摘要：以數(shù)字信號(hào)處理課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)為切入點(diǎn)，分析探究性學(xué)習(xí)在其教學(xué)中的應(yīng)用效果。通過基礎(chǔ)訓(xùn)練、綜合提高、拓展創(chuàng)新3個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)促進(jìn)理論教學(xué)，從電生理信號(hào)處理的醫(yī)學(xué)應(yīng)用角度出發(fā)，促進(jìn)學(xué)生理解，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)

數(shù)字信號(hào)處理是針對(duì)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)本科生開設(shè)的一門重要專業(yè)課程，主要介紹數(shù)字信號(hào)處理的基本概念、基本分析方法和處理技術(shù)。該課程教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生思維能力和綜合應(yīng)用知識(shí)解決數(shù)字化工程問題的能力，并為進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)生物醫(yī)學(xué)信息處理方面的課程打下良好基礎(chǔ)。我們?cè)诮虒W(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生完成該課程理論學(xué)習(xí)后，面對(duì)實(shí)際問題還是無從下手，例如，不能理解抽樣的意義以及FFT算法，不知如何設(shè)計(jì)IIR和FIR數(shù)字濾波器，不清楚如何處理電生理信號(hào)，這都不利于學(xué)習(xí)生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的處理方法和設(shè)計(jì)流程。因此，要進(jìn)行基于醫(yī)工結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，理實(shí)融合引導(dǎo)學(xué)生掌握數(shù)字信號(hào)處理課程的內(nèi)容[1-2]。根據(jù)教育部“六卓越一拔尖”計(jì)劃以及《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》（教高司函[2017]6號(hào)）等文件精神，貫穿“智能醫(yī)療”宗旨，對(duì)數(shù)字信號(hào)處理課程進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，補(bǔ)充智能醫(yī)學(xué)信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[3-4]，探索融知識(shí)傳授、能力進(jìn)階、職業(yè)核心素養(yǎng)培養(yǎng)為一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，實(shí)現(xiàn)以“教”為主向以“學(xué)”和“練”為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變，激發(fā)學(xué)生興趣和潛能，增加學(xué)生實(shí)戰(zhàn)信號(hào)處理體驗(yàn)。使學(xué)生在數(shù)字化醫(yī)療實(shí)踐中完成從基礎(chǔ)理論到綜合提高的過渡、從書本知識(shí)到拓展創(chuàng)新的實(shí)現(xiàn)、從典型信號(hào)到醫(yī)學(xué)信號(hào)的應(yīng)用。

1教學(xué)內(nèi)容

以問題為導(dǎo)向進(jìn)行學(xué)習(xí)，針對(duì)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)了6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（見圖1），分別為連續(xù)時(shí)間信號(hào)抽樣及抽樣信號(hào)還原、快速傅里葉變換FFT、濾波器設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)、心電信號(hào)實(shí)驗(yàn)、血氧信號(hào)實(shí)驗(yàn)和便攜式腦電信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)。所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均在硬件平臺(tái)上完成。學(xué)生分組練習(xí)，在項(xiàng)目任務(wù)引導(dǎo)下拓展提高、交流討論，既可以在硬件平臺(tái)上實(shí)驗(yàn)，也可以自行設(shè)計(jì)信號(hào)處理算法，完成智能分析與控制。1.1基礎(chǔ)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)。基礎(chǔ)訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是從理論教學(xué)內(nèi)容中提煉的重點(diǎn)，指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)連續(xù)時(shí)間信號(hào)的處理，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)，利用數(shù)字技術(shù)對(duì)其進(jìn)行加工[2，5-6]。（1）連續(xù)時(shí)間信號(hào)抽樣及抽樣信號(hào)還原。采樣是從連續(xù)到離散的橋梁，主要分析時(shí)域采樣對(duì)信號(hào)頻譜產(chǎn)生的影響及不失真條件。我們?cè)O(shè)計(jì)了連續(xù)時(shí)間信號(hào)抽樣及抽樣信號(hào)還原實(shí)驗(yàn)（見圖2），以使學(xué)生掌握從連續(xù)到離散信號(hào)處理的采樣原理。（2）快速傅里葉變換FFT。按時(shí)間抽取的基-2FFT算法，加深學(xué)生對(duì)離散傅里葉變換定義和基本性質(zhì)的理解，學(xué)會(huì)計(jì)算離散傅里葉變換，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如圖3。（3）濾波器設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生掌握巴特沃斯模擬低通濾波器、窗函數(shù)法數(shù)字濾波器的基本步驟，比較分析IIR和FIR數(shù)字濾波器，熟悉數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)的基本步驟。1.2綜合提高實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)。綜合提高實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在掌握數(shù)字信號(hào)處理理論的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行綜合提高訓(xùn)練[7-8]。我們?cè)O(shè)計(jì)了心電信號(hào)和血氧信號(hào)采集分析實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生了解心電信號(hào)和血氧信號(hào)的概念，熟悉心率、血氧飽和度的計(jì)算方法，進(jìn)行光電容積脈搏波（PhotoPlethysmoGraphy，PPG）測(cè)量。（1）心電信號(hào)實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)采集電路主要包括傳感電路、放大電路、濾波電路、調(diào)制和解調(diào)電路。將從人體體表采集的心電信號(hào)放大、濾波，再進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，由STM32F103VCT6微控制器處理后通過顯示屏顯示出來。該實(shí)驗(yàn)可以計(jì)算心率，并在各種特殊心電波形下識(shí)別R峰，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低功耗運(yùn)行，預(yù)留的電流測(cè)試端口可用于功耗測(cè)量；心電波形和心率相關(guān)信息可通過藍(lán)牙發(fā)送至手機(jī)或其他設(shè)備，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容見圖4。（2）血氧信號(hào)實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)電路可進(jìn)行雙波長PPG測(cè)量，包括LED的驅(qū)動(dòng)與光電傳感器接口電路、交直流信號(hào)采集電路、雙波長信號(hào)分離電路，還可以計(jì)算血氧飽和度。主要實(shí)驗(yàn)過程是微控制器發(fā)出周期脈沖信號(hào)，切換紅光與紅外光發(fā)光管狀態(tài)，血氧探頭采集數(shù)字信號(hào)，通過定時(shí)器捕獲通道上升沿，計(jì)算數(shù)字信號(hào)頻率，帶入計(jì)算公式求得血氧值與脈率值。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容見圖5。1.3拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)。拓展創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生運(yùn)用已有知識(shí)解決實(shí)際電生理信號(hào)識(shí)別問題[9]。本文設(shè)計(jì)了腦電信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)（即腦機(jī)接口），通過便攜式腦電信號(hào)采集設(shè)備，提取腦電信號(hào)特征，分析其狀態(tài)。具體內(nèi)容是讓被試者觀察某個(gè)數(shù)字重復(fù)的次數(shù)，通過分析腦電信號(hào)，判斷被試者處于注意狀態(tài)還是非注意狀態(tài)。學(xué)生利用巴特沃斯濾波器去除干擾信號(hào)，利用快速傅里葉變換分析腦電信號(hào)各個(gè)頻段（α、β、θ、δ4個(gè)節(jié)律），然后求解4個(gè)節(jié)律的平均值、均方差，發(fā)現(xiàn)δ/α、δ/β特征最明顯，拓寬生物醫(yī)學(xué)信號(hào)分析思路。

2教學(xué)方法

一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

數(shù)字信號(hào)處理中信號(hào)表示部分包括基于奈奎斯特采樣定理的模擬到離散信號(hào)的抽樣，離散序列的基本運(yùn)算（重點(diǎn)是卷積和）；信號(hào)變換部分包括z變換，離散時(shí)間傅里葉變換DTFT，離散傅里葉變換DFT，三者之間的關(guān)系由頻域采樣定理確定，三種變換依次在z平面、單位圓、圓上采樣點(diǎn)的取值；信號(hào)處理部分主要是數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)，包括有限長沖激響應(yīng)FIR濾波器和無限長沖激響應(yīng)IIR濾波器。奈奎斯特采樣定理決定了時(shí)域信號(hào)采樣后是否會(huì)發(fā)生頻譜的混疊，頻域采樣定理決定了頻域抽樣后是否會(huì)在時(shí)域序列產(chǎn)生混疊。本演示系統(tǒng)的構(gòu)建依照以上內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要通過七大模塊來展現(xiàn)：序列運(yùn)算、Z變換、離散傅里葉變換、奈奎斯特采樣定律、IIR濾波器設(shè)計(jì)、FIR濾波器設(shè)計(jì)以及窗函數(shù)繪制，并將此七個(gè)模塊集成在一個(gè)導(dǎo)航窗體中（圖1所示），層次清晰，功能明了。

二、模塊說明與演示

信號(hào)從連續(xù)性的角度來說可以分為連續(xù)信號(hào)、離散信號(hào)與量化信號(hào)。在通信工程本科信號(hào)處理理論教學(xué)中主要是以前兩者為主的，其中離散信號(hào)為離散時(shí)間信號(hào)，簡稱序列。因而序列是學(xué)習(xí)《數(shù)字信號(hào)處理》課程的基礎(chǔ)，也是研究的主體。所以本平臺(tái)首先要對(duì)序列進(jìn)行簡單的計(jì)算。在序列運(yùn)算模塊中包括序列的加、減、乘積、卷積。序列可以數(shù)列的形式直接輸入，或從文件直接導(dǎo)入，完成相應(yīng)的計(jì)算后可直接展示在該界面，或?qū)С龅轿谋局校嗫赏ㄟ^點(diǎn)擊“繪圖”按鈕在figure界面中直觀查看序列波形。為更加清楚地了解卷積過程，在“操作類型”中選擇“動(dòng)態(tài)卷積”，點(diǎn)擊“繪圖”后可動(dòng)態(tài)觀察序列的翻褶、移位、相乘、相加的過程。與序列的z變換緊密相連的是線性時(shí)不變系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)H（z），通過H（z）的零極點(diǎn)分布可以清楚地判定系統(tǒng)的因果穩(wěn)定性，并與后續(xù)IIR與FIR濾波器設(shè)計(jì)息息相關(guān)。本平臺(tái)將z變換演示界面分成上下兩部分。上部分通過回調(diào)函數(shù)直接調(diào)用ztrans.m計(jì)算給定因果序列的z變換，顯示計(jì)算結(jié)果（以z的降冪排列），并可繪制零極點(diǎn)圖；下部分是按照用戶定義的系統(tǒng)函數(shù)的分子、分母的系數(shù)（按照z降冪排列）確定其零極點(diǎn)分布，從而分析系統(tǒng)的因果穩(wěn)定性。DFT的本質(zhì)是有限長序列的z變換在單位圓上的等間隔采樣點(diǎn)，間隔的角度為2π/N，離散傅里葉變換根據(jù)給出N點(diǎn)有限長序列計(jì)算其N點(diǎn)DFT。在該界面中可以由用戶給出時(shí)域表達(dá)式以及點(diǎn)數(shù)，在圖形繪制區(qū)域繪制時(shí)域序列圖和頻域的幅度響應(yīng)柱狀圖。奈奎斯特采樣定律給出了帶限模擬信號(hào)離散抽樣后能夠恢復(fù)原信號(hào)的條件。在該演示界用戶給出直接的時(shí)間函數(shù)x（t），根據(jù)抽樣定理確定采樣頻率后可以得到離散信號(hào)，為了驗(yàn)證其正確性，本文利用插值法將離散信號(hào)又恢復(fù)為模擬信號(hào)，并與原有模擬信號(hào)進(jìn)行視頻域上的直觀比較。IIR濾波器模塊需要用戶自定義IIR濾波器類型、通帶類型、通帶邊界以及數(shù)字濾波器的采樣速率、通帶衰減和阻帶衰減等參數(shù)來生成相應(yīng)濾波器的幅頻響應(yīng)，可以方便、直觀地觀察所設(shè)計(jì)的濾波器的幅頻和相頻特性，同時(shí)也可以方便地比較不同參數(shù)對(duì)IIR濾波器幅頻或相頻響應(yīng)的影響。FIR濾波器界面是以窗函數(shù)法完成的。用戶可自定義窗口類型（包括矩形窗、漢明窗、漢寧窗與布萊克曼窗）、通帶類型、通帶邊界以及數(shù)字濾波器的采樣速率等參數(shù)，通過“濾波器幅頻響應(yīng)預(yù)覽”按鈕繪制幅頻和相頻響應(yīng)曲線，同時(shí)也可以通過“窗函數(shù)演示”按鈕跳轉(zhuǎn)到窗函數(shù)設(shè)計(jì)界面，觀察不同階數(shù)的窗函數(shù)。

三、平臺(tái)封裝

GUI完成設(shè)計(jì)后的文件包含兩種，包含窗體中各控件對(duì)應(yīng)代碼的.m文件與包含控件信息的.fig文件。本文使用mbuild-setup命令進(jìn)行編譯工具的部署，選擇本機(jī)中安裝的MicrosoftVisualC++2017（C）作為編譯器，利用mcc命令進(jìn)行聯(lián)合編譯，生成可執(zhí)行文件，方便用戶在無MATLAB環(huán)境中使用。在編譯時(shí)，需要將平臺(tái)設(shè)計(jì)過程中使用的動(dòng)態(tài)鏈接庫文件一并打包生成安裝程序。

摘要：隨著世界科技信息的高速發(fā)展，新興產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)崛起和發(fā)展急需數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)人才，所以培養(yǎng)創(chuàng)意思維能力已經(jīng)成為教育發(fā)展和人才培養(yǎng)不可或缺的一部分。作為高校數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)，在實(shí)驗(yàn)課程中應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)意思維，但目前眾多高校仍存在著實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)置不合理、相關(guān)教學(xué)評(píng)價(jià)不完善等諸多問題。針對(duì)這些問題展開了研究，提出了完善相關(guān)體系制度、提高相關(guān)教師專業(yè)水平等措施建議，希望為高校數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)的發(fā)展提供一些參考和幫助。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)意思維；數(shù)字媒體藝術(shù)；實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)；教學(xué)研究

作為高校數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)，培養(yǎng)的是將來從事數(shù)字媒體文藝藝術(shù)類工作的人才，而從事此類工作，往往又需要一定的創(chuàng)意思維，因此，需要加強(qiáng)相關(guān)方面的重視和培養(yǎng)。而目前中國的眾多高校，尤其是綜合性大學(xué)、師范類大學(xué)等非藝術(shù)類高校，對(duì)于數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)的創(chuàng)意思維方面的培養(yǎng)力度不足，從而造成學(xué)生專業(yè)水平和能力薄弱，以及綜合競爭力不強(qiáng)等不良現(xiàn)象。各高校應(yīng)整合、開發(fā)可利用的相關(guān)資源和經(jīng)驗(yàn)，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)意思維為目的，設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)實(shí)踐性、科學(xué)性的實(shí)驗(yàn)課程，培養(yǎng)數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)人才，提高教學(xué)質(zhì)量和水平，從而推動(dòng)學(xué)校的發(fā)展進(jìn)步。

1高校數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀

在國外，早在20世紀(jì)末，一些國家的高校就開始了關(guān)于大學(xué)生實(shí)踐能力方面的培養(yǎng)。而在國內(nèi)，由于歷史等眾多原因，許多高校到目前為止依然沒有對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力引起重視，由此導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程存在課程內(nèi)容不合理、教學(xué)評(píng)價(jià)不完善、教學(xué)設(shè)施設(shè)備不充足等諸多問題。而數(shù)字媒體專業(yè)又是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的專業(yè)，因而更不利于專業(yè)的發(fā)展。本文就“高校數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)存問題”展開調(diào)查[1]，對(duì)國內(nèi)上百所高校進(jìn)行了相關(guān)了解和統(tǒng)計(jì)，結(jié)果顯示，眾多高校的數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)都存在著不少問題。高校數(shù)/調(diào)查總數(shù)中的數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容不合理占54.78%，實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)評(píng)價(jià)不完善占49.52%，教學(xué)設(shè)施設(shè)備不充足占82.16%，實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)目標(biāo)不突出占60.33%，而“教學(xué)設(shè)施設(shè)備不充足”的問題最為嚴(yán)重。1.1實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容不合理。合理的課程內(nèi)容不僅有利于提升課程質(zhì)量，也有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。但是，縱觀國內(nèi)高校數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程現(xiàn)狀，不少都存在著課程內(nèi)容設(shè)置不合理的問題。數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)重在培養(yǎng)學(xué)生的影視、交互設(shè)計(jì)、三維制作的創(chuàng)作能力，因此在實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的設(shè)置上應(yīng)與此緊密相聯(lián)，并且需要以學(xué)生的專業(yè)理論知識(shí)作為基礎(chǔ)。但主要存在兩方面的實(shí)際問題，一方面是實(shí)驗(yàn)課程與理論課程內(nèi)容不相符；另一方面是實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容比理論課程內(nèi)容更超前，學(xué)生都無法吸收消化知識(shí)。并且，數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)培養(yǎng)的是將來從事數(shù)字媒體行業(yè)的人才，需要足夠的創(chuàng)意思維才能夠有一定的市場(chǎng)競爭力，而許多高校的實(shí)驗(yàn)課程并未涉及這些，實(shí)驗(yàn)課程缺少對(duì)學(xué)生擴(kuò)散性思維的訓(xùn)練及培養(yǎng)，從而導(dǎo)致數(shù)字媒體專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力不足[2]，為其今后的就業(yè)或創(chuàng)業(yè)帶來了較大的不利影響。1.2實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)評(píng)價(jià)不完善。課程教學(xué)評(píng)價(jià)是對(duì)教師的教、學(xué)生的學(xué)的結(jié)果的重要衡量指標(biāo)，也是課程教學(xué)效果的直接體現(xiàn)。而作為實(shí)驗(yàn)課程，其教學(xué)評(píng)價(jià)應(yīng)對(duì)學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、創(chuàng)新能力與實(shí)踐操作能力等多方面都進(jìn)行考量；對(duì)于數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)還應(yīng)該著重突出對(duì)實(shí)踐和創(chuàng)新方面的考察，使實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)評(píng)價(jià)更趨于科學(xué)、合理，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)課程質(zhì)量的提升。然而，從目前眾多高校數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)評(píng)價(jià)體系來看，還有許多高校存在著實(shí)驗(yàn)課程與理論課程采用相同的教學(xué)評(píng)價(jià)方式的問題，以學(xué)期末的考核成績?yōu)橹?，?duì)于學(xué)生平時(shí)的實(shí)踐過程、創(chuàng)意思維等都沒有或者較少進(jìn)行考量，這樣不科學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)評(píng)價(jià)模式，不僅不利于課程質(zhì)量的提升，而且在較大程度上誤導(dǎo)了教師和學(xué)生，使其產(chǎn)生“實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐不重要”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，非常不利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)。1.3教學(xué)設(shè)施設(shè)備不充足。數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)需對(duì)學(xué)生進(jìn)行新媒體視頻（如3D、VR）等策劃、三維模型設(shè)計(jì)與制作、交互設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)、攝影攝像、聲音錄制、畫面剪輯制作等眾多方面的培養(yǎng)[3]，因此在教學(xué)過程中需用到攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)等設(shè)備儀器，而這些設(shè)備價(jià)格一般都較為昂貴。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，與其相關(guān)的設(shè)施設(shè)備更新日新月異，學(xué)校若想采購大量先進(jìn)的相關(guān)設(shè)備，需付出較多的資金投入，這些資金投入往往超過了大多數(shù)高校的承受范圍。因此，目前許多高校的數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)都存在著教學(xué)設(shè)施設(shè)備不足的問題，這就導(dǎo)致此專業(yè)的實(shí)驗(yàn)課程無法傳授給學(xué)生更多的、最新的操作技能，教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性就得不到保證，學(xué)習(xí)、實(shí)踐的動(dòng)力和積極性也會(huì)大幅減退，學(xué)生的專業(yè)技能難以提升，給其今后的就業(yè)造成了較大的負(fù)面影響。1.4實(shí)驗(yàn)課程培養(yǎng)目標(biāo)不突出。為了滿足市場(chǎng)用人需求，數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)應(yīng)以培養(yǎng)具有高綜合素質(zhì)、專業(yè)能力較強(qiáng)、具有創(chuàng)意思維的人才作為培養(yǎng)目標(biāo)[4]，并使用相適宜的教學(xué)手段或方法，圍繞此目標(biāo)開展相關(guān)教學(xué)工作。然而，眾多國內(nèi)高校數(shù)字媒體專業(yè)目前的實(shí)驗(yàn)課程，以培養(yǎng)學(xué)生的操作技能為主，并且這些操作技能大部分相較于現(xiàn)有的行業(yè)水平較為落后，而對(duì)于學(xué)生的獨(dú)立實(shí)踐、創(chuàng)新創(chuàng)意等方面的培養(yǎng)較少，從而導(dǎo)致培養(yǎng)出來的學(xué)生獨(dú)立操作能力不足、創(chuàng)新創(chuàng)意思維較差，造成數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)學(xué)生就業(yè)難而相關(guān)崗位又大量缺乏人才的現(xiàn)狀。

2高校數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)創(chuàng)意思維實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的意義

摘要：針對(duì)數(shù)字媒體技術(shù)人才教育存在的問題，提出課堂－項(xiàng)目－競賽三維聯(lián)動(dòng)的教學(xué)模式（簡稱三維聯(lián)動(dòng)模式）。該模式繼承了課堂教學(xué)優(yōu)點(diǎn)，整合了項(xiàng)目化教學(xué)優(yōu)勢(shì)，發(fā)揮了競賽平臺(tái)作用。該模式實(shí)施，需要良好的實(shí)施環(huán)境、明確的實(shí)施目標(biāo)和可行的實(shí)施方案。實(shí)踐表明：三維聯(lián)動(dòng)模式對(duì)提高數(shù)字媒體技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量有明顯的效果。

關(guān)鍵詞：課堂－項(xiàng)目－競賽三維聯(lián)動(dòng)；數(shù)字媒體技術(shù)；教學(xué)模式；教學(xué)改革

1研究背景

隨著數(shù)字技術(shù)發(fā)展，數(shù)字出版、數(shù)字游戲、數(shù)字影視、數(shù)字動(dòng)漫等數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)，已經(jīng)成為國家文化產(chǎn)業(yè)重要組成部分，數(shù)字媒體技術(shù)人才培養(yǎng)也在各高校相繼展開。廣西科技大學(xué)于2006年開設(shè)數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)，近年來結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，不斷開展相關(guān)課程的教育教學(xué)改革與探索。但由于成立較晚、教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn)積淀較薄，課程體系設(shè)置沒能很好反映數(shù)字媒體技術(shù)特點(diǎn)，實(shí)際教育教學(xué)工作中還存在以下問題。1．1教材內(nèi)容滯后。雖然數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)起步較晚，但發(fā)展迅速，技術(shù)更是日新月異，而專業(yè)教材內(nèi)容滯后嚴(yán)重。數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，要求培養(yǎng)具備良好數(shù)字媒體技術(shù)和數(shù)字媒體藝術(shù)基礎(chǔ)、能夠進(jìn)行數(shù)字媒體作品設(shè)計(jì)、熟練掌握數(shù)字媒體制作技能、具備堅(jiān)實(shí)數(shù)字媒體軟件系統(tǒng)開發(fā)能力的綜合型應(yīng)用技術(shù)人才。但現(xiàn)行教材中反映數(shù)字藝術(shù)、數(shù)字媒體、影視創(chuàng)作等多學(xué)科交叉和滲透方面的內(nèi)容較為欠缺，使得課堂講授內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)際需求有較大差距，無法開拓學(xué)生創(chuàng)新思路，不利于創(chuàng)新能力培養(yǎng)。同時(shí)，大部分教材理論性強(qiáng)，實(shí)踐操作內(nèi)容較少，并且教材中的案例距離實(shí)際工作情景較遠(yuǎn)，教材缺少實(shí)用性和職業(yè)指導(dǎo)意義［1］。1．2實(shí)踐教學(xué)與行業(yè)需求脫節(jié)。首先，實(shí)踐內(nèi)容與數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)實(shí)際需要不一致，通常是以老師或?qū)W生個(gè)人的喜好開展的設(shè)計(jì)制作性實(shí)驗(yàn)；更重要的是實(shí)踐內(nèi)容單一或過于簡單，缺乏參與項(xiàng)目決策、協(xié)調(diào)、控制、合作和管理的基本過程，學(xué)生沒能得到完成項(xiàng)目所必需的基本訓(xùn)練。其次，實(shí)踐方式單一，雖然數(shù)字媒體技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)，但很多企業(yè)卻不愿意接受學(xué)生實(shí)習(xí)，大部分學(xué)生很少有機(jī)會(huì)到公司或企業(yè)中進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)踐，使得課堂實(shí)踐成為單一的實(shí)踐方式［2］。實(shí)習(xí)實(shí)踐往往流于形式。雖然有部分課程引入了項(xiàng)目化教學(xué)，但所采用的項(xiàng)目往往是從教材或參考資料中來，很少有從相關(guān)行業(yè)、企業(yè)的落地項(xiàng)目中來，離企業(yè)的真實(shí)工作情景相距較遠(yuǎn)。1．3專業(yè)教師職業(yè)經(jīng)歷不足。由于我國數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)歷史較短，而廣西科技大學(xué)數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)成立時(shí)間也不長，專業(yè)教師來源較為復(fù)雜，缺乏數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)的職業(yè)經(jīng)歷。在授課過程中，受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，比較關(guān)注教材知識(shí)點(diǎn)傳授，沒能結(jié)合數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)特點(diǎn)開展有效教學(xué)設(shè)計(jì)，無法對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行深入指導(dǎo)，限制了學(xué)生能力的提高和專業(yè)發(fā)展。同時(shí)，由于沒有職業(yè)經(jīng)歷，大部分專業(yè)教師缺乏項(xiàng)目策劃、操作等實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在教學(xué)中只能傳授專業(yè)理論知識(shí)，缺乏產(chǎn)業(yè)實(shí)踐知識(shí)，學(xué)生無法了解和把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)和動(dòng)向，畢業(yè)后可能不適應(yīng)行業(yè)實(shí)際需求。因此，要提高數(shù)字媒體技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量，就必須對(duì)現(xiàn)行教學(xué)模式進(jìn)行改革，提出創(chuàng)新教學(xué)模式。事實(shí)上，為了提高數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，教育部、數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)每年都開展學(xué)科競賽和行業(yè)競賽等活動(dòng)。但現(xiàn)行教學(xué)活動(dòng)沒有將課程教學(xué)與學(xué)科競賽、行業(yè)競賽結(jié)合起來，未能達(dá)到通過競賽使學(xué)生接觸到企業(yè)落地項(xiàng)目，得到參與項(xiàng)目規(guī)劃、設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)、實(shí)施、合作、控制、管理等的基本訓(xùn)練，提高知識(shí)和技能的目的。因此，為了提高數(shù)字媒體技術(shù)人才培養(yǎng)質(zhì)量，結(jié)合廣西科技大學(xué)數(shù)字媒體技術(shù)專業(yè)教育具體情況，提出了課堂－項(xiàng)目－競賽三維聯(lián)動(dòng)的數(shù)字媒體技術(shù)人才培養(yǎng)模式（以下簡稱三維聯(lián)動(dòng)模式），以期提高人才的培養(yǎng)質(zhì)量和水平。

2三維聯(lián)動(dòng)模式

三維聯(lián)動(dòng)模式，就是以課堂教學(xué)為基礎(chǔ)、以項(xiàng)目化教學(xué)為驅(qū)動(dòng)，融合學(xué)科競賽、行業(yè)競賽內(nèi)容的教學(xué)模式。首先，利用課堂教學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性、規(guī)范化，使學(xué)生掌握系統(tǒng)的專業(yè)理論知識(shí)。其次，根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容，將課程培養(yǎng)目標(biāo)分解成若干具體可實(shí)施的教學(xué)任務(wù)，并結(jié)合行業(yè)、企業(yè)實(shí)際需求，將學(xué)科競賽、行業(yè)競賽內(nèi)容以及企業(yè)落地項(xiàng)目，結(jié)合教學(xué)任務(wù)，分解為有時(shí)間和資源限定的、目標(biāo)明確的項(xiàng)目。通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自主性。學(xué)生通過完成項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的充分理解、對(duì)專業(yè)技能的充分掌握，進(jìn)而完成教學(xué)任務(wù)、實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)［3］。在這個(gè)過程中，強(qiáng)調(diào)以小組形式完成項(xiàng)目任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生通過交流互動(dòng)、共享信息獲取知識(shí)的能力。第三，以學(xué)科競賽、行業(yè)競賽為平臺(tái)，把行業(yè)的專家、工作場(chǎng)景引入人才培養(yǎng)過程中，使學(xué)生有機(jī)會(huì)接觸行業(yè)的前沿知識(shí)及其應(yīng)用，使學(xué)生在行業(yè)真實(shí)工作場(chǎng)景中綜合應(yīng)用相關(guān)知識(shí)和技能；使學(xué)生既能掌握必需的專業(yè)知識(shí)和技能，又對(duì)行業(yè)規(guī)范、工作要求有真實(shí)的感受，為畢業(yè)后盡快融入具體工作打好基礎(chǔ)。三維聯(lián)動(dòng)模式將學(xué)科競賽、行業(yè)競賽融入人才培養(yǎng)過程中，能夠改革人才培養(yǎng)中理論與實(shí)踐、人才培養(yǎng)與企業(yè)（行業(yè)）需求相脫離的問題。通過三維聯(lián)動(dòng)，學(xué)校與企業(yè)（行業(yè)）建立長期有效的合作機(jī)制，能夠掌握企業(yè)新需求和行業(yè)新規(guī)范，能夠不斷完善數(shù)字媒體技術(shù)人才培養(yǎng)方案，創(chuàng)新復(fù)合型人才培養(yǎng)模式。企業(yè)參與人才培養(yǎng)計(jì)劃的修訂，有利于學(xué)校培養(yǎng)適合市場(chǎng)需求的人才。另外，學(xué)科競賽、行業(yè)競賽吸收了行業(yè)發(fā)展最核心、最前沿的技術(shù)，反映著行業(yè)對(duì)人才的最新要求，因此，把學(xué)科競賽、行業(yè)競賽融入人才培養(yǎng)過程中，能夠掌握行業(yè)最新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)以及企業(yè)的最新要求，有根據(jù)地整合原有課程體系，設(shè)計(jì)出更加科學(xué)、合理的人才培養(yǎng)方案。

論文關(guān)鍵詞:學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)教學(xué)資源庫

論文摘要:學(xué)習(xí)對(duì)象是教育技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)全新理念。作為理論，學(xué)習(xí)對(duì)象研究影響教學(xué)資源可重用性的各種因素間的最佳結(jié)構(gòu)狀態(tài);作為技術(shù)，學(xué)習(xí)對(duì)象是教學(xué)資源的抽象與封裝，教學(xué)資源以學(xué)習(xí)對(duì)象的形式存在，教學(xué)設(shè)計(jì)者通過重用學(xué)習(xí)對(duì)象來共享教學(xué)資源。本文介紹了學(xué)習(xí)對(duì)象的特征、分類、粒度和元數(shù)據(jù)語義模型，分析了在教學(xué)資源庫系統(tǒng)中引入學(xué)習(xí)對(duì)象的優(yōu)勢(shì)，討論了基于學(xué)習(xí)對(duì)象的教學(xué)資源庫系統(tǒng)中學(xué)習(xí)對(duì)象粒度定位、類的封裝與繼承及其xML綁定。

一、引言

自20世紀(jì)90年代E-Learning逐漸興起以來，教學(xué)媒體發(fā)生了改變，教學(xué)資源的形態(tài)也隨之發(fā)生了變化，數(shù)字化教學(xué)資源作為教育信息化背景下的現(xiàn)代教學(xué)要素，己經(jīng)成為支持信息化教學(xué)活動(dòng)的重要基礎(chǔ)和保證。

但是，教學(xué)資源普遍存在難以重用、互操作性差、共享困難、利用率低下等諸多問題。因此，教學(xué)資源的共享與重用越來越引起教育技術(shù)學(xué)界的關(guān)注。受到計(jì)算機(jī)科學(xué)中面向?qū)ο笏枷氲纳羁逃绊?，學(xué)習(xí)對(duì)象的理念逐漸形成并得以快速發(fā)展。

本文探析學(xué)習(xí)對(duì)象的理論及其在共享型專業(yè)教學(xué)資源庫中的應(yīng)用。

第一篇：小學(xué)數(shù)學(xué)“實(shí)踐與綜合應(yīng)用”的教學(xué)設(shè)計(jì)

對(duì)于小學(xué)數(shù)學(xué)課程的教學(xué)過程而言，深化知識(shí)的實(shí)踐與綜合應(yīng)用非常重要，這將會(huì)很好地體現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與掌握程度。小學(xué)數(shù)學(xué)課程中學(xué)到的很多內(nèi)容都和日常生活有著緊密聯(lián)系，幾乎所有的教學(xué)知識(shí)都可以在生活中加以應(yīng)用與實(shí)踐。這使得實(shí)踐與綜合應(yīng)用教學(xué)有著很大的發(fā)揮空間，也給學(xué)生的知識(shí)掌握程度提供了一個(gè)更好的檢驗(yàn)平臺(tái)。教師要深化對(duì)學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，這樣才能夠全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

一、數(shù)學(xué)知識(shí)在日常生活中的實(shí)踐

展開知識(shí)的實(shí)踐與綜合應(yīng)用可以有很多切入點(diǎn)，首先，教師要引導(dǎo)大家多在日常生活中對(duì)學(xué)過的內(nèi)容展開實(shí)踐，也可以以生活中一些好的實(shí)例來輔助學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與吸收，這些都是很適合小學(xué)數(shù)學(xué)課堂展開的教學(xué)模式。小學(xué)數(shù)學(xué)課本中涉及的內(nèi)容都并不復(fù)雜，大部分內(nèi)容都是對(duì)學(xué)生生活中碰到的一些基本的數(shù)學(xué)問題的解答。這不僅使生活化的教學(xué)模式有著很大的操作空間，也使教師可以靈活地應(yīng)用生活中的一些實(shí)例來檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與吸收。教師要多展開生活化的教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)，這種方法不僅易于被學(xué)生理解與接受，也能夠更好地凸顯數(shù)學(xué)知識(shí)在日常生活中的良好應(yīng)用?！皵?shù)的認(rèn)識(shí)”是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的開始，想要讓學(xué)生對(duì)數(shù)字的運(yùn)算及各種相應(yīng)的規(guī)律有很好的掌握，首先要讓學(xué)生對(duì)數(shù)有良好的認(rèn)識(shí)。生活中與數(shù)相關(guān)的例子很多，教師可以列舉生活中與數(shù)字有關(guān)的典型范例，讓學(xué)生對(duì)數(shù)有更好的認(rèn)識(shí)；可以讓學(xué)生課下數(shù)數(shù)樓梯臺(tái)階的數(shù)量或觀察校園內(nèi)教學(xué)樓的層數(shù)，這樣可加深學(xué)生對(duì)數(shù)的意義的理解。教師也可以讓學(xué)生來嘗試統(tǒng)計(jì)全班同學(xué)的人數(shù)，然后再來數(shù)一數(shù)班上男生與女生各有多少。這些都能夠幫助學(xué)生對(duì)數(shù)字展開基本認(rèn)知，透過這些生活化的教學(xué)案例不僅能夠迅速拉近學(xué)生和課本知識(shí)的距離，也能夠幫助大家對(duì)理論知識(shí)形成更好的理解與認(rèn)知。這樣才能夠全面提升教學(xué)效率。

二、數(shù)學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用

隨著學(xué)生接觸的知識(shí)不斷增多，大家掌握的一些學(xué)習(xí)方法與學(xué)習(xí)技能也不斷豐富，這個(gè)時(shí)期的數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)關(guān)注學(xué)生知識(shí)的綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)。教師要善于發(fā)現(xiàn)課本知識(shí)中的一些關(guān)聯(lián)，并且要合理地利用這些聯(lián)系進(jìn)行知識(shí)的綜合教學(xué)。這不僅能夠讓學(xué)生對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)有更好的理解與掌握，也是幫助大家將學(xué)到的內(nèi)容融會(huì)貫通的一種教學(xué)模式。只有深化學(xué)生知識(shí)綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)與鍛煉，才能夠不斷提升學(xué)生的思維能力，并且讓大家在碰到一些復(fù)雜問題時(shí)能夠更好地將其解答。例如，在“近似數(shù)”的學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握“四舍五入”法，這是學(xué)生從未接觸過的，所以很多學(xué)生在對(duì)數(shù)字進(jìn)行判斷時(shí)未必能弄清“四舍五入”的原理，做對(duì)題目也只是湊巧而已。對(duì)此，我讓學(xué)生自己尋找數(shù)字四舍五入的判定方法，有的學(xué)生經(jīng)過仔細(xì)的思考后發(fā)現(xiàn)了數(shù)軸，如果將數(shù)字放到數(shù)軸上再來進(jìn)行辨識(shí)，這樣就變得非常直觀。找到了這個(gè)問題的解決方法后，之后的四舍五入的判定就變得十分簡單了。這便是一個(gè)非常好的知識(shí)綜合應(yīng)用的案例。這個(gè)過程中學(xué)生不僅能夠有效地借助學(xué)過的知識(shí)來解決遇到的實(shí)際問題，也是對(duì)過往內(nèi)容的一種鞏固與深化。只有在這樣的教學(xué)過程中學(xué)生的綜合數(shù)學(xué)素養(yǎng)才會(huì)得到顯著提升，大家對(duì)課堂教學(xué)的知識(shí)點(diǎn)也會(huì)有更好的理解與掌握。

［摘要］景泰藍(lán)制作技藝是國家級(jí)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，景泰藍(lán)也是北京代表性工藝品種“燕京八絕”之一，在景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝教學(xué)中存在著紋樣設(shè)計(jì)創(chuàng)意受限制、不易反復(fù)修改且顯現(xiàn)性差、實(shí)驗(yàn)周期長、工藝試錯(cuò)性差等缺點(diǎn)。針對(duì)景泰藍(lán)工藝學(xué)習(xí)與創(chuàng)作中的痛點(diǎn)問題，研究開發(fā)設(shè)計(jì)“景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”，引入教學(xué)過程與社會(huì)化普及推廣，打造設(shè)計(jì)與工藝結(jié)合、仿真與實(shí)物結(jié)合、多維度評(píng)價(jià)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)特色，更好地助力景泰藍(lán)工藝的傳播，對(duì)培養(yǎng)工藝美術(shù)人才的創(chuàng)新能力、推動(dòng)優(yōu)秀工藝的傳承和發(fā)展起到了積極作用。

［關(guān)鍵詞］景泰藍(lán)；傳統(tǒng)工藝；虛擬仿真；情境教學(xué)；文化推廣

一、傳統(tǒng)工藝教學(xué)引入虛擬仿真技術(shù)的背景

教育信息化即把信息技術(shù)手段有效應(yīng)用于教學(xué)管理與科研，注重教育信息資源的開發(fā)和利用。其核心內(nèi)容就是要使教學(xué)手段科技化、教育傳播信息化、教學(xué)方式現(xiàn)代化。2018年，教育部首度開展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)工作，隨即北京市教委出臺(tái)《北京教育信息化三年行動(dòng)計(jì)劃（2018—2020）》，適應(yīng)信息化背景下知識(shí)獲取方式、教學(xué)方式的革命性變化要求，以此深化促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，以教育信息化支撐和引領(lǐng)教育現(xiàn)代化。2020年，教育部認(rèn)定的首批5118門國家級(jí)一流本科課程中，促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)融合的課程約1559門，其中，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)一流課程728門，藝術(shù)類虛仿課程占比僅為3%，而明確傳統(tǒng)工藝指向的課程只有4門，分別是福建師范大學(xué)的“傳統(tǒng)漆器脫胎工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”、鄭州輕工業(yè)大學(xué)的“鈞瓷燒成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”、武漢商學(xué)院的“漢服服飾設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”、四川師范大學(xué)的“傳統(tǒng)建筑榫卯結(jié)構(gòu)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”，傳統(tǒng)工藝教學(xué)數(shù)字化虛擬仿真平臺(tái)初期開發(fā)與建設(shè)拉開序幕。工藝類課程的實(shí)質(zhì)重在實(shí)操，虛擬仿真技術(shù)手段的介入是建立在已有線下工藝實(shí)體課基礎(chǔ)上的延伸與補(bǔ)充，針對(duì)解決現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝課程教學(xué)周期長、成本高、工藝復(fù)雜、傳播面窄、資源匱乏等共性問題展開設(shè)計(jì)；線上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中30%側(cè)重對(duì)工藝文化背景知識(shí)系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)，70%的落腳點(diǎn)即為工藝流程與方法的認(rèn)知、練習(xí)與設(shè)計(jì)。在以虛補(bǔ)實(shí)、虛實(shí)結(jié)合的原則指導(dǎo)下，最終力求能夠與線下制作無縫對(duì)接，完整實(shí)現(xiàn)全工藝流程與創(chuàng)意設(shè)計(jì)。2021年，第二批虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程申報(bào)啟動(dòng)，在藝術(shù)類近100項(xiàng)虛擬仿真項(xiàng)目中，傳統(tǒng)工藝虛仿項(xiàng)目占比提升至16%，經(jīng)過一期的試水，此批課程建設(shè)項(xiàng)目在內(nèi)容選擇、技術(shù)處理、實(shí)驗(yàn)情境、美學(xué)感官、考核模式等方面均有了不同層面的突破，特別是工藝數(shù)據(jù)的科學(xué)性、工藝品解剖式的深度分析、工藝流程實(shí)驗(yàn)的試錯(cuò)、藝術(shù)化情境體驗(yàn)、程序記錄與創(chuàng)作發(fā)揮、綜合評(píng)價(jià)等方面的精準(zhǔn)開發(fā)研究與特色凝練進(jìn)入了一個(gè)新的階段?？梢哉f，虛擬仿真技術(shù)已全面植入教育信息化建設(shè)并有了極大的拓展空間。

二、景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝虛擬仿真情境教學(xué)設(shè)計(jì)

分析宏觀數(shù)據(jù)，目前20門左右的全國一流傳統(tǒng)工藝類虛擬仿真課程建設(shè)中，陶瓷、家具木作、古建營造所占比重最大，玉石雕、牙骨雕、漆器脫胎等工藝偶有涉及，從工藝類型、工藝材質(zhì)、工藝流程等復(fù)雜程度上無一例外地凸顯出實(shí)體教學(xué)的難度。景泰藍(lán)作為傳統(tǒng)金屬工藝的代表品種，其大小工序有108道，主要工藝流程雖只有制胎、掐絲、點(diǎn)藍(lán)、燒藍(lán)、打磨、拋光、鍍金7道，但恐難在線下實(shí)踐教學(xué)中面面俱到。因此，虛擬仿真教學(xué)手段無疑是為高難度及高復(fù)雜度的傳統(tǒng)制作工藝的實(shí)驗(yàn)提供了新途徑。從課程建設(shè)的必要性上看，北京地區(qū)以“燕京八絕”為代表的傳統(tǒng)工藝教學(xué)相對(duì)缺乏，在全國的普及度低，兩批全國一流傳統(tǒng)工藝類虛擬仿真課程的申報(bào)隊(duì)列中，僅有北京聯(lián)合大學(xué)的“景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝虛擬仿真課程”，北京優(yōu)秀傳統(tǒng)工藝教學(xué)交流與數(shù)字化教學(xué)設(shè)計(jì)的全國推動(dòng)示范作用仍需強(qiáng)化。

一通用教學(xué)設(shè)計(jì)溯源及其內(nèi)涵

1通用設(shè)計(jì)

通用設(shè)計(jì)（UniversalDesign，又稱“全方位設(shè)計(jì)”、“萬能設(shè)計(jì)”），源自于建筑業(yè)術(shù)語，由美國北卡羅萊納州立大學(xué)的RonaldL.Mace提出，即產(chǎn)品和環(huán)境的設(shè)計(jì)不需要調(diào)適或特殊設(shè)計(jì)而能為最廣泛的用戶去使用。[2]美國1998年通過了《輔助科技法》，其中也對(duì)“通用設(shè)計(jì)”作出了界定：術(shù)語“通用設(shè)計(jì)”意指設(shè)計(jì)和分發(fā)能夠?yàn)樽畲蠓秶鷥?nèi)不同能力的人們所使用的產(chǎn)品與服務(wù)的一種觀念或哲學(xué)，包括可直接使用（不必借助輔助科技）的產(chǎn)品與服務(wù)，以及與輔助科技并用的產(chǎn)品與服務(wù)。[3]通用設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)理念，而不關(guān)乎某種具體的設(shè)計(jì)方法；通用設(shè)計(jì)是一種設(shè)計(jì)哲學(xué)，不僅僅是科學(xué)的設(shè)計(jì)，更是一種倫理德性上的關(guān)懷。

2通用教學(xué)設(shè)計(jì)

通用教學(xué)設(shè)計(jì)（UniversalInstructionalDesign，UID），是指在設(shè)計(jì)和傳達(dá)教學(xué)時(shí)，包括考慮所有學(xué)習(xí)者潛在需求的一個(gè)過程，意味著界定和消除教和學(xué)過程中不必要的障礙。它由物理世界中的通用設(shè)計(jì)和教育領(lǐng)域的教學(xué)設(shè)計(jì)概念融合而來，并把靈活性（flexibility），一致性（consistency），易訪問性（accessibility，又譯為無障礙），清晰性（explicitness）和支持性（supportiveness）作為其關(guān)鍵特征。它是一個(gè)普及的理念——超越了無障礙，思考如何使不同背景和不同學(xué)習(xí)傾向的學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)績效最大化，以及同時(shí)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)過程中對(duì)于特殊調(diào)適的需求最小化。[4]從教學(xué)過程來看，通用教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)該包括教和學(xué)的設(shè)計(jì)（UniversalDesignforTeaching和Universaldesignforlearning），它們是一個(gè)問題的兩個(gè)方面。前者是指在教學(xué)內(nèi)容、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，應(yīng)用和管理過程中或在提供相應(yīng)服務(wù)過程中，要考慮教育工作者（特別是教師）潛在的教學(xué)需求，幫助他們消除教學(xué)過程中可能面臨不必要的障礙。而后者是指在學(xué)習(xí)內(nèi)容、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，應(yīng)用和管理過程中或在提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)支持過程中，要考慮到學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)偏好和需求，消除他們學(xué)習(xí)過程中的可能存在的各種障礙。在《美國國家教育計(jì)劃（2010）》中“通用學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)”或“通用教學(xué)設(shè)計(jì)”出現(xiàn)頻率近15次，指出：當(dāng)把個(gè)性化學(xué)習(xí)和通用學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)原則結(jié)合在一起時(shí)，那些在很多教育環(huán)境被邊緣化的學(xué)習(xí)者（來自低收入社區(qū)和少數(shù)民族的、英語語言學(xué)習(xí)者、殘障學(xué)習(xí)者、天才學(xué)習(xí)者、跨文化和語言背景的學(xué)習(xí)者以及來自農(nóng)村地區(qū)的學(xué)習(xí)者）也能獲得學(xué)習(xí)的體驗(yàn)。[5]而從教學(xué)的最終落腳點(diǎn)來看，通用教學(xué)設(shè)計(jì)的中心應(yīng)該是學(xué)習(xí)者，因此，本文討論的通用教學(xué)設(shè)計(jì)主要是指（或等同于）通用學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)。

二網(wǎng)絡(luò)教育中實(shí)踐通用教學(xué)設(shè)計(jì)的意義

近年來，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，數(shù)字化轉(zhuǎn)型成為出版行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。同時(shí)，自2006年，為貫徹《國務(wù)院關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定》（國發(fā)[2005]35號(hào)）精神，教育部啟動(dòng)了國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)，十多年間，職業(yè)教育領(lǐng)域由于信息化技術(shù)地融入，也發(fā)生了急劇的變革。因此，對(duì)教育出版來說，數(shù)字化教學(xué)資源產(chǎn)品的生產(chǎn)已成為出版者和職業(yè)院校教師共同的訴求。經(jīng)過一段時(shí)間的探索和嘗試，很多出版社都生產(chǎn)出了一些具有實(shí)踐意義的數(shù)字化教學(xué)資源產(chǎn)品，如在紙質(zhì)教材中加入二維碼，通過智能手機(jī)掃描獲取多媒體學(xué)習(xí)資源，以及素材豐富的多媒體資源庫（包）等，一定程度上滿足了教師需求，提高了教師的教學(xué)效率，使教師組織教學(xué)的抓手更為豐富、直觀。然而，隨著教學(xué)改革的進(jìn)一步深化，教師對(duì)數(shù)字化資源產(chǎn)品需求程度加深，凸顯了數(shù)字化教學(xué)資源產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)效性不足問題，即產(chǎn)品供給和需求存在錯(cuò)位情況。本文分析了目前職業(yè)教育數(shù)字化教學(xué)資源產(chǎn)品供給存在的問題及原因，提出了職業(yè)教育教學(xué)產(chǎn)品“全媒體出版”理念，并就具體實(shí)施中存在的難點(diǎn)和重點(diǎn)提出幾點(diǎn)建設(shè)性意見。

1目前職業(yè)教育數(shù)字化教學(xué)資源產(chǎn)品存在的問題

筆者通過大量走訪院校、發(fā)放調(diào)查問卷、與教師/學(xué)生座談等方式，調(diào)研了解了多所職業(yè)院校教師關(guān)于目前市場(chǎng)上數(shù)字化教學(xué)資源產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)，總結(jié)造成產(chǎn)品供給與需求錯(cuò)位現(xiàn)狀有如下幾點(diǎn)原因。

1.1資源散碎，不成體系

從2006年職業(yè)教育教學(xué)改革起步至今，十多年來，職業(yè)教育經(jīng)歷了教育部國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)、骨干校建設(shè)，以及各地方示范校建設(shè)。這些建設(shè)計(jì)劃中對(duì)信息化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用均提出了要求，因而由“以評(píng)促建”產(chǎn)生了大量的數(shù)字化教學(xué)資源。但這批資源多是散碎的，未成體系的，沒有進(jìn)行過總體設(shè)計(jì)的。形式多種多樣，有動(dòng)畫、現(xiàn)場(chǎng)錄像視頻、微課程等，但因?yàn)椴怀审w系，且制作標(biāo)準(zhǔn)不一，相互間難以形成銜接和呼應(yīng)，因此，當(dāng)教師在實(shí)際使用這些資源時(shí)會(huì)感到捉襟見肘，從而造成雖有海量資源，但無法在教學(xué)中充分發(fā)揮作用局面。

1.2成體系的教學(xué)資源庫（包），體量龐大，且與紙質(zhì)教材內(nèi)容對(duì)應(yīng)度低

摘要：本文對(duì)精品資源課程中的信息技術(shù)使用方法進(jìn)行了探討，明確了建設(shè)精品資源課程所需要的指導(dǎo)性思想和理念，并結(jié)合實(shí)際大學(xué)物理課程工作，對(duì)我國的精品課程的升級(jí)和轉(zhuǎn)型具體方法進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);大學(xué)物理;精品課堂

建設(shè)大學(xué)物理在高等教育階段的理工學(xué)科中實(shí)現(xiàn)了大面積的開展，屬于公共基礎(chǔ)課程，因而在高校人才培養(yǎng)中具有十分重要的地位。我國的《教育部財(cái)政部關(guān)于十二五期間高等院校本科教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)改革工程意見》提出了信息技術(shù)的利用，實(shí)現(xiàn)了資源共享等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)國家級(jí)精品課程的升級(jí)和改造。近兩年，我國的相關(guān)教育學(xué)者依據(jù)國家精品資源課程的共享建設(shè)要求，對(duì)同濟(jì)大學(xué)的大學(xué)物理及該學(xué)科的網(wǎng)絡(luò)教育課程進(jìn)行了教學(xué)。筆者結(jié)合精品資源共享課程中的建設(shè)思考和做法，對(duì)信息技術(shù)在大學(xué)物理精品課程建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

1.精品課堂建設(shè)中應(yīng)用的各種技術(shù)

在數(shù)字時(shí)代背景下，對(duì)數(shù)字化教學(xué)進(jìn)行了普遍強(qiáng)調(diào)，同時(shí)這也是時(shí)展的必然過程。科學(xué)地設(shè)計(jì)大學(xué)物理課程的數(shù)字化教育模式，是需要慎重開展的工作。因此，設(shè)計(jì)大學(xué)物理課程教學(xué)模式的宗旨是對(duì)綜合素養(yǎng)的人才進(jìn)行培養(yǎng)，基本思路是幫助學(xué)生創(chuàng)建探究式學(xué)習(xí)模式，方法是在先進(jìn)的教育信息基礎(chǔ)上的混合式教學(xué)手段，學(xué)生需要對(duì)混合式學(xué)習(xí)進(jìn)行適應(yīng)［1］。混合式學(xué)習(xí)和教學(xué)的一般理解是，將E-Lenrning優(yōu)勢(shì)和傳統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行結(jié)合，同時(shí)發(fā)揮教師的引導(dǎo)、監(jiān)控和啟發(fā)等主導(dǎo)作用，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性。E-Lenrning主要是數(shù)字、電子、網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)。不同的翻譯代表的觀點(diǎn)是不同的。數(shù)字化強(qiáng)調(diào)的是數(shù)字化的內(nèi)容學(xué)習(xí)；電子化強(qiáng)調(diào)的是電子；網(wǎng)絡(luò)化強(qiáng)調(diào)的是在學(xué)習(xí)中結(jié)合數(shù)字化內(nèi)容及網(wǎng)絡(luò)化的資源。以上三者都對(duì)數(shù)字技術(shù)進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)，重點(diǎn)突出了技術(shù)在教育中的改造和引導(dǎo)作用。

2.信息技術(shù)在精品大學(xué)物理課程中的應(yīng)用