基于计算思维的网站设计论文

摘要以唐纳德·A.诺曼的情感设计三层次理论为基础，以爱学堂网站上典型微课为例，对微课的情感设计进行分析，并提出相关策略。下面小编整理了一些《基于计算思维的网站设计论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

基于计算思维的网站设计论文 篇1：

基于“五星教学理论”的中职数学教学设计研究与实践

【摘要】文章以《圆柱》的教学设计为例，从教学设计的基准点、出发点、启发点、成长点、促进点，就聚焦解决问题、激活原有知识、展示论证新知、尝试应用练习、融会贯通掌握五个步骤，采用信息化的教学手段，进行教学设计的研究与实践，以期获得更好的教学效果，最大限度地提高中职数学教学的实际价值。

【关键词】教学设计；五星教学理论；信息化教学；圆柱

在信息化时代浪潮的冲击下，中职数学的教育模式、中职教师的教学方式、中职学生的学习方式势必要发生变化。因此，中职数学教学要针对个体智能结构的不同，选择适宜的内容和方法，促进个体的全面发展。在中职数学教学过程中，多数数学教师基本能够遵循聚焦问题、激活旧知、论证新知、应用新知、融会贯通的五步进行教学设计，但是往往一节课下来，学生心思不在课堂，学习积极性不高，课堂参与度不够，导致教学效果不佳。如何站在中职学生的视角，按照学生的认知心理进行教学设计，从专业背景中来，回归到专业应用中去，把握好教学设计的基准点，选择好教学设计的出发点，整合好教学设计的启发点，真正实现教学设计的成长点，完成好教学设计的促进点，重点突出，引人入胜，是我们一线教师一直在探索的问题。

笔者在运用“五星教学法”进行教学实践的过程中，紧抓中职数学与电类专业的结合点，并根据学生对知识信息加工的心理，借助信息化技术手段的支持，调动多方面的信息资源，构建一个动态的学习环境，充分发挥学生的主观能动性，从而增强中职电类专业数学教学的有效性。

一、设计理念及框架

M·戴维·梅瑞尔是当代国际著名的教育技术和教学设计理论家，他提出了一种教学理论——五星教学原理，也称为“首要教学原理”或“五星教学模式”，指的是教学设计应该遵循聚焦问题、激活旧知、论证新知、应用新知、融会贯通等五大步骤。这种教学原理以实现学生主动学习效果好和课堂教学效率高为宗旨，是一种有效教学的个性化表征。如今，“五星教学理论”已经不断地被应用到很多学科领域，并体现出了很好的教学效果。

在“五星教学理论”的运用上，首先，要关注的是学生的问题。因为学生只有对课程有兴趣，才能积极学习，否则他们的自主神经系统会过滤掉教师灌输的知识、态度、技能，更无法让知识、态度、技能进入他们的短时记忆及长期记忆。其次，要让学生投入到学习中，让他们能够与自己的过去经历进行链接，当他们有似曾相识的感觉时就会更利于参与，他们会因为自己是主角而开心快乐。再次，要告诉学生新的概念、性质、公式。然后，给学生提供新的情景让他们去练习，去强化，并根据其表现给予嘉奖或纠偏反馈。最后，通过变形问题或适当改变情景让学生学会举一反三来解决问题。

本文以《圓柱》一课为例，从中职学生的认知特点出发，以“五星教学理论”为指导进行教学设计（如图1），并采用Geogebra软件、123Design软件、剥豆豆软件等信息化教学手段进行教学实践，在五个教学步骤上采用了“三微+三动+三比”：“三微”即在“圆柱的旋转形成”“截面的切割演示”“体积公式的由来”三个环节采用信息化教学，以微视频的形式，让学生形象感知；“三动”即在“动手制作圆柱”“侧面化曲为直”“测量六角螺母”三个环节进行动手操作；“三比”即在“反馈前置性作业”“扫码抢答练习”“分工测量数据”三个环节进行比拼观察能力、比拼反应速度、比拼专业技能的组间竞赛，以更好地触及学生的情绪和意志领域，调动学生学习的积极性，激发学生课堂参与的热情。

二、具体的设计实践

（一）聚焦解决问题——教学设计的基准点

在教学过程中，教师应该关注学生，让学生知道他们为什么要学习这个知识点，学习这个知识点的目的是什么，让学生对课程内容有兴趣，从而促进他们的学习，避免他们的自主神经系统过滤掉教师灌输的知识态度技能，尽可能地让知识态度技能进入他们的短时记忆及长期记忆。中职学生在初中对圆柱已有一定的认知基础，学生会有疑惑：为什么到了职高还要学习圆柱的有关知识呢？

数学教师应该熟悉学生所学的专业中涉及的数学知识。笔者在进行教学设计之前对圆柱这一内容与学生所学专业的联系进行了深入的调查了解（如图2）。首先，在中职机电专业数控方向的机械基础、零件测绘等专业课中，圆柱是构成阶梯轴、六角螺母等零件的基本几何体。其次，经机械制图的专业课教师介绍，多数学生在机械制图专业课中对立体切割三视图缺乏空间想象力，部分学生很难将阶梯轴等零件被切割后的三视图轻松画出。再次，经钳工课的专业课教师介绍，部分学生在钳工课上进行六角螺母毛坯的相关计算时易将圆柱的面积公式和体积公式进行混淆而导致出错。笔者通过“一比”——第一次组间竞赛，先让学生在课前找出专业中的圆柱体，明确学习圆柱的意义，认识到圆柱的学习对所学专业的重要性。

“一比”：反馈前置性作业，比拼观察能力。

课前布置前置性作业：让学生以小组为单位在QQ讨论组中上传自己找到的专业中的圆柱，课上以接龙游戏的形式检测各小组的成果，并为找得最多、最贴近专业的小组颁发“最具观察力奖”。由小组长组织各组成员积极地去观察，去寻找，去挖掘身边的数学元素，以小组为单位开心地在一起分享组内的成果。教师在课上通过接龙游戏的形式检测各小组的成果，进行各小组间的比拼，并对认真付出、细心观察的小组给予及时客观的评价，有助于增强学生学习的自信心和良好学习习惯的养成。获得“最具观察力奖”的小组成员都非常开心，他们感受到了认真付出后的收获的喜悦。笔者感叹学生们的积极性被充分调动后，他们的观察力之强，竞争潜能之大（如图3）。

通过与专业进行链接后，学生认识到有必要对圆柱的相关知识进行巩固与延伸，进一步发展“点、线、面、体”空间观念，为学习机械制图、零件测绘等专业课做好知识储备。把握好这一教学设计的基准点，学生对课程内容的学习自然有了兴趣，同时也可以更好地将知识、技能、态度刻印在脑海之中。

（二）激活原有知识——教学设计的出发点

在教学过程中，教师要想办法让学生投入到学习中，设计能够与学生的过去经历有所链接的活动，当学生有似曾相识的感觉时就会更愿意参与，并会因为自己是主角而感到开心快乐。笔者通过“一微”——第一个微课展示、“一动”——第一个动手操作来辅助学生对原有的知识进行复习，与过去的经历和已学的知识进行链接，为进一步理解圆柱的相关概念做准备。

1.“一微”：观看旋转过程，得出圆柱概念。

学生在初中阶段对圆柱的理解仅仅停留在外观形态上，而中职数学中的圆柱这一节的教学目标是让学生从旋转体的角度去更深刻地认识圆柱，理解圆柱的旋转形成，以更好地培养学生的空间观念。教师利用Geogebra软件制作“点动成线”“线动成面”“面动成体”的动画，演示从点到线、从线到面、从面到体的变化过程（如图4）。中职学生接受知识，喜欢直观的感知，通过观看微视频，体会到点、线、面、体之间的关系，将直观的感知上升到理性的认识，理解圆柱是由矩形绕其一边所在的直线旋转而成，进一步理解圆柱的轴、底面、侧面、母线等概念的由来。通过这样的教学设计，学生对圆柱的概念建构会更加深刻，对空间观念的发展会进一步促进。

2.“一动”：动手制作圆柱，得出性质01和02。

《全日制义务教育数学课程标准》中指出：“有效的数学学习活动不能仅仅依赖模仿与记忆，让学生动手实践、自主探索和合作交流也是学生学习数学的重要的方式。”笔者在教学中也注重学生的动手实践，为学生设计尽可能多的动手操作环节。在“一动”——动手制作圆柱的过程中（如图5），学生注意力集中了，学习兴趣激发了，综合能力提升了。笔者发现很多学生制作的圆柱是不规则的，有的学生制作的圆柱的两个底面不是平行的，有的学生制作的圆柱的母线不是平行的，有的学生做成了圆台等。通过对不规则圆柱进行分析，学生发现从前认识的生活中的圆柱很多都是不规则的（比如粉笔、暖瓶塞等），有的学生之前认为是圆柱的几何体，但从旋转体的角度学习了圆柱后，根据圆柱的定义和性质能够判断它们不是圆柱，因为旋转形成的圆柱要具有以下两个性质。

性质01：圆柱的两个底面是半径相等的圆，且互相平行。

性质02：圆柱的母线平行且相等，并且等于圆柱的高。

维果茨基曾提出“最近发展区”的观点，在教学实践过程中应该将学习者“已有的发展水平和未来的发展潜力”之间的落差看作教学的着力点，同时也是本教学设计的出发点。笔者通过“一微”和“一动”来激活学生原有知识，不仅能唤起进入一个新知识点，而且能完备充实学生的知识储备。

（三）展示论证新知——教学设计的启发点

信息化教學具有传统常规教学无法比拟的优势，能够生动直观地呈现教学内容，降低中职数学教学的难度，帮助学生更好地掌握知识。为了更多样化地示证圆柱的截面性质和面积体积公式，让学生更好地理解圆柱的轴截面和与底面平行的截面，区分记忆圆柱的面积公式和体积公式，笔者通过“二微”——第二个微课展示、“二动”——第二个动手操作、“三微”——第三个微课展示分别让学生直观体验了截面的被切割形成的过程，圆柱侧面展开的过程和圆柱体积的极限求法，并通过“二比”——第二个组间竞赛，调动学生学习的积极性，培养学生的竞争意识。

1.“二微”：123Design软件演示截面，得出圆柱性质03和04。

笔者用123Design软件制作微视频，直观演示圆柱被平面所截后的情况（如图6）。学生能够将圆柱的轴截面和与底面平行的截面看得清清楚楚，从而对截面的空间想象能力自然有了提升，对专业课中的立体切割问题也有了新的认识。受传统教具的限制，以往教师借助实物模型只能演示圆柱被平行于底面的平面所截和被经过轴的平面所截后的截面，但是借助123Design软件，不仅能形象直观地演示这两种截面得到的全过程，而且对学生在专业课中遇到的其他类型的截面的被截取的过程也可以演示得清清楚楚，满足学生的好奇心，同时对学生画曲面立体切割体三视图奠定了坚实的基础，轻松地在数学课上解决专业问题。

2.“二动”：动剪化曲为直，得出侧面积公式。

中职生数学基础相对薄弱，面对满眼的公式，经常措手不及，极易混淆。学生亲自动手验证圆柱侧面的形状，便会印象深刻，对公式能够理解性记忆。师生一起动手剪开圆柱侧面，化曲为直（如图7）。学生沿着母线将自己制作的圆柱侧面剪开时发现圆柱的侧面展开图是一个矩形，要求圆柱的侧面积直接求这个矩形面积就可以了。圆柱的侧面积公式和全面积公式不需要死记硬背，知道侧面和底面的形状后分别求解就可以轻松解决问题。

3.“三微”：借助体积微视频，渗透极限思想。

历届学生在考试中计算圆柱的侧面积和圆柱的体积时，都有将其混淆的现象发生。结合钳工课的专业课教师反映的情况，笔者制作了圆柱被切割重组成近似的长方体的微视频（如图8），让学生亲眼看到圆柱体积公式的由来，同时向学生渗透数学中的极限思想。学生愿意去观看分割重组过程的动画，也很容易记住圆柱的体积和长方体的体积的求法一样，都是底面积乘高，不需要死记硬背，面积与体积的公式自然有所区分。

4.“二比”：扫码抢答练习，比拼反应速度。

在得出圆柱的面积公式和体积公式后进入公式的应用练习环节，笔者借助剥豆豆软件，让学生扫码抢答，并为冠军所在组设定“反应最快速奖”（如图9），在轻松愉快的氛围中完成面积公式和体积公式的巩固练习。在互联网等技术的支持下，教师对学生的评价在准度和精度上也如虎添翼。剥豆豆软件是一个实时问答网站，教师设计问题，建立房间，学生手机扫码，进入房间，进行抢答，以游戏的形式进行知识掌握情况的比拼，教师在大屏幕上实时显示学生回答情况的排名，利用软件给学生以客观精准的评价。每个人心理都有“争取第一”的情愫，这样的活动形式学生乐于接受，当学生的积极性被充分地调动，其课堂参与的热情会有显著的提升。

笔者紧紧抓住教学设计的启发点，尽可能多地调动了信息资源，利用软件制作微视频动画，形象生动地让学生体验圆柱被切割的过程、侧面化曲为直的过程、体积公式由来的过程，以更好地教会学生理解知识，同时在教学过程中适当地借助互动软件和互动平台，可以为中职数学课堂注入新的活力，给学生带来耳目一新的学习体验。

（四）尝试应用练习——教学设计的成长点

在教学过程中，教师要给学生提供情景让他们去练习，去强化。笔者通过“三动”——第三个动手操作，让学生利用专业中的游标卡尺，借助专业技能，动手测量专业中的零件“六角螺母”的内径、高等数据，并利用所学的数学知识求出其体积。

“三动”：利用游标卡尺，动手测量数据。

中职数学教师具有大数学观，方能提高中职数学的教学效果，即了解专业课对数学知识的需求，注重数学在专业中的应用，明确两者之间的契合点，实现数学知识与专业技能的相互渗透。笔者结合专业背景选择钳工课上的加工对象——六角螺母毛坯（如图10），为节省毛坯，降低成本，需要先计算一下六角螺母的体积。教师发放六角螺母。学生在数学课上看到了专业零件，感受到数学与专业的密切联系，当需要用专业工具游标卡尺测量六角螺母的内径、高等数据时，一些数学基础虽薄弱但专业技能很强的学生迎来了大显身手的机会，跃跃欲试，兴奋不已，增强了自信心，同时在计算六角螺母的体积时用到了数学课上学习的圆柱的体积公式，体会到专业中的数学元素。通过这样的教学设计，学生体会到数学与专业的结合，实践了专业技能，感受到数学价值。这正是教学设计的成长点，让学生学有所思，思有所练，练有所获。

（五）融会贯通掌握——教学设计的促进点

在教学过程中，教师要通过变形问题或适当改变情景让学生学会举一反三来解决问题。笔者继续将六角螺母的问题进行延伸，让学生探究六角螺母的全面积的问题，并结合专业背景引出阶梯轴的全面积及体积问题。课后不仅由数学教师对各组成员进行评价，而且通过“三比”——第三次组间竞赛，邀请专业课教师给予多元评价。

情景1：钳工课上同学们将对六角螺母毛坯进行加工，为了确保制作到位，先要对六角螺母的全面积进行测算，请同学们求出六角螺母的全面積（如图11）。

情景2：下学期同学们将进行数控中级工的考试，目前数控车工的加工对象——阶梯轴实物还没到位，请同学们先虚拟来看阶梯轴，计算出它的全面积和体积，从而为实物的计算做准备（如图12）。

“三比”：分工测量数据，比拼专业技能。

在测量六角螺母和阶梯轴等数据过程中，由小组长对组员的分工测量情况用手机拍摄成视频，发送给零件测量的专业课教师，课后由专业课教师进行评价，并为测量最标准的小组设定“最佳技能奖”（如图13）。

这样的教学设计能够将学生的专业技能和数学素养进行有机融合，在数学课上测量得出实物体的实际数据的过程中检验了学生的专业技能，辅助零件测量的专业课教师布置了一次恰到好处的技能检测，同时，也让学生体会到数学在生活中的应用，学习数学可以用来解决生活中和专业中的实际问题。中职学生就是需要不断地实践操练，不断地发现问题，及时纠偏反馈，进而不断地提升技能，完善自我。让学生借助所学数学知识，提升自身技能，解决专业问题，热爱所学专业，正是教学设计要达到的促进点。

三、设计的实践反思

笔者借助“五星教学理论”的整体设计与“三微、三动、三比”的有序设计的有机结合，做到教学目标、教学方法、教学评估的匹配一致。三次微课展示，触及了学生的情绪和意志领域，调动了学生学习的积极性，激发了学生课堂参与的热情。三次动手操作，充分发挥了发现学习的作用，开发了智慧的潜力，激发了学习的动机，衔接了数学与专业，有助于记忆的保持。三次组间竞赛，激发了学生学习的积极性，增强了学生的竞争意识，培养了学生的团队协作精神。可以说，这样设计的课堂教学，学生的思维是活跃的，探索的空间是广阔的，操作的过程是自主的，教学的形式是开放的，学生的心情是愉悦的。综观整个教学设计在教学中的实践，笔者认为有三大亮点。

（一）切割视频，突破难点

利用123Design软件制作的轴截面和平行于底面的截面的视频，弥补了常规教具的缺陷，突破了截面空间想象的难点。借助123Design软件，不仅能让学生形象直观地看到轴截面和平行于底面的截面的形状及其被切割得来的过程，而且在分类讨论圆柱被平面所截后的情况时，还可以根据学生所想，教师现场操作展示其他类型的截面形状，能够帮助学生理解机械制图专业课中曲面立体切割体三视图。此环节改变了学生课堂上的精神状态，抬头率达百分之百。

（二）衔接技能，服务专业

将圆柱这一数学知识与学生所学的专业背景有机融合，让学生利用专业工具游标卡尺，动手测量零件六角螺母和阶梯轴的相关数据，衔接了专业技能，服务了所学专业。学生在数学学习的过程中“遇见”了专业中的基本零件，也在专业技能操作的过程中“找到”了数学元素，为数学基础相对薄弱但专业技能较强的学生提供了展现的平台，增强了学生“学数学”及“用数学”的意识，增强了学生学习的自信心。

（三）竞争机制，多元评价

在圆柱的面积公式和体积公式得出后进行公式的应用巩固环节，借助剥豆豆软件，学生扫码抢答，通过信息化手段客观评价各小组的抢答练习情况，客观公正，增强了竞赛的平等公正性，学生乐于参与，乐在其中。同时采用了学生自评、组间互评、数学教师评、专业教师评等多种评价方式，以帮助学生更好地剖析自己，不仅注重学生的学习表现，更考虑了学生的持续学习，以促进其综合发展。

“五星教学理论”为中职数学教学设计提供了理论和教学法的指导，信息化教学已成为新时期教育发展的必然趋势。我们中职一线教师要不断进行探索和实践，以专业课对数学知识的需求为切入点设计出更适合中职学生的教学设计。教学设计本身并没有精细粗野、优劣高低之分，不同的教学设计适合于不同的教学任务或教学目标。教师在实际教学中要根据学生具体的情况进行具体的调整，以学生所学专业为导向，以先进教学理论为指导，以先进信息技术作支撑，进行恰当合理的教学设计。

【参考文献】

[1]钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2013，19（01）：58-64.

[2]盛群力，宋洵.五星教学模式的应用探讨——兼及一堂课的分析[J].湖南师范大学教育科学学报，2008，7（01）：69-72.

[3]刘小晶，张剑平，杜卫锋.基于五星教学原理的微课教学设计研究[J].现代远程教育研究，2015（01）：82-89，97.

[4]胡维.基于五星教学模式的大学英语阅读微课教学设计[J].校园英语，2015（35）：2-3.

[5]秦侠.中职机电专业数学理论与专业实践的科学整合[J].读与写（教育教学刊），2015，12（05）：251.

[6]郭璐.中职数学教学中信息化手段的应用研究[J].中华少年，2017（30）：232.

[7]姚杰.基于专业需求的中职数学教学改革[J].中学生数理化（教与学），2017（10）：68.

[8]李岗.微课教学技术支持下的中职数学教学反思[J].考试周刊，2017（79）：87.

[9]王明红.中职数学教学与专业学习的有机结合探究[J].职业，2017（26）：111-112.

作者：周丹

基于计算思维的网站设计论文 篇2：

微课的情感设计策略研究

摘 要 以唐纳德·A.诺曼的情感设计三层次理论为基础，以爱学堂网站上典型微课为例，对微课的情感设计进行分析，并提出相关策略。

关键词 微课；情感设计；教学设计；实验

文章編号：1671-489X（2018）04-0051-03

Key words micro-lectures； emotional design； teaching design； experiment

1 引言

随着信息技术在教育教学中的逐渐深入应用，微课作为一种新型数字化资源，以其短小精悍、丰富多样等特点，受到广大教育工作者的青睐。通过分析文献发现，我国关于微课的大规模研究始于2012年，包括微课的概念辨析、理论基础、技术开发、资源建设与应用等研究。其中在资源建设方面大多针对某一学科或某一门课程、章节而进行微课设计与制作研究，很少有学者研究从情感角度设计微课。学习者通常在没有教师看管的独立环境下进行观看学习，如果微课仅仅以讲解知识点为主，缺乏情感因素的渗透，就会使学习者感到枯燥乏味甚至中断学习。因此，在微课的设计中渗透这种情感因素，使学习者在观看微课时有良好的情感体验，沉浸其中，至关重要。

2 情感设计理念

心理学把情感定义为人对客观现实的一种特殊反映形式，是人对于客观事物是否符合人的需要而产生的态度的体验[1]。唐纳德·A.诺曼在其著作《情感设计》中，阐述了情感在商业产品设计中所处的重要地位与作用，主要观点为：“一件能够令人愉悦、具有美感的物品，满足消费者的感官需求，令使用者对此物品的印象更为深刻，使用者感受到物品所带来的吸引力，从而形成情感上的联系。”他将人类大脑活动分三个层次：先天的部分，叫作本能层；控制身体日常行为的运作部分，叫作行为层；还有大脑的思考部分，叫作反思层，如图1所示[2]。情感设计理念提倡在产品设计时要充分考虑消费者的情感体验，使产品能够促发消费者积极的情感体验，从而促进消费者购买行为的产生。

情感设计三层次理论原本运用于工业产品设计中，通过将工业产品赋予情感以达到吸引费者的目的。随着对情感研究的深入，情感设计理念在建筑及包装设计、软件设计、和环境设计等诸多领域已被广泛应用[3]。微课也可以看作一种教育产品，将情感设计理念融入微课中，可以使学习者在观看微课的过程中产生积极情感，从而达到提高学习效率、激发学习动机等目的。微课的情感化设计是指基于情感化设计理念，在微课的设计中添加激发学习者情感因素的因子，从而使学习者在观看微课时产生积极的情感体验。

本能层 本能层为大脑最原始、最简单的部分，它仅仅依靠简单的信息传感系统对外界环境做出反应。“本能层次无法进行推理，不能将现状和历史进行比较。本能层是外观要素和第一印象形成的基础，它是先于意识和思维的。”[2]本能层的设计强调产品带给使用者的初步印象，特别是产品的外观、触感等。苹果电脑公司发现，当色彩缤纷的iMac电脑上市时，销售量立刻上涨，尽管那些华丽的机箱里预装的是和苹果别的款式的电脑一样的硬件和软件，而那些电脑销售得并不怎么好。本能层对应产品的外观，优秀的本能层可以在第一印象给消费者带来期望、惊讶、好奇的感受。

行为层 行为层是用户在产品使用过程中的体验，比如使用高效的工具完成任务的喜悦。行为层对应产品的功能、易理解性、易用性和感受。其中，功能是指功能的指向明确，实用性强；易理解性是指用户使用物品时的流畅

感；易用性是指用户使用物品时的效率感；感受是指用户使用物品时的真实感觉。

反思层 只有在反思层，才能体验思想和情感的完全交融，也只有这个层次才存在意识和更高级别的感觉、情绪及知觉。在更低的如本能层和行为层，仅仅包含情感，没有诠释或意识。诠释、理解和推理来自反思层次。比如一张老照片，虽然褪色陈旧，却将它视为珍宝，是因为它能唤起对往昔美好时光的回忆。反思层可以使用户树立自我形象、个人满足、回忆。

三层次理论在本能层上对应产品的外观设计，强调带给消费者期望、惊讶、好奇的情感体验。行为层对应产品功能、易理解性、易用性、感受的设计，强调带给消费者在选产品的过程中，有功能指向明确、实用性强的感受，使用产品时的流畅感、效率感、真实感。反思层上要符合消费者的自我形象、个人满足，唤起消费者的回忆，带给消费者尊重感、认同感、成就感、满足感，如表1所示。

3 学习的情感体验相关研究

学业情绪 董妍、俞国良认为，在教学或学习过程中，存在几种与学习相关的情绪体验，包括高兴、焦虑、气愤、厌倦、失望等都是学业情绪，并提出学业情绪的种类：积极高唤醒学业情绪主要有希望、高兴、骄傲等具体情绪种类；积极低唤醒学业情绪主要有满足、平静和放松等具体情绪种类；消极高唤醒学业情绪包括愤怒、焦虑、羞愧等具体情绪种类；消极低唤醒学业情绪包括疲乏、沮丧、无助、厌倦、心烦等具体情绪种类，其中疲乏—心烦是指学业情绪的生理表现[4]。

在微课的设计中要促进学习者产生高兴、骄傲、希望等高唤醒度的情绪体验，而尽量避免厌倦、无助、沮丧、疲乏、心烦等消极唤醒情绪产生。

沉浸理论 沉浸理论又称心流理论。沉浸是指参与者在进行某种活动时，能够高度集中注意力，过滤掉所有不相关的知觉，并且完全投入活动情境中，陷入参与者所想象或设计者所设计的虚拟情境中的一种状态。沉浸状态被认为是活动的最佳状态[5]。马西米尼（Masismini）领导的研究团队提出心流体验仅当挑战和技能处于平衡状态，并且都达到一定强度水平时才会发生，而这个强度正好是个人所面临的挑战与可能掌握的技能的平均水平。随着研究的深入，马西米尼和卡里对挑战与技能的关系进行了全面梳理，最终得到八种组合关系，如图2所示：高挑战和中等技能——激发；高挑战和高技能——心流；中等挑战和高技能——掌控；低挑战和高技能——厌倦；低挑战和中等技能——轻松；低挑战和低技能——冷漠；中等挑战和低技能——担心；高挑战和低技能——焦虑[6]。

在高挑战和高技能时心流就会产生，学习者在学习时就会沉浸在设计者设计的情境中，这时会有积极的情感体验产生。在微课的设计过程中要设置一些符合学习者水平的挑战，来激发学习者沉浸状态的发生。

4 典型微课情感设计分析

微课设计要素分为基本信息、教学设计、画面、声音。基本信息指学习者第一眼看到的微课信息，包括微课片头的微课名称、课程基本介绍以及片头的画面风格等。教学设计指微课知识点讲解的整体规划，包括知识点讲解方式的设计、教学过程的安排等。画面是微课整体的画面风格。声音包括教师语言和背景音乐，其中教师语言指教师的语言风格、语音语调等，背景音乐是在微课播放过程中持续存在的音乐。

下面以爱学堂网站中的典型微课为例，分析微课的情感化设计。

《化学的前世今生》情感设计分析 “化学的前世今生”就是微课的基本信息，设计者将基本信息清晰地呈现在学习者面前，名字既有趣味性，又能准确地概括微课的内容。这样的设计在本能层上可以使学习者一看到标题就知道这是不是自己所需要的微课，并且能引发学习者的兴趣和好奇。

在画面设计上，无论是基本信息的画面，还是讲解过程中的画面，在颜色搭配上都十分鲜艳而富有活力；画面风格和人物都是初中学生喜爱的卡通风格，如图3所示，在本能层上使学习者在第一眼看到微课时就被吸引。

在教学设计上创设学生在课堂中的情境，将化学知识的学习与生活实际相结合，不仅让学习者在行为层上能轻松理解讲解的内容，还可以使学习者在反思层上有带入感。

在声音设计上采用轻快的没有人声的背景音乐，教师语言风趣幽默，在反思层上调动学习者跟着音乐的律动，产生轻松愉悦的感受，不会懒散厌倦，使学习者产生良好的情感体验。

《通电导线在磁场中受到的力》情感设计分析 在物理学科的微课中，讲解实验的微课居多，这类微课多以真实实验录制为主，学习者在观看时会感觉枯燥。而此微课把枯燥的物理实验变成卡通风格，色彩鲜艳、富有活力，如图4所示，使学习者在本能层上有新鲜感，有继续看下去的欲望。

在教学设计上提前预知学习者在学习判断受力方向时会不好记，于是用“这也太不好记了，有木有”引出“左手定则”，帮助学习者更好地去进行受力判断。这样的设计道出学习者心声，可以使学习者在反思层上产生共鸣，让学习者有亲近感。同时在语言方面，一些口语化的词语也可以在反思层上拉近讲解者与学习者的距离，让学习者有积极的情感体验。

“它是不是会受到其他磁场力的作用呢”“既不平行又不垂直的放置时又该如何计算呢”，这些话向学习者抛出问题，然后通过一系列讲解，将复杂问题分成几个小问题，然后将其解决，使学习者在反思层上有解决问题的自豪感、满足感。

5 微课情感设计策略

基于情感设计三层次理论，通过对学习情感体验相关理论以及现有典型微课的分析，得出微课情感设计策略。

语言魅力 在微课情感设计过程中，教师语言是影响学习者情感体验的重要因素，教师风趣幽默的语言可以在本能层上吸引学习者，带给学习者愉悦的情感体验。教师有亲和力的语言还可以在反思层上带给学生代入感。

创设情境 在教学设计时应创设与学习者生活息息相关情境，在反思层上唤起学习者真实经历过的回忆，使学习者产生代入感、认同感。

角色转换 在微课讲解过程中，教师不再是高高在上的老师，不再是知识的灌输者，而转换成与学习者平等的朋友，是知识的引导者，可以使学习者放下紧张的情绪，轻松愉悦地学习，产生被尊重的感觉。

画面吸睛 画面设计要吸引学习者眼球，让学习者在第一眼看到微课时就想继续看下去，产生期待、惊讶等情感体验，在本能层上吸引学习者。

节奏轻快 微课的整体节奏不能太慢，也不能过快，应该有一个轻快的节奏，使学习者在观看微课的过程中始终保持注意，不会因为节奏太慢而有懒散、厌倦的情绪，也不会因为节奏太快跟不上而放弃学习，在行为层上带给学习者积极的情感体验。

设置挑战 在微课中设置难度适中的挑战。设置太难的挑战，会使学习者产生畏难、恐惧的情感；挑战过于简单，学习者会感觉无聊；设置难度适中的挑战，可以使学习者产生自豪感、满足感，产生心流体验。

6 结束语

在微课设计过程中，设计者不仅要关注学习者的认知，还要时刻关注学习者的情感，要让学习者在观看微课中有积极的情感体验。掌握知识并不等于快乐学习，情感设计三层次理论为微课的情感设计提供了重要指导，在微课的基本信息、教学设计、画面、声音设计中渗透情感设计策略，会让微课变得更加生动、富有吸引力，给学习者带来积极的情感体验，使学习者沉浸在学习之中。

参考文献

[1]柳沙.设计艺术心理学[M].北京：清华大学出版社，2006.

[2]诺曼.设计心理学3：情感设计[M].何笑梅，译.北京：中信版社，2012：7.

[3]李彤彤，馬秀峰，马翠平.教育游戏的情感化设计探究[J].现代教育技术，2010，20（9）：32-34，39.

[4]董妍，俞国良.青少年学业情绪问卷的编制及应用[J].心理学报，2007，39（5）：852-860.

[5]张娜娜.沉浸理论在慕课课程开发中的应用[J].高等继续教育学报，2016（3）：54-57.

[6]邓鹏.心流：体验生命的潜能和乐趣[J].远程教育杂志，2006（3）：74-78.

[7]梁新春.网络电子书籍设计中的情感化语言解析[J].中国出版，2012（10）：49-50.

[8]郑炜冬.微课情感化设计：理念、内涵、模型与策略[J].中国电化教育，2014（6）：101-106.

作者：周雯 李美凤

基于计算思维的网站设计论文 篇3：

“电路分析”课程研究性教学探讨与案例设计

摘要：重点介绍了“电路分析”研究性专题案例的详细设计，分析了以这些专题案例为核心的教学过程及具体措施。通过开放的课程资源和基于问题的学习使得学生逐渐提高自主研究和学生的能力。

关键词：电路分析;研究性教学;教学案例设计

现代高等教育特别注重对学生创新素质、创新能力的培养。创新教育是以激发人的创新精神和创新能力为重点，以培养受教育者创新意识、创新思维和创新习惯为目标的教育形式[1]，涉及到整个社会教育的更新，这需要花费相当长的实践才能实现。[2]要实现这个目标就是要在教学环节中注重对学生创新能力的渗透和培养。在创新教育的各种形式中，研究性教学受到了越来越多的重视。研究性教学的实质与灵魂是学习者知识的自主建构，研究性教学过程就是把研究和教学结合起来，就是用研究的观点、方法和过程改造传统的教学。研究性教学并非是新生概念，并非是学术性研究（并非是高难度），研究性教学并非具有统一模式。研究性教学不仅强调如何教，更强调如何学。在研究性教学中存在着教、学、研究相结合的特点，集中体现在课内讲授与课外实践相结合，教师引导与学生自学相结合，教材学习与广泛阅读相结合，传统继承与研究创新相结合，知识传授、思维训练和研究能力的培养相结合[3]。

对于工科大学生来说，创新能力的培养是一个贯穿整个本科教育周期的过程，必须通过科学完整的专业培养才能够实现，而具体课程都是其中的一个环节。“电路分析”是工科学校内信息类和电类相关专业电子技术方面入门性质的技术基础课，在电类相关专业的发展中占有重要地位。在“电路分析”课程的实际教学中常会遇到以下四个问题：课程内容多，信息量大，而学时相对较少;理论教学和工程应用脱节，导致学生不会运用知识;教学内容和范例主要以抽象的理论分析和计算为主，很少涉及应用[4];在“电路分析”课程教学阶段由于学生还缺乏必要的知识储备，所以创新对学生来说还是可望而不可及的。

针对上述问题，许多高校在“电路分析”或“电路原理”课程的教学中进行了研究性教学的探索和尝试，取得了一些有益的成果。[5-7]但是考虑到“电路分析”课程在专业学习中的基础地位以及目前我国高等教育的现状，笔者认为研究性教学改革更为理性的目标是着重强化电路基础教学，培养学生的创新潜能。[8]

一、“电路分析”研究性教学目的与模式

“电路分析”课程研究性教学的目的和意义在于探索以学生为本，有利于学生自主学习与科学研究的“电路分析”课程教学模式，推进工科电类专业人才培养模式的整体改革。充分发挥学生学习的主动性、积极性和创造性，提高学生自主学习与研究的能力，培养学生勇于探索、求實创新、主动学习的良好习惯，培养学生的创新精神、实践能力和终身学习的素养，奠定学生自主学习和科学研究的基础。“电路分析”课程是科学教育和工程教育的结合体，既强调分析问题和以逻辑方式解决问题能力的培养，又强调对综合设计能力的培养和利用现有知识创造新的有用的事物。因此“电路分析”课程研究性教学的目的还在于有意识地培养学生科学抽象的观点和工程创新的观点。而只有让学生在课内和课外均以研究的心态对待教学内容，才能有效地使学生建立这两种观点。[5]

为了能够达到研究性教学的目的就要求完成以下几项转变：教学思路的转变——由“知识点讲解型”向“以问题为导向型”转变;课程训练环节多元化的转变——由多元化课程训练环节提高自主学习能力;教师角色的转变——由“灌输者”向“引导者”转变;学生角色的转变——由“被动接受者”向“自主学习者”转变;教学考核方式的转变——由“应试型”向“多元型”转变 。

这几项转变决定了“电路分析”课程研究性教学采用的教学模式应该充分考虑教学基础、教学过程和教学目标之间的关系：

“电路分析”课程教学基础包括两类，一是与课程相关的高等数学、普通物理等相关基础课，二是与之相关的一些通识教育基础课程。在以上基础上才能开展正常的研究性教学。如果教学基础不牢固往往造成教学目标难以实现。目前在部分高校的“电路分析”课程教学进程超前于高等数学进程的情况，这就会严重影响研究性教学质量。

“电路分析”课程的教学过程是以学习方法和训练载体为核心组成的。其中学习的方法有很多种，常用的有启发式、问题式、案例式、设计式、研究式等。训练的载体包括了“电路分析”课程的主要内容结构以及课程研究性专题案例组成。采用学习的方法利用训练载体进行训练完成教学目标。

“电路分析”课程教学目标是培养学生科学抽象的观点和工程创新的观点，进而提升学生自主学习、研究与创新的能力。以上目标的达成需要基础牢固、教学过程完善才能实现。

由以上分析可以看出，“电路分析”课程研究性教学模式是一种三层结构，如图1所示：

二、“电路分析”实施过程与案例设计

一般地，研究性教学的实施过程如图2所示。在研究性教学实施过程中，课程开放资源、学习者学习、研究性教学方案设计、学生的研究设计及报告都紧紧围绕研究性专题和案例而进行。通过“电路分析”课程研究性教学模式可以看出，对于研究性教学而言，与传统的教学方法比较，研究性专题和案例的设计是核心内容，它是主要体现研究性教学特性的核心要素。因此，研究性专题、案例的设计和选取在很大程度上决定了研究性教学的质量。在研究性专题和案例的基础上师生通过创设情境、启发思考、自主（或小组）探究、协作交流、总结提高达到学习知识的目的。

但相对于一些专业课程的研究性教学而言，“电路分析”的研究性专题和案例的设计面临着一个困难。一方面，电子信息领域是一个发展迅速、不断创新的领域，电路理论的应用背景、研究的侧重点和分析手段也有变化和更新。作为精简的“电路分析”基础课程，一方面要回归电路分析最基本的概念和方法，另一方面也需要将现代电子技术的最新发展介绍给学习者。这就需要通过学习者自己的努力，突破教材内容的限制，通过参考资料的搜集和阅读了解新知识、新领域和新方法。而另一方面作为专业入门的基础课程，学习者还不具备完整的理论体系，对工程应用背景理解并不深入。在电子工程、控制工程和通信工程的许多实际问题中，虽然电路分析的理论和方法都起着重要作用，但要想解决这些问题不是“电路分析”一门课程就可以完成的。

因此在“电路分析”课程研究性教学中的专题案例设计不能简单地使用工程实践的案例，应该从培养学生的创新潜能出发，对所选实例进行化简和抽象，提炼有一定挑战性的现实问题，以问题为导向的主动式学习来激发学生学习知识的兴趣，使学习者挖掘与利用开放性、多样化资源，相互沟通、合作、分享不同的视角与观点，思考并尝试解决问题，有助于同学们理解电路课程的知识体系，加深对于所学理论和方法的理解。

基于以上考虑，“电路分析”研究性专题案例可以采用三种不同的类型进行设计。这三种类型的专题案例分别是认知型、分析型、综合设计型。在多年的教学工作中，北京信息科技大学电路分析课程组逐渐摸索和设计了一些具有特点的研究性专题案例，题目如表1所示。

表1 电路分析研究性教学专题案例

序号 专题案例题目 类型

1 无源器件的认识 认知型

2 Matlab在电路分析中的应用 认知型

3 使用Multisim进行电路仿真 认知型

4 戴维南定理的应用意义 分析型

5 一阶电路-闪光灯电路的原理分析 分析型

6 相量是定义、使用和意义 分析型

7 RLC电路的动态特性综合研究 综合设计型

8 射频识别卡原理研究 综合设计型

认知型案例包括“无源器件的认识”、“Matlab在电路分析中的应用”和“使用Multisim如何进行电路仿真”三项。其中：

案例1：无源器件的认识。对于刚刚接触电路分析知识的学习者而言，无源器件的电气特性、伏安关系需要重点掌握。而在实际应用中，必须了解各种类型的无源元件（包括同一种类，但不同原理、原料和封装的元件）。另外，随着科技的进步，学习者有必要了解一些最新研究成果，例如：忆阻器的定义、伏安关系、最早如何发现、如何制备等等。只有通过深入研究和调研，学习者才能有所收获与体会。

案例2：MATLAB在电路分析中的应用。电路分析不仅为后继课程提供了深厚的理论基础，也为电路的分析计算提供了各种方法。利用MATLAB软件，学生自主编程实现支路电流、回路（网孔）电流和结点分析等分析算法，计算和分析典型直流电阻电路、动态电路、正弦稳态电路例题。这样可以使学习者通过编程的过程，能够深入掌握一般的电路分析方法。

案例3：使用Multisim进行电路仿真。使用EDA工具进行电路仿真是电路分析学习者需要理解和掌握的知识。Multisim是在后续的电子技术课程中有广泛使用的EDA软件，该案例要求学习者了解Multisim软件中自带的元件库中的各种类型元件;掌握Multisim软件中自带的各种类型的虚拟仪器使用;了解Multisim软件自带的各种电路分析工具使用。设计简单的仿真实验、验证基尔霍夫定律、叠加原理和戴维南定理。

分析型案例包括“戴维南定理的应用意义”、“一阶电路-闪光灯电路的原理分析”和“相量是定义、使用和意义”三项。其中：

案例4：戴维南定理的应用意义。戴维南定理是最常用的电路简化方法。由于戴维南定理都是将有源二端网络等效为电源支路，所以统称为等效电源定理或等效发电机定理。学习者在案例研究中阅读戴维南定理原始文献，分析戴维南定理的使用范围，总结运用戴维南定理分析线性电路的方法和意义。最后需要总结整个电路分析课程中涉及到戴维南定理的各个知识点。

案例5：一阶电路—闪光灯电路的原理分析。一阶电路的时间常数是电路分析课程中重要的概念，在电子技术中有重要作用。除了掌握一阶电路的求解之外，学习者有必要掌握利用RC一阶电路时间常数的概念实现时间的自动控制。该案例以闪光灯电路为例，要求学习者查阅资料，选定电子器件设计一个自动定时汽车闪光灯装置，模拟汽车转向时其转向灯的闪烁过程。对电路设计进行Multisim软件仿真。调整电容和电阻的大小，观察闪光灯闪动频率的变化。

案例6：相量定义、使用和意义。该案例要求阅读1893年德国科学家、IEEE（电气与电子工程师协会）前主席斯坦梅茨（Charles Proteus Steinmetz，1865～1923）的故事。总结相量法求解正弦稳态电路的算法。确定相量法的使用条件，明确相量法结果的物理概念，对比时域经典方法与相量法在正弦稳态电路分析中的对比。学习者需要报告自己对相量法的认识，对它的重要性的体会。通过观察，总结出关于响应的几条性质。

综合设计型案例包括“RLC电路的动态特性综合研究”和“射频识别卡原理研究”。其中：

案例7：RLC电路的动态特性综合研究。案例要求学习者分析、仿真RLC串联、并联电路的动态响应与元件参数的关系;分析、仿真测量谐振状态附近电路变量的变化情况、谐振状态的测量;了解谐振电路Q值与元件参数关系、Q值对频率响应曲线的影响;查找一种RLC频率处理电路的应用，并进行仿真。

案例8：射频识别卡原理研究。近距离的射频识别系统采用耦合线圈。学习者利用Multisim的频率扫描分析，测量频率从变化时，初级线圈电容上电压幅度的变化情况;当控制电压为方波时，观察初级线圈电容上电压波形;设计一种电容电压幅度检测电路。

以上的专题案例共8项，其中认知型案例3项、分析型案例3项、综合设计型案例2项。这些案例的研究覆盖了“电路分析”课程学习中需要掌握的重点和难点内容，同时也注重引导学习者逐步提高使用计算机工具完成电路设计、仿真和分析的能力。除了综合设计型案例难度较大之外，其他的专题案例都是在学习者力所能及的范围之内的。通过实践情况看，认知型和分析型的专题案例大多数学生可以完成，也很感兴趣。

从研究性教学过程来看，研究性教学方案的设计是教学过程的开始，目标是通过教学方案的设计驱动学生在系列研究专题的分析与设计过程中，基于问题的驱动，逐步掌握科学研究的一般过程与成果的表达，以培养学生的创新精神、实践能力和终身学习的素养。因此需要精心进行教学方法设计，需要在基于问题的课堂理论讲授、课内实验、开放实验、专题研究、专题报告、课外作业教学网站辅助等方面进行一系列探索。

三、结论

“电路分析”是信息和电类相关专业电子技术方面入门性质的技术基础课，是培养学生动手能力和创新能力的重要课程，在信息和电类相关专业的发展中占有重要地位。由于“电路分析”在整个课程体系中处于基础层，所以该阶段的研究性教学应该以培养和挖掘学生的创新潜能为主。本文介绍了“电路分析”课程中研究性教學的目的和理念，重点分析了研究性教学的实施过程及案例设计。在今后更长期的时间里，要不断深入教学改革，不断探索结合实际的教学方法和手段，才能培养学生自主学习的兴趣，提高研究性教学质量，实现学习者创新潜质的提升。

参考文献：

[1]李传锋，徐迎曦，等.创新教育在电路分析教学中的应用研究[J].中国现代装备，2010，（15）：151-153.

[2]潘懋元.我看应用型本科院校定位问题[J].教育发展研究，2007，

（7-8A）：34-36.

[3]高晶敏，李邓化，张金龙，等.电工电子实验教学中心服务应用型人才培养的实践探索[J].清华大学教育研究，2010，31（增1）：136-139.

[4]李春明，高志奇.“电路原理”课程研究性教学探讨[J].电气电子教学学报，2012，34（2）：28-29.

[5]于歆杰，陆文娟，王树民.专业基础课中的研究型教学——清华大学电路原理课案例研究[J].高等工程教育研究，2006，（1）：118-121.

[6]王光明，杨俊.《电工与电路基础》研究型教学探索与实践[J].高等教育研究学报，2013，36（1）：37-39.

[7]沈一骑，万凯.电路分析实验的改进与研究性拓展[J].实验技术与管理，2013，30（4）：24-26.

[8]杨鸿波，高晶敏，等.“电路分析”课程教学改革的探索与实践[J].中国电力教育，2011，（2）：99-100.

（责任编辑：王祝萍）

作者：杨鸿波 高晶敏 魏英 柴海莉