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摘要：信息技术的发展为教学资源的建设提供了有利条件。以电类专业为例，探讨了软件教学资源的建设。基于电类专业涉及的多种工具软件，以建构主义学习理论为依据，面向理论与实践课程教学和课外科技创新活动两个方面，探讨了以分析、仿真和开发类课题资源为主的教学资源建设的思路与方法，并举例说明。
关键词：教学资源；信息技术；建构主义；电类专业
作者简介：张熠（1970-），男，江苏徐州人，南京邮电大学电子科学与工程学院，讲师；常春耘（1968-），女，江苏扬州人，南京邮电大学电子科学与工程学院，高级实验师。（江苏 南京 210003）
基金项目：本文系南京邮电大学创新基金项目（项目编号：NY207068）、教改项目（项目编号：JG03310JX06）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）01- 0061-02
当前，高等教育大众化的发展加快了人才培养的步伐，适应了社会主义市场经济平稳较快发展形势下的人才需求，但同时使教育教学资源严重不足，因此，不断建设和完善教学资源并加以充分利用成为高校一项迫切的任务。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》指出，“信息技术对教育发展具有革命性影响”，要“加快教育信息基础设施建设”，“加强优质教育资源开发与应用”。[1]充分利用信息技术建设教学资源具有节省投资、建设速度快、应用效果好、便于实现高度共享与管理等优点，对探索信息化条件下的教学资源建设具有重要的现实意义。
一、电类专业教学资源建设的意义与思路
1.电类专业教学资源建设的意义
电类专业涉及电气信息类、电子信息科学类、仪器仪表类等学科专业，是与信息技术结合最为紧密的专业群，其教学资源建设具有信息化程度高、技术更新快等特点，深入开发应用优质教学资源不仅能显著促进电类专业的教学，也将为其他各类专业的资源建设及信息化教学带来示范与推广效应。
教学资源包含硬件和软件资源。硬件资源如计算机、实验设备等，软件资源有教材、课件、音视频、软件、图书资料、文献数据库等。[2]近年来全国大部分高校投入大量资金进行教育信息基础设施建设，基本建成了数字化校园的硬件平台。[3]信息技术的发展为人们设计开发教学软件、新型课件等软件类教学资源提供了丰富的想象空间。深入研究借助信息技术实现高质量课堂教学、课外自主学习的手段，研究开发新型教学资源与教育产品，使教学资源在品种、功能、效果上得到丰富和提升，将为电子学习（E-learning）、网络学习创造优良条件，丰富数字化校园的核心内容。[4]
2.电类专业软件类教学资源建设的思路
电类专业涉及多种计算机辅助设计、分析以及仿真软件，如Protel / Altium Designer、Multisim、Pspice、Quartus II、ISE、Modelsim、Keil、Proteus、IAR、Matlab、Labview、SystemView、CCS等。这些软件专业性与功能强，涉及电路原理图、PCB的设计、电路仿真、可编程器件、单片机、DSP以及嵌入式系统的开发和控制、通信、信号处理的算法分析等等，是理论研究与工程设计的得力工具。利用这些软件设计丰富的教学资源将极大地促进学生主体作用的发挥，[5]促进理论与实践教学，有利于培养学生分析问题、解决问题的能力以及创新能力。
基于上述专业软件的教学资源开发，可以分为两类：一是面向课内理论与实践教学的课程教学资源；另一种是面向课外科技创新活动、学生自主开放性实验的教学资源。前者与课程教学大纲、授课计划联系紧密，主要针对各门课程的每章节主要内容设计课题任务，用软件进行设计、分析、仿真来完成，资源也包含对完成课题所需的相关支持；后者在内容上更为开放，包括各类系统分析、建模与设计开发，完成具有一定功能的应用系统，涉及技术多、综合性强，旨在开拓学生视野、培养创新能力，也可以为准备参加各类竞赛、创新训练计划等活动的学生提供培训。
教学资源的设计应以建构主义学习理论为指导。该理论强调学生是学习的主体，是知识意义的主动建构者。教学资源从根本上是为学生学习知识、培养能力服务的，因此在设计开发时应充分关注学生知识建构的过程，[6]在内容上循序渐进，具有系统性、完整性；在方法上注重引导，启发性强，鼓励学生积极探索。
二、面向课程教学的教学资源建设
电类专业有多门课程能够采用相关软件实施辅助教学。结合课程教学要求，研制仿真分析与设计类教学资源，应是教学资源建设的一个重要方面。
以Multisim为例，基于该软件可以设计覆盖模拟、数字电子技术基础、电路分析、通信电子电路（高频电子电路）等课程几乎全部内容的电子资源，内容包含各章节课题要求、设计提示、参考解答、仿真结果等，以形成本课程的系统性教学资源。该类课程教学资源建设方案如图1所示，图中直线下方为教学视频、课件等传统资源，上方为基于专业软件设计的新建课程资源。如在通信电子电路课程中，振荡器、高频小信号放大器、调幅器、检波器、混频器、频率调制、鉴频器、锁相环等每部分可以设计2～4个课题，要求设计电路，再进行仿真分析。课题的参考设计及答案也可以在学生完成任务后提供，即学生根据章节课题要求先行设计电路、仿真，然后下载参考设计进行比较，加深印象。对软件或设计方法不熟悉的学生可以下载使用指南、课题设计方法提示，这些内容以视频或FLASH动画的形式给出讲解，配合教师的课堂教学视频，学生能够完全通过电子学习掌握本课程的全部内容。在全部章节课题之后，安排本课程综合性课题，促进学生对本课程知识的融会贯通和综合应用。
三、面向创新实践的教学资源建设
大学生课外科技创新活动近年来在全国高校蓬勃开展，活动形式有各级各类科技竞赛，如电子设计竞赛、嵌入式系统竞赛、智能车竞赛等，也有大学生创新训练计划，即由大学生申请立项的科研开发项目等。这些课外活动极大地激发了大学生参与科技创新的热情，培养了动手实践能力和创新能力，为培养应用型人才发挥了重要作用。
大学生参与创新实践的一个主要障碍是缺乏合适的课题和有效的引导：在初期，基础与经验薄弱，不知该做什么、如何起步；具有一定经验的同学也仍然会对进一步的选题存在疑問。这对教学资源的深入开发提出了要求。在课程教学之外，应设计开发丰富的面向科技创新活动的教学资源，既提供简单的入门性基础资源，能够引导低年级大学生逐步参与创新实践；也能够提供规模、难度较大的综合性资源，满足有一定基础和经验的学生的需要。
面向课外科技创新活动的教学资源可以分为三个层次：基础性训练项目、提高性训练项目和创新性训练项目。下面以电子技术类项目资源为例进行具体说明。
1.基础性训练项目
基础性训练项目由电子小制作、基础性专题实验项目构成，主要面向低年级学生，各项目资源包含视频或动画讲解。电子小制作如Xilinx或Altera公司CPLD/FPGA并口下载电缆、MP3播放器、网线测试仪等是实用性的小产品，资源给出电路原理图、PCB尺寸，由学生设计PCB图，可以制PCB板，由学生焊接、调试、装配成品；基础性专题实验包含数字电路、模拟电路、单片机的简单实验，其中大部分内容不同于课程教学资源，结合新器件，可以使用Multisim、Proteus等软件仿真实现，各方案均能实现实物电路，为学生参加电子竞赛等创新实践活动的早期入门性训练。
2.提高性训练项目
提高性训练项目包含提高性专题实验、综合性实验等项目。提高性专题实验包含放大器、滤波器、振荡器、存储器、串行技术（I2C、SPI、1-Wire等）、LCD显示（如1601、1602、12864）、A/D、D/A等。专题实验将帮助学生熟悉新技术与新器件，较为全面地训练学生的电子系统设计能力。如存储器专题实验，涉及目前电子产品中常用的SRAM、E2PROM、FLASH等类型，学生将了解Samsung、Hynix、ISSI、IDT、Cypress、Atmel、Maxim等公司的存储器产品线，熟悉多种存储器的性能与操作，在进行电子系统设计时能够合理选择存储器型号并正确应用。综合性实验为一些数模混合型的智能或非智能系统设计，训练学生的电子技术综合应用能力和系统设计能力，课题如数字式电缆对线器、多道数据采集系统、温度记录仪、TM卡巡更阅读器等；所用项目也都可以全仿真实现，以动画和语音形式给出项目的说明与方案提示。
3.创新性训练项目
创新性训练项目包含各类具有创新点的小型系统设计、实用产品开发等。该部分资源的特点是将启发学生的创新思维作为主要目标，除了教师提供的项目，还包含部分往年学生创新训练计划项目的简介、创新点说明以及申报创新训练项目即选题的经验，鼓励学生积极申报项目。选题思路的启发、近几年项目的示范对学生能起到有效的引导作用。近年来，南京邮电大学学生申报项目的数量、质量都呈较快上升的趋势，新技术与新器件以及节能减排、物联网等国家发展战略在学生申报项目中都有所体现，申报的项目有“基于物联网的多媒体教室嵌入式管理终端”、“基于ZigBee无线传感器网络的LED照明系统”等。
四、结束语
信息化条件下的教学资源建设是一项需要不断深入实践探索的长期任务，对改进教学、培养高素质人才具有不可替代的作用。本文仅就电类专业软件类教学资源的建设进行了一些探索，在实践中取得了一定成效。高性能的数字化校园工程为教学资源的充分共享提供了基础平台，软、硬件教学资源建设以及教学资源的共享机制都有待进一步深入研究和不断完善。
参考文献：
[1] 国务院国家中长期教育改革和发展规划纲要工作小组办公室.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[Z].
[2] 罗昌瀚,钟秀利,罗芳.高校网络教学资源利用效率及共享机制研究[J].理论导报,2009,(6).
[3] 柳军,李彦武.高校数字化教学资源的校际间共建共享机制研究[J].中国教育信息化(高教职教),2009,(5):54-56.
[4] 张虹波,李玉顺.教育资源共享环境及共享機制建设发展现状研究[J].中国电化教育,2009,(11):68-73.
[5] 吴契,李林,张艳春.Multisim在促进学生主体作用发挥中的教改研究[J].长春理工大学学报,2010,(6):184-185.
[6] 刘细发,夏家莉.基于建构主义指导下的“项目牵引式”教学模式初探[J].电化教育研究,2007,(8):65-68.
（责任编辑：王祝萍）
关键词：教学资源；信息技术；建构主义；电类专业
作者简介：张熠（1970-），男，江苏徐州人，南京邮电大学电子科学与工程学院，讲师；常春耘（1968-），女，江苏扬州人，南京邮电大学电子科学与工程学院，高级实验师。（江苏 南京 210003）
基金项目：本文系南京邮电大学创新基金项目（项目编号：NY207068）、教改项目（项目编号：JG03310JX06）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）01- 0061-02
当前，高等教育大众化的发展加快了人才培养的步伐，适应了社会主义市场经济平稳较快发展形势下的人才需求，但同时使教育教学资源严重不足，因此，不断建设和完善教学资源并加以充分利用成为高校一项迫切的任务。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）》指出，“信息技术对教育发展具有革命性影响”，要“加快教育信息基础设施建设”，“加强优质教育资源开发与应用”。[1]充分利用信息技术建设教学资源具有节省投资、建设速度快、应用效果好、便于实现高度共享与管理等优点，对探索信息化条件下的教学资源建设具有重要的现实意义。
一、电类专业教学资源建设的意义与思路
1.电类专业教学资源建设的意义
电类专业涉及电气信息类、电子信息科学类、仪器仪表类等学科专业，是与信息技术结合最为紧密的专业群，其教学资源建设具有信息化程度高、技术更新快等特点，深入开发应用优质教学资源不仅能显著促进电类专业的教学，也将为其他各类专业的资源建设及信息化教学带来示范与推广效应。
教学资源包含硬件和软件资源。硬件资源如计算机、实验设备等，软件资源有教材、课件、音视频、软件、图书资料、文献数据库等。[2]近年来全国大部分高校投入大量资金进行教育信息基础设施建设，基本建成了数字化校园的硬件平台。[3]信息技术的发展为人们设计开发教学软件、新型课件等软件类教学资源提供了丰富的想象空间。深入研究借助信息技术实现高质量课堂教学、课外自主学习的手段，研究开发新型教学资源与教育产品，使教学资源在品种、功能、效果上得到丰富和提升，将为电子学习（E-learning）、网络学习创造优良条件，丰富数字化校园的核心内容。[4]
2.电类专业软件类教学资源建设的思路
电类专业涉及多种计算机辅助设计、分析以及仿真软件，如Protel / Altium Designer、Multisim、Pspice、Quartus II、ISE、Modelsim、Keil、Proteus、IAR、Matlab、Labview、SystemView、CCS等。这些软件专业性与功能强，涉及电路原理图、PCB的设计、电路仿真、可编程器件、单片机、DSP以及嵌入式系统的开发和控制、通信、信号处理的算法分析等等，是理论研究与工程设计的得力工具。利用这些软件设计丰富的教学资源将极大地促进学生主体作用的发挥，[5]促进理论与实践教学，有利于培养学生分析问题、解决问题的能力以及创新能力。
基于上述专业软件的教学资源开发，可以分为两类：一是面向课内理论与实践教学的课程教学资源；另一种是面向课外科技创新活动、学生自主开放性实验的教学资源。前者与课程教学大纲、授课计划联系紧密，主要针对各门课程的每章节主要内容设计课题任务，用软件进行设计、分析、仿真来完成，资源也包含对完成课题所需的相关支持；后者在内容上更为开放，包括各类系统分析、建模与设计开发，完成具有一定功能的应用系统，涉及技术多、综合性强，旨在开拓学生视野、培养创新能力，也可以为准备参加各类竞赛、创新训练计划等活动的学生提供培训。
教学资源的设计应以建构主义学习理论为指导。该理论强调学生是学习的主体，是知识意义的主动建构者。教学资源从根本上是为学生学习知识、培养能力服务的，因此在设计开发时应充分关注学生知识建构的过程，[6]在内容上循序渐进，具有系统性、完整性；在方法上注重引导，启发性强，鼓励学生积极探索。
二、面向课程教学的教学资源建设
电类专业有多门课程能够采用相关软件实施辅助教学。结合课程教学要求，研制仿真分析与设计类教学资源，应是教学资源建设的一个重要方面。
以Multisim为例，基于该软件可以设计覆盖模拟、数字电子技术基础、电路分析、通信电子电路（高频电子电路）等课程几乎全部内容的电子资源，内容包含各章节课题要求、设计提示、参考解答、仿真结果等，以形成本课程的系统性教学资源。该类课程教学资源建设方案如图1所示，图中直线下方为教学视频、课件等传统资源，上方为基于专业软件设计的新建课程资源。如在通信电子电路课程中，振荡器、高频小信号放大器、调幅器、检波器、混频器、频率调制、鉴频器、锁相环等每部分可以设计2～4个课题，要求设计电路，再进行仿真分析。课题的参考设计及答案也可以在学生完成任务后提供，即学生根据章节课题要求先行设计电路、仿真，然后下载参考设计进行比较，加深印象。对软件或设计方法不熟悉的学生可以下载使用指南、课题设计方法提示，这些内容以视频或FLASH动画的形式给出讲解，配合教师的课堂教学视频，学生能够完全通过电子学习掌握本课程的全部内容。在全部章节课题之后，安排本课程综合性课题，促进学生对本课程知识的融会贯通和综合应用。
三、面向创新实践的教学资源建设
大学生课外科技创新活动近年来在全国高校蓬勃开展，活动形式有各级各类科技竞赛，如电子设计竞赛、嵌入式系统竞赛、智能车竞赛等，也有大学生创新训练计划，即由大学生申请立项的科研开发项目等。这些课外活动极大地激发了大学生参与科技创新的热情，培养了动手实践能力和创新能力，为培养应用型人才发挥了重要作用。
大学生参与创新实践的一个主要障碍是缺乏合适的课题和有效的引导：在初期，基础与经验薄弱，不知该做什么、如何起步；具有一定经验的同学也仍然会对进一步的选题存在疑問。这对教学资源的深入开发提出了要求。在课程教学之外，应设计开发丰富的面向科技创新活动的教学资源，既提供简单的入门性基础资源，能够引导低年级大学生逐步参与创新实践；也能够提供规模、难度较大的综合性资源，满足有一定基础和经验的学生的需要。
面向课外科技创新活动的教学资源可以分为三个层次：基础性训练项目、提高性训练项目和创新性训练项目。下面以电子技术类项目资源为例进行具体说明。
1.基础性训练项目
基础性训练项目由电子小制作、基础性专题实验项目构成，主要面向低年级学生，各项目资源包含视频或动画讲解。电子小制作如Xilinx或Altera公司CPLD/FPGA并口下载电缆、MP3播放器、网线测试仪等是实用性的小产品，资源给出电路原理图、PCB尺寸，由学生设计PCB图，可以制PCB板，由学生焊接、调试、装配成品；基础性专题实验包含数字电路、模拟电路、单片机的简单实验，其中大部分内容不同于课程教学资源，结合新器件，可以使用Multisim、Proteus等软件仿真实现，各方案均能实现实物电路，为学生参加电子竞赛等创新实践活动的早期入门性训练。
2.提高性训练项目
提高性训练项目包含提高性专题实验、综合性实验等项目。提高性专题实验包含放大器、滤波器、振荡器、存储器、串行技术（I2C、SPI、1-Wire等）、LCD显示（如1601、1602、12864）、A/D、D/A等。专题实验将帮助学生熟悉新技术与新器件，较为全面地训练学生的电子系统设计能力。如存储器专题实验，涉及目前电子产品中常用的SRAM、E2PROM、FLASH等类型，学生将了解Samsung、Hynix、ISSI、IDT、Cypress、Atmel、Maxim等公司的存储器产品线，熟悉多种存储器的性能与操作，在进行电子系统设计时能够合理选择存储器型号并正确应用。综合性实验为一些数模混合型的智能或非智能系统设计，训练学生的电子技术综合应用能力和系统设计能力，课题如数字式电缆对线器、多道数据采集系统、温度记录仪、TM卡巡更阅读器等；所用项目也都可以全仿真实现，以动画和语音形式给出项目的说明与方案提示。
3.创新性训练项目
创新性训练项目包含各类具有创新点的小型系统设计、实用产品开发等。该部分资源的特点是将启发学生的创新思维作为主要目标，除了教师提供的项目，还包含部分往年学生创新训练计划项目的简介、创新点说明以及申报创新训练项目即选题的经验，鼓励学生积极申报项目。选题思路的启发、近几年项目的示范对学生能起到有效的引导作用。近年来，南京邮电大学学生申报项目的数量、质量都呈较快上升的趋势，新技术与新器件以及节能减排、物联网等国家发展战略在学生申报项目中都有所体现，申报的项目有“基于物联网的多媒体教室嵌入式管理终端”、“基于ZigBee无线传感器网络的LED照明系统”等。
四、结束语
信息化条件下的教学资源建设是一项需要不断深入实践探索的长期任务，对改进教学、培养高素质人才具有不可替代的作用。本文仅就电类专业软件类教学资源的建设进行了一些探索，在实践中取得了一定成效。高性能的数字化校园工程为教学资源的充分共享提供了基础平台，软、硬件教学资源建设以及教学资源的共享机制都有待进一步深入研究和不断完善。
参考文献：
[1] 国务院国家中长期教育改革和发展规划纲要工作小组办公室.国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)[Z].
[2] 罗昌瀚,钟秀利,罗芳.高校网络教学资源利用效率及共享机制研究[J].理论导报,2009,(6).
[3] 柳军,李彦武.高校数字化教学资源的校际间共建共享机制研究[J].中国教育信息化(高教职教),2009,(5):54-56.
[4] 张虹波,李玉顺.教育资源共享环境及共享機制建设发展现状研究[J].中国电化教育,2009,(11):68-73.
[5] 吴契,李林,张艳春.Multisim在促进学生主体作用发挥中的教改研究[J].长春理工大学学报,2010,(6):184-185.
[6] 刘细发,夏家莉.基于建构主义指导下的“项目牵引式”教学模式初探[J].电化教育研究,2007,(8):65-68.
（责任编辑：王祝萍）