數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)模式創(chuàng)新探析

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摘要:針對(duì)“數(shù)字電子技術(shù)”課程的教學(xué)現(xiàn)狀分析，提出了該課程教學(xué)改革的具體措施，按照建構(gòu)主義教學(xué)方法，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，對(duì)學(xué)生按照職業(yè)崗位進(jìn)行分組，更接近職業(yè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。結(jié)合WEB3D電路VR平臺(tái)，提升學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)踐技能。教師使用電路實(shí)物進(jìn)行關(guān)鍵技能點(diǎn)示范，突破教學(xué)難點(diǎn)。課前線上自學(xué)，課中多維互動(dòng)，課后溝通交流，企業(yè)導(dǎo)師和教師共同參與項(xiàng)目評(píng)價(jià)，提升了學(xué)生自主學(xué)習(xí)及實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞:建構(gòu)主義；多維互動(dòng)；虛擬仿真

“數(shù)字電子技術(shù)”（簡稱“數(shù)電”）是電子信息工程技術(shù)、通信技術(shù)及應(yīng)用電子技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，且是一門非常重要的工程技術(shù)類課程。它的先修課程是“電工技術(shù)”和“模擬電子技術(shù)”，后續(xù)課程為“單片機(jī)技術(shù)”、“嵌入式技術(shù)”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(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力及思維創(chuàng)新能力，并且能綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決數(shù)字電路相關(guān)應(yīng)用問題，為后續(xù)其它專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)［1］。然而，很多學(xué)生表示在學(xué)習(xí)這門課程時(shí)比較吃力，他們普遍認(rèn)為該課程理論知識(shí)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(xué)生被動(dòng)接受。教師關(guān)注的焦點(diǎn)是怎么把某個(gè)知識(shí)點(diǎn)給學(xué)生講清楚，而不是站在學(xué)生的立場，思考學(xué)生怎么學(xué)才能主動(dòng)掌握知識(shí)，變被動(dòng)講授到主動(dòng)思考。所以學(xué)生缺少主動(dòng)想辦法來獲取知識(shí)的能力。整個(gè)教學(xué)過程并不能以學(xué)生為主體。許多教師在該課程的教學(xué)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(xué)缺乏時(shí)效性［2］。目前“數(shù)電”課程的考核辦法都是平時(shí)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(gòu)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(píng)價(jià)，不利于教師實(shí)時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，不斷優(yōu)化教學(xué)策略［3］。大一的學(xué)生對(duì)本專業(yè)的崗位所需專業(yè)知識(shí)認(rèn)識(shí)不夠，也沒有具體的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，規(guī)范意識(shí)不強(qiáng)，職業(yè)素養(yǎng)水平有待提升。

1《數(shù)字電子技術(shù)》課程創(chuàng)新的必要性

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

2教學(xué)改革思路與實(shí)施措施

2．1采用建構(gòu)主義教學(xué)方法

將現(xiàn)有數(shù)字電路新知識(shí)建立在學(xué)生原有的電路基礎(chǔ)知識(shí)紙上，符合建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律，職業(yè)崗位進(jìn)行分組，更接近職業(yè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。結(jié)合WEB3D電路VR平臺(tái)，將理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)相結(jié)合，提升學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)踐技能。

2．2突破教學(xué)重難點(diǎn)

針對(duì)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，教師采用各種與具體電路相關(guān)的視頻進(jìn)行情境導(dǎo)入，并引入游戲環(huán)節(jié)，調(diào)動(dòng)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性。團(tuán)隊(duì)協(xié)作提交設(shè)計(jì)方案，協(xié)助教師突破難點(diǎn)；針對(duì)教學(xué)重點(diǎn)，教師使用電路實(shí)物進(jìn)行關(guān)鍵技能點(diǎn)示范，學(xué)生按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化進(jìn)行虛擬仿真訓(xùn)練，企業(yè)導(dǎo)師和教師共同參與項(xiàng)目評(píng)價(jià)。2．3提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣在學(xué)習(xí)《數(shù)字電子技術(shù)》這門課程時(shí)，由于它的知識(shí)點(diǎn)本身具有一定的系統(tǒng)性，所以老師在教學(xué)過程中需要遵循循序漸進(jìn)的規(guī)律，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在的問題實(shí)時(shí)反饋，密切關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)展，對(duì)教學(xué)創(chuàng)新過程中存在的問題及時(shí)調(diào)整，促進(jìn)教學(xué)更好發(fā)展。今后可以繼續(xù)推廣和進(jìn)行更深入的研究，尤其是虛擬仿真軟件的使用及學(xué)生分組的做法，對(duì)學(xué)生實(shí)際設(shè)計(jì)電路起到了有效的指導(dǎo)作用，也很大程度的提高了學(xué)生學(xué)習(xí)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(duì)于學(xué)習(xí)主動(dòng)性不足的學(xué)生還是會(huì)遇到困難。

3教學(xué)改革實(shí)施方法

3．1課前線上自學(xué)

課前學(xué)生掃碼自學(xué)微課并在學(xué)習(xí)通上完成課前測試，教師通過教學(xué)目標(biāo)及測試結(jié)果聚焦重難點(diǎn)。同時(shí)學(xué)生按照興趣特長選擇崗位角色，共有項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、電路設(shè)計(jì)師、電子裝配工及測試維護(hù)工四種類型，由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人召集團(tuán)隊(duì)成員并組建項(xiàng)目組。后續(xù)環(huán)節(jié)以項(xiàng)目組為考核評(píng)價(jià)單元。

3．2課中多維互動(dòng)

整個(gè)上課分為5個(gè)環(huán)節(jié)。環(huán)節(jié)1：播放相關(guān)項(xiàng)目案例的動(dòng)畫激發(fā)學(xué)生興趣。讓學(xué)生感受到數(shù)字電子技術(shù)的巨大魅力，激發(fā)職業(yè)榮譽(yù)感。比如在講數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作項(xiàng)目時(shí)，教師會(huì)播放一個(gè)智能手環(huán)的視頻環(huán)節(jié)，并讓同學(xué)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(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)該項(xiàng)目的積極性。環(huán)節(jié)2：探析功能學(xué)原理。教師首先通過播放相關(guān)電路的功能演示動(dòng)畫，讓學(xué)生直觀了解某電路的工作過程。學(xué)生根據(jù)功能設(shè)計(jì)電路并上傳學(xué)習(xí)通。環(huán)節(jié)3：仿真設(shè)計(jì)破難點(diǎn)。學(xué)生中每組電路設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)書。比如在數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)與制作項(xiàng)目中（如圖1所示）是某學(xué)生使用multisim仿真軟件繪制的小時(shí)、分鐘以及秒鐘電路，該生使用了74HC390芯片設(shè)計(jì)完成了24進(jìn)制計(jì)數(shù)器以及60進(jìn)制計(jì)數(shù)器。并使用與門、與非門及或非門完成了校時(shí)電路的設(shè)計(jì)，該電路設(shè)計(jì)思路正確，也能正常實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)和校時(shí)功能，連線規(guī)范，故評(píng)價(jià)結(jié)果為優(yōu)秀。通過仿真軟件的使用，多數(shù)學(xué)生能正確繪制電路，突破了教學(xué)難點(diǎn)。教師根據(jù)學(xué)生原理講解、畫圖連線、方案提交等幾個(gè)活動(dòng)的表現(xiàn)，給予優(yōu)秀項(xiàng)目組“電路設(shè)計(jì)小達(dá)人”稱號(hào)。環(huán)節(jié)4：Web3D實(shí)操提技能。教師在真實(shí)電路上示范關(guān)鍵技能點(diǎn)，例如在講解數(shù)字鐘電路（如圖2所示）時(shí)，教師會(huì)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(diǎn)可能關(guān)聯(lián)的部位，最后鎖定故障點(diǎn)解決問題。在聽完了教師講解后，學(xué)生組中的電路裝配工會(huì)利用Web3D電路VR互動(dòng)平臺(tái)完成具體電路的搭建并提交項(xiàng)目制作書。教師根據(jù)電路搭建情況給予優(yōu)秀項(xiàng)目組“項(xiàng)目制作小達(dá)人”稱號(hào)。環(huán)節(jié)5：排障PK破重點(diǎn)。教師在Web3D平臺(tái)發(fā)布電路故障工程，并巡回指導(dǎo)。教師在指導(dǎo)過程中總結(jié)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(dǎo)圖。各項(xiàng)目組測試維護(hù)工依照排故流程排除故障并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)提交排故說明書。通過3D軟件的使用，一半以上學(xué)生能正確搭建電路且沒有故障，突破了教學(xué)重點(diǎn)。教師根據(jù)電路故障排除情況評(píng)選出“測試維護(hù)小達(dá)人”稱號(hào)。

3．3課后溝通交流

各項(xiàng)目組通過掃碼完成拓展任務(wù)及測試（如圖3所示），并整合“設(shè)計(jì)說明書”，“項(xiàng)目制作書”及“排故說明書”為整體項(xiàng)目方案，教師與企業(yè)導(dǎo)師共同評(píng)測項(xiàng)目方案并給出項(xiàng)目整體評(píng)價(jià)。學(xué)生課后還可以通過學(xué)習(xí)通溝通交流學(xué)習(xí)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(xué)評(píng)價(jià)

通過學(xué)習(xí)通和項(xiàng)目整體評(píng)價(jià)，我們完成了課圖4利用學(xué)習(xí)通平臺(tái)展開討論前、課中及課后三個(gè)環(huán)節(jié)的信息反饋，實(shí)現(xiàn)了多維評(píng)價(jià)體系。課前的學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)占評(píng)分的百分比是20％，課中的活動(dòng)參與及任務(wù)書制作占比50％，課后的任務(wù)拓展及多方評(píng)價(jià)占比30％。

4結(jié)語

通過課前測試與課后測試對(duì)比，發(fā)現(xiàn)學(xué)生答題正確率顯著提升，知識(shí)目標(biāo)達(dá)成。通過學(xué)生搭建的三維電路能正確顯示現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)學(xué)生基本掌握了故障排除方法，技能目標(biāo)達(dá)成。學(xué)生實(shí)際電路的設(shè)計(jì)能力明顯提高，比往屆學(xué)生設(shè)計(jì)的電路正確性高出30％。學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性也有所提高，線上線下混合的教學(xué)模式，督促學(xué)生使用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)來學(xué)習(xí)，較好的培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)習(xí)慣。這種創(chuàng)新的教學(xué)模式的特色在于：其一，三維平臺(tái)仿真軟件教學(xué)，鍛煉了學(xué)生動(dòng)手能力；其二，學(xué)生主體＋多元互動(dòng)，增強(qiáng)了學(xué)生課堂參與度；其三，企業(yè)導(dǎo)師參與評(píng)價(jià)＋崗位角色確定，解決了學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)缺乏問題。通過教學(xué)模式的創(chuàng)新為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)提供了有力的知識(shí)儲(chǔ)備。今后我們的努力方向是將教學(xué)案列實(shí)時(shí)更新，豐富電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)室功能并利用企業(yè)優(yōu)勢(shì)提升專業(yè)及課程綜合實(shí)力。同時(shí)，我們需要不斷反思教學(xué)改革和創(chuàng)新效果，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的進(jìn)一步提升［6］。

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6余云霞．《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)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(shù)學(xué)院