混合基础（共9篇）
混合基础 篇1
1引言
在我国城镇建设中, 大量采用混合结构房屋, 其基础形式单一 (采用墙下条形基础) , 基础设计通常偏于保守, 存在着巨大的浪费现象。采用条形基础设计时一般按墙体各自承受的荷载分别计算基础宽度, 但由于仅调整基础宽度, 仍采用条形基础, 在一定程度上与基础的实际受力状况不相符。其结果或者造成纵、横墙交接处的地基失效, 或者造成工程材料的浪费及工程造价的提高。在竖向荷载作用下, 由于墙体的共同作用, 荷载在纵、横墙之间存在竖向应力互相扩散传递作用, 在墙体相交处产生较大的应力集中现象, 每道墙内竖向应力沿墙长呈两端大而中间小的不均匀分布现象, 尤其是设置抗震构造柱和圈梁时, 这种应力的不均匀分布现象将更为显著。因此, 基础底面压力也相应呈两端大而中间小的不均匀分布。
2基础底面的合理修正范围
按GB50007-2002建筑地基基础的设计规范的要求, 基础底面面积应满足:
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式中:A为基础底面面积 (m2) Fk为相应于荷载效应标准组合时, 上部结构传至基础顶面的竖向力值 (kN) ;fa为修正后地基承载力特征值 (Kn·m-2) ;rm为基础及基础以上回填土的平均重力密度, 通常取20 Kn·m-3;d为基础埋置深度 (m) 。若采用条形基础, 通常可取单位长度 (lm) 进行计算, 即:
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式中:b为条形基础宽度 (m) ;q为相应于荷载效应标准组合时, 上部结构传至条形基础顶面处的线荷载值 (kN·m-1) 。由此可见, 基础底面尺寸与所承受的荷载值成正比。由于纵、横墙的共同作用, 仅在纵、横墙相交处节点附近产生明显的应力集中影响区, 在远离节点处可忽略不计, 故可认为应力均匀分布。因此, 基础底面的合理修正范围就是纵、横墙相交处应力集中影响区, 其他部分仍然采用条形基础。为方便计算, 假定基础底面的修正范围为:
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式中:B1 B2分别为沿纵、横墙方向基础的最大宽度 (m) ;b1 b2分别为沿纵、横墙方向基础的最小宽度 (即条形基础宽度) (m) ;K为考虑纵、横墙共同作用影响的基础底面尺寸修正系数。
3基础外形方案设计分析
3.1 基础节点处矩形修正
当房屋整体性较好、上部结构刚度较大、荷载分布均匀、地基变形均匀时, 可以条形基础为主, 节点处矩形修正, 对纵、横墙相交处的一般“十”型节点 (见图1) , 设纵、横墙承受的线荷载设计值分别为q1, q2, q3, q4, 其中q1≥q3, q2≥q4, 在修正范围内的基础底面面积为:
A=B1B2=K2b1b2 (4)
考虑式中 (2) , 有:
A=K2q1q2/ (fa-rmd) 2 (5)
由于在基础修正范围内总的竖向力:
Fk=undefined
故将式 (5) , (6) 代入式 (1) 中, 并考虑式 (2) , 可得:
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由于q1≥q3, q2≥q4, 故“+”型节点处有K≤2。对于“┴”型节点, 令q4=0, 对于“├”型节点, 令q3=0, 由式 (7) 计算K值, 有K≤1.5。对于“L”型节点, 令q3=q4=0, 由式 (7) 计算可得K=1, 即对两墙相交的“L”型节点可不必修正基础底面尺寸。
3.2 基础节点处对称线性修正
随着房屋整体性的减弱, 可以条形基础为主, 节点处对称线性修正。对纵、横墙相交处的一般“+”型节点, 设纵、横墙承受的线荷载值分别为q1, q2, q3, q4, 其中q1≥q3, q2≥q4。当基础底面的修正范围为一对称多边形区域时 (图2) , 在修正区域内的基础底面面积为:
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考虑式 (2) , 有:
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由于在基础修正区域内总的竖向力为:
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将式 (9) , (10) 代入式 (1) 中, 并考虑式 (2) , 可得:
K2-K (q3/q1+q4/q2) -1≥0 (11)
上式为关于K的一元二次方程, 可求得:
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由于q1≥q3, q2≥q4, 故“+”型节点处有undefined。对于“┴”型节点, 令q4=0, 对于“├”型节点, 令q3=0, 由式 (12) 计算K值, 有undefined。对于“L”型节点, 令q3=q4=0, 由式 (12) 计算可得K=1。
3.3 基础节点处不对称线性修正
当地基条件较弱强场地受到限制时, 可对纵、横墙相交处节点附近采取线性不对称修正。对于四墙相交的一般“+”型节点, 仅考虑竖向应力向房屋内侧相邻墙体扩散传递, 修正范围为一不对称多边形区域 (图3) , 按前述相同方法可计算出修正系数为:
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由于q1≥q3, q2≥q4, 故“+”型节点处有undefined。对于“┴”型节点, 令q4=0, 对于“├”型节点, 令q3=0, 由式 (13) 计算K值, 有K≤undefined。对于“L”型节点, 令q3=q4=0, 由式 (13) 计算可得K=1。
4工程实例及效益分析
根据前述几种基础方案, 对某小区几栋混合结构多层房屋基础工程进行分析比较, 结果见表1。
从上表可以看出, 混合结构房屋的基础外形方案与地基反力的分布特点相适应, 避免了传统条形基础承载力要么局部不足、要么局部富余的弊端, 可以充分利用地基承载力, 减少建筑材料消耗量和施工工作量, 缩短建设工期, 降低工程造价, 其投资少且见效快, 有利于节约土地, 保护环境。通过以上具体工程的分析比较, 此方案可以降低基础工程造价20%～30%, 目前, 混合结构房屋在房屋建筑工程建设中仍占相当大的比例, 故本设计应用前景十分广阔, 具有较大的经济效益和社会效益。
5结论及建议
1) 随着上部结构整体刚度及地基条件的减弱, 可以条形基础为主, 根据应力集中程度的不同, 对基础进行程度不同的修正。
2) 在四墙相交的“+”型节点处应力集中最显著, 基础底面尺寸需作较大调整;在三墙相交的“┴”型、“├”型节点处应力集中较显著, 基础底面尺寸需作适当调整;在两端相交的“L”型节点处存在一定的应力集中, 但由于条形基础在此处转折, 内侧基础面积重叠而外侧基础面积增大, 二者基本抵消, 故基础底面尺寸一般不必调整。
3) 本文仅是在纵横墙承担线荷载条件下的分析结果, 对此可进一步推广, 对上部结构进行三维空间结构分析, 根据纵横墙的变形相容性确定其各自分担的荷载, 得到纵横墙的压力分布规律, 并据此进行地基基础结构设计将更加合理。
参考文献
[1]《建筑地基基础设计规范》 (GB5007-2002;[S], 中国建筑工业出版社, 2002.
[2]《建筑地基处理技术规范》GJ79-2002;[S], 中国建筑工业出版社, 2002.
混合基础 篇2
摘要：互联网技术对生活、工作的渗透，给《大学计算机基础课程》混合式教育教学模式的施行提供了基础和条件，也增强了这种模式的重要性和开展的紧迫性。为此，文章具体探讨了MOOC下的《大学计算机基础》混合式教育改革的基本思路和具体方法。
关键词：创新；计算机基础；MOOC教学；能力培养
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）03-0159-02
随着计算机技术、通讯技术以及互联网技术的飞速发展，在信息技术越来越深刻地改变着高等教育格局的今天，高等教育改革势在必行。计算机课程以计算机本身作为学习对象，而MOOC的基础也是一台可以上网的计算机，两者的结合将会产生独特的优势，而MOOC开放共享的教学模式也将对计算机课程的教学模式带来巨大的冲击。因此，MOOC的发展将为计算机课程教学提出一种新的思路和方法。而《大学计算机基础》的MOOC教学将势在必行，研究它的混合式教育，对于其他课程的MOOC深入有扩展和借鉴作用。
关于MOOC
2012年才兴起的MOOCs，虽然仅有短短一年多的发展时间，却已经席卷全球数十个国家。“慕课”运动的“三驾马车”――Udacity（斯坦福大学教授推出的在线课程平台）、Coursera（斯坦福大学教授推出的在线课程平台）和edX引领的“慕课”教学发展迅速：Coursera平台已有80多个教育机构提供了400多门课程，有400万名注册用户；Udacity和edX分别有28门和62门课程，有75万和80万名注册用户[1]。
“国际教育信息化的发展非常迅猛，对教育的革命性影响正日益显现。”教育部副部长杜占元在论坛上表示，“这值得我们在战略层面上进行深入思考。”
基于MOOC的《大学计算机基础》混合式教育优劣分析
《大学计算机基础》课作为大学生的公共基础课，在学生掌握先进的信息技术并学会用新技术解决问题有着重要的意义。为了解决课程中学生基础参差不齐、教学内容宽泛而课时有限的矛盾，开展基于MOOC的课程改革，采用混合模式教学使传统教学和网络学习有机结合，使学生的学习积极性有明显的提高，教学效果良好。
2.1 基于MOOC的《大学计算机基础》混合式教育改革的优势
2.1.1 改变了教学及学习空间和时间的限制
针对与传统教学相比，MOOC教学方式大大地缩短了时间和空间距离，使得教师不用重复教授教学内容；使得学生不受时间空间的限制，随时随地想学就学。随着互联网络和移动终端的发展，使得线上教育转为无线教育成为可能。
2.1.2 让学生成为正真主体，更容易满足个性化的教学
学习的主体毫无疑问是学生，但是传统的教学，往往背道而驰，形成教师教为主体。导致学生无法提高自主学习能力，最终恶性循环使得学生丧失了对学习的兴趣。而基于MOOC的《大学计算机基础》混合式教育的实现，使得学生掌握了真正的学习主动权。利用教学视频，学生能根据自身情况来安排和控制自己的学习。学生在课外或回家看教师的视频讲解，完全可以在轻松的氛围中进行；而不必像在课堂上教师集体教学那样紧绷神经，担心遗漏什么，或因为分心而跟不上教学节奏。学生观看视频的节奏快慢全由自己掌握，懂了的快进跳过，没懂的倒退反复观看，也可停下来仔细思考或做笔记，甚至还可以通过聊天软件向老师和同伴寻求帮助。
2.1.3 增加教学的互动性
翻转课堂最大的好处就是全面提升了课堂的互动，具体表现在教师和学生之间以及学生与学生之间。
在课堂上，由于教师的角色已经从内容的呈现者转变为学习的教练，这让教师有时间与学生交谈，回答学生的问题，参与到学习小组中，对每个学生的学习进行个别指导。当学生在完成作业时，教师会注意到部分学生为相同的问题所困扰，教师为了帮助这部分学生，就把他们组织起来，成立辅导小组，教师往往会为这类有相同疑问的学生举行小型讲座。小型讲座的美妙之处是当学生遇到难题准备请教时，教师能及时地给予指导。
当教师更多的成为指导者而非内容的传递者时，教师也有机会观察到学生之间的互动。教师在教室内巡视过程中注意到学生发展起了他们自己的协作学习小组，学生们彼此帮助，相互学习和借鉴，而不是依靠教师作为知识的唯一传播者。
在这种学习过程中，学生开始认识到，教师在这里，是在引导他们的学习，而不只是发布指令的教师。教师的目标是使他们成为最好的学习者，并真正理解课程的内容。当教师在学生身边和他们一起克服他们所遇各种学习中的困难时，他们会以他们最好行动来回应。
2.1.4 “自主、协作、探究”的教育理念
大学计算机基础的混合式教学模式，需要在课程设计中契合“自主、协作、探究”的教育理念，将传统面授教学与在线学习两种方式结合来体现完整的学习过程。该模式依靠在线自主学习中丰富的学习资源，以学生的自主学习为主，以教师的讲授为辅，锻炼学习自主学习的能力，提高“大学计算机基础”的教学效果。
2.2 基于MOOC的《大学计算机基础》混合式教育改革的不足
2.2.1 学习者的自学能力及自控力
对于学习者的自学能力及自控力，作为MOOC教学来讲，很难监控和监管，有些学习者自学能力强，学习进度快，且掌握的快；而有些学习者，由于从小接触的是传统的教育理念和传统的教学方式，离开学校和同学，没了学习的动力和氛围，很难融入学习，加之自学能力的又弱，往往一开始兴致很高，最终半途而废。这最终导致学员流失严重，而教学效果也往往很难到达教学目的。2011年秋斯坦福大学SebastianThrun教授开设的“人工智能”MOOC课程约有10万人报名学习，但最终完成的只有2.3万人[2]，开展基于MOOC的《大学计算机基础》混合式教育仅能减少此类现象的发生。通过混合的教学，既让学习者集中学习讨论，又能让学习者独自通过网络完成相应的学习任务。 而计算机网络环境的干扰，也会影响学习者的学习效果的另一个诱因。尤其对于三本和大专院校的学生来讲，更是如此。上网就想到娱乐（例：电影、游戏等）。而想让他完成网络上的课程，学习者的自学能力的培养和自控力的把持就显得尤为关键。
2.2.2 单一的课程内容很难满足学习者的需要
作为正在发展的新兴网络课程模式，MOOC仍存在一些不足之处。由于学习者的教育程度参差不齐，单一的课程内容很难同时满足数以万计的学生需求，必然会导致某些学习者感到内容艰涩难懂，而某些学习者又觉得内容不够深入，教师也难以根据全世界大量甚至矛盾的反馈实时调整教学内容[3]。
基于MOOC的《大学计算机基础》混合式教育改革建议
3.1 双课堂教授方法方式的转换
在课堂上讲授采用启发式和探索式，有些内容不一定在课堂上都讲，可以先不讲，要求学生课前查好资料，做好预习准备，课堂时间用于讨论。这样做，教师的工作量基本不会增加，只是需要不同的思路组织课堂活动。学生的课程成绩要强调讨论中的表现，不只依赖于平时作业和期末考卷的成绩[4]。这样既培养了学生的思维能力，又培养的学生自学能力，为网络课堂转换奠定了基础。
3.2 根据前沿动态技术发展更新课堂内容。
在大数据时代，微博、微信、物联网、云计算、3D打印和可穿戴技术等新型热门词语的兴起，现代人的生活、学习、工作和思维产生了重大变革，因此课程内容亟需跟进迅速发展的计算机技术，增加大数据和数据思维能力的培养[4]。
3.3 结合MOOC教学方式方法培养师资队伍
MOOC教学有它自身的特点，对教师的要求提升了不是一点半点。它要求老师是一个真正的“传道授业解惑者”，要求不仅具有很强的专业实践能力，而且能有很强的逻辑思维能力，能够指引学习者到达学习目的的主导者，而非按自己的传统教育方式教学。要求教师有“学到老，活到老”的教育理念，具备一定的更新知识的能力和思维。在教学过程中，能够按学习者所需，教授一些知识技能。真正做到对课堂的了如指掌和自由灵活的教育教学。
作为一个新的教育教学方式的出现，即有优势也有不足，针对《大学计算机基础》本身就是计算机课程来讲，优势远远大于劣势。MOOC平台的蓬勃发展促进着教育事业的不断变革，它必将会对我国计算机课程的教学产生深远的影响。本文阐述了M00C的优势和不足，分析了MOOC对计算机课程教学的影响，并提出了基于MOOC的《大学计算机基础》混合式教育改革建议。
参考文献：
混合基础 篇3
[关键词]混合式学习模式 通信工程专业 基础课程
[作者简介]薛文玲（1975- ），女，河北永年人，河北大学电子信息工程学院，副教授，硕士，研究方向为无线通信；李战军（1975- ），男，河北徐水人，河北软件职业技术学院，副教授，研究方向为职业技术教育。（河北 保定 071000）
[课题项目]本文系2011年河北大学电子信息工程学院教学改革研究项目“通信原理课程改革”的阶段性研究成果。
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2013）23-0103-02
21世纪人类已经进入信息时代，信息时代的学习特征主要体现在学习环境的网络化、学习资源的数字化、学习方式的多样化。尤其是通信工程专业，其培养目标是培养对现代通信系统、通信网及信息传输和处理系统进行科学研究、设计、制造并进行分析的高级工程技术人才。随着通信行业对应用型人才的需求不断增加，传统教学模式不能突出学生主体意识和自主探索能力的培养，不能实现促进学生自身发展的最终目的，不能满足当今时代大学生学习方式等方面个性化的需求。为此，我们对通信工程专业基础课程的教学方法进行改革，将混合式学习模式引入专业基础课程的教学中。
一、混合式学习模式
1.混合式学习模式理论背景。混合式学习并不是以某一个特定的学习理论为基础的，而是由建构主义学习理论、人本主义学习理论等多种学习理论构成的混合理论为基础的多元理论。建构主义学习理论强调学习是在一定的情境下，利用必要的学习资料，并借助教师和其他学习者的帮助而主动获得的。建构主义环境下的学习，是利用资源、基于问题的学习，是提倡合作和自主探究的学习，有利用培养学生的创新思维。人本主义教学思想关注的不仅是教学中认知的发展，更关注学生情感、兴趣、动机的发展规律。将两者结合的混合式学习模式注重激发学生的学习兴趣，培养学生的动手能力、自学能力、解决问题的能力以及团队协作能力。
2.混合式学习模式概述。混合式学习模式（Blended Learning）是在E-learning遭受质疑的时候逐渐形成的一种新的、受欢迎的也是最具发展潜力的学习模式。所谓混合式学习就是把传统学习方式的优势和网络化学习的优势结合起来，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。Blended Learning是学习理念的一种提升，这种提升不仅使学生的认知方式发生改变，而且教师的教学模式、教学策略、角色都发生了重大改变。这种改变不仅仅是形式上的改变，而是在分析学生需要、教学内容、实际教学环境的基础上，充分利用在线教学和课堂教学的优势互补来提高学生的认知效果。Blended Learning强调的是在恰当的时间用合适的学习技术达到最好的学习目标。在教学理念上克服了片面强调“以教师为中心”和“以学生为中心”的缺陷，提倡“主导-主体结合”，主要表现在计算机辅助教学与传统教学的融合，多种学习环境的组合，多种考核方式的组合以及多种学习方式的混合。
二、混合式学习模式在通信工程专业基础课程教学中的优势
1.陈旧教学方法的革新。通信工程专业主要设有“通信原理”“数字信号处理”等专业基础课，这些课程理论性偏强，涉及大量公式的推导以及公式物理含义的讲解，同时要求学生在掌握理论知识的基础上对知识进行实际应用。但这些课程的教学方法仍采用传统的板书形式，即使个别章节采用多媒体，但教师主动讲授、学生被动接受的状态仍然不变。
将混合式学习模式引入这些课程的教学中，除了将多媒体教学和传统板书教学相结合之外，将MATLAB软件和网络教学平台（Blackboard平台，即BB平台）引入课程中，并采用基于问题的教学方法，充分利用MATALB绘图方便的特点，利用可视化图形界面调动学生学习兴趣，实现计算机辅助教学与传统教学的融合；将课程的所有资料上传到BB平台，学生可自由选择学习内容和学习顺序，充分发挥学生的主观能动性。并利用BB平台的讨论区，通过讨论区为学生设定有关课程的问题，组织学生讨论，可实现多种学习环境、教学内容以及多种学习方式的混合。另外，通过实施混合式学习，将“学”与“习”混合，通过“习”将学习的内容应用到实践中。本项目中，将基于问题（PBL）的模式作為“习”，针对相关课程，设置相应的问题，以学生为中心进行分组，通过学生的合作来解决真正的问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。
2.考核方式的多元化。通信工程专业基础课程的考核多以书面考试为主，30%的平时成绩+70%的期末卷面成绩。这种考核方式多年来一成不变，这就造成了即使是工科学生，考试之前采取死记硬背的方式，对所学理论只限于背诵的状态，缺乏理论的理解及实际应用，以致工作中出现“高分低能”的现象。
混合式学习模式的评价体系是教学模式的关键构成部分。评价和反馈始终贯穿于该模式中，首先建立“学习过程评价+学习结果评价”“学生自评+他人互评+教师评价”的多元化评价体系。学习过程评价随时对学生在课堂上及在项目学习互动协作中出现的问题进行评价并及时反馈；学习结果评价对项目方案设计、实施、结果及资料整理等进行评价。其次注重在学习和实践活动过程中对学生进行考核，考核方式多种多样，可以采用实验报告、口试答辩、笔试等形式，综合考查学生对理论知识的掌握情况和动手能力。
3.创新思维和创新能力的培养。对于本科生阶段来说，应侧重于培养学生具备扎实而宽厚的理论知识，引导和启迪科学的创新意识和创新思维；培养学生自主学习和综合运用知识解决实际问题的能力。而创新的源泉在于对所学习或研究的事物有好奇心、有怀疑的态度、有求异的观念。混合式学习模式中以基于问题的教学模式为基础，教师在讲解某一章节之前，首先提炼出该章节的问题，发布到BB平台，学生通过了解问题、分析问题到最后的解决问题甚至在问题中发现问题的过程，极大地激发了学生的好奇心、求知欲和追根究底的探索精神，学生在分析问题的过程中可以阐述自己的观点，不盲从、不偏信，在解决问题的过程中，团队成员各抒己见，从而在原有基础上不断创新。
4.协作意识和团队合作精神的提升。对于工科学生来说，团队精神与协作意识是必须具备的基本素质之一。对于通信工程专业的基础课程而言，所提出的问题一般由理论分析、理论仿真验证、理论与实际测试结果的对比等方面组成，所有这些环节在一定的期限内完成需要学生以分组的形式进行合作。所以教师在提出问题之后指导学生根据自己的兴趣爱好、特长以及知识结构确定选题，组成不同的问题学习小组。在提出问题、分析问题、解决问题的过程中，学生分工明确，各负其责，无论哪一环节出现问题都无法保证问题的顺利解决，因此需要团结协作、相互配合，共同完成有关问题的解决方案。即在完成任务的过程中，通过收集资料、分析、整理、制订方案、实现方案等过程，培养学生的协作意识和团队合作精神。
三、结束语
混合式学习模式是针对现有教学方式的不足而提出的一种新的教学模式，对于学生来说不仅提高了学习效率和学习兴趣，而且自主性、合作意识以及创新能力都有所提高。混合式学习模式同时体现了教师和学生的角色分工同传统模式不同，学生由过去被动接受知识，转变为自己把握学习进度、自己选择学习方式、遇到困难自己寻求解答或帮助。教师角色及工作更加细腻和复杂，教师不再仅仅是知识的简单讲授者，而且还是学习资源的提供者，是PBL活动的组织者和协作者，是学生学习的积极评价者。
[参考文献]
[1]孟庆双，刘向敏，吴芸.建构主义学习理论与混合式学习[J].软件导刊，2008（3）.
[2]夏慧贤.多元智力理论与项目学习[J].全球教育展望，2002（11）.
[3]薛文玲，李战军.基于PBL的通信专业基础课应用研究[J].科技广场，2010（7）.
混合基础 篇4
高层建筑上部结构形式多种多样。早期上部结构的材料常采用石材、木材、砖砌体材料, 自从18 世纪20 年代水泥的出现, 上部结构所用材料逐渐向混凝土材料方向发展。
常用的混凝土结构分为: 框架结构、剪力墙结构、框架一剪力墙结构、筒体结构、巨型结构体系等。常用基础按结构形式可分为: ( 1) 条形基础; ( 2) 柱下十字形条形基础梁; ( 3) 独立基础该基础适用于上部结构荷载不大, 层数不多的房屋; ( 4) 筏板基础: 筏板基础可分为两大类: 平板式筏形基础和梁板式筏形基础; ( 5) 箱形基础: 箱形基础是由钢筋混疑土底板、顶板、侧墙及一定数量内隔墙构成的整体刚度较好的单层或多层钢筋混凝土基础。 ( 6) 桩筏 ( 桩箱) 基础: 顾名思义, 该基础就是筏板基础 ( 箱型基础) 与桩基础联合运用, 以满足地基的承载能力和减小不均匀沉降。
2 工程概况
该工程位于福州市晋安区新店镇汤斜村, 西、南隔围墙与汤斜村农田相邻, 东隔围墙与新店镇后汤斜村居民区相邻, 北与汤斜工业区相邻, 征地面积约22333. 60m2, 拟建8 幢建筑物, 总建筑面积约为48710. 70m2, 所建这8 幢建筑物的场地室外和室内地面高程采用统一标准, 即地面整平标高为罗零高程34. 50m, 室内地面整平标高约为罗零高程34. 80m, 见表1。
3 建筑场地工程地质条件
3. 1 场地地形地貌特征
拟建场地位于福州市晋安区新店镇汤斜村, 为福州盆地新店古河道地貌, 原场地为居民住宅区, 菜地等, 现为回填区, 见图1。
3. 2 场地底层岩性特征
由于现场勘察孔 ( 最大深度为孔13, 深44. 60m) 揭露的地质资料可知, 该建筑场地主要由: ( 1) 杂填土, 土层厚度1. 2 米; ( 2) 粉质粘土, 土层厚度0. 4 米; ( 3) 卵石, 土层厚度5. 5 米; ( 4) 残积粘性土、孤石, 土层厚度13. 5 米; ( 5) 全风化花岗岩, 土层厚度2. 1 米; ( 6) 强风化花岗岩, 土层厚度16. 5 米; ( 7) 中风化花岗岩组成。
本栋建筑采用 (3) 卵石作为基础持力层, 分别采用筏型基础、混合基础 ( 核心筒下采用筏板基础, 其它位置采用交叉梁基础) 及箱型基础这三种基础形式进行技术分析, 建立考虑基础和地基相互作用的三维模型, 上部结构转化为荷载施加在基础上面。通过改变地基参数或基础的刚度等参数来研究基础或地基的沉降规律。建立了筏板、交叉梁混合基础的数值分析模型, 通过改变基床反力系数大小、板厚和上部结构刚度等参数, 研究了基础的沉降、配筋和内力变化规律箱型基础根据建筑沉降的实测数据和数值计算出的沉降进行对比分析, 通过改变建筑计算参数, 例如改变基床反力系数大小等, 研究基础的沉降、配筋和内力变化规律, 最后又对箱基底板做了抗冲切和抗剪验算, 及地基承载力验算。
列举箱基底板的抗冲切和抗剪计算进行展开叙述: 根据《地基基础设计规范》和《高层建筑箱型与筏形基础技术规范》的要求, 对高层建筑的箱型基础和筏形基础需做抗冲切和抗剪的验算。JCCAD计算软件采用参考文献的验算方法。
( 1) 底板抗冲切承载力计算公式:
若底板区格为矩形双向板时, 底板受冲切所需的厚度按下式计算:
其中: ln1、ln2———计算板格的短边和长边的净长度, 如图2 ( a) 所示; pn———相应于荷载效应基本组合的地基土平均净反力设计值, 其它符号同前。
( 2) 底板斜截面受剪承载力计算公式:
式中Vs———距梁边缘h0处, 作用在图2 ( b) 中阴影部分面积上的地基土平均反力设计值; βhs———受剪切承载力截面高度影响系数, 当按公式 ( 4) 计算时, 板的有效高度h0小于800mm时, h0取800mm; 当h0大于2000mm时, h0取2000mm。
图3 即表示了板的抗冲切和抗剪的验算结果, 数值表示的是安全系数 ( 这里的安全系数定义为设计承载力与设计反力的比值) , 每一组数据的上面的数值表示的是板的抗冲切安全系数, 下面的那个数据表示的是板的抗剪的安全系数。从图中可知安全系数均大于1, 箱基底部个别区块的抗冲切安全系数达到37之多。
4 结束语
( 1) 对筏板基础来说: (1) 筏板基础厚度对地基沉降数值大小贡献甚微; (2) 从计算数值看, 地基刚度大小对地基的竖向沉降变形有很大影响, 若地基是分层情况, 则不同层的变形模量大小对减小地基竖向沉降作用不一; (3) 从地基沉降等值云看, 地基刚度的增大能有效的减小不均匀沉降;
( 2) 对混合基础, 筏板发生不均匀沉降且不均匀沉降呈平行分布, 而箱型基础的板底的沉降虽然发生了不均匀沉降, 但不成平行分布;
( 3) 当基床反力系数改变时, 对比混合基础和箱型基础的沉降数值变化幅度得到, 混合基础沉降对基床反力系数比较敏感;
( 4) 对混合基础, 当对筏板基础计算时, 改变筏板的厚度, 对筏板沉降基本上没有影响;
( 5) 对混合基础的筏板内力分析, 基床反力系数对板的弯矩和剪力基本没有影响;
( 6) 基床反力系数增大: (1) 对箱型基础的沉降得到, 不仅有利于减小绝对沉降, 也有利于减小相对沉降; 上部刚度有利于减小基础沉降; (2) 尽管基础配筋量有的基础部位增大, 有的基础部位配筋量减小, 但总体上所需配筋量减小。
经过对本文所建模型的数值分析知, 采用平板式筏型基础的地基沉降大于200mm, 不符合规范规定; 虽然采用混合基础所计算得到的地基平均变形量小于200mm, 符合规范规定, 但要大于采用箱型基础所计算得到的地基沉降量, 且大于两倍以上, 而且两种基础的不均匀沉降, 前者同样大于后者, 另外所建楼房为民用住宅, 采用箱型基础也可充分利用地下空间。因此综合考虑其它因素, 建筑最后确定采用箱型基础。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部.GB50352-2005.民用建筑设计通则[S].北京:中国建筑工业出版社, 2005.
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混合基础 篇5
混合式学习在传统的教学中早已存在,但是直到2001年国外E-learning进入低潮以后,人们才开始对纯技术的环境进行反思,关于Blended-learning的探讨才逐渐增多,并出现Blended E-Learning。现在学术界将Blended E-Learning和 Blended-Learning看做同一名词,国内学术界也对此产生了很大的热情。
1 背景分析
20世纪90年代以来,E-learning在教育领域得到迅速的应用和发展,推动了教育改革,并产生了许多新的教育思想和理念。但是人们在应用E-learning的过程中逐渐体会到,由于学习过程过度地依赖数字技术,人和人之间缺乏直接面对面的接触,人和人心灵的距离被拉大了这些问题在传统课程上却能轻而易举地避免。另外,由于学习资源获得的便捷,而使得教师在学习中的地位受到质疑,教学中的盲目低效、难以持久以及有经验的教师指导作用如何体现,都成为现代教学过程面临的新问题。由此人们开始重新审视 E-learning和传统的课堂学习各自的优势和不足。
2 Blended-Learning的涵义
与其它的教育技术学专业名词一样,Blended-Learning也面临着中文译名的问题:何克抗教授将其翻译为“混合式学习”,祝智庭教授将其译为“混合学习”,而黎加厚教授在自己的网络Blog中结合整合的思想,主张将其翻译为“融合式学习”,台湾省学者把它译为“混成学习”。笔者认为,结合Blended-Learning的发展历史,将其翻译为混合式学习是比较准确的。
混合式学习目前没有一个权威的定义,学术界从不同的角度对此进行了界定,以下是国内外几位著名学者对混合式学习的定义。
2.1 国外学者的定义
印度NIIT公司2002年发表在美国培训与发展协会网站上的《Blended Learning白皮书》中教学设计专家们提出,混合式学习应被定义为一种学习方式,这种学习方式包括面对面、实时的E-learning和自定步调的学习。大多数时候,混合式学习也被用来描述多种传输媒体、智能学习导师系统(ILT)和多种技术的混合应用。这些技术有E-learning、电子绩效支持(EPSS)以及知识管理技术实践等。
学者Micharel Orey从学习者、教师或教学设计者以及教学管理者3者的角度进行定义。
(1)从学习者角度来看,“混合式学习”是一种能力,指从所有可以得到的并与自己以前的知识和学习风格相匹配的设备、工具、技术、媒体和教材中进行选择,帮助自己达到教学目标。
(2)从教师或教学设计者角度来看,主要是组织和分配所有可以得到的设备、工具、技术、媒体和教材,以达到教学目标,即使有些事情有可能交叉重叠。
(3)从教学管理者角度来看,是尽可能经济地组织和分配一切有价值的设备、技术、媒体和教材,以达到教学目标。
Margaret Driscoll 认为,混合式学习指的是4个不同的概念:①结合(combine)或混合(mix)多种网络技术(如实时虚拟教室、自定步调学习、协作学习、流媒体和文本)实现教育目标;②结合多种教学方法(如建构主义、行为主义、认知主义)利用或不利用教学技术产生最佳的学习成果;③将任何一种教学技术(如录像带、CD-ROM、网络化培训、电影)与面对面的教师指导的培训(ILT)相结合;④教学技术与实际任务相混合或结合,以使学习和工作协调一致。
2.2 国内学者的定义
何克抗教授认为:混合学习就是要把传统学习方式的优势和E-Learning的优势结合起来。也就是说,既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性、创造性。
李克东教授认为:混合学习本质着眼于信息传递通道的选择上,关注的是如何依据低投入、高效能的原则选择信息通道。混合学习基本形式是在线学习与面对面教学(课堂教学)的结合,是教师主导与学生主体的结合。
黎加厚教授认为:所谓“融合性学习”,是指对所有的教学要素进行优化选择和组合,以达到教学目标。教师和学生在教学活动中,将各种教学方法、模式、策略、媒体、技术等按照教学的需要娴熟地运用,达到一种艺术的境界。
结合以上学者的定义,我们可以将Blended-Learning的本质归结为:全面考虑综合经济效益,以学习过程、效果最优化为目的,在教学过程中以教师为主导,学生为主体,以online(在线)加face-to-face(面对面)为其基本学习形式;根据教与学的实际进行教学设计,开展教学活动,进行教学指导,实施教学监控,全面科学地汲取、有机地融合、创造性地利用一切能够正确、有效指导学生全面发展的教育、教学理论和实践经验的教学理念。
我们由此可以得出这样的结论:混合学习的重点不在于混合哪些事物,而在于如何混合,其目的在于达到最优的学习效果和经济效益。混合学习所要做的工作是在适当的时间,为适当的人,以适当的传递媒体,通过适当的学习方式,提供适当的学习内容。
3 Blended-Learning的理论基础
笔者认为指导混合式学习的理论应该是多元化的,而不应该是一元的,应该是多种学习理论的混合。从总体来说,混合式学习理论应该包括建构主义学习理论、人本主义思想、教育传播理论、活动理论以及情境认知理论。
3.1 建构主义学习理论
建构主义最早由瑞士心理学家皮亚杰(piaget)提倡在教师的指导下以学习者为中心的学习,强调学习者对知识的主动探索、主动发现和对所学知识的意义建构,教师不再是知识的传授者和灌输者,而是意义建构的帮助者、促进者。换句话说,建构主义认为,知识不是通过教师的直接传授得到的,而是学习者在一定的情境中,借助于教师和其它学习者的帮助,通过意义建构而主动获得的。
混合式学习认为学生获得知识的多少取决于学习者在教师帮助下,根据自身经验去建构有关知识的意义的能力,而不是学习者重视教师思维过程的能力。
3.2 人本主义思想
人本主义思想是以“学”为中心的学习模式的重要理论支持。罗杰斯认为,“教学方法就是促进学生学习的方法”“教师要教好学生,必须有适当的教学方法”。并且,罗杰斯将人本主义心理学思想运用于教学研究与实验,确定了“情意教学论”和“以学生为中心的教学模式论”。罗杰斯强调教学要发展学生的个性,充分调动学生学习的内在动机,并要求创造和谐融洽的教学人际关系,这无疑对克服传统教学重视社会功能,忽视培养个性发展功能、学生学习的主动性不够等弊端,具有一定启迪作用。
3.3 教育传播理论
教育传播理论是教育技术学的基本理论,也是混合式学习的重要理论基础之一,它包括教育传播信息、符合、媒体、效果理论。其中教育传播媒体作为教育信息符合的载体,它的选择对教育传播效果有着直接决定作用。而混合式学习的关键问题之一就是教育传播媒体的选择与组合应用。因此对教育传播媒体理论的研究有利于混合式学习的顺利开展,以下从两个方面探讨教育传播媒体理论对混合式学习设计与应用的影响。
(1)“媒体是人体的延伸”的理论。
1964年,加拿大学者马歇尔·麦克卢汉(MarshanMclhuna)在《媒介通论:人体的延伸》一书中提出“媒体是人体的延伸”的理论。在教学中,媒体起到了重要的作用,但没有“万能”媒体。在混合式学习中,要根据各种不同的媒体的特性和实际情况进行媒体的选择优化组合,才能更好的促进媒体为教育教学服务。
(2)媒体选择定律。
美国著名传播学家施兰姆(W.Shcrmam.1954)曾提出媒体选择定律。从媒体选择定律中可以得到启示:媒体的选择和使用,应以提高媒体的功效与代价之间的比值为目标。混合学习就是期待以付出最小的代价,得到最大的报酬。在设计混合学习方案时可以采用如下的途径:①教学效能不变,尽量降低成本;②保持成本不变,尽量提高效能;③尽量降低成本,努力提高效能;④成本略有提高,更大提高效能;⑤效能略为下降,但大幅度降低成本。
3.4 活动理论
活动理论基本思想是:人类行为活动是与形成社会和物理坏境的事物以及社会和物理坏境所造就的事物之间的双向交互的过程。以“学习活动”作为基本设计单位的优点是做到全面关注学生的个体差异和性格培养。以学习活动为中心的教学设计理论其核心理念强调教学皆可活动化。混合式学习强调根据学生的个体差异设计适合学生学习的活动,从而达到发展学习心理机制的目的。
3.5 情境认知理论
情境认知的主要作用是允许学习者将新知识运用于真实的日常情境中。“学习是个性化的、内部的智力过程,在这个过程中知识得以习得并且存储,以备日后自由地运用于任何环境之中”。为了达到这一点,将个人和环境联系起来很重要。情境认知鼓励学生动手去做而不仅仅是记忆一些事实性的信息,也鼓励高度组织的思维技能,同时它也关注学生的进步。情境学习也提供了一个更加真实的方法,将独特的情境概念化。
4 Blended-Learning的技术基础
4.1 电子绩效支持系统
电子绩效支持系统(EPSS)是一个整合的电子环境,每个学生都可以利用,并很容易地访问,提供与工作相关的信息、软件、向导、建议、支持、数据、图像、工具以及评估和监督系统的即时、个性化的在线访问,允许学生在最少量的支持和他人干预下获得工作绩效。
EPSS实质上是为企业、学校、学生等提供服务的一个软件系统,通过提供模板、灵活的帮助、专家系统、指南、代理、流程图、图表、技巧与提示、实战经验、演示、模拟或案例文件等所有的媒体形式,促进工作或学习高效地完成。
4.2 知识管理技术
知识管理技术是起源于商务经济领域中的一门新兴的管理学科,它吸收了众家之长,纵向总结与概括了管理学科理论与实践的精华,横向融会与联系了诸如社会学、信息管理学、心理学、教育学等多学科、多门类先进的理念。在知识经济时代,“知识管理”这一思想不应当仅仅被看作是存在于经济领域或商业组织中的孤立单元,知识管理的理念有必要渗透到与知识活动紧密相关的科研活动中去,知识管理的技术与方法值得任何学科借鉴与学习。随着信息技术的飞速崛起,教育技术活动越来越表现出强势的知识密集性特征,知识管理技术的思想与经验、方法与技术可以供教育技术参考、借鉴与迁移。
5 结束语
通过对混合式学习理论体系的探讨,国外的B-Learning研究主要集中企业培训、成人教育等领域。在国内相关人员对学校教育中的B-Learning关注更多一些。从国内外的研究我们可以看出:①人们关注的焦点不是技术形式“数字化”、“网络化”,而是教学效果、绩效、成本;②从形式上看,混合式学习更多地体现了多种媒体的组合、传统教学形式和数字化学习形式的结合,但是这些形式实现上体现了教学思想趋向、教学方式、教学模式的混合。启发我们在实践中不能只从形式上进行融合,关键是观念、理念、方法的融合,才能真正发挥各家优势,达到教学效率效果的最大化。成功的混合式学习需要成功的设计、合理教学活动呈现顺序,目前国内外学术界也没有形成统一的论述。在混合式学习中也不能形成一个固定的理论模式,学者给我们总结一些指导性的原则,具体的实现还要和具体的教学活动相结合。探讨混合式学习的理论体系,对更好地指导我国教育信息化和企业E-Learning的可持续发展是有意义的。
目前我国的教育信息化正在不断地深化,整个社会与教育都在经历信息化,国内E-learning在很多方面走着国外曾经走过的弯路,通过学习和研究混合式学习的理论体系和技术体系,必将有助于我国各学校和培训机构更好地开展有中国特色的,整合现有的各种技术和理论资源,完善教育技术理论的发展,尽量避免走国外走过的弯路。
摘要：混合式学习的核心目的就是将传统的课堂学习和E-learning相结合,既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用,又充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性,以达到教学效果最优化的目的。对混合式学习的理论体系和技术基础进行了研究,探讨适合中国国情的混合式学习策略和方法。
关键词：混合式学习,理论体系,技术基础
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混合基础 篇6
高职计算机基础课程是顺应信息化社会需求,为高职学生开设的一门公共基础课,目的是让学生掌握基本的计算机知识,具备信息化应用能力,有良好的信息素养。该课程涉及的知识面广,需要学生掌握的知识多,传统课堂的教学条件和时间分配不能很好地满足学生的知识需求。本研究利用翻转课堂的理念,采用SPOC线上教学和课堂线下教学相结合的混合教学模式对该课程的教学进行重构,探索一种有效可行的课程教学模式。
一、SPOC的诞生及优势
(一)SPOC继MOOC迅速发展之后诞生
2012年的“MOOC”元年之后,MOOC平台、上线课程和学生注册数量的急剧增长引发了学习质量的危机②。高注册率、低完成率,教学模式单一,学习终端设备单一,教学理念没有大的突破等不足也开始被人们认识。或受MOOC启发,或改进MOOC的某些不足,在线学习涌现了新的样式,如SPOC、MOOL、DOCC、MOOR等③。
SPOC是目前教育界和学术界较看好的一种在线学习样式,代表了后MOOC时代的发展趋势。SPOC的概念最早由加州大学伯克利分校的Armando Fox教授使用,是英文Small Private Online Course的缩写,译为小规模限制性在线课程。其中,“Small”相对于MOOC中的Massive,强调学生规模在几十人到几百人范围内;Private相对于MOOC中Open,是指限制学生的准入条件,只有达到某门课程要求的申请者才能被批准选修该课程。国内外已经有一些高校对SPOC进行了实验:加州大学伯克利分校的Armando Fox教授于2013年面向在校大学生和在线学习用户以SPOC模式开展了“软件工程”的教学④;2013年哈佛大学的“版权法”试验SPOC模式,从全球4 100名申请者中选500名参加⑤;清华大学在2013年秋季开设了“云计算与软件工程”课程,课件主要采用Edx平台上的CS169x的英文原版课程资源。
(二)SPOC的优势分析
1. 设置学生准入限制,保证教学质量
MOOC课程不设置准入限制,课程完成率低。如麻省理工学院开设的“电路”课程,起初注册人数为15.5万,但最终仅约7 000人(5%)通过该课程。SPOC对学习者有一定的要求,对于校内的大学生而言,SPOC作为课堂教学的补充,会作为最终成绩和学分评定的一部分,这样对学生有约束力,确保课程的完成质量;对于通过申请而进入课程的在线学习者,可能会被要求有一定的知识储备、学习时间上的保证等,通过层层筛选的学生对于目标课程有更强的动机,能够保证课程的完成。
2. 丰富的学习资源和不断完善的平台,便于开展混合学习
SPOC依托于MOOC平台,已经有很多优质的学习资源可供选择。MOOC主要采用线上学习的形式,而SPOC以混合学习理念为基础,在课程的教学设计和平台部署上更加注重和课堂教学的融合,集合了多种学习方式的优势,为混合学习的开展奠定基础。
3. 应用学习分析技术,及时记录学习过程和学习效果
学习分析技术的应用是SPOC的核心优势,使其区别于单纯的翻转课堂。通过对学生的学习过程和学习行为进行实时记录,利用人工智能和数据挖掘的技术进行分析,得到隐藏在数据中的有用信息,提供给学习者和教师参考。比如,学生完成课程的进度,大部分的学生在哪个知识点上比较薄弱,这些数据能够呈现给教师,从而利于教师制定相应的教学策略来帮助学生完成课程学习。
二、高职计算机基础课程应用SPOC的必要性
(一)传统课程教学存在亟待解决的问题
作为一门公共基础课,学习该课程的学生人数众多,而一个教师要承担多个班级的教学任务。一方面,高职院校开设的专业要培养社会上各行业的技术人才,不同专业的学生对计算机基础课程的需求不尽相同,在这种情况下仍然按照学校统一规定的教材进行教学,不能适应不同的行业对计算机知识的应用需求;另一方面,高职学生的基础能力参差不齐,不同学生又有着不同的学习风格,教师却没有那么多时间去了解每一个人并为其制定合适的学习计划。对于学生来说,不能满足其个性化的学习需求,导致学习积极性下降;对于教师来说,过多的重复性讲解,费时费力却效果不佳。
(二)提升学生的主体意识,养成良好的学习习惯
高职院校入学门槛低,学生的文化课成绩较弱,部分学生形成了不良的学习习惯,缺乏自主学习意识,学习自控能力较差,作为学习者的主体意识不高。利用SPOC的线上学习模式让学生根据学习目标自发地进行知识的学习,培养学生良好的学习习惯。同时,融合了翻转课堂理念的线下教学,给学生更多的发挥空间,让学生从传统教学中的被动接受者转变成为真正意义上的主动学习者,提升学生的学习主体意识。
(三)有效应用现代教育技术发展的成果
现代教育技术将先进的教育理念和现代科学技术相融合,给高职教育的教学改革带来了新的契机。其发展成果为教学提供了有力的技术支撑,促使人们对教育教学重新思考。从最初的多媒体教学到如今的微课、MOOC、SPOC,每一次新技术的应用都为教学的改革提供了新的方向和动力。应用现代教育技术的成果为教育服务,二者相互促进,是现代教育技术发展的根本。
三、高职计算机基础课程的混合教学模式设计
基于SPOC的线上线下混合教学模式设计要充分考虑到不同教学模式的特点,灵活运用,将不同的教学模式无缝对接,形成一个完整的教学链(见图)。
(一)SPOC教学平台建设
1. 教学资源模块
计算机基础课程内容广泛,传统的教材因编者的侧重点不同且教材版面有限,不同的教材有不同的目录框架。比如有的教材有Photoshop和网页设计,有的教材有程序设计。对SPOC教学资源的设计可以更加丰富和全面,整合现有MOOC平台上的课程资源,也可以根据需求自行制作。不同的知识模块根据教学大纲和实际需求划分为必修的基本内容和选修的拓展内容,以便不同专业的学生进行选择性学习。
2. 在线测验模块
SPOC上的在线测验设计为学中测验和学后测验两种形式。一种是放在观看视频过程中的学中测验,对某个小的知识点进行考察;一种是放在一次学习结束后的学后测验,对知识的整体掌握情况进行考察。通过增加学生与课程之间的互动,提升学生兴趣,强化学习内容。
3. 讨论区
讨论区是在线学习交流的场所,学生可以在这里分享自己的学习心得,与同伴交流;表达自己学习方面的困惑,向同伴求助。有条件的学校还可以聘请助教对讨论区进行管理。
4. 学习分析模块
通过对学生的学习过程和学习行为进行实时记录,利用人工智能和数据挖掘的技术进行分析,得到隐藏在数据中的有用信息,提供给学习者和教师参考。比如,学生完成课程的进度,大部分学生在哪个知识点上比较薄弱,这些数据能够呈现给教师,利于教师制定相应的教学策略来帮助学生学习。另外,可以在这一模块引入学习资源推荐机制,根据不同学生的学习风格,平台自动推送相关的学习资源,进而提高学习效率。
(二)在线教学模式设计
在线学习作为学生学习流程的第一步,需要教师精心设计课前引导,激发学生的学习能动性。学生线上的自主学习主要由观看视频、学习课件、完成作业、参加测试、线上交流等环节组成。学生不再局限于课堂听讲,可以根据自己的时间和学习风格自行安排。为了和课堂教学相结合,这种自主是相对的、限制在一定的时间范围内的。教师设计学习单元的课前调查表,学生在调查表上记录已掌握的知识和遇到的问题,为后续的线下教学打下基础。
不同的专业根据专业需求指定必修的学习资源和选修的学习资源。计算机的概述、计算机的系统组成、办公软件、网络常识这四部分是该门课程的核心内容,作为必修的学习资源要求每个学生必须掌握,其他内容学生可以根据自己的兴趣进行选择性学习。比如,艺术专业的学生,在这门课程上开始接触多媒体的相关知识,可选修Photoshop软件,这是其后续专业制图软件学习的基础。
(三)线下教学模式设计
线下教学模式可采用翻转课堂的教学理念,综合运用小组协作学习、启发式教学、问题式学习等多种教学模式来达到教学目的。对于授课教师而言,可以从传统的重复性课程内容讲解中解脱出来,但这并不意味着教学变得轻松。教师由主导者变成了学习的辅助者,要提供更多的资源、创造更好的条件为学生服务,这就需要教师转变传统的授课观念,合理把控时间,把重点转移到研究学生以及学生学习中遇到的问题上来,参考线上学习数据的分析结果,准备相应的教学活动。哪些知识点需要在课堂上重新讲解,哪些问题需要学生进行小组讨论,哪些知识需要对个别学生进行辅导,对于这些情况教师应做到心中有数。学生也可以以学习小组或者个人的方式进行学习分享汇报,既是对知识的回顾复习,也能激发深层次的思考,有助于后续的深度学习。
(四)教学评价与反思
一个好的教学评价体系能够全面真实地反映学生的学习水平,为教师下一步教学计划的制定和学生查漏补缺提供有效的指导。基于SPOC的混合教学模式,综合运用多种评价方法,构建一个完整的多元评价体系。
1. SPOC平台教学评价
学生进行在线学习之前,平台启动诊断性评价模块,调查学生的计算机基本认知水平、基本操作的掌握程度、对课程的情感态度等。对于形成性评价,教师可整合现有SPOC平台的评价机制,结合学生的具体情况,制定合适的评价量规,进行线上自动评分。该评价贯穿于整个学习过程中,在一个知识点或者一个学习单元之后设计小测验,平台给出相应的反馈信息来强化学生的学习效果,便于教师及时调整和改进教学方案。另外,资源的学习进度、讨论区的参与度可作为过程性评价的评价指标。
2. 线下教学评价
线下教学评价可以沿用传统的期末测验作为总结性评价。线下学习中小组合作的表现、解决问题的能力等都可作为过程性评价的重要考量依据。
根据高职技能型人才的培养目标,在评价量规的比例制定上,可以适度加大技能操作评价的比例,减小理论笔试的比例。
四、结语
SPOC作为一种继MOOC之后的新型在线学习方式,为在线学习提供了更多选择的同时,也为高校课堂教学改革注入了新的能量。然而,目前的SPOC课程大多沿用MOOC的资源和学习理念,SPOC平台的建设还需要不断地完善。一门课程成熟的SPOC学习平台需要根据不同学校自身的培养计划和本校学生的具体学习情况进行螺旋式的动态调整,形成有自己特色的课程体系。高职院校要结合本校的培养目标和学生特点,充分利用SPOC丰富的学习资源和先进的学习分析技术并结合传统课堂面对面交流沟通的优势,对计算机基础课程进行教学改革,从而提高课程的教学质量。
注释
1The NEW MEDIA CONSORTIUM,The EDUCAUSE Learning Initiative:The NMC Horizon Report 2015 Higher Education Edition,http://www.nmc.org/news/nmc-horizon-report-2015-hied-edition,2015年7月8日。
2康叶钦:《在线教育的“后MOOC时代”——SPOC解析》,载于《清华大学教育研究》,2014年第1期,第85-93页。
3祝智庭、刘名卓:《“后MOOC”时期的在线学习新样式》,载于《开放教育研究》,2014年第3期,第36-43页。
4Armando Fox,David Patterson:Software Engineering Curriculum Technology Transfer:Lessons learned from MOOCs and SPOCs,http://www.eecs.berkeley.edu/Pubs/TechRpts/2014/EECS-2014-17.pdf,2015年7月16日。
混合基础 篇7
关键词：MOOC教学,传统教学,混合教学模式
随着数字信息技术的发展,MOOC教学在国内得到了广泛推广并迅速发展,随之推动了教学理念和教学思想的变革,彻底改变了原有教学体系中的师生关系,在提高学生的自我学习能力、创造能力、沟通能力等方面展现出其特有的优势。然而,在随后的MOOC教学实践过程中,其自身存在的缺陷和不足逐步体现出来,引起教育部门对这种纯信息化教学模式的反思。国内外教育学者从企业培训过程中运用的混合培训模式中得到启发,并将该模式运用于教学过程中,提出了基于MOOC的混合教学模式,对现代教育技术的发展产生了深远的影响。本文在混合教学模式理论的指导下,实践探索了大学计算机基础教学的教学设计,并开展教学活动,有效地提高教学质量及学生学习效果。
1 基于MOOC的混合教学模式
基于MOOC的混合式教学,其目的是将MOOC教学与传统教学相结合,放大二者在教学方式中的优点长处,相互弥补各自的缺陷不足[1]。例如:MOOC教学虽然具有教学资源丰富、以学生为中心、提高学生创新能力等优势,但也存在学习效率低下、知识获取“碎片化”、“辍学率”高、知识回馈不及时等一系列问题;传统教学则能充分发挥教师的主导地位,良好把握教学进度,并建立良好的师生沟通渠道,然而却忽略了教学过程中学生的主体地位和因材施教培养学生个性化发展。可见,二者相结合既体现教师对教学的主导设计和监控,又能充分发挥学生的学习主动性、创造性,充分体现了教学过程中的“教师主导与学生主体”。基于MOOC的混合教学模式设计思想如图1所示。
2 基于MOOC的大学计算机基础课程混合教学实践
2.1 教学前期设计
2.1.1 大学计算机基础课程教学目标分析
我校大学计算机基础教学目标是使我校各专业学生掌握以计算机为核心技术的基础知识和应用程序,培养学生具备使用计算机进行文字处理、数据处理和信息获取的能力。为此,学校组建了网络化多媒体教学平台,构建网络教学MOOC系统,开展网络化试题库建设,编写计算机基础实践教学教材等,以上教学资源都为顺利开展基于MOOC的混合教学模式在了客观条件上提供了有力保障。
2.1.2 教学对象分析
大学计算机基础课程的授课对象为大学一年级各专业学生,随着人们物质生活水平的提高,多数同学课前已经有过使用电脑的经历,他们需要掌握的是计算机相关的准确基础知识,及常见应用程序的规范性操作。对于绝大多数同学来说,传统的授课模式过于枯燥和内容僵化,他们对混合教学模式更乐于接受,并充满兴趣和期待。因此,在计算机基础教学中具备实施基于MOOC的混合教学模式的主观条件。
2.1.3 教学内容分析
通过上述定位,教师对大学计算机课程的各个章节进行分析,并做出目标划分。由于章节内容自身存在差异,因此教师在授课过程中教师不能一概而论。教师可以根据不同的内容采用不同的混合式教学策略。如今应用广泛的混合式教学模式基本分为以下五种:基于问题、基于专题、基于案例、基于研究性学习和基于任务的混合式教学模式。[2]例如:操作系统概述、计算机网络基础、计算机公共基础知识等章节,知识量大,内容抽象更适合采用基于专题的混合教学模式。学生经过MOOC学习对于知识点已经有了初步掌握,之后再由教师课堂进行总结,由此能够达到良好的教学效果;而OFFICE办公软件、多媒体应用软件还是采用基于任务与案例的混合教学模式,让学生通过具体实例来掌握软件的基本操作[3]。具体形式如表1所示。
2.2 基于MOOC的混合教学模式实施
从2015年9月开始到2015年11月,对本校2015级临床医学专业2个班级61名学生的大学计算机基础课程实施基于MOOC的混合教学模式。一方面,学生自主学习,必须保证完成教师布置的网络课程学习,并对所学知识进行自我总结。多媒体网络能够通过声音、图片、视频将原本枯燥无味的计算机基础知识变得生动、形象、便于学生记忆,极大提高了学生的学习兴趣和学习效果;另一方面,由教师主导以学生为主体开展课堂讨论,发挥传统课堂的优势,解决教学过程中的重点与难点问题,采取学生互助和师生互助的方式完成课堂作业,并为学生在学习中的过程性评价提供依据。[4]本门课程最终考核方式为通过网络试题库选取考题,学生上机考试,最终成绩由阶段性测试结果(过程性评价)和期末考试(总结性评价)组成。
3 基于MOOC的大学计算机基础课程混合教学效果评价
我们主要通过前期设计、教学实施、以及教学效果三个方面,对基于MOOC的大学计算机基础课程混合式教学进行评价。在2015年11月对学生发放问卷调查表,共发放61份,回收问卷61份,有效率为100%。调查结果如下。
3.1 前期教学设计效果评价
在问卷中我们设计了5个问题对前期教学设计进行评价。具体问题如表2所示。
通过以上调查结果可以看出学生对大学计算机基础这门课程采取基于MOOC的混合式教学模式的前期教学准备过程持肯定态度,调查满意程度均超过95%,表明我们前期教学设计策略是合理有效的。
3.2 对教学实施过程的评价
从问卷调查回馈的信息看,学生对这种混合教学模式普遍认同,95.1%(58人)的同学表示喜欢这种教学方式,认为这种方式有助于知识的获取和掌握。86.8%(53人)的同学认为混合模式教学有助于提高自我动手能力和创新能力。96.7%(59人)认为教师在教学过程中的地位至关重要,尽管通过MOOC课程已经对相关知识进行讲解,教学内容的扩展和深入仍有待传统教学方式完成。另外,学生认为教学过程中师生互动必不可少。
3.3 教学效果评价
从2015级临床专业大学计算机基础考试结果来看,采取混合式教学的2个班级的上机考试成绩为84.91±3.83,阶段性测试成绩为93.58±1.37,高于采取传统教学模式的其他班级的成绩(分别为78.20±7.63,90.95±4.20)。
4 结语
在教育教学领域,混合式教学模式已经得到了教育界广泛的认可,并还在不断的扩展和深入研究,但将这种模式直接运用于大学计算机基础课程教学的却为数不多。本文以基于MOOC的大学计算机混合教学模式为样本,对普通高校计算机基础教学进行了改革与实践探索。通过实践表明:这种教学模式在提高学生学习主动性上有明显的效果,使教学内容对学生产生一定的吸引力,激发了学生学习兴趣。本次实践以学生为教学主体,教师主导教学达到了预想的教学效果。
通过对大学计算机基础课程进行混合教学实践,得出以下体会:首先,优质的网络平台,丰富的MOOC课程资源是开展混合式教学的基础。其次,教师对教学的精心组织和师生之间良好的协作才能使教学顺利开展。最后,教学创新改革是系统工程,需要各部门相应配合,共同完成。
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混合基础 篇8
1 独立学院《计算机应用基础》实践教学中存在的问题
《计算机应用基础》课程具有实践性、实用性强的特点,课程内容丰富且广泛,学生知识水平层次不齐。教师根据课程特点和学生特点,应注重教学方法的改进,采用分层次教学,在每堂课中注重培养与引导学生自动学习能力、创新能力、协作能力,都是本课程教学中要解决的问题。
1)学生的问题。我院是全国首批独立学院,受我国高考招生政策的约束,只能第三批录取,学生普遍都存在自身基础较差,自学能力教弱,自我控制能力不强等一些共同的问题。通过每年的新生《计算机应用基础》课程的模底考试成绩显示,因家庭条件、城乡等差别,导致学生计算机应用水平参差不齐,差距较大。再次,《计算机应用基础》一般在大一开设,学生还不能很好的利用网络学习资源等帮助学习、促进学习,有些学生认为此课程只是一门计算机基础课程,对今后的专业课程学习没有什么作用,学习中不愿积极主动的去学习,只求成绩合格,如遇到困难不愿思考,甚至放弃。
2)教师的问题。目前独立学院由计算机系专职教师和大量外骋教师担任《计算机应用基础》课程教学,教学中教师存在的主要问题如下:不主动了解学生的学习需要和兴趣,教学方法传统和案例老化;对水平参差不齐的学生未能采取分层次教学,授课内容、进度“一刀切”;教师缺少对学生自主学习方法和学习热情的指导,不善于利用现代化教学手段进行“导学”等。
3)学习资源的问题。学院机房由于害怕感染病毒或避免学生玩游戏,常实施网络禁用,因此学生不能充分利用网上学习资源进行自主学习。目前网上资源虽丰富,但资源利用率低、重复率高,甚至在下载网络资时经常碰到需交费或下载速度慢或经常中断,因此资源获取并不容易。
2 混合式学习的内涵
混合式学习(Blending Learning)就是指把传统学习方式的优势和数字化学习的优势结合起来;学习中教师是学习的引导者、指导者,其着引导、启发、监控、管理教学过程的作用;学生是学习的主体,根据教师创设的教学环境与教学任务,充分发挥其学习的主动性、积极性与创造性。虽然混合式学习形式上是传统学习与数字化学习的混合,但更深层次是包括了基于不同教学理论的混合,如建构主义、认知主义等教学理论与教学模式的混合,教师引导角色与学生主体角色的混合,传统课堂教学与网络资源学习的混合,多媒体教学资源等不同学习环境的混合。因此,混合式学习,首先应是学习理论的混合,其次是学习环境的混合,再是学习方式的混合。
3 混合式学习模式中的教师角色
混合式学习模式的应用,对教师的素质也有了更高的要求。在混合式教学模式中教师应具备以下能力:1)教师应具有较好的计算机基本操作能力。应熟练计算机相关技能操作,熟练网络上相找课程相关资源,熟练掌握独立学院数字化校园在线网络学习平台相关课程资源的使用、操作等,能够使用QQ、E-mail和MSN等即时通讯工具与学生进行交流。2)教师应具备较高的教学设计能力。综合现代信息技术、教学方法、新的教学理念及教学手段的应用,分析学生的认知能力和认知条件,设定教学目标和教学单元、设计学习活动与过程。3)教师应具有较强的课堂教学组织能力。教师除了具有较强的传统面授课堂的组织能力外,还须具较强的多媒体课堂、机房课堂中的教学组织和控制能力。
4 混合式学习模式在《计算机应用基础》教学中设计与实施
教学设计是教学过程中十分重要组成部分,可定义为教师根据教学对象和教学目标,确定合适的教学起点与终点,将教学诸要素有序、优化地安排,形成教学方案的过程。《计算机应用基础》课程共计60课时,一周4学时且都安排在多媒体实验机房,混合式学习模式教学中设计与实施主要包括以下环节。
1)混合式学习模式下网络教学平台的建构。
为便于混合式学习模式开展与管理,需要充分利用校园数字化网络,建立一个网络教学平台,教师在网络平台上可以发布教学内容、课堂教学、在线交流和教学管理,学生可以在线协作学习、在线练习、在线考试和在线讨论等。在多媒体课堂环境中,教师可以通过网络学习平台,展示课堂教学内容、PPT课件、习题等;学生根据教师提供的在线课程进行自主学习,如在线资源浏览、在线练习、在线测试。同时师生还可利讨论区,与教师进行在线提问,教师在线答疑。通过在线讨论、在线测试等系统实现多方面的教学交互。课外,学生还可利用此平台随时阅读学习、巩固和强化知识。
2)混合式学习模式课堂教学的实施。
这是混合式学习重要环节之一,包括以下方面的实施:(1)学生熟悉教学环境,在第一堂课应培训学生如何使用网络学习平台下载教师的教案、课件等,如何进行在线练习、测试、提问与评价等。(2)教师讲授课堂主要内容,课堂上教师需讲解理论与演示操作,只需点到为止。一节课教师讲解与演示的时间应不超过20分钟,讲解完后,学生根学习要求,通过网络学习平台下载教师的教案、演示视频,展开操作练习。(3)布置学习任务,建立学习协作小组。教师可将上机学生按3-6人划分学习小组,安排各小组组长,教师此时是学习的指导者,通过来回的巡走,发现学生学习中普遍存在的问题,并及时在课堂中讲解;若个别学生的存在问题,则可个别单独讲解。使学生每堂课的知识点当堂接收与消化。同时,每章知识讲解结束合,安排一次综合测试,其成绩作为期末成绩考核重要组成部分。
3)混合式学习模式下课后基于网络的在线学习。
混合式学习中除课堂教学外,课后学习也是一个非常重要的环节,课后学习方式主要体现在以下方成。(1)网络平台交流学习。教师和学生可对课程知识进行交流。(2)利用QQ、E-mail等交流。学生可以将课程布置的练习、未解决的问题,利用QQ或邮件方式发送给教师。同时,学生可向教师提问和交流,教师根据学生的提问可在线回答和交流。(3)学习评价。学习评价是一个完整学习过程的必不可少的组成部分,在混合式学习模式中,学生可进行自我评价,教师可根据学生任务完成情况作出总结与评价。
5 结束语
独立学院《计算机应用基础》课程是大一新生最先开设的必修课程之一,学生对课程知识的掌握对于高校学生信息素养的培养有十分重要的作用。因此,教师在教学中,应注视《计算机应用基础》实践环节的教学。通过一年实践教学,混合式学习模式适合《计算机应用基础》实践教学,也将推广到其它课程的教学中。
参考文献
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[2]王慧.基于混合学习理论的高校信息化教学思考[J].宁波大学学报(教育科学版),2011(1).
混合基础 篇9
西安邮电学院于2 0 0 6年引进北京航天时代电子公司第772所一条闲置集成电路生产前端工艺线 (14台工艺设备) , 建立了集成电路工艺实验室, 为微电子学、集成电路设计、系统集成以及电子信息类相关专业学生提供集成电路工艺生产实习及实践环境。在这1 4台工艺设备中, 有高温双管扩散炉L4513Ⅱ-12/ZM 3台, 主要供学生进行半导体工艺中扩散工艺的相关实验。这四台设备均为上个世纪8 0年代生产的卧式高温炉设备。设备的温控部分为模拟控制, 其精度低、工作稳定性及可靠性差、能耗大, 操作复杂。
“以Actel混合信号Fusion为基础的无线扩散炉温自动监控系统”的目标是对双管扩散炉温控部分进行改造, 实现数字式自动控制, 以提高炉体的精度, 降低能耗。该项目的开发和研究对于保证我院微电子学专业等专业的集成电路工艺实践教学有重要的实用价值和现实意义。
Actel Fusion芯片
Actel Fusion系统芯片 (PSC) 是全球首个混合信号FPGA器件, 将可配置模拟部件、大型Flash内存构件、全面的时钟生成和管理电路, 以及高性能可编程逻辑集成在单片器件中, Actel Fusion可与Actel的软M C U内核同用, 为数模混合设计者提供了一个良好的可编程系统芯片平台。
Actel Fusion系列芯片以Flash为基础的FPGA将配置信息储存在片上Flash单元中, 一旦完成编程后, 配置数据就会成为FPGA结构的固有部分, 在系统上电时并无需载入外部配置数据。以Flash为基础的Fusion无需额外的系统元件, 如传统SRAM F P G A配置用的串行非挥发性内存 (EEPROM) 或以Flash为基础的微控制器, 它们都是用来在每次上电时对传统S R A M FPGA加载程序的。增加的融合功能可在电路板上省去多个附加元件, 如Flash内存、分立模拟IC、时钟源、EEPROM, 以及实时时钟等, 从而减低系统成本和电路板空间需求。
本设计选用的是F u s i o n系列得AFS600芯片, 该芯片内部有60万可编程的逻辑门, 具有4Mbit的用户可用的F l a s h M e m o r y、1kbit的FlashROM、108kbit的RAM;2个PLL, 最高频率可达350MHz;支持多种I/O电平标准, 其中差分的I/O标准有:LVPECL、LVDS、BLVDS、M-LVDS;具有AES、FlashLock加密技术;集成了独特的模拟部分, 分辨率高达12位、采样率高达600kbps、30个输入通道、2.56V内部参考源的A/D;可实现电压、温度、电流检测。
本设计在Actel Fusion开发平台完成的, 具有良好得可移植性和集成性。下面首先介绍本系统用到的主要资源。
可编程的多路A D C模块
Actel Fusion器件集成了频率达600ksps且可配置的12位逐次逼近 (SAR) 模数转换器 (ADC) 。这种模拟电路非常灵活, 能支持MOSFET栅极驱动输出和多个模拟输入, 输入电压在-1 2 V到+12V之间, 更可选配预调器, 以便对各种模拟系统直接连接及控制, 如电压、差分电流或温度的监控等。
本设计中, 充分的利用了该款芯片的多路模拟输入优点, 将模拟电压引脚以及温度引脚都是用了, 实现温度的传感器电压信号输入以及手动控制的电压信号的输入。这样可以减少外部电路的复杂性, 同时提高系统的稳定性。
内置的8051单片机模块
Actel Fusion芯片提供了大量的MCU微处理机控制。单元本设计中使用的8051单片机是将单片机的硬件电路通过调用51单片机IP核的方式烧写在FPGA电路内部。软件编程的程序烧写在芯片内部的Flash中。大大的方便了编程以及程序的烧写。在这里也体现了单芯片的解决方案的优越性。
丰富的PLL资源
本设计中, 很多模块都需要不同频率的工作时钟。该芯片内提供了可配置的锁相环资源, 可以提供频率范围很宽的时钟输出。为整个系统的搭建提供了丰富的不同频率时钟资源, 使得我们的难度降低了不少, 极大地缩短了开发周期。
系统硬件及软件设计
系统由Actel Fusion开发板, 外围数据采集部分、无线收发部分、报警电路、手动控制和初始化, 继电器电路和控制软件和通信软件等构成, 其总体设计框图如图1所示。
外围数据采集电路
现场的温度数据经过热电偶的冷端补偿和毫伏放大电路后, 将温度信息转换成电压量然后送控制系统分析处理。
无线收发电路
无线收发部分采用的无线传输模块是由西安达特科技公司出品的DTZ-01A ZigBee无线数据发送接收模块, 不需要外部组件。可以很好的实现数据的透明传输。用来发送现场的温度数据到远端的计算机上, 通过VB编写的软件实现温度的远端监控。
报警电路
语音报警的设计是在温度超过设定温度值一定范围的时候, 发出警告信息, 包括红灯亮起, 同时蜂鸣器给出报警声音。硬件电路上包括开发板上提供的蜂鸣器和外挂的发光二极管, 来完成报警的功能。
PS2键盘数据输入
本设计中控制数据的输入是通过外挂的PS2键盘实现。将键盘直接接到开发版提供的PS2键盘接口上, 通过芯片内部的PS2硬件电路驱动和5 1编程的软件驱动实现键盘数据的输入。
LCD显示
本设计我们选用的是640×480点阵的LCD显示屏幕, 可以在一个屏幕上同时显示出10路的温度信息以及其他的控制信息。驱动LCD屏幕是通过8051编程实现的。
FPGA内部电路设计与实现
FPGA内部硬件电路设计, 主要是用Verilog HDL硬件电路描述语言实现的系统硬件的电路的设计, 其中有一些模块是调用的IP核实现的 (core 8051模块、锁相环和A D C模块) 。F P G A内部电路由A D C模块、信号毛刺去除模块、宽度可调脉冲 (PWM) 模块、10路PWM控制信号选择模块、P S 2硬件驱动模块、50Hz时钟信号产生模块、报警电路模块 (F P G A实现) 、L C D显示模块和Core8051模块构成。
系统控制软件
控制软件部分由主函数、选择通道子函数、设置通道参数子函数、显示设定数据子函数、显示通道温度数据子函数、显示控制数据子函数、PID控制子函数、串行发送子函数和LCD显示子函数构成。软件流程图如图2所示。
系统实现
该控制系统主要完成的功能有各个通道的控制参数的输入、对高温模拟扩散炉的控制、现场温度温度信息的远程监控。图3为现场控制台的显示界面, 从图中可以看出10个通道的控制参数, 通道状态以及现场的温度信息。图4为远程计算机的监控画面, 从远程计算机可以直观的观测现场各个通道的温度信息, 并具有查看历史温度信息功能。
结语
通过3个多月的努力, 完成了系统的设计。我们充分利用了Actel Fusion开发板提供的硬件资源, 完成整个系统的搭建。
系统实现的是同时对多路温度的控制, 充分的利用了芯片的处理多路模拟信号的优点。
该系统的核心控制部分采用的是软件实现的增量式P I D算法, 参数更改方便, 可以方便的移植到其他的温度控制系统中。
这次竞赛中取得了比较好的成绩。感谢竞赛的主办方ACTEL公司给我们在校大学生提供这么好锻炼自己的机会, 让我们在实践中进一步的巩固了自己的知识, 学以致用。
摘要：设计目标是对双管扩散炉温控部分进行改造, 实现数字式自动控制, 以提高炉温控制的精度, 提高工艺生产线样片的成品率, 同时降低能耗。系统的硬件控制部分包括Actel公司的fusion开发板, 温度采集电路板, 键盘, 传感器和小型高温炉等。软件用C语言编程, 采用增量式PID算法完成各路温度的自动控制。通过ZigBee协议实现远程计算机无线监控, 将现场的数据输出到计算机可视化的界面, 实现现场数据的远程监测。
关键词：Actel Fusion,温度自动控制,无线传输,远程监控
参考文献
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[5]. 求是科技编著, 8051系列单片机C程序设计完全手册, 人民邮电出版社, 2006
[6]. 周继明等编著, 传感器技术与应用, 中南大学出版社, 2005