數(shù)字電子技術課程教學模式創(chuàng)新探析

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摘要:針對“數(shù)字電子技術”課程的教學現(xiàn)狀分析，提出了該課程教學改革的具體措施，按照建構主義教學方法，重構教學內容，對學生按照職業(yè)崗位進行分組，更接近職業(yè)項目團隊。結合WEB3D電路VR平臺，提升學生的項目實踐技能。教師使用電路實物進行關鍵技能點示范，突破教學難點。課前線上自學，課中多維互動，課后溝通交流，企業(yè)導師和教師共同參與項目評價，提升了學生自主學習及實踐能力。

關鍵詞:建構主義；多維互動；虛擬仿真

“數(shù)字電子技術”（簡稱“數(shù)電”）是電子信息工程技術、通信技術及應用電子技術等專業(yè)的專業(yè)基礎課，且是一門非常重要的工程技術類課程。它的先修課程是“電工技術”和“模擬電子技術”，后續(xù)課程為“單片機技術”、“嵌入式技術”等專業(yè)核心課程，所以該課程具有承上啟下的作用，可以培養(yǎng)學生的動手實踐能力及思維創(chuàng)新能力，并且能綜合運用所學知識解決數(shù)字電路相關應用問題，為后續(xù)其它專業(yè)課程的學習打好基礎［1］。然而，很多學生表示在學習這門課程時比較吃力，他們普遍認為該課程理論知識較多，理解難度較大。目前多數(shù)院校的“數(shù)電”課都是圍繞教師為主體，主要是教師講授，學生被動接受。教師關注的焦點是怎么把某個知識點給學生講清楚，而不是站在學生的立場，思考學生怎么學才能主動掌握知識，變被動講授到主動思考。所以學生缺少主動想辦法來獲取知識的能力。整個教學過程并不能以學生為主體。許多教師在該課程的教學過程中沒有正確理解課程改革創(chuàng)新的重要性，因此該課程的教學缺乏時效性［2］。目前“數(shù)電”課程的考核辦法都是平時成績（做作業(yè)情況和上課到課率及回答問題情況）＋期末成績兩部分構成，沒有形成過程性考核，考核方式也太過單一。缺乏形成性評價，不利于教師實時調整教學策略，不斷優(yōu)化教學策略［3］。大一的學生對本專業(yè)的崗位所需專業(yè)知識認識不夠，也沒有具體的實踐經(jīng)驗，規(guī)范意識不強，職業(yè)素養(yǎng)水平有待提升。

1《數(shù)字電子技術》課程創(chuàng)新的必要性

由于《數(shù)字電子技術》這門課程是電子信息工程技術專業(yè)的專業(yè)核心課程，故本門課程的相關教學內容就顯得十分重要。但是基于目前教學現(xiàn)狀分析，我們的教師還是在使用傳統(tǒng)的教學方法，在課程設計和教學理念上還存在很多急需改進的地方。且學生較難接收枯燥的理論知識，但思維活躍。為了適應授課對象的具體情況，培養(yǎng)學生創(chuàng)新設計及應用能力，同時為了適應當今信息化教育的發(fā)展趨勢，使我們的課堂變成高效率的課堂，急需對現(xiàn)有《數(shù)字電子技術》課堂教學進行改革及創(chuàng)新，有效改變傳統(tǒng)教學的弊端和不足，使其朝著更好的方向不斷發(fā)展。

2教學改革思路與實施措施

2．1采用建構主義教學方法

將現(xiàn)有數(shù)字電路新知識建立在學生原有的電路基礎知識紙上，符合建構主義的學習認知規(guī)律，職業(yè)崗位進行分組，更接近職業(yè)項目團隊。結合WEB3D電路VR平臺，將理論知識與實踐知識相結合，提升學生的項目實踐技能。

2．2突破教學重難點

針對教學重點和難點，教師采用各種與具體電路相關的視頻進行情境導入，并引入游戲環(huán)節(jié)，調動學生參與學習的積極性。團隊協(xié)作提交設計方案，協(xié)助教師突破難點；針對教學重點，教師使用電路實物進行關鍵技能點示范，學生按照企業(yè)標準規(guī)范化進行虛擬仿真訓練，企業(yè)導師和教師共同參與項目評價。2．3提升學生的學習興趣在學習《數(shù)字電子技術》這門課程時，由于它的知識點本身具有一定的系統(tǒng)性，所以老師在教學過程中需要遵循循序漸進的規(guī)律，根據(jù)學生學習過程中存在的問題實時反饋，密切關注學生學習進展，對教學創(chuàng)新過程中存在的問題及時調整，促進教學更好發(fā)展。今后可以繼續(xù)推廣和進行更深入的研究，尤其是虛擬仿真軟件的使用及學生分組的做法，對學生實際設計電路起到了有效的指導作用，也很大程度的提高了學生學習的積極性。雖然以上這些創(chuàng)新模式取得了較大效果，但是對于學習主動性不足的學生還是會遇到困難。

3教學改革實施方法

3．1課前線上自學

課前學生掃碼自學微課并在學習通上完成課前測試，教師通過教學目標及測試結果聚焦重難點。同時學生按照興趣特長選擇崗位角色，共有項目負責人、電路設計師、電子裝配工及測試維護工四種類型，由項目負責人召集團隊成員并組建項目組。后續(xù)環(huán)節(jié)以項目組為考核評價單元。

3．2課中多維互動

整個上課分為5個環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)1：播放相關項目案例的動畫激發(fā)學生興趣。讓學生感受到數(shù)字電子技術的巨大魅力，激發(fā)職業(yè)榮譽感。比如在講數(shù)字鐘的設計與制作項目時，教師會播放一個智能手環(huán)的視頻環(huán)節(jié)，并讓同學們思考生活中其它用到數(shù)字鐘的地方，這樣做比直接講數(shù)字鐘的原理更能調動學生學習該項目的積極性。環(huán)節(jié)2：探析功能學原理。教師首先通過播放相關電路的功能演示動畫，讓學生直觀了解某電路的工作過程。學生根據(jù)功能設計電路并上傳學習通。環(huán)節(jié)3：仿真設計破難點。學生中每組電路設計師使用multisim仿真軟件與小組成員討論完成具體電路搭建，并提交方案設計書。比如在數(shù)字鐘的設計與制作項目中（如圖1所示）是某學生使用multisim仿真軟件繪制的小時、分鐘以及秒鐘電路，該生使用了74HC390芯片設計完成了24進制計數(shù)器以及60進制計數(shù)器。并使用與門、與非門及或非門完成了校時電路的設計，該電路設計思路正確，也能正常實現(xiàn)計時和校時功能，連線規(guī)范，故評價結果為優(yōu)秀。通過仿真軟件的使用，多數(shù)學生能正確繪制電路，突破了教學難點。教師根據(jù)學生原理講解、畫圖連線、方案提交等幾個活動的表現(xiàn)，給予優(yōu)秀項目組“電路設計小達人”稱號。環(huán)節(jié)4：Web3D實操提技能。教師在真實電路上示范關鍵技能點，例如在講解數(shù)字鐘電路（如圖2所示）時，教師會首先使用觀察法查看電路板是否有漏焊或者虛焊，然后通電檢測故障所在位置，其次分析故障點可能關聯(lián)的部位，最后鎖定故障點解決問題。在聽完了教師講解后，學生組中的電路裝配工會利用Web3D電路VR互動平臺完成具體電路的搭建并提交項目制作書。教師根據(jù)電路搭建情況給予優(yōu)秀項目組“項目制作小達人”稱號。環(huán)節(jié)5：排障PK破重點。教師在Web3D平臺發(fā)布電路故障工程，并巡回指導。教師在指導過程中總結排故口訣“一觀現(xiàn)象，二測數(shù)據(jù)，三排故障”并形成思維導圖。各項目組測試維護工依照排故流程排除故障并在規(guī)定時間內提交排故說明書。通過3D軟件的使用，一半以上學生能正確搭建電路且沒有故障，突破了教學重點。教師根據(jù)電路故障排除情況評選出“測試維護小達人”稱號。

3．3課后溝通交流

各項目組通過掃碼完成拓展任務及測試（如圖3所示），并整合“設計說明書”，“項目制作書”及“排故說明書”為整體項目方案，教師與企業(yè)導師共同評測項目方案并給出項目整體評價。學生課后還可以通過學習通溝通交流學習中遇到的問題，（如圖4所示），互幫互助，共同提高。

3．4多維教學評價

通過學習通和項目整體評價，我們完成了課圖4利用學習通平臺展開討論前、課中及課后三個環(huán)節(jié)的信息反饋，實現(xiàn)了多維評價體系。課前的學習任務點占評分的百分比是20％，課中的活動參與及任務書制作占比50％，課后的任務拓展及多方評價占比30％。

4結語

通過課前測試與課后測試對比，發(fā)現(xiàn)學生答題正確率顯著提升，知識目標達成。通過學生搭建的三維電路能正確顯示現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)學生基本掌握了故障排除方法，技能目標達成。學生實際電路的設計能力明顯提高，比往屆學生設計的電路正確性高出30％。學生的學習自主性也有所提高，線上線下混合的教學模式，督促學生使用網(wǎng)絡平臺來學習，較好的培養(yǎng)了學生的自學習慣。這種創(chuàng)新的教學模式的特色在于：其一，三維平臺仿真軟件教學，鍛煉了學生動手能力；其二，學生主體＋多元互動，增強了學生課堂參與度；其三，企業(yè)導師參與評價＋崗位角色確定，解決了學生職業(yè)素養(yǎng)缺乏問題。通過教學模式的創(chuàng)新為后續(xù)專業(yè)課程的學習提供了有力的知識儲備。今后我們的努力方向是將教學案列實時更新，豐富電子技術實訓室功能并利用企業(yè)優(yōu)勢提升專業(yè)及課程綜合實力。同時，我們需要不斷反思教學改革和創(chuàng)新效果，促進教學質量的進一步提升［6］。

參考文獻

1臧利林．”數(shù)字電子技術基礎”混合式教學方法研究［J］．電氣電子教學學報，2020（4）：99－103．

2余云霞．《數(shù)字電子技術》課程教學創(chuàng)新改革探微［J］．教育現(xiàn)代化，2020（37）：61－63．

3楊晶晶．“數(shù)字電子技術”課程SPOC實踐探析［J］．電氣電子教學學報，2020，42（2）：56－63．

4天羽．基于建構主義學習理論的職業(yè)技術教育政治理論課混合式教學模式探索與實踐［J］．中國多媒體與網(wǎng)絡教學學報，2021（2）：242－245．

5周衛(wèi)江．建構主義學習理論下的職業(yè)生涯規(guī)劃課程教學改革［J］．就業(yè)與保障，2021（1）：119－120．

6余云霞．《數(shù)字電子技術》課程教學創(chuàng)新改革探微［J］．教育現(xiàn)代化，2020（37）：61－63．

作者:胡燕妮 張爽 黃鉑 單位:武漢船舶職業(yè)技術學院