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關鍵詞:統計學;工程項目;應用
一、統計學概述
統計學(statistics)是應用數學的一個分支,主要通過利用概率論建立數學模型,收集所觀察系統的數據,進行量化的分析、總結,并進而進行推斷和預測,為相關決策提供依據和參考。它被廣泛的應用在各門學科之上,從物理和社會科學到人文科學,甚至被用來工商業及政府的情報決策之上。統計學的基本研究方法有:大量觀察法、統計分組法和歸納推斷法。
統計學與工程項目相結合形成了工程統計學。工程統計學是結合工程問題,研究怎樣去有效地收集、整理和分析帶有隨機性的數據,以對所考察的問題做出推斷或預測,直至為采取一定的決策和行動提供依據和建議的學科。工程項目管理中搜集、匯總、計算等一系列工作是由統計學工作來完成的,是由統計數據全面反映的。數量性統計信息在工程項目管理中是最鮮明的體現和最普及的應用,即通過數字揭示工程項目實施管理過程定時間特定方面的數量特征,幫助我們對工程項目的管理進行定量乃至定性分析,從而做出正確的施工管理方案。另外,統計學在工程項目管理中以統計數字顯示或以統計數字為依據結合其它信息對項目進行定量定性分析,而且可以對與工程項目管理有聯系的勞動力資源、材料、機械設備等的供應來源、價格、條件以及市場預測等情況進行反映;還可以以統計數字、統計指標來核算銀行貸款利率、擔保收費、保險費率及投標報價等有關的因素;同時各項法規,如企業法、合同法、勞動法、稅收、工程管理條例以及技術規范、競爭對手情況等也可以與統計學相融合,在工程項目管理中得到很好體現。
二、統計學在工程項目管理中的應用
1.在工程項目組織管理中的應用
工程項目管理要實施有效的管理,首先要建立一個完善、高效的管理機構。管理機構的職能、組織、結構及制度一系列的選擇、籌劃和確定均需要統計信息上報的資源來完成,經過數量性和綜合性的分析,制定科學合理的管理機構,有準備的組織實施對工程項目的管理。
在全面掌握工程項目情況的基礎上,應用統計學普遍性原理為管理工作了解必要的足夠的細節問題,從而把未知因素降到最低。在關鍵點設立檢查點,使得管理人員能夠隨時監控,及時發現問題,能對出現的異常現象做出快速反應。即以統計信息為基礎,建立項目工程管理基線,進一步分配給各級工作細目,最后建立項目工程的管理溝通網絡。
2.在工程項目施工過程中的應用
在工程項目施工過程中更加要求統計信息及時、詳實、完整,隨時需要將系統的統計信息,收集、整理、分析、決策、優化決策,優化決策實施過程又是統計信息反饋、調整、優化的過程,說明統計信息不是單純地羅列數據,如同點連成線,要有機結合,否則只是滿紙涂鴉,毫無意義。也不是單純的技巧和手段,數學技巧往往容易使人們對精確性和可靠性產生錯誤印象。一切要以科學分析為基礎,否則統計信息將失去光輝。
首先,在項目招投標過程中,由于掌握的資料很少,如何應用手中有限的資料客觀地評價這個工程項目的經濟指標和財務指標,以避免投標不當而造成的損失,就需要用統計學的知識搜集類似工程項目的資料,對所要投標的工程項目進行客觀分析,進而做出決定。
其次,在施工過程的控制質量中,進行定期檢查和不定期的臨時抽查,把實際發生的情況與預計的目標相比較,是否發生偏差,偏差是否在合理范圍之中,是否需要整改,所有這些都離不開統計數據,沒有了統計數據就談不上質量控制。
再次,在施工過程的成本控制中,由于工程項目的時間期限長,這就很容易造成因工、料、機上漲或各種不定因素而造成工程成本的增加,因此,控制工程成本是非常必要的。工程成本管理和控制是一項系統工程,貫穿于企業整個經營過程,是衡量企業生產耗費和供給的尺度,是決定價格的基礎;工程成本體現了企業管理的綜合水平,是提高企業競爭能力、應變能力和開拓能力的關鍵。首先根據工程的實際情況結合以往工程的統計資料做出計劃,其次完成當期的施工任務后要及時統計當期發生的人工、材料、機械使用數量與工程完工數量,并進行分析比較,由于分析數量龐大,一定要用到一些統計方法與統計手段。
3.統計學圖表在工程項目中的應用
工程項目中我們可以利用統計學理論生成圖表,清晰明了的進行管理。例如,控制表是根據時間推移對工程項目管理程序運行結果的一種圖表展示,常用于判斷管理程序是否“在控制中”進行。當一個程序在控制之中時,不應對它進行調整。管理控制表可以用來監控工程施工中的變量的輸出,盡管控制表常被用于跟蹤重復性的活動,諸如生產事務,它還可以用于監控成本和進度的變動、容量和范圍變化的頻率,項目文件中的錯誤,或者其他管理結果,以便判斷“項目管理程序”是否在控制之中。再如,流程圖。在工程項目管理中統計流程圖應用很廣泛,有助于分析問題是如何發生的。
三、統計應用于工程項目中時應注意的問題
將統計學應用于工程項目管理,還需要建立健全相關制度,增強領導對工程統計工作的認識,增強統計工作的獨立性,加強員工統計知識培訓,以提高相關人員的業務素質,同時將統計技術應進一步網絡化、現代化。
1.提高領導的認識
統計工作是工程項目是否正常運行的監督員,對于保證正常生產,提高經濟效益具有不可替代的作用。尤其在施工過程中,項目領導是項目決策的制定者,作為一個項目的領導者,一定要對統計工作有一個清楚的認識,從思想上真正重視它的分析糾偏功能,發揮好統計學的作用。
2.增強企業統計工作獨立性
在統計工作中,如果要更好的履行統計的職能,發揮統計的作用,必須有獨立地組織保障。首先,企業應賦予統計以否決權,凡有弄虛作假者,統計部門應有權否決。其次,企業應賦予統計以報告權。統計部門應有權對整個企業的各方面經濟指標進行全面核算,并將考核結果層層上報,為領導做出正確的經營決策提供可靠依據,為有效地進行統計監管提供可靠的信息。再次,企業應斌予統計以處理權。對遵紀守法、實事求是及違法亂紀、弄虛作假的人和事,應施行獎懲嚴明的正確處理。
3.建立健全相關制度及科學的指標體系
為了解決工程統計中的問題,施工企業需要建立起對原始記錄資料的質量檢查制度,出現問題及時地進行調整和校正,把統計工作看作是指示器和校正器,發現矛盾,提出建議,以便使統計工作在工程管理中發揮真正的作用。再者,需要建立一套科學的指標體系和調查方法,使各項統計資料具有充分的科學性合理性,能正確全面反映各個方面和各個環節的真實情況,并能保持連續性、系統性。
4.提高統計人員的業務素質
統計工作水平的提高及在工程管理中作用的發揮,在很大程度上都取決于工程統計人員的業務素質。因此,企業必須大力加強統計職業道德教育和業務技術教育,聯系本企業的實際生產情況,每隔一定階段,組織統計人員的培訓,以更新知識和概念,提高業務素質,這對于提高施工企業的統計水平,強化統計的職能有著深遠的意義。
5.統計技術的現代化是保證統計數據質量的最好途徑
要進一步搞好工程統計工作,必須健全統計網絡作為保證,并使之程序化,這將會使數據統計工作的速度、準確性有較大提高,避免統計數據的滯后和手工操作的誤差,使統計工作步入規范化、正規化、科學化的軌道。同時,企業可以積極開發工程統計的計算機管理系統,實現工程統計管理的自動化、快速化和決策科學化,彌補單一學科知識和單一功能部門的缺陷,從而發揮系統的整體優勢和綜合優勢,這也將會為如何管理工程項目,如何更有效地節約成本,創造優質工程提供科學的依據。
參考文獻:
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關鍵詞:“慕課”;醫學統計學;專本銜接;教學改革
醫學統計學是醫學教育的重點科目,在醫學統計學實際教學過程中,一些高職院校由于在教學內容、教學模式、及教學方式方面仍然延續較傳統的模式,導致所培養出來的醫學統計學人才不能滿足社會發展需求。隨著“慕課”的不斷成熟,在醫學統計學專本銜接教學過程中,通過合理地應用“慕課”對教學模式進行改革,不僅有助于營造一種適合學生發展的教學氛圍,同時還有助滿足教學改革要求,對提升學生醫學統計學綜合知識素養、促進高職院校的穩定、健康發展具有重要意義。
1、“慕課”概念
“慕課”是一種新型的課程開發模式,其以課程資源模式及學習管理系統為核心,通過將學習管理系統與知識資源互相融合,真正意義上實現了時間與空間上的學習自由[1]。“慕課”與傳統的課程模式之間存在較大的區別,“慕課”擁有廣闊的知識范圍的同時,還可以讓上萬人同時學習同一課程。“慕課”通過根據學生學習情趣,學生可以在任何地方、任何時間進行知識的學習,且不存在年齡及領域的限制。“慕課”的學習形式為在線課程學習,由于這種課程模式打破了傳統課程在時間上的限制,所以受到社會各界的熱烈歡迎。另外,在高職醫學統計教學過程中,為使得專本教學更加銜接,通過借助“慕課”課程模式,能為學生提供更多的學習機會與學習時間,對降低專本學生的專業水平能力,實現在統一起跑線上的學習目的具有重要意義[2]。
2、“慕課”的特征
擁有廣闊的知識范圍是“慕課”的核心特征,“慕課”的課程由不同領域的參與者參的眾多課程。“慕課”開放性較強,在實現知識共享的基礎之上,通過為社會各個領域開放學習機會,為一些積極上進的人提供了良好的知識學習環境[3]。另外,“慕課”屬于一種網絡性質的課程教學模式,“慕課”的學習方式并不是學生與教師進行面對面學習,而是通過借助發達的互聯網,將課程置于網絡平臺之上,學生可以通過網絡對相關知識進行學習。對于一些知識難點,學生可以通過反復的聽課研究,最終領悟知識的真諦,從而提升自己的專業素質修養,促進全面發展。
3、基于“慕課”背景的醫學統計學專本銜接教學改革措施
3.1完善教學內容
醫學統計學具有繁雜的理論知識點,且知識內容相對于其他專業課程較枯燥,由于其理論知識點具有較非常強的理論知識性,因此學生在學習過程中,會出現“學不會、聽不懂”的現象出現,這是導致醫學統計學專本銜接不理想的重要原因之一。為改變這種不良的學習現象,需要加大醫學統計學專本銜接教學改革強度,加強對教學內容改革的重視程度,并根據學生的學習特點及專業知識的掌握的實際情況,結合著“慕課”的教學特點,制定符合學生發展的教學方案,進而激發學生對醫學統計學知識的學習興趣,強化學生知識探索的自信心,提高醫學統計學專本銜接的教學質量及效率。
在對教學內容進行改革的過程中,首先需要借助機房開展專業知識課程講述、開展醫學統計學的實例對知識進行詳細分析。在實際教學過程中,需要采取有效措施正確引導學生逐漸認識醫學統計學的實際教學分析方法,提升學生對醫學統計學專業知識學習的重視程度。另外,為激發學學生對的知識的學習興趣,教師應當充分理解“慕課”的意義,根據專業知識教學內容,充分利用“慕課”的網絡資源為學生講解實際案例[4]。通過借助醫學統計學軟件,將知識點的分析過程呈現在學生面前,引導學生對醫學統計相關知識及公式的掌握及理解,從而提升學生對醫學統計學專業知識的學習能力,為促進醫學統計學專本銜接的改革穩定進展奠定堅實基礎。
3.2創新教學模式
為保證教學改革的順利進展,需要對現有的教學模式進行改革,進而高正改革之后的教學模式,符合學生實際的發展方向,進而幫助學生樹立學習自信。在“慕課”背景下,對醫學統計學專本銜接改革的過程中,通過借助“慕課”為學生引進先進的知識學習理念,保證學生的專業能力符合社會潮流的發展趨勢。“慕課”屬于網絡在線學習模式在,不受時間及空間的限制是“慕課”的主要特點。所以,在醫學統計學專本銜接教學改革過程中,通過利用“慕課”的這一特點,不僅有助優化傳統的教學模式,同時還有助于增加學生的學習時間,優化醫學統計學教學方案。另外,“慕課”具有多樣化的教學模式,在醫學統計學專本銜接教學改革過程中,通過科學、合理地運用“慕課”,有助于為學生營造良好的專業知識學習氛圍,對提升醫學統計學的教學質量及效率具有重要意義。例如,課前通過借助“慕課”,讓學生對知識進行預習,課下,學生通過借助“慕課”對所講知識點進行鞏固[5]。對于一些疑難問題,鼓勵學生針對“慕課”進行討論,提升學生對知識的掌握的理解程度,促進學生全面發展。
3.3構建專本銜接模式的課程貫通式質量評價體系
建立健全系統、完整的職教銜接貫通式課程質量控制評價體系,提高分段式課程質量。而對于醫學統計學專業學生的進一步培養需要借助公共課程的基礎支撐,所以在建立教學質量評價體系過程中,需要從課程質量監控、學習效果評價及社會認可度等多方面進行綜合考慮。通過分析高職院校與本科院校,在“慕課”基礎之上的醫學統計學課程質量評價體系上存在的差距,不斷對醫學檢驗專業的理論總結、目標、形式上的差異進行總結,從而建立完善的課程質量信息采集、分析、反饋的實時評價系統。課程銜接是銜接醫學統計學專本教學模式化改革質量的核心點。在“慕課”的基礎之,人才培養目標能否實現的關鍵點是課程銜接的不順暢,而往往被專家和學者忽視的公共課程的銜接,將會進一步影響轉段后繼人才培養的成功與否。因此,構建嚴格的專本銜接模式的課程貫通式質量評價體系,是保證醫學統計學專本銜接成功改革的重要支持依據。
Abstract: From the current situation and existing problems of the teaching mode of traditional statistics, combined with the actual situation of the statistics teaching, this paper expounds the main ideas of carrying out the project-based and practical teaching reform for the higher vocational personnel training program: improve the course teaching to increase students application ability by projectizing the courses, train students' practical innovation ability by the science and technology innovation projects to update teaching ideas and reform the test mode. And this paper also summarizes the statistics teaching reform and beneficial exploration.
關鍵詞: 統計學;項目化;實踐教學;教學模式
Key words: statistics;projectizing;practice teaching;teaching mode
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2017)10-0212-02
0 引言
統計學是一門挖掘客觀現象數量規律的方法論科學,為人們提供處理數據、分析數據、并從數據分析結果中得到相關信息的方法,既有很強的理論性,在實際生活中又有很強的應用性。目前,我國高職院校在專科學生層次開設《統計學》課程,其主要目的是在學生學習本專業基礎理論知識的同時,能夠提供一定的數量分析工具,并且為學習本專業理論提供一定的方法論基礎。
1 高職《統計學》課程教學現狀
1.1 輕視《統計學》課程 我國高職院校目前并無大量開設統計學專業,因此,主要學習本門課程的學生以非統計專業為主。而學生缺乏對統計學系統的認識,大多數學生認為統計學與自己所學專業相關程度并不大。在工作中提到統,學生往往只能想到統計局、統計數據和一些統計報表等,很難將自己的專業和統計聯系起來,不能做到真正的學以致用。
1.2 課程單一,缺乏與相關專業的銜接 統計學是一門工具課,其核心知識在于與相關專業學科的交叉應用。隨著大數據的發展,各個學科領域都離不開統計數據分析。在目前的統計學教學中,雖然大多數教材補充了統計方法的應用舉例以及案例,但很多案例只是為了演示統計方法的實施,與相關專業的融合并不是很深入,很難讓學生體會統計在本專業的應用價值,很難刺激學生的學習興趣和提升學生的學習動機。
1.3 理論與調查實踐脫節 《統計學》的核心理論在于教會學生如何進行調查方案的設計、數據調查、數據整理、數據分析以及攥寫分析報告,學生在課堂上只能學習理論的方法,但是理論和實踐之間還存在著一定的差距性,沒有實踐的結合并不能使學生真正學會統計方法的應用。現在我們主要只以理論教學為主,缺乏學生的實踐調查能力的培養,不能做到理論聯系實際。
1.4 傳統教學方法單一 盡管目前統計學教學手段加入了多媒體技術,但教學方法上仍舊以教師講授為主,進行單一的灌輸,老師在課堂中只負責講授統計理論知識,學生只負責聽。相比于翻轉課堂、項目化教學、案例教學、實踐教學等現代教學方法而言,學生在過去灌輸式教學中是被動接受,這并不利于提高學生自主思考的能力,更加不利于培養學生創新創業的精神。
1.5 考核方式陳舊 傳統的統計學的考核模式為閉卷考試。學生為了應付考試,大多數采用機械的記憶法來死記硬背一些抽象的名詞解釋和計算公式。在這種考試方式下,學生并沒有參與學習,成為主動學習者,而是被動的應付考試,那么自然不能激發學生的學習興趣。試卷內容通常只注重測試基本知識點,而不能真正考察學生對統計方法的應用能力。
2 《統計學》教學改革的思路
高職《統計學》課程應緊密圍繞“應用型人才”的培養目標,無論在教學模式、教學過程、教學內容,還是教學方法上都應當體現統計學在實際生活工作中的應用性。
2.1 課程實施項目化 應用型人才培養是以市場上各種職業、崗位的實際需求為核心目標,更加重視學生實踐能力的。項目教學是指把統計理論知識劃分為模塊化設計,以項目的提出來導入理論知識的學習。項目教學法是通過實施一個完整的項目而進行的教學活動。由適當人數的學員組成小組,每個小組都有一項明確的工作,由小組成員自主計劃實施并完成洗那么股。在項目結束時每一個項目小組都應有一個明確的成果。項目化教學的三個轉變:由以教師為中心轉變為以學生為中心;由以課本為中心轉變為以“項目”為中心;由以課堂為中心轉變為以實際經驗為中心。本門課程一般教材內容主要以章節劃分,純理論為主,部分教材會補充以案例等課外閱讀部分,但是大多數教材都缺乏系統性劃分以及實踐內容要求。因此本教改在教學內容方面對課程做了全面性改革,以四大模塊六大項目來貫穿全書,如圖1、圖2所示。
改革后的課程內容要求學生按以下步驟來實施項目化:情景設置、操作示范、獨立探索、確定項目、協作學習、學習評價六個方面來完成。
2.2 加強實踐教學 在傳統教學中,教師需要花費大量的時間來講解相關概念、分類、作用等,而這種純講解式的課堂無法吸引學生的注意力,導致學生課堂疲倦,缺乏獨立思考問題的能力,只是被動的學習。而實踐教學主要是綜合培養學生動手解決現實實際問題的能力,結合項目教學,選擇適當的項目,設計合適的統計調查方案以及問卷,通過多種調查方法來搜集數據、整理數據、分析數據、撰寫調查分析報告。
這種全過程參與式的項目實踐教學,從根本上可以提高學生運用所學統計知識解決實際問題的能力,真正的體現我國高職“應用型人才”的培養目標。因此,在教學內容上,更應該突出課程的應用性。一方面需要通過一定的課時來加強實踐調查環節;另一方面,對于實際工作中常用到的統計知識應該加強課時安排。
在實際應用中,數據都不是從天上掉下來的,因此在教學的同時,要求學生以組為單位,自選主題,同期完成一項完整的調查,并提交調查報告。具體安排如表1所示。
2.3 改革考核方式方法 對于學生的學習效果,主要從兩個方面來衡量:調查分析、數據處理。教學過程的改變意味著考核方式方法也要做出相應的改革。在傳統的考核模式下,學生、教師通常只關注通過一紙試卷得來的成績。改革后的考核包含三個方面:平時成績、項目成績、期末試卷成績,比例分別為3:3:4。平時成績包含:到課情況、聽課情況、課堂案例討論、作業提交等。項目成績包含:調查選題、調查方案設計、實踐調查、數據整理、數據分析、調研報告、調查答辯等。期末試卷主要指關于統計學理論知識點的考核。改革后的考核方式有利于推動學生主動參與學習,而通過調查實踐更有利于學生從“唯分論”到“唯能力論”的思維轉變。
3 統計學教學改革的總結及反思
3.1 培養學生實踐調查的能力 統計調查是一項在政府機關、企事業單位、各種社會團體中都需要開展的經常性工作,來反映客觀事物發展的真規律。本教改的實施,要求學生結合實際自選主題開展一項完整的調查工作,通過數據分析的結果提交完整的調查報告,最后從平時、項目式、期末三大方面來考核學生的綜合能力。
3.2 提高學生軟件操作能力 隨著近些年來大數據的發展,統計學教學除了要求學生掌握基本的統計學基本理論知識外,還要去學能夠利用現代化的工具開展調查活動,使用數據分析工具來進行統計分析等。在課程實施項目化過程中,在調查整理調查分析兩大模塊安排一定課時的上機操作,通過SPSS以及Excel講解統計圖表的繪制、相關和回歸分析、動態數據分析、統計指標分析等。
3.3 打造學生創業創新能力 通過項目實踐式教學,強化學生的理解分析、綜合運用統計資料的能力,側重于培養學生發現問題、分析問題、解決問題的能力。本項目在教學實施后,學生能夠系統的掌握統計調查的基本理論知識,能夠獨立完成一項完整的調查項目。
4 統計學教學改革的發展趨勢
本教改項目主要是對會計專業、經濟管理專業中統計學課程的教學模式進行了探索,在其他方面并沒有深入研究,主要的缺陷是在案例選取上還有一定的不足。通過兩個教學年度的課程實施,取得了不錯的成果,今后主要的工作重點在于圍繞教學案例的選取、創新課題的確定、調查問卷的設計、數據挖掘分析、學生競賽的參與、學生創新等方面進行細致研究,將統計學課程教學改革系統化、常態化。
參考文獻:
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關鍵詞:教學改革;項目驅動;系統仿真;教學效果
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)05-0182-02
項目驅動教學法是一種建立在建構主義教學理論基礎上的新方法,是一種探究式教學方法,根據建構主義學習理論,學生掌握知識不是通過教師傳授得到的,而是學生在一定的情境下,借助老師和同學的幫助,利用必要的學習資料,通過意義建構方式獲得的。也就是說,項目驅動式教學方法是以項目為核心的,在進行系統仿真課堂教學時,如果只通過說教式的教學,學生對知識的掌握是膚淺的,要學會仿真系統的設計和開發過程,必需把學生的學習訓練有效融入真實系統開發任務過程中,讓學生自己動手去開發,積極地學習,只有在具體的開發過程中,讓學生自己去構建仿真系統開發的知識框架,才能真正掌握知識,形成能力。國內外已有很多教授都將項目驅動教學法應用于自己的課程教學過程中,比如:文獻[1]將項目驅動教學法應用于《管理信息系統》課程教學中,文獻[2]將項目驅動教學法應用于在計算機實踐教學中,文獻[3]分析了項目驅動教學法在職業技術教育中的應用情況,這些應用都產生了很好的教學效果。本文介紹了根據《系統仿真》課程以及工科學生的特點,將項目驅動教學法應用于本門課程的教學取得的效果。
一、《系統仿真》課程的主要知識點
《系統仿真》課程主要是針對普通高等學校本科工科院系的大三學生開設的課程,內容主要包括連續系統建模與仿真方法、離散事件系統建模與仿真方法、離散事件系統仿真策略、離散事件系統仿真時間推進機制、隨機變量的分布與隨機變量的實現、建模與仿真的校核驗證、分布交互式仿真。這些知識點理解起來都比較困難、比較抽象,在實際使用過程中,常常感到無從下手。本文中,我們根據《系統仿真》課程的知識點,設計三個項目,分別為香煙過濾嘴設計仿真系統、教學樓停車場仿真系統、火災撲救模擬演練仿真系統。這三個項目涵蓋了連續系統建模與仿真、離散事件系統建模與仿真、分布交互式仿真中的主要知識點。
二、基于項目驅動的教學實踐過程
本文中的基于項目驅動的教學方法實踐過程,在傳統的基于項目驅動的教學實踐過程中加入了項目檢驗的環節,也就是學生認為項目已經完成后,需要經過老師的檢驗,查看是否需要的知識點都已經涉及到,項目完成的質量是否符合要求,如果都符合,則項目完成,進入總結交流、結業階段;如果不符合要求,則要求查看設計是否合理,項目實施過程是否合理,中間有哪些環節需要改進等。基于項目驅動的教學方法實踐過程如圖1所示:
三、《系統仿真》課程的項目驅動教學效果分析
基于項目驅動的教學方法已經應用在兩屆學生的《系統仿真》課程教學中,從這兩屆學生的反應來看,效果還是不錯的。我們在每屆學生中抽取50人,總共100人,對基于項目驅動的《系統仿真》課程教學效果進行評價,評價表格如表1所示。
從表1可以看出,92%以上的調查項都顯示基于項目驅動的教學方法是持正面評價態度的,通過項目驅動教學方法,學生的實際動手能力和分析、解決問題的能力都得到了提高。
四、結論
課堂教學過程是教和學的統一過程,在這個過程中,教師的主導作用就在于強化教學對象――學生的主體意識,培養學生的主體能力,讓學生獨立地學,主動地學,創造性地學。通過基于項目驅動的教學方法在《系統仿真》課程中的應用情況來看,該方法還是非常適用此類課程的教學。
參考文獻:
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關鍵詞: Q學習;多目標;分時段;交通控制
中圖分類號:TP393.08 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)03-0291-02
1 引言
當今,汽車已經成為人們出行的主要手段。然而,汽車的普及與城市路口建設的局限性,使得如何有效地管理交通成為了一個非常重要的課題。為了做好路口的交通控制問題,國內外許多專家都對此進行了大量的研究,近年來,交通控制理論越來越成熟。在路口控制問題上,提出了很多不同的性能評價指標,并且從這些基本指標出發,逐漸從對單一目標的優化發展到對多目標的優化。但是后者存在一個問題,就是多目標之間可能會有沖突,從而無法左右兼顧,達到最理想的情況。為了解決這個問題,研究人員采用了諸如遺傳算法,模糊偏好,粒子群等多種算法,并由此產生了一套日趨完善的多目標優化理論。同時,交通控制方法已經從傳統的理論發展到與人工智能,神經網絡,自學習等結合起來應用,并且產生了大量實際有效的成果[1]。其中,強化學習算法(Reinforcement Learning, RL)被認為是一種利用自學習來解決交通控制的非常有效的方法。而Q學習[2]則是強化算法中非常具有代表性的一種算法,對于其在路通控制中的應用也已經有了一定的研究歷史。
本文在國內外已經取得成果的基礎上[3],結合Q學習算法,提出了一種多目標,多時段的混合控制策略。該策略考慮了不同交通狀況和時段下,人們所著重的優化目標也會不同,因此需要根據實際情況,自動權衡,修正各目標之間的權重關系。接著利用Q學習算法,將混合策略應用到信號燈的控制上,使得控制具有自適應的特點。最后與傳統的策略[4][5]進行比較,證明了本混合策略的顯著的優化效果。
2 基于Q學習的控制策略
本文提出的方法是一種多目標,多時段的混合控制策略。本策略由主要有兩個方面:多目標,多時段。
對于多目標來說,本文具體分析了各個路口性能評價指標的意義,并選取了幾個具有較好代表性的指標來作為優化目標。在策略中,我們采取線性組合的方式,將幾個目標組合在一起。每一個目標之間通過權重來確定其對整個優化函數所做的貢獻,從而達到最優化的操作。
對于多時段來說,在交通控制中,評價指標如何選取與當前交通流的具體情況有著密切的聯系。隨著路通堵塞情況的變化,優化目標之間的權重也應該有所改變。
2.1 參數設計
本策略采用了如下多目標參數:
通行能力(Capacity)
通行能力是指在其余條件不變的情況下,在單位時間內,通過交叉口的最大車輛數。通行能力在一定程度上可以反映交通情況是否暢通,以及暢通的程度。
延誤時間(delay time)
延誤時間是指,當一輛車從進入交叉口道路一直到離開,由于交叉口不暢通所導致的額外的行駛時間。延誤時間一般由停車時間和因為擁堵而導致的緩慢行駛所浪費的時間組成。
飽和度(saturation degree):
飽和度是指,路口中入口方向的到達車流與通行能力的比值。
2.2 Q學習參數設計State
在單交叉口中,由一個Agent負責感知和接收當前路口的環境參數值。在本算法中,我們考慮了以下幾個常用參數:
1. 當前相位的編號。
2. 當前相位中,紅燈方向的排隊長度和。
3. 當前相位中,綠燈方向的車流數量和。
Action
采用(保持/切換)的兩種行為組成的集合。相對前者來說,后者不僅簡單,適合可變周期,其只有兩個值的優點更使得在與state進行結合配對時,狀態空間呈指數級的減小,從而在一定程度上加快了Agent的響應速度。
Reward
定義回報函數為兩個相鄰時段的交通性能值的差。
3 實驗結果分析
實驗在VISSIM上仿真了一個主要交通路口。路口信息為:4方向,每個方向3條車道(進車道,直行/右轉出車道,左轉出車道)
這是中度擁堵的情況下,自適應策略的相對百分比評價指數提升。在中度擁堵的情況下,三個指標的提升相對來說比較平均,基本都圍繞8%的水平。在中度擁堵的情況下,策略對平均停車次數具有強烈的偏好性(0.8),對通行能力具有次級偏好(0.2),因此,策略在執行過程中以這兩個為目標進行優化。相對于重度和輕度兩種情況來說,停車次數指標在中度擁堵情況中得到了最好的提升,而通行能力的提升水平也是比較高的。
4 結論
本文提出了一種分時段,多目標混合交通控制策略,設計將分時段與多目標進行結合,并應用到路口控制中,可以最大限度,最廣面積的考慮到路口的復雜的需求。通過Q學習實現了該策略,展示了以Q學習為代表的RL算法在交通路口控制中的可行性和所具有的優勢。使用Q學習算法,路口的性能評價得到了顯著有效地提升。結果顯示了Q學習在復雜多變的路通情況中,與傳統的通過建立固定模型進行控制的方法,具有更大的靈活性和自適應性。
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(大連東軟信息學院電子工程系,遼寧大連116023)
摘要:針對智能科學與技術專業學生特點,分析當前教學存在的問題。結合程序設計語言和單片機等理論知識,提出基于單片機的模塊化機器人平臺實踐項目,從項目的完成目標、硬件平臺選擇、教學內容安排、教學組織形式和項目考核形式介紹項目的完成過程。
關鍵詞 :單片機;項目實踐;機器人
基金項目:2012年度遼寧省普通高等學校本科工程人才培養模式改革試點專業一電子信息工程(G2201249)。
第一作者簡介:韓媞,女,講師,研究方向為智能信息處理,hanti@neusoft.edu.cn。
0 引言
智能科學與技術作為一門新興前沿的學科,在國際和國內均獲得飛速發展,在人才培養方面,近年來各高校都做了大量工作。我們秉承“教育創造學生價值”的辦學理念,圍繞智能信息處理系統開發和智能控制系統開發的專業核心應用能力做好課程的系統規劃與建設,形成培養智能信息系統和控制系統開發能力同時培養電子電路設計能力的專業特色。以課程建設為基礎,以設計為中心,以項目為導引,系統構建實踐知識體系和實踐能力培養體系,全面培養學生的綜合素質。
學生綜合實踐能力的培養離不開實踐類課程的開設,通過實踐課程的開設,使學生能夠綜合運用理論知識,掌握智能系統行業前沿的技術與能力,在就業市場上處于較有利的位置。基于單片機的智能系統項目實踐是以強化技能訓練、提高工程能力為目標,依托單片機模塊機器人平臺支撐的實踐類課程,培養學生具備智能系統硬件到軟件的設計能力和開發能力。
1 教學現狀分析
傳統高校理論課程偏多,實踐課程偏少,甚至沒有,僅僅在理論課中設置部分實驗課,遠遠不能滿足培養學生實踐能力的需求。智能科學與技術專業的傳統的課程設置存在以下幾方面的問題:①課程內容多,但學時少,公式多,應用少,缺乏實踐性,因此,學生在課后不能很好地掌握理論內容,也不知道如何去尋找合適的實踐項目,缺乏主觀能動性;②課程內容陳舊,教學資料沒有及時更新,難以滿足現階段學生的思維的活躍程度,使學生產生厭倦情緒;③課程之間缺乏關聯性,課程的連續性和銜接性不好,教學資料難于整合;④課程考核方式陳舊,不能體現學生的學習能力的區分。在這種情況下,需要整合現有理論課程,合理設置實踐項目類的課程,實現專業能力的人才培養目標。
2 項目培養目標
由于智能科學與技術專業是較新的本科專業,學生對該專業的特點、研究方向、就業方向認識不足,大學一年級和二年級的課程大多是基礎課,內容不深入,容易導致學生對專業前景認識不清楚,降低學習興趣,引發厭學情緒,因此需要安排具有智能專業特色的實踐類課程,讓學生得到理論和實踐知識的綜合運用。通過基于單片機的智能系統項目的實施,使學生不但熟練地掌握所學的理論知識,而且能夠將所學的知識熟練地應用于單片機系統設計等實際的工程當中,來提高學生動手能力和知識應用能力,同時通過項目文檔的撰寫培養學生的技術文檔寫作能力。
本項目是針對智能科學與技術專業的二年級全體學生開設的技能實習。本實踐學期將學生之前所學的數字電路、模擬電路、電路分析、微控制器原理與應用等課程的知識,與實際工程結合起來,通過項目實踐強化一個單片機系統項目的軟硬件開發過程,了解單片機系統項目開發的流程,為專業課學習打下一個堅實的基礎。使學生不但熟練地掌握所學的理論知識,而且能夠將所學的知識熟練地應用于單片機系統設計等實際的工程當中,進而提高其實際動手能力和應用知識解決問題的能力。
3 硬件平臺選擇
實踐教學的開展是一個系統工程,需要具備理論知識和工程實踐能力的雙師型人才的教師隊伍;購置合適的實驗設備,需要投入大量的實驗室建設經費。大規模地開展智能專業的實踐教學活動,單靠課堂上的仿真軟件和編程軟件難以達到預期效果,因此硬件平臺的選擇是教學關鍵的一步[3-4]。首先要結構緊湊,結實耐用,最好同時具有圖形化和代碼編程的程序設計界面。其次要配有大容量的充電電池,能USB連接電腦進行自動充電。最后,要選擇價格合理、擴展性強、服務方便、信譽好的產品,并且教學資源要豐富。
本實踐項目采用的是博創科技出品的“創意之星”模塊化機器人套件,可以配置多種傳感器、執行器,進行小型機器人的搭建。核心控制器是MultiFLEX rM 2-AVR控制器,它是一款小型機器人通用控制器,集成開關量傳感器、模擬量傳感器、R\C舵機、機器人總線舵機控制接口,具有RS422總線接口和RS232接口,具有豐富的擴展能力。具體特點如下:
(1)控制接口豐富。可以控制R/C舵機、機器人總線舵機,直流電機伺服驅動器等。
(2)數據接口豐富。12路雙向IO接口,8路10位精度的AD接口;RS-422總線、RS-232接口。
(3)多種開發環境。配套NorthSTAR圖形化集成開發環境,無需編寫C語言即可完成機器人控制程序編寫。此外,也支持AVRStudio、Eclipse等IDE開發環境。
(4)接口開放徹底。MultiFLEX TM 2-AVR開放所有底層源碼,用戶可以參照這些源碼開發自己的程序,也可以調用已封裝的函數接口。
4 教學內容安排
在本項目實踐中,學生在教師的指導下,按照項目開發的基本流程,完成系統的需求分析,硬件設計,項目編碼、調試。在項目結束后學生需要完成整個項目的總結報告,在總結報告中需要對項目設計的概況、項目涉及的關鍵技術、項目的系統分析、項目的系統設計和實現等進行說明。最后,以小組為單位制作整個實踐學期項目設計的簡要介紹PPT,進行答辯。并利用課外時間,完成資料查找、部分的系統設計和代碼編寫工作。
本項目最終完成用機械足行走的四足機器人。與傳統的輪式機器人比較起來,足式機器人在外形上更接近于生物,具有適應各種地形的可能性,并在此過程中掌握機器人步態控制和單片機編程的知識。課內學時的安排以學生實踐為主,教師講授為輔的方式。課內教學內容安排詳見表1。
在項目完成過程中,學生可以在完成規定的四足機器人的基礎上,利用博創的機器人模塊,根據自己的喜好及掌握程度自主選擇完成其他的機器人項目,如蛇形機器人等。這樣大大加強了學生的學習自主性,增加了學生的興趣。
5 教學組織形式
項目以小組的形式完成。由于機械四足機器人具有人性化特征,需要學生通過編程來賦予它豐富的智慧和功能,使它接近仿生學的機器人。首先在項目選題和需要分析階段,利用課堂提出問題的方式引導學生,加強學生參與性,使用啟發式和探究式的教學方法,給學生自主選題的空間,進行需求分析和項目設計,并在之后的實現階段不斷完善。然后,在組裝機器人階段,以小組為單位分工合作,統籌安排,發揮每位學生的主觀能動性來實現分工協作,培養學生的自主學習能力。最后,在機器人功能設計編程階段,采用任務驅動式的教學方法,按照自己設定的目標,完成每階段的任務,并發揮想象力和創造力,教師需要鼓勵新的構思和創意。在整體的項目教學中,以學生為主體,教師為引導,共同完成實踐項目。
6 項目考核形式
項目教學效果的驗證要依靠項目考核來實現,所以項目考核形式的多樣化非常重要。項目考核采用了多種考核相結合的方式,改變傳統的“一卷定終身”的形式,考核貫穿在教學過程的各個環節,從學生的出勤、日常表現、項目過程、項目報告、作品完成情況及完成質量等方面對學生進行全方位的考核,具體包括兩部分內容。
項目的過程考核包括系統設計是否合理、步態仿真情況、代碼編寫是否正確、電路板運行是否正常、機器人行駛是否正確等,每一部分考核都有詳細的具體要求及方法,因此使評分體系具備科學性、公平性、合理性、嚴謹性。
項目的終結考核包括項目報告、項目答辯。答辯過程包括自述、現場操作、教師提問、解答幾個環節,通過答辯,教師可以直觀評價學生對相關理論的掌握程度,綜合評價學生的實際應用能力及應變能力,對設計不完善的地方給予指導建議,給學生提供創新的空間。在答辯過程中設置了答辯試題庫,學生在答辯試題庫中采用抽簽軟件進行隨機抽選試題,教師根據項目的幾個進行階段進行題目設置,題目根據不同階段的特點,對問題進行差異化設置。并且與相關理論課科目結合,也同時鞏固了理論知識。題目的設置要兼顧基礎題目、中等題目及創新題目3個方面。
項目的過程考核和終結考核相結合的方式能夠全面考核學生的日常學習情況及動手實踐能力,激發學生持久的學習興趣。
7 結語
在智能科學與技術專業中開設的基于單片機的智能系統項目教學,依托現有的機器人平臺,結合數字電路、單片機及程序設計類課程的知識,達到培養學生應用實踐能力的目的。教學中,學生真正成為主體,發揮了學生在學習中的主觀能動性,激發了學生的學習熱情,發揮了學生的創新意識和能力,提高了學生對具體工程問題的分析和解決能力,符合現代高等教學培養學生綜合能力的要求。
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關鍵詞:科學;求知;哲學;宗教;發展;通天塔
中圖分類號:G304 文獻標志碼:A 文章編號:1002-2589(2011)35-0062-02
一、科學的極限目的
科學自其誕生伊始,就不乏令人癡迷、叫人神往的建樹。同宏觀層面上自然界生命從微弱到強壯的成長過程相似,科學正是在人類認識自然、理解宇宙的歷史長河中逐步成長起來的。回眸科學的漸進歷程,其不斷生長壯大的內在力量源泉,啟自于人類探究未知事物的好奇與執著。科學、哲學和宗教之間,有著割舍不斷的關聯。究其根本,在于這三者都與人類對未知世界或領域的理解和認識有關,它們是這種有意識探尋的直接或間接產物。因此,在科學、哲學和宗教三者的身影中,或多或少會有他方的映射。隨著科學自我的進步,它已逐漸認識到自身在發展過程中根深蒂固了的缺陷,不再延續早前對哲學采取的輕視和對宗教固有的敵視。這種轉變使科學對于自身的極限目的有了更加清晰的認識,與此同時,它也對實現這一目標而需采取的策略和步驟進行了更為合理化的調整,開始海納百川,有容乃大。
科學發展的歷史顯示,其自身向往的極限目的,就是要重筑那座受阻而未曾完工的通天塔。
自然界有其獨特的魅力,吸引著人類釋放那好似無盡的探索。隨著探究的深入,曾經以為吃透大海的人類,終究認識到,自己只是群海邊偶爾撿到貝殼的孩子。大海的未知性,伴隨被撿起的貝殼的數量而飛速擴增。無知者無畏,想到以前對于大海的那份可憐的畏懼、崇敬感,意志稍差者或許會發自內心地向往原來的那種無知感覺。認識上的探索就是如此,待原有領域被足夠理解,領域外層人為定義的薄殼則自動破碎,薄殼碎裂后生成的人為新領域,讓人耳目一新,且為之欣喜振奮。理解宇宙的過程中,人為附加在某些領域外界的薄殼,不至讓人對自然界的無岸無邊生出無力感,不至未待燃燒內心的那份激情而產生遠離大海的惆悵心境。這種薄殼的人為禁錮,是人力當下有窮的一種明證。依照科學的極限目的,無論從哪方面來講,它好像都只有積極的一面。首先,它在心理上給人類的進取提供了有效的激勵;其次,它在舊有體系岌岌可危的年代,總是能夠見證伴隨異象的新生體系的呱呱落地。窮則變,變則通,這就是科學為追求并實現其自身極限目的歷史銘記。
科學探究的實踐之路,艱辛而快樂。艱辛,在于遠離世俗常有的歡樂,科學家一生從事的工作,在常人眼中可能枯燥無比,全無趣味;快樂,多為不知疲倦,樂在其中。對于純粹的科學家,他們的工作就是絞盡腦汁尋找繞人的難題,然后花費盡可能多的心思去解決他們。就像孩童不自覺地把全部心神寄托在心儀的玩具之上,總想弄個明白,這些個玩具為什么如此好玩,樂此不疲。人的興趣千差萬別,科學轄下的領域,大多數人并不了解,也難熱衷。科學雖然最終對人類社會都有益處,不過在當下,很多領域依然保持著自己獨有的那些神秘色彩。尤其是極為基礎而又可能影響深遠的理論,最容易遭常人遺忘。好像歸屬于這些領域的科學問題,只能是科學家自己圈內人群的關注世界,好似他們從事的工作,就是那么的無趣而且毫無實際價值可言。這種情形之下,科學家所要面臨的考驗,不僅來自關注的問題本身,還可能有他人眼中的鄙夷和失望。真正的科學家,可能不會看到或不怎么在意這些漠視,他們只是心中更加清楚,玩具在手,世界自有。或許,只要能做到自己一人內心的充盈,就已經是非常了不起的事情。至于別人的世界,只能靠他人自己經營并不斷施予關愛。這并不是說,要想成為一名好的科學家,就必得愛心缺乏。在此所要闡述的,只是一種專注于自己喜愛事物的情懷,這是一類不為他人觀點或態度動搖的堅定信念。
人類自其生有初期,就有認識、理解自身及其外部世界的渴求。這是物種生存的需要,也是人類自我完善、逐步進化的關鍵。除人之外的其他物種,不敢斷言他們的發展和進化,是一種無意識、非主動的過程,不過至少能夠肯定比人類缺少了些許靈動和自覺。延續發展幾千年后,當今的人類,其手握的力量已經超乎久遠先輩的想象。但是即便如此,在自然界的強大毀滅性力量面前,人類依然處在弱小和無助的境地。當初不想為世界或宇宙規則所任意駕馭的人類先輩,自然而然地選擇了認識世界、理解宇宙的壯舉,從起初自發的個體行為到后來有組織、有行動的自覺探索,以往歷史見證了人類思想的進步,也照寫了科學從無到有、從虛到實、從微到著的快景。隨著認識、理解外界事物、規則節奏的加快,人類愈發清楚地認識到單一認知水平的提高,并不能從根本上解決自己所直面的難題,相反地,這種執著容易束縛自我潛力的發揮,進而使那些難題的解決進度無形中緩慢下來。在此現實面前,科學為了其極限目標的實現,越來越多的關注和容納其他領域的特長,甚至不再刻意回避來自它域的批評和指引。
二、科學、哲學和宗教的關系
從根本上說,科學、哲學和宗教的出現,都在不同程度上反映了人類與自然界二者之間關系的演變。人類初始面對未知現象或事物時,不自覺地聯想到必然有一個超自然的存在,于是崇拜某種特征力量的群體行為開始顯現,這可能算是宗教最早時候的雛形。現今世界的三大宗教,其起源都有特定的歷史背景。當人類對外部世界的秩序性有所認識并為之癡迷時,在特定的歷史條件下,宗教便開始了施加于整個人類社會的不間斷的影響。過往歷史中,不同宗教之間乃至同一宗教內部,都以相對平和或極端激烈的方式進行過彼此之間的滲透和碰撞。哲學的產生,以人類社會生產水平達到一定高度為基礎,這一階段開始出現某些不以純粹物質享受為樂而喜歡追求、探究、辯論自然至理的個體,并最終使哲學得以成功醞釀。在哲學看待世界的眼光逐步精細之后,科學從中分離而出,并逐漸在自己環繞上了一層與哲學或宗教嚴格區別的表色。雖然這種隔離過程是特定歷史條件下彼此之間糾紛不斷的產物,但不可否認的是,科學自身對純粹理性的狂熱向往致使其在更多時候表現出一種夜郎自大的心態,這也是誘使科學與哲學、宗教之間某些矛盾深化的重要根源。
科學、哲學和宗教都是人類認識、理解自然界的產物。雖然三者起始的時代不同,但絕不能因為某個認知出現較早,就對其全盤否決。實際上,出現較早的哲學和宗教,都在不斷地重復著自我演進,而且他們二者所關注的本質對象,與科學并無二致。要說三者的最大差別,可能就在于各自強調的出發點和思考問題時堅持的理念、方式和技巧等的不同。如果從和諧共進的角度來說,細數科學發展史,科學取得進步的很多重大發現都與宗教或教會有些關系,就更加不必說很多一流的科學家本身都還信仰萬能的上帝。當然,科學家眼中的上帝可能與宗教教義當中的那個上帝有所區別,不過,這中差別恰恰反映了二者眼中真正關注的本質對象,是多么接近,雖然雙方的心中給同一個對象穿著了至少外表看來差異頗大的衣裳。它涉及的很多問題,都是科學在其歷史中不曾考慮或者并不能運用自己特有的方式加以綜合量度。雖然如此,這并不妨礙哲學家思考這些問題時腦際迸發的火花,成為科學家思索自己的領域難題時些許靈感的來源。
寸有所長,尺有所短。人類的眼光將變得狹隘,對于認識世界、理解宇宙的進程必然受阻。在科學、哲學和宗教彼此交織的歷史中,印證三者之間本質關系的行為促進了人類社會的進步,而那些與此相違背的掣肘行為則實實在在地侵害了人類自身的利益、阻礙了人類社會前移的腳步。
三、科學的通天塔
科學與哲學、宗教的關系復雜交織。要想最終達到科學自身定義的極限目的,故步自封是靠不住的。非常重要的一點,科學需要認清并接受自己存在的先天缺陷,方法上、技術上,甚至最基本的理念上。只有修正缺陷,才能保證自己走的每一步都是真實地向前邁出的。
歷史中未曾完工的通天塔,起始進度飛速,但因為后來語言不通的難題而使工程流產。在科學與其他學科門類之間,可能也會存在語言不通,不能很好理解彼此真實意愿的情形。這種情況無疑會使人類的精力產生內耗,妨礙正常應有的社會前進的步伐。假若當初建筑通天塔的過程中,沒有后來的語言困難,那么那個通天塔可能早就完工。雖然這么說沒有太多實際意義,但是從這段不一定真實的歷史當中,我們能夠看到彼此相互理解之后蘊涵的積極、龐大的力量。科學的極限目的并非獨有,它所要表達的意境,與哲學和宗教不謀而合。只是科學的表達,其情緒更加高漲、更為直接、更加具有進取精神,它的表現方式是對人類自我個性的極好體現,不愿為外部世界無休止地控制。宗教在某種程度上走向了與科學相反的一個極端,而哲學則位于二者之間,搖擺不定。
科學自身具有太多的積極意識,只要能夠克服自己在歷史當中曾經有過的那些缺陷,則必然將其這份積極向上的意識能量發揮至極限。因為在此過程中,它極有可能會從已有輝煌中開始封閉視聽,僅僅停留在現有的高度,而且對其他個體的行為橫加指責,背離自身所要求的初衷。當然,這些后果可能只是一種無意識狀態下的產物,不過它們的危害顯而易見。要杜絕此類產物并沒有絕對的可能,能夠做到的,只是需要科學自我吸取足夠的經驗和教訓,以降低由于自我暗示產生的超然身份,應當能使科學認知蘊涵的積極進取的意識能量更多地用之有道。
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【關鍵詞】計算機應用基礎 教學系統設計 項目教學法
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2016)08C-0155-02
在計算機應用基礎是高職院校的公共必修課,適合大一新生各專業學生修讀。計算機應用基礎課程共4學分,排課總學時為72課時,采用電子工業出版社的《計算機應用基礎項目化教程(Windows 7+Office 2010)》和《計算機應用基礎實訓(Windows 7+Office 2010)》兩本教材,一本用于課堂項目化教學,一本用于課外實訓,相輔相成。本文探索計算機應用基礎課程應用項目教學法的教學系統設計過程。
一、高職計算機應用基礎教學現狀與目標分析
(一)教學現狀。現階段計算機應用基礎課程全部采用計算機機房進行授課,學生的實操性強,在實際授課過程中,各位老師采用的教學方法不盡相同,實訓過程有分組訓練也有學生個人完成,因此學生在實訓的完成上都存在著較大的差異。另外,不同的機房安裝的操作系統也不一樣,有Windows XP和Windows 7操作系統,同一班級的不同上課時段有可能在不同的教室,這些都給教學實施產生了一些影響。
(二)目標分析。總體目標:培養學生應用計算機處理信息的能力和素質,并注重培養學生的自主學習能力和創新能力,通過全國計算機一級考試。具體目標:培養學生具有操作計算機操作系統與基本工具軟件的能力,能掌握上網以及辦公軟件的操作技能,同時培養學生具有良好的信息處理的能力,不斷提高學生的信息素養。
二、高職學生的學習特征分析
學習者分析的目的是為了了解學習者的學習準備情況及其學習風格,為學習內容的選擇和組織、學習目標的闡明、教學活動的設計、教學方法與媒體的選用等教學外因條件適合學習者的內因條件提供依據,從而使教學真正促進學習者智力和能力的發展。通過對學習者的特征分析,可以更好地以學生為中心,設計針對學生的教學過程,選擇更適合學生的教學方法與教學媒體,以取得更好的教學效果。
(一)高職學生的一般特征與初始能力。高職學生一般都已經成年,認知趨于成熟,學生個人對學習的期望值也存在較大的差異,因為學生的成長背景、專業、愛好都影響著他們對計算機的興趣,所以他們對于各個模塊的學習投入的精力也不同。
高職學生經過高中階段信息技術或中職的計算機基礎的學習已經具備學習該課程的能力。因計算機應用基礎課程為公共必修課,學生通過該課程的學習要實現的目標也不一樣,有些學生單純地為了獲得該課程的學分,有些學生是為了考級,有些學生則為了配合本專業專業課的學習。正因為在目標技能上認識不同,導致學生在學習態度上也不盡相同,基礎比較好一點的學生,為了獲得該課程的學分基本上是在混日子;基礎差一些的學生,為了一個操作要想很多辦法;為了考級的學生,則相對比較努力;而為了配合本專業課程學習的學生,則有選擇性地對相關的內容更加努力學習。
(二)高職學生的學習風格分析。高職學生的學習能力一般不強,特別是自主學習能力缺乏,學習方式也相對單一,基本都是以被動接受知識為主,在學習上對教師具有很大的依賴性,所以,任務驅動與項目化教學可提高這些學生動手操作的能力,降低對老師的依賴,做到以自己為主地學習。
三、計算機應用基礎課程項目教學法教學系統設計過程
何克抗等認為:“教學設計是運用系統方法,將學習理論與教學理論的原理轉換成對教學目標(或教學目的)、教學條件、教學方法、教學評價……教學環節進行具體計劃的系統化過程。”計算機應用基礎課程的教學設計也是應用系統方法,從情景的創建開始,應用適合高職學生的教學方法與策略,并在實施過程中更注重學生的操作與訓練,從而使學生獲得更好的學習效果。
(一)學習情景創建。興趣是最好的老師,為增加課程各項目的吸引力,學習情景的創建要結合專業的特點,增加能解決專業問題的條件。提出問題時要盡量貼近生活,跟工作需要緊密相連,這樣學習情景的懸疑性與吸引力將得到很大提高。比如,項目一“我選自己的計算機”應從學生平時自助裝機入手,這樣就貼近學生生活,貼近實際需求;又如,項目三“Excel2010電子表格應用”應結合各專業的需求來提出,會計類相關專業應從實際應用中的函數入手,金融類相關專業應從市場實際交易的數據統計分析入手等。
(二)項目素材的設計及要求。每一個項目的設計,都是根據項目知識點由入門到深入,項目素材的設計應符合項目知識點的需要,做到簡潔實用,能結合各個知識點,這樣能使學生在操作的過程中練習到每個關鍵的知識點,從各知識點中體會到項目給我們帶來目的明確的結果。
(三)教學方法。項目教學最常采用的教學方法是直觀演示法、任務驅動法。直觀演示法即是通過引入項目后,按操作步驟直觀地給學生演示,演示完一項操作后,學生根據內容進行相關的操作,用具體操作來鞏固知識點。另外,如項目一“我選自己的計算機”涉及的硬件知識,可采用實物演示的方法,這樣學生更容易接受,通俗易懂。任務驅動法即是老師根據項目的某個任務,然后讓學生根據要求獨立或分組完成,最后老師根據學生的完成情況進行總結和評價,這樣可以充分發揮學生的自主能動性。
(四)教學媒體的選擇。教學媒體可以從可適應性、可利用性、低成本性和高效能性這四個方面來考慮,那么從學習計算機的角度來看,只有計算機機房才能更好地適應課程學習的需要,計算機機房座位數一般都大于班級人數,這個在排課的時候已經考慮到。功能不同的計算機機房都能滿足計算機基礎課程的教學需求,使用的成本并不算太高,效果也不錯。
(五)項目實施設計。具體如下:
1.自主訓練。學生根據老師布置的任務,參照課本給出的步驟,一步一步完成既定的操作,對不懂的操作,提前做好筆記。學生自主訓練,可發現自己的認識盲點與操作技巧的弱點,經過此過程,在教師演示訓練時會特別注意,并會加強弱點的訓練。這樣就能發揮學生的主觀能動性,做到以學生中心,提升學生學習效率。
2.協作訓練。協作訓練是學生自主訓練的升級版,即是通過對學生進行分組,要求學生完成對應的項目。那么學生在完成項目的過程中,因為小組成員之間水平各不相同,他們可以對知識進行相互補充,并且可以相互借鑒、學習,在訓練的過程中就可以把個人碰到的問題通過小組協作完成,同時在完成的過程中也掌握了新的知識。
3.教師指導訓練。學生進行訓練的過程中也應對學生碰到的問題進行指導,重點對難點進行引導、操作與示范。在學生完成項目后,檢查學生的完成情況,再根據完成的效果對項目進行演示講解,特別對學生多犯的一些錯誤進行有針對性的講解,使學生第一時間能改進操作方法,然后再進行一次完整的訓練,這樣就使學生系統性地掌握了該項目的知識。
4.項目實施過程的形成性評價。形成性評價是以調控和改進完善為主要目的的評價方式,主要方式有自評、一對一評價、小組評價、教師評價。在自主訓練階段可通過讓學生自評、一對一評價進行自我總結提高,如果是協作訓練則通過小組評價或小組互評的方式進行總結,最后老師根據學生的完成情況進行評價,指出學生碰到的問題,改進訓練操作方法。通過老師的評價,學生已經熟悉自己在項目操作上的不足,然后通過老師有針對性的詳細演示和指導,學生應能更快速地掌握該項目知識。老師根據兩次完成情況進行對比,并進行總結性評價,得出學生在項目操作上的弱點,掌握項目知識的能力等,繼續改進訓練方法與內容。
(六)根據實施過程的形成性評價調整教學方法、策略、教學媒體等。因材施教是教學中一項重要的教學方法和教學原則,在完成項目的過程中可以根據學生完成情況,了解每個學生的知識水平與動手能力等,而形成性評價更能指導教師調整教學方法,改進教學策略,重新選擇教學媒體等,以適應學生的學習。
(七)教學設計過程。如下圖所示:
四、課程整體評價
實踐類的課程評價應以平時的各項目為主,以期末整體考核為輔,所以計算機應用基礎課程的成績由平時成績和期末成績組成,總成績=平時成績*60%+期末成績*40%。平時成績的比例占比大,凸顯計算機應用基礎課程對平時實訓的重視,做到以過程為主,以學生為中心。
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在實習的時候,班上一個女孩子和我說:“老師,我考試考差了,我不敢回家,我怕我媽罵我,她一罵我我連死的心都有。”另外,在開完家長會之后,我看到不少孩子們在qq簽名上都寫著:家長會結束之后自己挨罵了;要不就寫著:這次開完家長會之后沒挨罵,很開心。看著這類話語,我不由得思考起孩子與父母之間的溝通問題。從七年級二班的情況看來,相當一部分父母教育孩子的方式一直都停留在教訓這個層面上,沒有和孩子進行心與心的交流和對話。
小時候,父母一直是孩子眼中的巨人,父母似乎無所不能。當幼兒園或者小學學校里發生了什么事情,孩子們第一時間想到的是沖回家里告訴爸爸媽媽。但是上了初中之后,孩子們漸漸地和父母的溝通變得少了,有的孩子甚至把向父母的心門給關上了。
子女與父母兩代人之間由于時代背景、社會背景和文化背景的不同,對同一件事的判斷和處理也會不同,當父母沒有習慣讓子女按照子女自己的觀念和方式處理問題,而作為子女的又沒有和父母進行有效地溝通時,摩擦就發生了。一個人的獨立人格是漸漸成熟的,七年級的學生剛剛步入青春期,在小學與中學的過去階段,無論是在學習上還是在生活上,一切東西都在改變。這個年紀的學生在朦朧的希望自己獨立的早期,常會做出一些在長輩看來不盡準確地判斷,當父母沒有站在孩子的角度考慮,而是一味地要求孩子像以前那樣毫無意見的聽從自己的指揮,矛盾就不可避免的爆發了。
父母也是普通人,他們也有自己的不安全感、需求和情緒,他們的觀點不一定就是對的,他們的表達方式也不一定妥當,但是,天下最愛你最希望你幸福的人還是你的父母。明白了這一點,你再與父母換位思考,,設身處地地想想,你就會理解父母的用心良苦了,父母的不少“錯誤”和“缺點”也就不再是錯誤和缺點了。
人與人之間是需要溝通的。海倫凱勒說過這樣一句話:我們何時才能學會我們全部彼此相互關心,我們是整體的一員。你有體諒過你的父母嗎?你需要父母更多的理解嗎?我們應該如何面對缺乏溝通這個問題?如何與父母交流?如何讓父母重視你的感受,理解你的想法?
我的調查研究大致可以分為一下五個階段:一、確定研究方向;二、根據研究方向設計調查問卷;三、在湛師附中七年級二班進行調查;四、整理調查問卷并統計數據;五、分析調查結果、查閱相關資料,得出調查報告。
結果分析:
我在初一(2)班發下了56份調查問卷,收回52份調查問卷,其中有兩份問卷作廢,所以最后得到的有效問卷有50份。
通過問卷調查了湛師附中初一(2)班50名同學后結果發現,有56%的同學在家里常常喜歡獨自一個人,36%的同學喜歡和爸爸媽媽在一起,8%的同學選擇了單獨和媽媽在一起,而選擇單獨與爸爸在一起的則沒有。60%的同學認為自己與家人的關系平等,相互理解和尊重,只有一位同學選擇了“關系緊張,有對立現象”這一選項,而選擇“比較親密,有什么想法都會與家人交流”的同學只有26%,從這里可以窺見學生們與父母并不是十分親密,有一種敬而疏遠的態度。
當被問到學生是否經常溝通時,有60%的同學表示較經常與他們的父母溝通,44%的同學則選擇了“一般”,選擇“基本上不進行”和“很頻繁”這兩個選項的同學都只有極個別幾個。在家里“主要是媽媽與學生溝通”和“主要是爸爸媽媽一起與學生溝通”各占44%,選擇“主要是爸爸與學生溝通”的只有8%,由此可見,父母親中與孩子溝通交流占主導地位的是母親。
家長與學生溝通的內容主要有學習、家里的小事、談論同學和老師和社會新聞事件,而家長的工作則很少提到;而學生與家長溝通的內容主要有在學校發生的事、成績和學習方法、家里的事等。學生在犯錯、和朋友鬧別扭、考試考砸了、遇到開心的事時都會選擇主動與家長溝通,其中選擇“遇到開心的事”的學生占了78%,另外還有46%的學生在沒有什么特別的原因時也會主動與家長溝通。從調查中課得知,學生們與家長溝通的話題還是挺多的。
主要的溝通方式是面對面對話溝通,而學生與家長溝通的地點一般在客廳,時間多數(64%)是選擇“不論時間”。學生與家長結束溝通的情形通常是原定要談的事談完就結束。總體看來,學生們不反感與家長溝通的,對“是否喜歡和父母溝通”這一問題持“一般”態度和“較喜歡、喜歡”態度的學生各占48%。
當被問到“你是否擅長與父母溝通”時,48%的學生選擇了“一般”,44%的學生選擇了“較擅長、擅長”;另外,有16%的學生選擇“不擅長”。54%的學生對與父母溝通表示感興趣,還有48%的學生表示對父母溝通的興趣程度只是一般。
傳統觀念認為,子女與父母有了好的家庭關系,溝通就不會有什么問題。但調查結果顯示并非如此。那些自認為與父母關系很好的同學在與父母的溝通時,依然存在一些問題。有70%的同學覺得與父母聊天“一般、有一點效果”,只有有24%的同學覺得與父母溝通之后認為需要解決的問題得到了良好的解決。家長一般會采取訓斥、通過合適的方式懲罰、打罵、進行規勸并要求下次不能再犯、了解前因后果與之溝通以改正錯誤等各種各樣的方式對學生進行教育,這幾個選項在學生的調查問卷中所反映的比重相當,可以看出,家長為了管教好自己的孩子,什么招數都用上了,可是管用還是不管用,結果就大相徑庭了。
64%的學生認為其與父母溝通時有時會發生分歧,在和父母發生意見分歧或者爭吵時,學生多數選擇“比較平靜的解釋”和“沉默”,其次是“頂嘴”和“直接不理,冷戰”。這個結果比我想象中的要好很多,我一開始以為選B選項的人會少一些,但是沒想到這個選項的票數是最多的,希望學生們在實際生活中遇到和父母發生意見分歧或爭吵時,真的可以平靜且理性的對父母作出解釋。
絕大部分學生在與父母吵完架后在較短時間內(一般是一兩個小時候之后)可以和好,和好的方式大多是“自動和好”,其次是自己或者父母主動。學生和朋友在一起時有時會談到父母,但是這種情況不多。
56%的學生選擇父母和學生雙方多數不會告訴對方關于自己的小秘密,64%的學生有時會幫父母的忙,28%的學生經常會,還有20%的學生選擇了很少會。56%的學生認為自己父母的關系“很好,相處融洽”,另外44%的學生則認為自己和父母的關系“一般般”。
分析整理調查得來的數據,我們可以發現,對事物之間的看法不同是子女與父母間正常溝通的最大障礙,在所有被調查者中占到了48%,其中“時代的變化,父母落后了”,“行為舉止、習慣的不同”以及“父母的要求太高了”這些方面也是是造成七年級學生與父母之間溝通障礙的原因。
調查還表明,親子之間交談的內容多半是關于子女的學習,有近65%。而很少有父母會談及自身,僅16%左右的家長會偶爾提及,但也只是輕微帶過。這樣子女就很難了解父母心里的一些想法,無助于溝通。且如果問題涉及到了個人隱私,幾乎93%的父母都會下意識采取回避。而且在調查中約有30%的學生會主動去和父母談心,并且大部分學生在與父母的談話中會與父母發生分歧。但值得高興的是在調查結果中大部分同學愿意在與父母的溝通中持有積極態度,但同時也有一部分仍持有順其自然的態度。60%的學生認為處理矛盾比較好的做法是互相理解、換位思考。
70%的學生表示“有時”會做家務,而“經常”做家務的只占20%,學生在家里做家務一般都是被動的,父母叫了才做家務和叫了也不做家務的占到了64%。由此可見,學生在家里多數有做過家務,但是頻率不高,而且極少是自己積極主動去做。
孩子們的心聲:
“要互相理解,才能更好解決問題”
“請不要強迫我按照你們的模式生活”
“不要每天在我耳邊說來說去”
“不要太多要求,也不要太強迫我學習,給我多一點時間休息”
“爸爸媽媽,希望您能在生活中理解和支持我”
“請不要拿我和別人作比較,也不要使用家庭暴力”
“不要每天叮囑同一件事,不要插手我和朋友之間的事,也不要在我面前說我朋友的壞話。”
“他們總是強詞奪理”
“希望爸爸媽媽不要管我那么嚴,給我一點點私人的空間。”
1、 主動交流:主動的不僅僅是指孩子,還有父母。雙方可以聊聊自己見到的新鮮事。
2、 認真傾聽:父母批評你,甚至責罵你的時候,先不要急著反駁,試著聽聽父母的說法;而做父母的,當自己小孩犯錯時,不能一味地責怪或者打罵,應該給機會給孩子解釋。
3、 學會道歉:錯了就是錯了,錯了并不可怕,可怕的是錯了還不肯道歉、改正。
4、 控制情緒:父母發脾氣,自己躲著點;自己情緒不好,找點高興的事做……學會控制情緒,避免頂嘴、發脾氣的最好方法是:多做幾個深呼吸、離開一會兒、甚至用冷水洗洗臉……要知道在發怒的情況下,任何事情都無法圓滿解決。
5、 善于體諒:老爸老媽一定有錯怪你的時候,就像你有時也會誤解他們一樣。可能錯不在你,你特別委屈,可爭辯也沒有多大的用處。也許父母勞累過度,也許父母有他們無法承受的壓力,或許他們遇到了很麻煩……多多體諒為上。換個時間、選擇好的方法,再與父母溝通,別忘了要給他們一些安慰。
6、 學會負責:要想讓父母知道自己長大了,最好的方法是學會負責任。大事可能還做不好,小事總可以呀!自己的事情自己做,學著洗碗、擦窗、打掃衛生。要是和父母一起做這些事,溝通就在共同勞動之中實現了。還有,學習不用父母擔心,盡量體諒父母的難處……
7、 學會感恩:學會感恩,是做人的基本,父母為你付出的這一切并不是理所當然的,我們作為孩子的要懂得父母的辛苦。
總結:
家庭是孩子成長的搖籃。幸福美滿的家庭,是孩子身心健康發展最重要的條件。有不良問題的家庭,對孩子的身心發展往往會產生不良的影響,使孩子心靈遭受創傷,嚴重的會使孩子精神偏異,危害終生。因此,父母必須重視和孩子的溝通與交流,并要了解他們的心理特點。營造一個良好的家庭氣氛是很重要的。那么如何營造一個良好的家庭氣氛?
父母們一定要意識到,家庭氣氛對孩子的成長將起到重要的、潛移默化的作用,一定要注意營造一個良好的家庭氣氛。
第一,家庭成員之間應相互關心,相互尊重。老人要體諒小輩,小輩要孝敬老人。婆媳不和是常見的家庭矛盾,需要雙方多多努力,相互諒解,夫妻倆更要相親相愛,同心同德。
第二,父母之間要盡量避免在孩子面前發生沖突,吵吵鬧鬧,甚至打架。這樣會讓孩子受到驚嚇,手足無措,不知道怎么辦才好。
第三,民主是良好的家庭氣氛中不可缺少的要素。重要的決定,應該由全體家庭成員,包括孩子,一起協商后作出,尤其是父母與子女之間,若建立了一種民主平等的關系,將有助于形成良好的家庭氣氛。
第四,要力求使家庭的氣氛保持一種輕松的狀態。若家庭氣氛太沉悶、太壓抑,對孩子的心理發展是不利的。如父母在外面有什么不順心、不愉快,不應該將它帶回家里來,更不應該將它朝孩子發泄。父母對孩子學習方面的壓力也不要太大。孩子放學回來,作父母的也要和孩子一起聊聊天,活動活動,看看電視,這樣看起來好像耽誤了時間,實際上調劑了生活,活躍了氣氛,終究是得大于失的。
最后,父母們應注意加強自身修養,注意提高文化修養和素質。一個人文化修養好,有較豐富的內涵,才會有文明的舉止,高雅的愛好等。在這樣的環境中長大的孩子,容易成為一個有修養、講文明的人。
總之,為了孩子健康的成長,應努力營造一個溫馨、文明的家庭氣氛。