学微课建设与应用中的典型问题进行了分析和回答；吴秉健（2013）对国外微课视频资源进行了综述，将微课视频的开发和应用的目标、内容、技术特点和相关的案例效果等进行了横向的比较，阐述了国外微课视频资源开发和应用的策略对国内开发和应用带来的启示；梁乐明（2013）等对国内外有代表性的微课程资源的设计进行比较，建构起能有效促进学习的微课程设计模式；潘丽琴（2013）阐述了音乐“微课视频”的实践价值、具体制作流程及创新之处等。

关于如何应用微课的研究。主要研究微课在学科教学中的应用问题。比如：卓宽（2013）研究了微课在行政管理教学中的应用问题；张灵芝（2014）研究了微课在高职教学改革中的应用问题；谭晖（2013）提出利用微课提高科技人才外语培训的效率；邵华（2013）从具体专业课程建设的角度出发，就构建完整的微课教学环境和微课课堂教学模式、搭建有效的微课教学模式评价体系等方面，研究了微课在高职课堂教学中的应用等[3]。

综上所述，微课程作为一种新兴的教学资源，在国内的研究逐渐升温并初见成效，但研究还相对缺乏，表现在文献数量少，研究范围窄，实证研究薄弱等方面，尤其是关于微课设计、应用与评价的理论与实践更为少见，微课与具体应用情景（如不同学科、不同群体等）整合的应用模式亟待进行系统研究。

二、微课在中医药专业基础课中应用的依据

（一）理论依据：微型学习理论与情境认知理论

微型学习理论认为，若信息被拆分成为更小的学习单元，或学习以小步子进行，那么人们的学习就会更好、更有效、更简便、更加充满乐趣[4]。微型学习理论以学生为中心，关注学生主体作用的发挥，重视学习情境、资源、活动的创设，使学生主动进行探究和意义建构。微课的出现契合了微型学习理论“微、小、轻、快”的意蕴，必然以微型学习理论做指导。依据该理论，结合中医药专业基础课程特色和定位，要求我们将课程的宏内容进行细化分解，设计微课程教学活动，与现实教学情境整合来呈现课程教学内容。

情景认知理论认为[5]，知识是个体与环境交互作用过程中建构的一种交互状态，是一种人类协调一致的系列行为。实践不能独立于学习，意义也不能与实践和情境相分离，而是在实践和情境脉络中加以协商的。依据情境认知理论，微课的设计与应用离不开情境的布设，教学内容和教学活动的安排要与具体实践应用相连通，把知识获得与学习者的发展、身份建构等统合在一起。

（二）现实依据：教学改革的迫切形势

中医药专业基础课在中医药大学处于辅助地位，由于课程内容多、课时少、任务量大，教师只能在课堂上采用“一锅煮”的“填鸭式”教学方式，难以对学生进行个别指导。

以“药用物理学”课程为例，该课程是中药学院制药工程、药物制剂等专业的一门专业基础课，主要介绍物理学的经典理论及其应用。课程开设十多年来，学生普遍反映较难，主要体现在：一是因为许多物理概念学生理解起来有困难；二是课程对数学功底要求高，遇到复杂计算学生较为吃力；三是因为知识点间的衔接很紧密，学生一个环节没弄懂，后续内容学起来就犯难。为提高学生学习积极性，我们在教学中采取的办法有：将生活中喜闻乐见的事物引入课堂，加深学生对物理概念的理解；遇到复杂计算时，采用传统板书的形式，便于学生理解。但经过教改实验，这些方法仍然不能充分调动学生的积极性。在此情况下，我们尝试利用微课开展课堂教学改革。

三、微课在中医药专业基础课中的应用策略

本文以广东省“青年教师信息化新课堂”试验课程“药用物理学”课程为例进行探讨。课程教学团队先制定微课整体建设方案，然后按照分工设计开发微视频课程资源。微课建设方案的制定，要注意引入思维导图，从而避免学习者在碎片化知识学习中迷失方向。下面重点探讨微课的设计流程和应用模式。

（一）设计流程：严守“五个”步骤

根据微型学习理论和情境认知理论，微课的设计开发应注重与现实教学情境的整合，围绕“解决什么问题”、“如何解决问题”、“需要哪些素材”、“如何制作开发”、“使用效果怎样”等问题展开，整个过程可以分为前期分析、方案设计、素材准备、开发制作、测试评价五个阶段，如图1所示。

以“药用物理学”流体动力学中的“伯努利方程及其应用”为例，微课的设计流程见表1所示。

表1 “伯努利方程及其应用”微课设计示例

（二）教学模式：“三备―四步―一复习”

微课应用模式的构建可以从课前、课中、课后三个环节展开。课前，学生登录课程学习平台，观看微视频和数字材料，完成概念性知识点的学习，并进行课前测试练习[7]，将自主学习时碰到的疑难问题进行登记。教师通过分析学生的学习材料、测试练习和笔记疑难情况，对课程教学目标、教学活动和教学反馈进行设计。课中，教师结合互动平台的问题反馈调整教学内容，通过微视频引入课程教学内容，进行课堂知识讲解、课堂知识应用和课堂小结。课后，学生通^观看教学视频来复习回顾学习内容，形成“课前、课中、课后”相结合的“三备―四步―一复习”的微课教学模式，如图2所示。

图2 “三备―四步―一复习”微课教学应用模式

（三）案例：“伯努利方程及其应用”课堂实录

以“伯努利方程及其应用”为例开展微课教学实践，教学实录如下。

1.课前。首先，学生登录课程学习平台，在“学生自学”栏目中自主学习教师提供的微视频和电子材料；然后开展课前摸底自测练习；最后学生将遇到的难点问题在课程平台的“笔记疑难”中记录下来。

教师根据学生的自主学习情况，分析数字材料、测试练习和笔记疑难，在此基础上开展备课。备课的重点是教学目标、教学活动和教学反馈，这是教师备课的基本依据。

2.课中。首先，播放香蕉球视频，引入课程内容；其次，开展伯努利公式推导。通过理想流体和稳定流体的概念，根据能量守恒定律及功能原理建立物理模型，推导出方程公式，同时讲解公式的意义及适用条件；再次，讲解方程的应用。通过一个应用实例，给出水流的速度、压强、管的内径、水沿水管某一截面管的内径等参数，求该截面处的流速和压强。同时结合中医药专业特点，演示文丘里流量计原理。最后，进行课堂小结。

3.课后。学生登录课程平台复习课程内容，教师对课前与课中安排的教学目标、教学内容、教学活动等内容进行反思，以提高教师的教学实践与研究能力。

四、展望

在教育信息化迅猛发展和微课引起社会广泛关注背景下，本文依托广东省“青年教师信息化新课堂”试验课程“药用物理学”，对中医药专业基础课程的微课设计、开发与应用模式进行了细粒度研究，有利于丰富和发展微课设计与应用理论，对微课在中医药大学中的推广，对教学资源的建设与教学模式的变革，对促进中医药专业基础课程教学方法改革具有一定的理论指导意义和实践参考价值。后期笔者还将从教学环境筹建情况、教学互动情况、教学效果、教学总结及交流研讨等四个方面，对微课应用效果进行评估，更加注重资源构建和教学的互动，形成有别于传统教学评价的评价指标体系，这也是后期的重点研究工作[8]。

参考文献：

[1]谢伟.微课在卓越法律人才培养中的适用[J].学理论，

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[2]张灵芝.微课在高职教学改革中的应用研究[J].中国职

业技术教育，2014，（26）.

[3]周青松.高职会计专业出纳实务课程微课教学应用研究

[J].湖北广播电视大学学报，2015，（12）.

[4]许爱军.高职数字教学资源开放与共享的动因分析及模

式构建[J].成人教育，2015，（4）.

[5]梁乐明，曹俏俏，张宝辉.微课程设计模式研究――基于

国内外微课程的对比分析[J].开放教育研究，2013，（2）.

[6]陈昭喜.信息技术与中医药类专业基础课整合研究――

以《药用物理学》为例[J].成都中医药大学学报：教育科

学版，2012，（4）.

[7]刘颖.国内外微课程的对比――三类“微课程”的对比分

析[J].教育信息技术，2015，（8）.

数学微课程设计论文篇5

关键词：电磁场与微波技术；精品课程；教学实践

作者简介：裘国华（1974-），男，浙江绍兴人，中国计量学院信息工程学院，讲师；李九生（1976-），男，广西桂林人，中国计量学院信息工程学院，教授。（浙江杭州310018）

基金项目：本文系浙江省高等学校精品课程建设项目、中国计量学院校立高教课题资助（编号：HEX200727、HEX200872）的研究成果。

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）08-0051-02

“电磁场理论与微波技术”是电子信息工程、通信工程和电子科学与技术类专业的一门重要专业必修课。也是一门学生公认较难学难教的课程，该课程既与前期的高等数学、大学物理学等课程的知识紧密联系，又对目前移动通信、电磁兼容和生物电磁学等前沿学科的学习与认知起着重要作用。[1-2]随着信息技术的快速发展，为满足社会对从事于微波工程、电磁测量技术和无线电技术等领域人才的需求，中国计量学院（以下简称“我校”）始终如一支持该课程的建设，我们对“电磁场理论与微波技术”进行课程改革和教学实践，有效地提高课程的教学质量，改进了教学效果，[3]2009年被评为学校精品课程，在2010年被增选为浙江省精品课程。本文对课程的改革和实践作初步总结。

一、课程建设和教学实践历程简述

我校“电磁场理论与微波技术”课程建设与教学改革实践经历多年，从原先“电磁场理论”和“微波技术与天线”分开授课，然后合并成“电磁场理论、微波技术与天线”课程，发展到目前为“电磁场理论与微波技术”，期间主要经历了三个时期：

2004年以前，课程建设初期。“电磁场理论”和“微波技术与天线”单独设课，两个课程安排在不同学期，理论与实践相隔一个学期，总体教学效果不明显。

2005至2006年，课程建设的起步期。学校根据高校微波专业的电磁场培养目标，决定将原来的“电磁场理论”和“微波技术与天线”合并为“电磁场理论、微波技术与天线”课程，电信、通信和电科三个专业同时开设该课程，并进行教学方法、教学手段的改进，以及教材建设和师资队伍建设。编写了《电磁场理论与微波技术》实验指导书；在校内实行微波实验室“全日制”开放，积极开辟学生第二课堂；制作《电磁场理论与微波技术》课件，改革教学方法与手段，结束了“黑板+粉笔”的单一教学模式，聘请外校知名教授来校讲课和培训新教师，取得了一定的教学效果。

2007年至今，课程的建设改革期。2007年申请了校级教改课题，开展“电磁场理论与微波技术”课程实践和教学探索，并以建设学校重点课程为契机，全面修改课程内容体系。从内容的广度、深度都有了质的改变，强化了电磁场理论的基本原理、基本知识，以及仿真、设计、制作方法和步骤等内容，进行精品课程建设，全面提高教学质量。

二、课程建设和教学实践的主要内容

1.完善教学大纲，调整教学内容

教学大纲是指导课程教学、评价教学质量的主要依据。根据培养计划和课程设置等情况，最近五年对教学大纲进行了三次较大的修改和完善，使学生掌握电磁场和微波的基本结构，建立相关概念间的联系，对本课程理论知识有比较完整的理解，为后续课程的学习打下基础。比如在电磁场理论方面，重点要求重点掌握静电场的梯度和散度、静电场的基本性质、恒定磁场的磁通连续性、磁介质的磁化及矢量磁位和矢量泊松方程、标量磁位和拉普拉斯方程、麦克斯韦方程组的内容及其物理内涵和时变电磁场中的分界面的边界条件等内容；在微波技术方面，掌握传输常数、特性阻抗、反射系数、驻波比等微波传输线的基本概念及其物理意义。掌握不同负载时的传输线的工作状态和传输线的阻抗圆图及其应用，掌握导波系统中的波型、传播常数、相位常数、截止波长、相速、群速等的概念，掌握微波网络分析中常用的参量和双口网络的工作特性参量，对矩形波导的波型及传输特性、TE10及波导壁的电流分布也予以重点要求，掌握各种基本微波元件的结构、原理和使用，使学生能对微波器件等最新技术有更加深入的认识，为学生在将来选修天线等知识时打下良好的基础，对于课程其余知识则要求了解。虽然本课程总学时数有所下降，但是教学大纲仍能在知识更新和课程体系结构等方面保证其合理性。

2.精选教材，突出“化繁为简”理念

根据教学大纲选择合适的教材是教学质量的基本保证。近些年来，我们先采用高等教育出版社1999年出版，谢处方、饶克勤编的《电磁场与电磁波》和西安电子科技大学出版社2001年出版，刘学观、郭辉萍编的21世纪高等学校电子信息类系列教材《微波技术与天线》，由于课本内容太多，公式推导繁琐，影响部分学生学习积极性。然后就改选用西安电子科技大学出版社2002年出版，盛振华编著的《电磁场微波技术与天线》，在与学生的互动过程中，学生反映对矢量分析这部分内容比较困惑，希望能在课本中列出这部分知识。于是又选用机械工业出版社2007年出版，傅文斌主编的《微波技术与天线》为教材，[4-6]该教材属于普通高等教育“十一五”部级规划教材。

由于进行精品课程建设，对教材也提出更高的要求。吸取以往选择教材的经验，现在使用北京邮电大学出版社2010年出版，李媛、李久生编写的《电磁场与微波技术》，与以前教材相比，该教材根据面向21世纪电类技术基础课程教学改革的要求，并考虑到电子类专业的特点，注重对电磁场与微波技术的基本概念、基本规律、基本分析方法的介绍，着重对广大普通学生分析问题、解决问题能力的培养。本书内容由浅入深、重点突出，基本理论推导去繁就简，着眼于应用，方便学生理解，使学生更易于接受课程知识。[7]

3.促进教学科研互动，培养创新能力

教学与科研的相互结合，可促进教学质量提高。任课教师在授课过程中，把自己相关的科学研究项目和研究结果介绍给学生，例如在讲授微波滤波器知识时，介绍如何用微带设计新型微波器件，并用Ansoft HFSS和MathCAD等仿真软件进行设计和分析，画出设计电路原理图，然后再播放相关滤波器件的实际电路图，这样一方面使学生对利用微带设计微波器件等复杂过程和抽象概念有简洁的理解，加深对理论知识的认识，另一方面提高学生对本课程的学习兴趣，为学生今后做相关微波研究和创新设计打下基础，例如利用MATLAB软件进行练习和处理，学生还可以自己动手实践，起到良好的效果。目前太赫兹波的研究利用是近些年比较热门的课题，在车站、奥运会和出入境等安检以及食品质量检测方面具有越来越多的应用前景，鼓励有潜力的学生利用学校太赫兹波实验室进行研究和创新设计，允许学生与老师一道，积极参与发表科研论文和撰写专利，有些学生在攻读硕士研究生时，继续选择与本课程相关的课题作为研究方向，学生的创新能力得到培养。

4.改进实验教学，提高实验效果

根据教学大纲，改革实验内容，重新编写实验指导书，增加综合性和设计性实验。在实验中，教师首先讲解实验要点和注意事项，然后以学生操作为主，教师指导为辅进行实验，对实验结果进行当场验收并进行相关理论知识的提问，以此作为评定学生实验平时成绩的主要依据，有助于学生的实验预习和增强学生的动手积极性，鼓励学生多角度分析实验现象，检验实验数据的可靠性，规范学生实验报告，提高实验效果。实验室还提供高要求的选做实验和开放性实验，利用学院建立的RF-2000系列射频实验基地，鼓励学生自行创新设计，切实体验和探索电磁场和微波技术在工程中的应用，使学生感受理论知识与实际工程的联系，增进对基本概念的认识。

5.重视教学电子资源建设，拓宽课程信息来源

课程组利用学校教学网络设施，建设本课程的教学网站，列出该课程的教学团队情况、教学大纲、教学日历、电子教案、授课录像、实验指导书、实验大纲、思考题、习题及解答和多媒体课件等信息，鼓励学生经常点击浏览。作为随堂答疑的补充，还安排教师负责解答学生提出的疑难问题，解决学生在学习中遇到的困惑，增强学生对学习本课程的自信心，也为学生提供了一个崭新的自学环境，拓宽了本课程信息来源。

6.改革考试方式，促进考核公平公正

本课程的考试方式曾经采用开卷考试，相当一部分学生就以为只要考试时带上书本就能考好，在平时也不认真做作业和复习，实际情况是考得不是很理想。课题组教师决定改变考试方式，采用闭卷考的方式，建立20多套试题库，由于本课程的公式较多，有的公式又较繁琐，就在每套试题后面附上公式，而且公式不按照章节的先后顺序排列，比如有关相速度的公式可能就有；；；；；等公式，需要学生真正了解试题所指物理概念才能找到正确公式。期末考试时由学校教务处随机抽取试题进行考试，任课教师也不清楚具体会考什么题目，使学生打消了以前认为的平时可以不来上课，只要划重点的那节课来了就能考好的投机心理，从而重视平时按时上课，既提高了课堂出勤率，又促使学生自觉加强考前复习，改善了学习效果，促进学生考核更加公平和公正。

7.建设精品课程，提升教学水平

精品课程建设对教学质量的提高起到积极作用，已成为课程建设的重要标志。本课程积极参与精品课程建设，整合课程资源，优化教学内容体系，全面提升课题组的教学水平，在2009年经学校评审成为校级精品课程，2010年被增选为浙江省精品课程，表明该课程建设取得了良好成果，课程的教学水平也得到进一步的提升和认可。

三、结束语

课题组教师经过多年的不懈努力，“电磁场理论与微波技术”课程建设和教学实践取得了初步成效，学生对本课程的学习积极性更加主动，教学效果得到明显改善，在校内外获得了积极评价。当然，还有许多工作需要进一步完善，我们一定会在今后的教学中继续改进。

参考文献：

[1]周雪芳,钱胜,李齐良.“电磁场与电磁波”精品课程建设的探索与实践[J].中国电力教育,2011,(4):68-69.

[2]李丹美,仇润鹤,叶建芳.“电磁场与电磁波”课程教学改革探索[J].实验室研究与探索,2005,(S1):157-159.

[3]姜宇.在“电磁场与电磁波”课程中建立创新理念[J].电气电子教学学报,2009,31(1):95-96.

[4]谢处方,饶克勤.电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社,1999.

[5]盛振华.电磁场微波技术与天线[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.

数学微课程设计论文篇6

关键词： 微课 Java语言 课程教学

1.引言

微课是一种短小精悍的课程，首先它符合课程的特征，即是一种教学科目，具备预期的学习结果或目标，是一种学习经验或体验。微课和一般的学科性课程和实践性课程的主要区别是时长很短，基本控制在5分钟至15分钟，集中说明一个教学问题，其特点是泛在性、可视化、关联性。微课得益于计算机网络的发展，当超文本、海量的数据在网络上出现后，微课以其数字化资源为主要特征的形式发展起来。

微课不是在中国首次出现的教学形式，张一川、钱扬义[1]论述了国内外微课资源建设与应用进展，早在2008年，美国新墨西哥州胡安学院的戴维彭罗斯就正式提出了微课的概念。杨明[2]就高职教育阶段实施微课开发进行了大讨论，分别从利用微课做好教学研究、实践教学与社会服务、学生课内与课外的活动等三个方面详细论述高职教育中融入微课技术的建议。

2.微课的设计

要搞好微课的设计，必须掌握以下几个基本原则：课程结构具备独立性、课程设计具备模块化和知识内容具备微型化。

课程结构具备独立性是指微课以独立的结构出现，尽管微课之间是存在松散耦合的关系，但是单个微课有完整的教学目标、教学过程、教学评价等内容。

课程设计模块化是指将一门课程设计成微课的时候，由于时间限制，因此需要将课程首先进行有机的分割，成为彼此之间有互相关联的模块，然后根据模块的内容制作微课。

知识内容具备微型化是指微课所传授的内容不是长篇大论，而是将一门课程的知识点根据知识结构碎片化，使之成为微型的知识模块。

微课的设计必须有明确的教学目标，针对核心概念，清晰地说明主题。同时应该有丰富的教学策略，利用足够的教学资源，提供不同层次的练习，帮助学习者完成集中而又完整的知识总结。在学习评价阶段，要提供离线或在线的习题，健全信息反馈系统，让学习者在第一时间得到有价值的反馈。

3.Java语言的微课设计

《Java语言程序设计》是我校计算机网络技术的专业核心课程，由于该课程本身原理性强、知识点丰富，而高职阶段又要求突出学生对程序的编写与调试能力，因此为了更好地教学，本课程组将该课程的重点与难点以微课的形式，让学生随时随地都能巩固学习。

微课的设计有一个流程，从知识萃取到教学设计再到媒体设计。在实施微课设计的时候，要遵循如下的流程。

首先是知识的萃取，先将该课程形成工作过程导向的课程，创设出四个学习情境，将每一个学习情境转化为若干个项目。由于项目彼此之间存在前后的关联性，因此根据项目设计的微课就有关联性。例如在基本编程思想确立的学习情境中，学生基本信息系统项目中出现了Java的基本语法，主要是不同数值类型的介绍及变量与常量的应用。这里，变量与常量就是教学难点，很多学生知道变量是一种可变的数值定义形式，而常量却是不能产生变化的数值定义形式，但是应用起来却很困难。

我们进行了变量与常量的微课设计，微课的名字很重要，要吸引学生观看。我们取名为“认识变量与常量的区别”，为什么不提定义和应用呢？主要是学生会感觉到定义和应用已经是他们知道的内容，他们现在比较关心的是两者的区别。

教学设计我们以1+1+1的形式，即引入一个案例，灌输一个知识，说明一个问题。我们引入的案例是在房子里放入两个盒子。房子代表的是计算机内存，盒子代表的是内存的一部分空间。当盒子没有加锁的时候，那么盒子里的东西是可以更换的，只要东西存放进盒子。这样的盒子就是变量，而里面存放的东西就是变量的值。如果盒子是加锁之后放进房间的，那么盒子里的东西就不能更换，原来是什么，现在还是什么。这样的盒子类似于常量，一旦被定义了，那么常量的值就不能产生变化。

接着我们会让学生上机操作，定义和初始化变量与常量，变量的值在定义结束后还能重新赋值，所以是一种可变的状态，但是常量一旦初始化后就不能重新被赋值，一旦再次赋值，编译器就直接报错。

学生通过盒子的形式，牢牢记住了常量与变量的区别，上机的过程无非就是学会如何定义常量和变量。通过这样的学习，学生对本来很难的内容就记在心里了，以后再碰到这样的问题，迎刃而解。

微课的制作我们采用了录屏软件，由于盒子放进房间的状态，我们设计的Flas，并提示回答信息，两个盒子中哪个盒子的存放的东西可以产生变化。通过简单动画演示，学生根据自身的社会经验，非常清楚地认识到加锁的盒子与不加锁的盒子的区别，进而思维迁移到常量与变量。

微课设计的关键在于脚本的制作，所谓脚本是定义知识的演变与连贯，一个好的脚本往往能决定微课的成功与否。我们将整个微课场景做成脚本，包括解说词与字幕，并反复推敲与琢磨。在录制视频的时候，根据脚本设置的内容，录制一段段录像或者动画。

4.结语

微课是一种以引导的方式进行教学的特殊教育形式，依托网络的发展与信息的膨胀，在传统课堂教学中科学、合理地引入微课，对现阶段的高职教育有一定的促进作用，让学生充分利用课余时间进行有效的学习。

参考文献：

[1]张一川，钱扬义.国内外微课资源建设与应用进展[J].远程教育杂志，2013（6）：26-33.

数学微课程设计论文篇7

关键词：微波技术；多媒体技术；电磁仿真；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）15-0084-02

一、引言

当今社会，无线通信技术已经遍及生产生活的各个领域，而实现无线通信的最重要载体就是电磁波[1]。其中“微波技术与天线”是这些学科专业中的一门关键课程。该课程理论性较强，且概念抽象，不易理解和学习[2，3]，对如何讲授这门课程的老师及如何学好这门课程的学生都是一个不小的挑战。同时，该课程的工程实践性强，学生不仅要学好理论知识，还要掌握常用微波元件和天线的设计方法，以及相关仪器的使用。由于微波测量仪器的价格昂贵，学校采购数量有限，很难满足每一位同学的实验操作需求[4]。因此，本文探讨了如何在传统教学中，将现代多媒体技术与EDA电磁仿真软件相结合，合理融入到教学过程中。通过多媒体技术，使抽象的概念更加形象和直观，便于学生理解。

二、理论教学改革

1.合理安排教学内容。“微波技术与天线”既是一门理论课程，也是一门工程实践性较强的课程，其主要内容包括微波技术与天线两大部分。其中微波技术又包含传输线理论、波导及网络分析，以及常用微波器件设计等内容；天线技术主要包括天线的基本概念，常见天线基本原理，课程结构如图1所示。其中，红色方框部分应作为课堂讲解的重点内容；虚线框中内容具有较强的工程实践性，授课教师应对相关内容做一些详细介绍，同时对学习兴趣浓厚的学生做一些研究方向的指引。另外，红色方框部分的学习过程涉及大量的数学知识，包括高等数学、复变函数和矩阵理论等知识，还涉及电路、电磁场和电磁波等基础理论，学习比较枯燥且容易忘记。教师讲授时需要多花一些课时，并且强调学习这部分的重要性。在课后需要给学生安排一定的课后作业或临时测验，起到巩固知识、加深理解的作用。

2.合理使用多媒体技术。“微波技术与天线”课程中的很多概念抽象复杂，仅仅使用简单的文字描述或静态图片展示很难理解。通过使用现代多媒体技术可将抽象的概念形象化，利用彩色图片及动画等技术手段将抽象难懂的知识生动直观地展示给学生。例如“场”这一概念，很多学生反映难以理解。多媒体这一教学手段可以很生动、形象地去表达“场”这一看不见摸不着的物质，帮助学生去建立或者重构“场”在他们大脑中的印象，避免教师在“场”教学中的枯燥乏味，从而达到良好的教学效果[5]。

另外，在讲授无耗传输线工作状态、规则金属波导中的场时，也可采用多媒体教学。如对矩形波导中TE10模的电场、磁场以及三维场分布，可以采用多媒体动画的形式来呈现，这样就会使学生更加直观、深入地认识矩形波导中的场分布，加深理解，提高教学效果。对于各种不同的天线结构，可借助幻灯片，收集一些相关的图片展示给学生，加深学生对相关知识的认识与理解。

三、电磁仿真软件

“微波技术与天线”是一门实践性强的课程，由于该课程的实验仪器都非常昂贵，且学生人数较多，实验过程中的仪器管理与维护等需要耗费大量时间，并且在有限的时间内难以让每位同学亲手操作一遍，因此可以使用现有的EDA电磁仿真软件来解决上述问题。目前，常用的微波仿真软件有CST、Ansys HFSS、ADS与Ansys Designer等，并且都提供了相应的学生免费版，免费版完全可以满足课程教学的需求。利用这些软件可以让学生对“微波技术与天线”课程中的常用微波器件及天线进行仿真设计。在仿真实验中，可以加深学生对相关物理概念的理解，以及对理论知识的掌握，同时增强学生们的学习兴趣。图2所示为利用三维电磁仿真软件设计和模拟微波器件的图形界面。

四、课程网站建设

近年来，网络教学作为一种新型、高效的教学方式，很好地弥补了传统教育的不足，也推动了高等院校的教育改革[6]。通过精品课程网站，学生可以跳出传统教学在时间、空间上的制约，通过网站复习课堂上的知识，利用网站上的资源进行更深层次的学习，还可以与老师留言交流。精品课程网站逐渐成为了运用互联网技术改善教学质量、增进师生间交流的一种有效方式。

微波技术是研究微波信号产生、放大、传输、发射、接收、变换及测量等技术的学科，在卫星通信、移动通信、雷达、微波遥感等领域得到了广泛的应用。“微波技术”作为一门重要的专业基础课，是后续“移动通信”、“微波通信”等课程的重要基础。“微波技术”课程涉及到电磁场理论和微波网络系统以及天线技术，内容广泛，理论性强，信息量大，所用到的高等数学、物理学、电磁场与电磁波等知识较多，是电子与通信相关专业比较难学的一门专业基础课。

目前，传统的微波技术教学存在一些问题。首先，教学方法比较单一，大多数时候还是采用课堂上ppt讲解和板书的授课方式，这有助于进行严谨的理论推导，但讲课效率却无法充分提高；其次，在有限的课堂教学中仅能将基本的概念、原理、方法教给学生，而对微波技术的发展前沿，更深层次的知识点，发散性、探索性的问题涉及较少。建设《微波技术》精品课程网站是配合教学现状，进行网络教学改革的实践。将网络教学与课堂教学有机结合起来，是对以现代信息技术为基础的新型教学方法和教学模式的探索。能够充分发挥学生学习的积极性和自主能动性，从而提高教学质量。

本教研组运用新型的Web前后端技术，采用B/S（浏览器/服务器）架构，使用近年来新兴的Node.Js搭建后端服务器[7]，使用Nosql数据库MongoDB做为数据库，使用jquery、Bootstrap等前端类库和技术搭建一个性能、体验良好的《微波技术》课程网站[8]，并采用响应式设计进行多终端适配，使网站适应PC、手机等不同尺寸的设备。该网站不但丰富了该课程的教学手段，而且改善了教学质量，增进了同学与老师之间的沟通与交流。

五、结论

本文分析了“微波技术与天线”课程的内容特点及教学难点，并对传统教学方法提出了一些改进措施。通过合理安排教学内容及运用多媒体技术来提高教学质量。同时，开发和建立了相应的课程网站，该网站为学生提供观看视频课程、资料下载、查看老师文章、向老师留言提问等功能，为老师建立一个后台管理系统，提供文章的和管理、视频资源上传、回复学生留言等功能，有效提高了该课程的教学质量。

参考文献：

[1]袁海军，马云辉，刘咏梅，等.《微波技术与天线》课程教学中理论性与工程应用性的结合探讨[J].科技资讯，2012，（24）：169-170.

[2]夏祖学，李少甫，胥磊.《天线与微波技术》课程的教学改革研究与实践[J].实验科学与技术，2013，（06）：49-51.

[3]蒋铁珍，廖同庆.《微波技术与天线》教学：与工程应用相结合[J].教育与教学研究，2014，28（06）：78-80.

[4]李新营，曹雪.《微波技术与天线》教学的研究与探讨[J].物理通报，2014，（12）：25-27.

[5]李素萍，吴伟.《微波技术与天线》课程教学改革探讨[J].中国电力教育，2011，（08）：108-109.

[6]高思礼.教育部启动精品课程建设工作[J].中国大学教学，2003.

数学微课程设计论文篇8

Abstract: "Microcomputer Principle and Interface Technology" is an important foundation courses of electrical engineering major undergraduate, which is very important to cultivate students computer application ability. With the rapid development of computer technology, the system and the structure of microprocessors and computer systems have great changes, which need a new objective recognition about this course. This article describes the main ideas and specific measures of Microcomputer Principle and Interface Technology teaching in detail from curriculum, teaching content, experimental teaching and hours arrangement under the current curriculum reform background.

关键词: 微机原理与接口技术;课程设置;教学改革;实验教学

Key words: microcomputer principle and interface technology;curriculum;teaching reform;experimental teaching

中图分类号:G40文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)23-0210-02

0引言

《微机原理与接口技术》是工科电类专业本科生的重要专业基础课程,也是一门主干和必修课程。但是由于当前计算机技术尤其是单片机及嵌入式技术的飞速发展,传统微机原理课程的地位受到了较大挑战。部分教师和学生将微机原理与接口技术课程与单片机或嵌入式系统等的课程混为一谈,对微机原理课程的地位和作用产生了质疑。本文将结合笔者多年从事微机原理与接口技术课程教学的经验和体会,从多个角度阐述在新时期课程改革背景下本课程所应担负的作用,并详细说明课程内容、实验教学及学时安排等方面的主要思路和具体措施。

1对微机原理与接口技术课程定位的再认识

从目前国内各工科高校的人才培养方案和课程规划来看,微机原理与接口技术课程被看作是电气、电子、自动化等电类专业的一门专业平台课程,其主要任务是使学生从理论和实践的层面掌握现代微型计算机的基本组成、工作原理及典型接口技术,建立微机系统的整体概念,使学生具有运用现代微机技术进行软、硬件开发的初步能力。

为适应计算机技术飞速发展的时代需要,各高校微机原理与接口技术课程的课程设置和教学内容也做了相应调整。主要可以分为以下四种情况:①将长学时(90-100学时)的微机原理与接口技术课程拆分为系列课程,如依次分为短学时的《计算机组成原理》、《汇编语言程序设计》和《接口技术》课程;②先开设一门微机原理课程,主要讲授微机的基本组成、工作原理和汇编语言程序设计,其后再开设一门《单片机接口技术》或《嵌入式系统设计与开发》,主要从开发设计的角度讲授接口技术的应用;③同时开设《微机原理与接口技术》和《单片机原理与接口技术》课程,分别从80x86系统和单片机应用的角度讲授系统的工作原理、程序设计和接口技术;④近几年随着嵌入式系统在各应用领域大放异彩,部分高校有将单片机类或嵌入式系统应用课程取代传统微机原理课程的趋势,个别高校甚至直接取消了传统的微机原理课程。以上的第三种情况中,两门课程中有一些重复的教学内容可以合并;而第四种情况则有些偏颇和激进了。因此,有必要重新思考和明确微机原理与接口技术课程在当前工科电类专业人才培养和课程架构中的作用和定位。

微机原理与接口技术作为一门专业基础课程,笔者认为,开设该课程有三大主要目的:一是使学生系统学习微机系统的基本组成结构和工作原理;二是使学生掌握一门有用的低级语言;三是为微机应用系统(包括单片机应用系统)的设计与开发打下一定基础。与此相对应,该课程的教学内容包括微机基本组成及工作原理、汇编语言程序设计和典型接口技术,主要强调基础性、系统性和整体性;而单片机或嵌入式系统的课程往往是基于某一专用系统,属于专业技术课程范畴,更偏向于应用,所涉及的接口技术方面的内容较多,而课程所涵盖的微机系统的范围比较窄,对微机工作原理涉及较少。两者在微机系统的知识结构中处于不同的层面,互不统属。且前者是后者在知识结构上的基础,后者是前者在应用内容上的进一步延伸。可见,微机原理与接口技术课程与单片机或嵌入式课程并不是谁替代谁的问题,而是应加强联系和互相促进的关系。对于想在微机应用控制方面进一步强化学生知识结构和应用能力的高校,可以在开设微机原理课程后,通过选修课或研究生课程的形式再开设一门单片机或嵌入式系统的课程。

2对微机原理与接口技术课程教学内容编排和学时安排的几点思考

虽然目前各高校对于微机原理与接口技术课程(以下简称本课程)的开设形式不尽相同,但从课程设置的角度来看,本课程均应包括微机原理、汇编语言程序设计和典型接口技术的三大部分内容,这也分别对应着本课程的三个主要教学目的。对于非计算机类专业的本科生,本课程的内容还是应强调实用性,对不影响内容完整性,且相对过时、学生今后工作也基本用不到的知识可以少讲或不讲。

2.1 微机原理部分可以将微机原理部分的内容概括为三部分:①微处理器、微型计算机的发展和微型计算机的应用;②微型计算机的组成和工作原理;③计算机中常用的数据类型和编码,进制转换及补码运算。

其中第一部分主要为了解内容,要求学生了解微处理器、微机及其应用领域的主要发展情况和最新技术进展。其教学目的是扩展学生的知识面,丰富知识结构及拓宽专业视野。

第二部分则要求学员理解8086微处理器内部功能结构和存储器组织等内容,掌握8086微处理器寄存器结构及常用寄存器,理解8086 CPU的工作模式和最小模式下信号引脚的功能、最小模式系统总线周期时序,掌握时钟周期、总线周期、指令周期等基本概念。第二部分是微机原理部分的核心内容,概念多,理解难度大。此部分内容从微处理器的内部组成结构、引脚功能及工作模式出发,其教学目的是使学生深入理解和掌握微处理器内部的工作机制和原理。

第三部分内容要求学生理解计算机中常用的数据类型、计算机中的数和编码的表示方法,掌握符号二进制数的表示、补码运算及判断溢出的规则。此部分内容是微机系统的基础知识部分,也是学生必不可少的专业基础知识。

总的来说,微机原理部分的内容重在理论和基础,强调体系和结构,以理论授课为主,其内容既与计算机文化基础、数字电子技术等课程有联系,又具有自身的深度和广度,是本课程教学难度较大的部分。可以将此部分的理论教学时数安排在14-20学时。

2.2 汇编语言程序设计部分本部分的教学目的就是使学生能掌握一门低级语言――即汇编语言。学生有了这门低级语言的基础,在今后单片机知识的学习和科研工作中都能达到事半功倍的效果。

本部分的内容又分为两部分:即8086 CPU的指令系统和汇编语言程序设计。前者的教学重点在于寻址方式和主要指令的功能、用法和技巧。后者则侧重于汇编语言程序设计的步骤和方法,包括常用伪指令和程序结构的介绍以及子程序设计、中断服务程序设计和模块化程序设计的方法,重在使学生能够理解和掌握汇编语言程序设计的完整过程、主要方法技巧和应用环境。本部分的理论加实验教学不应少于40学时。对于大部分单片机应用系统,8086 CPU的指令系统及其汇编语言程序设计的方法均具有很好的参考作用。对于基于MCS-51内核的微控制器,8086 CPU的指令系统和程序设计方法兼容性很高,可以使开发者节省大部分的学习时间。这一点也正是工科学生学习本课程的一个现实意义,也是部分高校在本科阶段不额外开设单片机类课程的重要原因。由于部分工科院校在开设本课程之前,学生往往已经学习过一门高级语言的编程。因此,这些高校在本课程中分配给汇编语言程序设计部分的理论学时较少(有时甚至在10学时以内),连系统讲解8086指令系统、伪指令和程序设计方法的时间都不够,更遑论讲深讲透了。在笔者的微机原理与接口技术课程教学实践中,发现学生如果没有掌握好汇编语言程序设计部分,其接口技术部分往往也很难学好,对接口部分的实验更是难于动手,其弊端在学生的课外科研或毕业设计中也暴露得非常明显。

2.3 典型接口技术部分接口技术部分是本课程中的应用部分,可以采用精讲多练的形式,以典型接口芯片的原理和使用方法为重点。本部分的理论加实验教学可以安排在约30学时左右。

这里需要把握好一个度,即不要过多地罗列芯片,而应有所选择,要做到少而精,以掌握一个典型接口芯片来带动学会这一类芯片的使用方法,达到“授人以渔”的目的。这样做,一方面能使学生始终保持“新鲜感”和浓厚的学习兴趣,达到提高学习效率和实验效果的目的;另一方面,学习过多的接口芯片也没有必要。笔者认为,接口技术部分的教学目的应侧重于使学生具备微机应用系统的整体概念,熟悉设计简单微机应用系统(含单片机应用系统)的一般步骤、方法和过程。更新的接口芯片或更深更多的内容应该在相关选修课、课外科研或者今后的工作中由学生自行学习。

存储器技术重点在于存储器的连接和扩展,如数字电子技术课程中已涉及到,在本课程中可不讲。微机的总线技术、人机交互设备及接口和微型计算机应用系统等内容,可以根据课程教学的具体要求进行选择,应侧重于相关新技术、微机应用新领域的进展介绍,具体可以专题讲座的形式展开。

3本课程实验教学的设计

《微机原理与接口技术》是一门实践性和应用性都要求较高的课程,实验教学在本课程中居于极为重要的地位。其担负着三个主要作用:一是可以加深和提高对课程内容的理解,为理论教学提供有力的支撑作用;二是能够打牢学生汇编语言程序设计的基础;三是培养学生的创新思维和提高学生的微机综合应用能力。具体可以从以下三方面做好本课程的实验教学。

3.1 加大实验课学时比例,将理论课和实验课穿行、紧密衔接在本课程的理论和实践结合最紧密的汇编语言程序设计、接口技术等章节中加大实验课的学时比例,使实验课与理论课的学时比例达到1:1。同时相对集中实验课的时间以保证每个实验的需要,这样就加强了实验实训环节的时间保证。

3.2 优化实验类型,开展任务驱动型的实验模式为有效提高学生的实际动手能力,在本课程实验教学中应适当加大实验的难度,避免学生在实验中“浅尝辄止”。可将本课程的实验细化为基础型、设计型和综合型三大类,适当降低基础型实验的比例,加大设计型实验的比例,并开设综合型实验。基础型实验着重于教学内容的验证和基本技能的掌握;设计型实验则是学生在充分理解课堂单元内容的基础上,着重考察其对单元内容的掌握程度和独立设计、应用能力;综合型实验鼓励学生主动研究探索,是检验学生在阶段学习中知识掌握的全面程度以及其是否具备灵活运用所学知识进行独立开发和设计的综合能力。在实验教学中要开展任务驱动型的实验模式,即每次实验对学生都是一个明确的任务,要求他们必须完成,每一个实验必须调试通过后由指导教师审核并计入平时实验成绩。每次实验开始前,指导教师明确提出具体的实验要求,不向学生提供实验电路或程序方面的具体指导,由学生自行设计实验方案,独立编写实验程序,并最终完成实验报告。

3.3 实验内容要体现梯度和层次,注重打牢基础,侧重应用,兼顾分级教学精心设计实验内容,实验内容的安排要体现梯度和层次。要循序渐进,先基础、简单、局部,后扩展、复杂和整体。即在实验内容的组织上采用阶段式结构,将实验教学过程分为三个阶段:基础实验阶段、小型设计性实验阶段和综合性实验阶段。实验教学中还要注重打牢基础,侧重应用,兼顾分级教学。基础型、设计型实验均为必做实验,计入平时实验成绩。综合型实验是为领悟力和学习能力出众的学生开设的,是选做实验。如汇编语言程序设计的6个实验中,只有完成了前5个实验的学生才可以选做第6个实验,且实验结果经审核通过后由指导教师给予额外的实验成绩奖励。这样既可以保证大多数学生的正常实验教学进度,又可以兼顾到少数学有余力的学生的学习兴趣,做到因材施教,进一步提升了他们的应用能力和创新思维。一些具体的实验安排可以参见下表。

对于实验课中还是“吃不饱”、钻研劲头足的学生可鼓励其参加课外科研活动,通过参加教研室的科研实践学习微机应用系统设计的全部过程和方法。也可以通过课余时间开放实验室,由学生自己完成一些更复杂的PCI接口实验或难度较大的Windows驱动程序的实验。

4结语

随着计算机技术的飞速发展和课程教学改革的不断深入,微机原理与接口技术课程的传统地位受到了较大挑战,找准其在工科电类专业课程改革背景下的定位非常重要。同时,本着与时俱进的发展原则,应对本课程的传统教学内容、实验教学和学时安排进行改革,使其既能适应新形势的客观需要,又能继续发挥其专业平台课程不可替代的作用,这也是每一个相关任课教师需要深入探索的问题。

参考文献:

[1]王莉.微机原理与接口技术系列课程教学改革的探讨与实践.科技咨询导报,2007,(4):245-246.

[2]梁绒香.整合环节,加强能力―“微机原理与接口技术”教学改革与思考.科技信息,2007,(35):122,127.

数学微课程设计论文篇9

Abstract: Combining with the practical situation and characteristics of the university, based on training target of micro-electronics specialty and from the concept of undergraduate talents cultivation, this paper discussed the cultivating pattern of applied talents from course offering, teaching contents, teachers team construction, experimental teaching practice, and put forward a series of feasible and effective measures, so as to promote rapid development of our new professionals of microelectronics and cultivate application-oriented talents of microelectronics.

关键词: 应用型人才;微电子专业;素质教育

Key words: applied talents;microelectronics major;quality education

中图分类号:G64 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0234-02

0引言

微电子学是在物理学、电子学、材料科学、计算机科学、集成电路设计制造学等多种学科基础上发展起来的一门新兴学科,是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。作为电子通信类高校,南京邮电大学建校近50年来,正朝着信息科技类大学进军。随着电子、通信和信息等产业的飞速发展,国内外微电子学人才都十分紧缺,建立微电子学专业,也可为我国的 ASIC设计方面,培养急需的人才[1-6]。在现代科学和技术迅速发展的今天,社会要求大学的培养目标同经济发展的需要相结合,如果培养出来的学生能够适应社会的需求,不仅学生能有用武之地,找到自己的价值和自信,而且学校的知名度也得以提升。因此现今的学校越来越注重某一专门职业的培养,注重培养有能力,有效率的人。因此当今的高校教育不仅需要培养大量理论基础较扎实、具有开拓创新精神的专业型人才,也更需要培养大量工程应用型人才。应用型人才培养模式的具体内涵是随着高等教育的发展而不断发展的,“应用型人才培养模式是以能力为中心,以培养技术应用型专门人才为目标的”。本科应用型是本科层次教育,既有着普通本科教育的共性,又有别于普通本科的自身特点,它更加注重的是实践性、应用性和技术性。即基础知识比高职高专学生深厚、实践能力比传统本科生强,是本科应用型人才最本质的特征。本科应用型人才培养模式是根据社会、经济和科技发展的需要,在一定的教育思想指导下,人才培养目标、制度、过程等要素特定的多样化组合方式[7]。

1培养应用型人才的措施探讨

培养应用型人才不是单方面的强化和提升,而是涉及到方方面面。比如,学校自身的特点,目标的定位,课程的设置等等,因此,培养应用型的人才可以采取以下措施:

1.1 明确学校和学科的特点和优势每一所高校都有自身的办学特色,每一个学科都有自身的历史传统。只有实事求是地综合分析学校已有的学科基础、特色、优势和不足,才能明确学科发展的科学定位,才能培养出有自身特色的专业人才[6]。微电子专业在我校还是一个新专业,如何把这个新专业做大做强,真正体现出南京邮电大学的微电子专业的专业特色,是一个值得探讨的问题。根据我校长期为IT行业培养人才和相关院系的基础和优势,设置了以通信集成电路设计为主要方向,并对专业方向的发展作了规划,同时兼顾工艺设计与器件设计。与此同时,确立我校微电子专业人才的培养目标为:根据学校的办学指导思想,树立“理科本科教育以培养应用基础和理工融合型人才为主,在坚持人才培养质量统一要求的基础上,鼓励学生个性化、多样化发展,强化学生的创新精神和实践能力培养”的教学工作指导思想。从教育理念上讲,应用型人才培养应强调以知识为基础,以能力为重点,知识能力素质协调发展。强调学生综合素质和专业核心能力的培养。侧重学科、专业知识的学习和专业能力的培养;培养适应社会主义现代化建设和信息产业发展需要,在德智体诸方面全面发展,具有较高思想道德、良好的科学文化素质、敬业精神和社会责任感,在拥有微电子学领域内扎实的理论基础上、还具备实验能力和专业知识,具有较强的创新精神和工程实践能力,能在应用微电子学、半导体技术及相关的电子信息科学领域从事产品设计、科技开发、工程技术、生产管理与行政管理等工作。

1.2 课程设置课程的设置是否合理对应用型人才的培养起到了至关重要的作用,其结构是否连贯、课程安排是否合理直接影响后续的教学培养工作。

1.2.1 课程的设置考虑到应用型人才的特点,必须根据行业的需求来安排和设置课程,在进行课程设置的时候,必须先进行广泛的调研,考虑到社会的实际需求,社会需要什么样的人才,对今后毕业生的去向有充分的了解,了解用人单位的性质,了解用人单位要求毕业生具备什么知识和能力,更重要的是,培养学生自学的能力、解决问题的能力、判断能力和创新能力。在微电子专业正式招生之前,我们组织教师到国内不少高校进行调研,并与多所学校的教师进行了交流。在广泛调研的基础上,我们了解了国内外、省内外的同类专业的发展状况和我校微电子专业的实力、优势及所处的地位,了解到国内外微电子学及集成电路设计人才都十分紧缺,为此,我们提出通讯集成电路和新型微电子器件作为我们的专业方向和特色,并在教学和科研中体现出来。为此,在课程设置上,我们必须在对已经投入适应的培养方案进行分析和总结、不断地进行修订和完善,将整个学科的课程结构体系,到具体到每一门课程的知识体系,都应该进行优化设计,以期在最短的学时内使学生掌握牢固的知识。最终使学生获得以下几方面的知识和能力:①掌握数学、物理等方面的基本理论和基本知识,具有较好的人文社会科学基础,并熟练掌握一门外语;掌握微电子学、半导体科学与技术的基本知识、基本理论和基本实验技能;②熟悉国家信息产业政策及国内外有关知识产权的法律法规;了解微电子学的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及信息产业发展状况。③具备较好的运用专业知识进行器件设计、集成电路设计的能力,成为工程应用型人才。

1.2.2 理论课程的内容针对江苏省和南京市的集成电路发展特色,以及南京邮电大学的学科特点和电子科学与工程学院的实际情况,适当加强通讯集成电路、新型微电子器件和光电集成的课程,体现专业特色。以能力培养为基础来设计的。在进行社会行业的调查中,首先考虑学生毕业后从事何种职业,然后对这种工作需要哪些能力和知识,根据工作的要求对教学终的课程进行专项的能力和综合能力。在通识基础课中设置了高等数学、大学物理、物理实验、程序设计等。学科基础课中设置了数理方程、概率论、信号与系统、数字电路与逻辑设计、模拟电子技术及电工电子实验等。这些是所有涉及到电类专业的学生都必须学习的课程。在微电子专业的专业基础课中安排了固体物理、半导体物理、半导体集成电路工艺、半导体器件物理、通信原理,这些课程都是基础理论课程,是为微电子专业的学生打下基本的专业基础。考虑到应用型人才的培养,在集成电路与CAD的课程设置上,不同于专业型人才的培养模式,专门设置了16小时的实验,加强学生的实验和操作技能。在集成电路分析与设计的课程设置中,专门将模拟和数字分开,设置了各48小时的模拟集成电路分析与设计、数字集成电路分析与设计,这不同于其他院校的课程设置,应该也算是我专业的一个特色和优势。使学生掌握初步的集成电路设计知识,加强了学生的集成电路分析和设计的能力。另外还设置了32小时的VLSI设计实验课和32小时的微电子专业实验,这也大大加强了实验和上机比例。具体来讲,已经在建设的ASIC设计实验室的基础上开展了ASIC设计实验课程的教学,并筹备建立了微电子专业实验室,拥有了一批工作站、计算机等硬件资源和ISE、MAXPlus II、Synopsys Cadence等软件资源、学会一到两种EDA工具的使用方法。建设微电子器件和半导体物理专业实验课程,在广泛调研的基础上购置了必要的仪器设备、编写了实验教程、开展了半导体材料实验和晶体管测试实验;基于以上措施,建立一整套完备的、覆盖微电子产业前端和后端工序的微电子实验课程体系。开展了器件和工艺设计实验。掌握一定微电子实验能力是微电子专业本科生应当具备的基本素质。在微电子专业的专业选修课中设置了VLSI版图设计基础、片上系统设计、微电子器件设计、MEMS与微系统设计、新型微电子器件、通信集成电路等多门课程,涵盖了微电子方向的器件设计、电路设计、工艺设计等各个方面。更好地体现了应用型人才的培养方向和目标。

1.2.3 实践课程的内容课程突出职业能力。对于应用型人才来讲,在学习过程中训练学生的职业技能是学生是否成功的关键之一;学习过程重点基于问题的学习,这是培养学生解决问题能力、判断能力和创新能力的又一关键;学习过程还要培养学生的沟通能力。此外,还拟通过建立微电子专业实验室,开设微电子和半导体测试实验课,在培养学生理论知识的同时,加强实践能力的培养,培养既有较深理论基础,又有一定动手能力的全面发展的学生。微电子专业是一个实践性较强、实践内容多的专业,从集成电路的生成流程来看,其实践内容包括系统和电路设计、器件设计、工艺设计、版图设计、实际流片和测试。作为高等学校,而非生产厂家,不可能具备从前端到后端整个流程的实践条件,为此,我们拟对其中的主要环节开展实践教学。在实践型环节的课程设置中,通识基础课和学科基础课中安排了电类学科所必须的程序设计、电装实习、电子电路课程设计等。在专业基础课和专业课中,设置了软件设计、微电子课程设计等,设计内容都是与本专业紧密相关,全面运用到所学的专业知识。同时建立校外实习基地,使学生能够初步了解芯片生产过程。通过参加国外IC CAD公司的大学计划、购置器件和工艺设计CAD工具,并通过和IC生产企业建立良好合作关系,建立生产实习基地。注重学生与工业界的直接联系。争取在毕业设计阶段,大部分学生的毕业设计都能在企业完成的,而且不少学生的第一个工作就是在所实习和进行毕业设计的单位里找到的。

1.3 师资队伍的建设没有高水平的师资队伍,培养高素质的人才也只能是纸上谈兵。而且本学院的主要任务就是能培养具有良好的学习、工作和创新的高级应用型人才,因此从这个方面来讲,没有年龄结构、学历结构、职称结构合理的高水平师资队伍,也是不能完成高校所承担的任务的。而且针对应用型人才的培养目标,师资队伍本身也要具备能培养应用型人才的能力和水平。

1.3.1 积极培养学科带头人培育创新型人才就要统筹考虑学科直接承担的教学、科研、服务三大职能的关系,加速建设学科带头人、重点骨干教师和优秀青年教师4个层次的学术梯队。以中青年学科(术)带头人的培养为重点,并加大向青年骨干教师和一线教师倾斜的力度,创造一个公开、平等、竞争、择优的用人环境,营造一个和谐、宽松、温馨的工作氛围。学校要为人才成长创造一流的工作和实验条件,打造一个凝聚人心的事业平台,通过培养和引进,形成一批整体素质高、学术实力强、结构合理、具有团结协作精神的学术梯队,使其在学科建设中发挥突出作用。

1.3.2 在教师中增加培养应用型人才的意识目前,我校的微电子技术系拥有教师7名,平均年龄35岁以下,年轻教师占了90%以上。我们学院的老师都是从大学毕业直接来教大学,导致对学生的培养从源头上还是在按照“理论型”或“学术型”的培养模式在进行。因此,建立既具有深厚扎实的理论知识功底,又具有精通实践,有很强的动手操作能力和解决生产实际问题能力的“双师型”教师队伍,培养高层次高质量的实用型、应用型教学人才迫在眉睫。今后学院应把如何培养“应用型教师”作为一个重要目标,来加强师资队伍的建设。在教师中增加培养应用型人才的意识。

积极筹措资金,进一步完善微电子设计、测试实验室,开出更多的实验项目,增加实验组数,鼓励教师在课程教学中增加设计、实验类的课时比例,让学生多动手动脑。鼓励教师积极申报应用型或工程类的项目,这样既可以满足一定的科研工作量,也可以让学生参与到项目中来锻炼学生的从事科研和工程技术类的工作,积累一定的设计、实验和操作经验。鼓励教师与公司、研究所合作,给学生提供实习、工作的机会和场所,也可以提高就业率。鼓励教师到国内外高校去做访问学者,积极参加国内外举办的国际会议,从而了解专业的最新发展、前沿问题,并开阔了眼界。设立专款建立青年教师培养基金,资助青年教师开展注重应用类的教学科研工作。在进行教学工作的同时,也与企业界密切合作进行科研工作和技术开发工作,保证自己在理论和技术方面的领先性,在授课时结合自己的研究成果、把新的观念、新的方法、新的理论传授给学生,当自己的研究成果转化为产品后,可以将最新产品和最新技术溶入工业中。

只要通过以上措施,从学科目标、理论课程、实践环节及师资队伍建设等工作常抓不懈,经过一定的阶段,一定会培养出高水平的拥有微电子学领域内扎实的理论基础、较强的创新精神和工程实践能力,从事产品设计、科技开发、工程技术、生产管理与行政管理等工作的应用型人才。

2小结

总的来说,微电子学是发展现代高新技术和国民经济现代化的重要基础。而国内外微电子学人才都十分紧缺,尤其注重某一专门职业的培养。因此我校也更需要培养大量的微电子方面的工程应用型人才。而培养应用型的人才必须采取的措施是:明确我校的特点和优势,以通信集成电路设计为主要方向,同时兼顾工艺设计与器件设计;在课程的设置上,必须根据行业的需求来安排和设置课程,除了基础理论课,也要大大加强实验和上机比例。在培养学生理论知识的同时,加强实践能力的培养,培养既有较深理论基础,又有一定动手能力的全面发展的学生;同时在教师中增加培养应用型人才的意识,鼓励教师与公司、研究所合作,积极申报应用型或工程类的项目,让学生参与到项目中积累一定的设计、实验和操作经验。鼓励教师给学生提供实习、工作的机会和场所。相信通过各方面的工作的配合,一定会培养出高质量的微电子学领域内的应用型人才,为我国的微电子工业做出贡献。

参考文献:

[1]杨宏,王鹤.微电子机械技术的发展与现状.微电子学,2001,31(6):392-394.

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[5]李文石,钱敏,黄秋萍.施敏院士论微电子学教育.教育家,2003,(3):11-16.

数学微课程设计论文篇10

关键词：电子科学与技术；实验教学体系；微电子人才

作者简介：周远明（1984-），男，湖北仙桃人，湖北工业大学电气与电子工程学院，讲师；梅菲（1980-），女，湖北武汉人，湖北工业大学电气与电子工程学院，副教授。（湖北 武汉 430068）

中图分类号：G642.423 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）29-0089-02

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业，因此人才培养必须坚持“理论联系实际”的原则。专业实验教学是培养学生实践能力和创新能力的重要教学环节，对于学生综合素质的培养具有不可替代的作用，是高等学校培养人才这一系统工程中的一个重要环节。[1，2]

一、学科背景及问题分析

1.学科背景

21世纪被称为信息时代，信息科学的基础是微电子技术，它属于教育部本科专业目录中的一级学科“电子科学与技术”。微电子技术一般是指以集成电路技术为代表，制造和使用微小型电子元器件和电路，实现电子系统功能的新型技术学科，主要涉及研究集成电路的设计、制造、封装相关的技术与工艺。[3]由于实现信息化的网络、计算机和各种电子设备的基础是集成电路，因此微电子技术是电子信息技术的核心技术和战略性技术，是信息社会的基石。此外，从地方发展来看，武汉东湖高新区正在全力推进国家光电子信息产业基地建设，形成了以光通信、移动通信为主导，激光、光电显示、光伏及半导体照明、集成电路等竞相发展的产业格局，电子信息产业在湖北省经济建设中的地位日益突出，而区域经济发展对人才的素质也提出了更高的要求。

湖北工业大学电子科学与技术专业成立于2007年，完全适应国家、地区经济和产业发展过程中对人才的需求，建设专业方向为微电子技术，毕业生可以从事电子元器件、集成电路和光电子器件、系统（激光器、太能电池、发光二极管等）的设计、制造、封装、测试以及相应的新产品、新技术、新工艺的研究与开发等相关工作。电子科学与技术专业自成立以来，始终坚持以微电子产业的人才需求为牵引，遵循微电子科学的内在客观规律和发展脉络，坚持理论教学与实验教学紧密结合，致力于培养基础扎实、知识面广、实践能力强、综合素质高的微电子专门人才，以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

2.存在的问题与影响分析

电子科学与技术是一个理论和应用性都很强的专业，因此培养创新型和实用型人才必须坚持“理论联系实际”的原则。要想培养合格的应用型人才，就必须建设配套的实验教学平台。然而目前人才培养有“产学研”脱节的趋势，学生参与实践活动不论是在时间上还是在空间上都较少。建立完善的专业实验教学体系是电子科学与技术专业可持续发展的客观前提。

二、建设思路

电子科学与技术专业实验教学体系包括基础课程实验平台和专业课程实验平台。基础课程实验平台主要包括大学物理实验、电子实验和计算机类实验；专业课程实验平台即微电子实验中心，是本文要重点介绍的部分。在实验教学体系探索过程中重点考虑到以下几个方面的问题：

第一，突出“厚基础、宽口径、重应用、强创新”的微电子人才培养理念。微电子人才既要求具备扎实的理论基础（包括基础物理、固体物理、器件物理、集成电路设计、微电子工艺原理等），又要求具有较宽广的系统知识（包括计算机、通信、信息处理等基础知识），同时还要具备较强的实践创新能力。因此微电子实验教学环节强调基础理论与实践能力的紧密结合，同时兼顾本学科实践能力与创新能力的协同训练，将培养具有创新能力和竞争力的高素质人才作为实验教学改革的目标。

第二，构建科学合理的微电子实验教学体系，将“物理实验”、“计算机类实验”、“专业基础实验”、“微电子工艺”、“光电子器件”、“半导体器件课程设计”、“集成电路课程设计”、“微电子专业实验”、“集成电路专业实验”、“生产实习”和“毕业设计”等实验实践环节紧密结合，相互贯通，有机衔接，搭建以提高实践应用能力和创新能力为主体的“基本实验技能训练实践应用能力训练创新能力训练”实践教学体系。

第三，兼顾半导体工艺与集成电路设计对人才的不同要求。半导体的产业链涉及到设计、材料、工艺、封装、测试等不同领域，各个领域对人才的要求既有共性，也有个性。为了扩展大学生知识和技能的适应范围，实验教学必须涵盖微电子技术的主要方面，特别是目前人才需求最为迫切的集成电路设计和半导体工艺两个领域。

第四，实验教学与科学研究紧密结合，推动实验教学的内容和形式与国内外科技同步发展。倡导教学与科研协调发展，教研相长，鼓励教师将科研成果及时融化到教学内容之中，以此提升实验教学质量。

三、建设内容

微电子是现代电子信息产业的基石，是我国高新技术发展的重中之重，但我国微电子技术人才紧缺，尤其是集成电路相关人才严重不足，培养高质量的微电子技术人才是我国现代化建设的迫切需要。微电子学科实践性强，培养的人才需要具备相关的测试分析技能和半导体器件、集成电路的设计、制造等综合性的实践能力及创新意识。

电子科学与技术专业将利用经费支持建设一个微电子实验教学中心，具体包括四个教学实验室：半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室、微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室、集成电路设计实验室、科技创新实践实验室。使学生具备半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析、微电子器件、光电器件参数测试与应用、集成电路设计、LED封装测试等方面的实践动手和设计能力，巩固和强化现代微电子技术和集成电路设计相关知识，提升学生在微电子技术领域的竞争力，培养学生具备半导体材料、器件、集成电路等基本物理与电学属性的测试分析能力。同时，本实验平台主要服务的本科专业为“电子科学与技术”，同时可以承担“通信工程”、“电子信息工程”、“计算机科学与技术”、“电子信息科学与技术”、“材料科学与工程”、“光信息科学与技术”等10余个本科专业的部分实践教学任务。

（1）半导体材料特性与微电子技术工艺参数测试分析实验室侧重于半导体材料基本属性的测试与分析方法，目的是加深学生对半导体基本理论的理解，掌握相关的测试方法与技能，包括半导体材料层错位错观测、半导体材料电阻率的四探针法测量及其EXCEL数据处理、半导体材料的霍尔效应测试、半导体少数载流子寿命测量、高频MOS C-V特性测试、PN结显示与结深测量、椭偏法测量薄膜厚度、PN结正向压降温度特性实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时等。

（2）微电子器件和集成电路性能参数测试与应用实验室侧重于半导体器件与集成电路基本特性、微电子工艺参数等的测试与分析方法，目的是加深学生对半导体基本理论、器件参数与性能、工艺等的理解，掌握相关的技能，包括器件解剖分析、用图示仪测量晶体管的交（直）流参数、MOS场效应管参数的测量、晶体管参数的测量、集成运算放大器参数的测试、晶体管特征频率的测量、半导体器件实验、光伏效应实验、光电导实验、光电探测原理综合实验、光电倍增管综合实验、LD/LED光源特性实验、半导体激光器实验、电光调制实验、声光调制实验等实验项目。完成形式包括半导体专业实验课、理论课程的实验课时、课程设计、创新实践、毕业设计等。

（3）集成电路设计实验室侧重于培养学生初步掌握集成电路设计的硬件描述语言、Cadence等典型的器件与电路及工艺设计软件的使用方法、设计流程等，并通过半导体器件、模拟集成电路、数字集成电路的仿真、验证和版图设计等实践过程具备集成电路设计的能力，目的是培养学生半导体器件、集成电路的设计能力。以美国Cadence公司专业集成电路设计软件为载体，完成集成电路的电路设计、版图设计、工艺设计等训练课程。完成形式包括理论课程的实验课时、集成电路设计类课程和理论课程的上机实践等。

（4）科技创新实践实验室则向学生提供发挥他们才智的空间，为他们提供验证和实现自由命题或进行科研的软硬件条件，充分发挥他们的想象力，目的是培养学生的创新意识与能力，包括LED封装、测试与设计应用实训和光电技术创新实训。要求学生自己动手完成所设计器件或电路的研制并通过测试分析，制造出满足指标要求的器件或电路。目的是对学生进行理论联系实际的系统训练，加深对所需知识的接收与理解，初步掌握半导体器件与集成电路的设计方法和对工艺技术及流程的认知与感知。完成形式包括理论课程的实验课时、创新实践环节、生产实践、毕业设计、参与教师科研课题和部级、省级和校级的各类科技竞赛及课外科技学术活动等。

四、总结

本实验室以我国微电子科学与技术的人才需求为指引，遵循微电子科学的发展规律，通过实验教学来促进理论联系实际，培养学生的科学思维和创新意识，系统了解与掌握半导体材料、器件、集成电路的测试分析和半导体器件、集成电路的设计、工艺技术等技能，最终实现培养基础扎实、知识面宽、实践能力强、综合素质高、适应范围广的具有较强竞争力的微电子专门人才的目标，以满足我国国民经济发展和国防建设对微电子人才的迫切需求。

参考文献：

[1]刘瑞，伍登学.创建培养微电子人才教学实验基地的探索与实践[J].实验室研究与探索，2004，（5）：6-9.