成人网络教学中工科专业课程的教学设计——以《过程检测与仪表》为例

张茁；田晴

（河北联合大学电气工程学院 河北唐山 063009）

摘要：在成人教育中，网络教学可以帮助学习者解决工作与学习的矛盾，对于保障学习进程具有其独特的优势。网络化课程体系建设成为成人教育教学的有效途径。作为工科类专业课程的《过程检测与仪表》，是一门理论性和应用性相结合的课程，经过教学策略设计，利用网络平台和多媒体技术，把抽象的基本概念和原理等转化为直观、生动的多媒体信息，使复杂内容简单化、静态内容动态化，抽象内容形象化，从而改善了教学效果，提高了教学质量。

关键词：自我导向学习；先行组织者；启发式教学法

Teaching Design of Engineering Course in the Adult Network Teaching process——Taking “Process Testing and Instrumentation” for Example

ZHANG Zhuo;TIAN Qing

(College of electrical engineering, Hebei United University, Tangshan Hebei 063009,China)

Abstract:In adult education, network teaching has its unique advantages.learners can solve the contradiction between working and learning,and protect the learning process. Network course system construction has become an effective way of adult education teaching.As a specialized courses for engineering process,“Process Testing and Instrumentation” Is the combination of theory and application.after the the design of teaching strategies, using network and multimedia technology,the abstract basic concept and principle can be converted into the multimedia information which is intuitive and vivid.Complex content is simplified,static content is become to dynamic process,and abstract content is visualized, thus  the teaching effect and quality are improved.

Keywords:self-directed learning;advance organizer;heuristic teaching

前言

网络课程就是通过网络表现的教学内容和教学活动的总和，具有虚拟性、开放性、交互性等特点。在网络课程教学过程中，学习者可以在网络教学平台下使用丰富多彩的教学资源，内容充足，形式多样，对学习者创造思维的培养具有重要作用。网络课程中人与人的交流不受地域限制，学习者之间可以就共同的问题进行探讨、交流，学习者和教师间可以进行提问和指导，这些交流过程可以同时为其他学习者提供参考。作为教学资源建设的重要组成部分，网络课程在推动我国远程教育发展和高等学校教学改革等方面发挥了重要的作用。

一、总体设计思想

教学设计是以学习理论和教学理论为基础，分析教学中的问题和需求，从而找出最佳解决方案的一种理论和方法。运用系统论的观点，完成对教学目标、教学策略、教学方法、教学内容和教学评价等环节的设计，创设良好的教学环境与丰富的教学资源,为有效的教与学提供充分必要的条件。

针对于成人教育问题，加拿大著名成人教育学家艾伦·塔夫于1966年首先提出了自我导向学习理论（self-directed learning）即：由学习者制定学习计划和引导学习活动进行的自我教学。自我导向学习理论为网络课程的建设指明了方向。远程教学中，为学生营造引导性的教学环境，创设丰富有效的学习活动，充分发挥他们的自主性和自觉性，是教学过程的关键问题。

美国著名教学设计专家梅瑞尔（M. David Merrill）认为教学设计是科学型的技术（science-based technology），目的是创设和开发促进学习者掌握这些知识技能的学习经验和学习环境”（梅瑞尔，1996）。通过分析学习者的特征和课程特点，确立教学目标，选择和设计教学活动程序、教学方法等教学模式，合理组织和利用信息资源，创设良好的学习环境，最后还要评价教学设计结果，教学者可以根据教学评价的反馈对教学系统进一步的调整，从而有效的将教和学结合起来。

二.教学目标分析

教学目标是教师为教学活动设定的“指路灯”，是通过教学活动预期达到的结果或标准，作为教学系统的基本要素之一，教师设定教学目标之前，必须对学习者的原有知识和经验以及实际需要作出准确评估，为设定有效的教学目标作好充足的准备。

《过程检测与仪表》是自动化专业本科生的必修课程，与自动控制技术和通信技术等构成了完整的信息技术学科，是实现生产自动化的前提和基础。过程检测技术在很大程度上决定着整个信息技术的性能，过程检测仪表的应用水平直接影响着自动化技术的发展水平。作为工程设计和应用的基础和指导，本课程内容反映了生产自动化水平的先进性和实用性。

成人教育中的学习者大都是在职人员，他们理论基础薄弱，实践经验丰富，学习动机明确，他们期望通过学习增强理论深度，提高技术水平，能更好的适应工作需要、完成工作任务。这些因素决定了在成人教育过程中，应结合成人学习者的自身特点，在课程教学中培养以工程意识和工程能力为目标，结合学习者已有的工程实践，提高其理论知识水平和应用能力，以培养工程技术和管理人才。

三、教学活动程序——先行组织者

网络资源形式多样,内容交叉性强，因此教师需要设计合理的教学活动程序，才能适应网络学习的特点，发挥网络学习的优势。先行组织者教学活动程序可以提高网络教学的有效性。

“先行组织者”(advance organizer)的概念是美国教育心理学家奥苏伯尔于1960年首次提出的。奥苏伯尔认为：学习过程是一种旧知识到新知识的迁移过程，这种迁移过程要通过复杂的认知活动来实现。迁移过程不会自动发生，要受原有知识经验水平、迁移的认知技能水平等因素限制。

在学习新知识之前，先为学习者提供一些引导性的材料，为学习者建立起新旧知识的联系，把学习内容中的新旧知识有效地组合起来，成人学习者具有相对丰富的实践经验，如果能合理、充分地调动原有知识经验，有针对性地确定学习内容、选择合适的学习方法和手段，将新旧知识联系起来，会大大激发成人学习者的学习热情，提高学习效率，促进学习者有效地利用教学资源，完成对新知识的理解与掌握。

四、教学方法——启发式教学法

教学方法是为达到教学目标而进行认识和实践活动的途径和手段。在《过程检测与仪表》课程教学方面，常见的教学方法通常都是先讲授过程检测技术的基本原理，再讲过程检测仪表的材料和结构，最后讲授过程检测仪表的应用，这种按部就班的讲解过程没有任何悬念，教学资源利用率低，很难激发学习者的学习兴趣。建构主义学习理论强调从旧知识到新知识的迁移，认为教学是通过培养学习者对知识的迁移能力，推动学习者进行自主学习。对于成年学习者来说，他们具有丰富的实践经验，这些经验将成为促进学习效率、改善学习效果的宝贵财富。在《过程检测与仪表》的教学过程中，充分利用学习者在工作中的实践经验，从实践中引出问题，启发学习者思考和讨论，引导学习者通过对教学材料的分析运用得出正确的推理和结论，完成成人学习者从实践到理论的自主学习过程。这种启发式教学以使教与学相互渗透，促进师生之间相互启发，有效提高学习者自主学习能力。

1.创设问题情境

传统的教学方法是按照从理论分析到实践应用的过程进行的，教学过程中没有悬念，不容易激发学习者学习的主动性和创造力。建构主义认为知识不是通过教师的传授得到的，而是学习者在一定的情境下，借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得的。因此激发学生的学习兴趣，提高学习者的学习主动性是教学设计中的重要问题。

以问题启发学习者思考分析，是促进学习进程的有效手段之一。为学生提供以旧知识为背景的学习情境，并提出一个完整的具有真实性的问题，做到从学习者知识现状出发，从而达到建构主义学习理论的目的。以成分检测仪表为例，可以通过渐进式问题情境引领学生主动进行学习活动。首先，提出一个简单的问题，学习者在工作过程中接触过哪些成分检测仪表，帮助学习者分析它们的基本工作原理和特点。基于自动控制的要求，哪些检测仪表不可以用于在线检测系统中。为了实现生产自动化，自动控制系统中的检测仪表必须满足哪些性能要求，哪些成分分析技术可以满足这些要求，满足要求的成分检测仪表可以应用于哪些生产过程中。一系列渐进的问题将引导学生步步深入的进入学习情境，提高学习者学习的主动性。

2.融入实例分析

建构主义认为：知识可以以一定的外在形式来描述，但知识本身是存在于具体的个体之中的，知识在不同个体中体现出来的内容有所不同。因此，根据不同知识点的需要，融入恰当的实例是学好新知识的有效方式。从学习者工作过程中常见的监测系统出发，引导学生发现和掌握检测技术的基本原理和规律，通过网络课堂的教学引导性内容指导学生学习，提高学生学习的兴趣，提高学习者提出问题和解决问题的能力。

例如在压力检测仪表学习过程中，可以通过多媒体呈现压力检测仪表的工作原理，介绍完工作原理后，向学生说明检测仪表要完成的任务就是从非电量到电量的转化过程。结合学生前期已学的电路知识，完成对电学量的动态分析，建立起检测仪表与先修知识间的联系，加深学习者对压力检测仪表的理解。

通过形象具体的工程实例，调动了学生的学习兴趣，提高了对学生实践能力的培养。

3.设计虚拟实验

作为一门基础理论和应用技术相结合的专业课程，《过程检测与仪表》的实验教学是必不可少的。丰富完善的实验教学可以有效的提高学习者对理论知识的理解和应用能力。作为虚拟环境，虚拟实验室可以完成对过程检测技术的理论验证和对过程检测仪表的实践分析。

虚拟实验的内容和传统实验内容相近，包括实验目的、工作原理、实验过程、结果分析四大部分。学习者通过教学内容的阅读了解实验目的和工作原理，之后可以在虚拟环境中进行实验过程。在虚拟实验中，学习者可以通过鼠标点击完成各组成单元的连接及相关电路的设计。连接好实验对象和检测电路后，设定给定模拟输入量，通过检测仪表显示单元显示测量结果，获得实验数据，最后对实验数据进行分析，得出结论。

虚拟实验室的建设，保证了网络学习者实验学习环节的完成。良好的虚拟实验室可以使学习者有身临其境的感觉，如同整个检测过程在眼前真实地进行。有利于培养学习者的实践应用能力。

结论

随着网络技术和多媒体技术的发展，网络教学模式成为现代教育中的重要组成部分。可以创设生动直观的教学情境，具有个别学习和互助交流的功能，好的教学设计可以充分发挥网络学习的优势，引导学习者有效利用丰富的网络资源，提高自身的学习水平和创造能力。

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