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数字电子技术课程混合式教学模式研究

2021/07/13 阅读:

摘要:新工科所做出创新,通常表现在工程教育、人才培养、专业课程、教学活动和分类发展方面,可被细分为新理念、新模式、新结构、新质效还有新体系。文章立足新工科得以推行的当下,首先对新工科特点及混合教学目标进行了简要说明,其次分析了混合教学的优势,最后结合湖南交通工程学院实际情况,围绕该教学法在数字电子技术课堂上的应用展开了讨论,内容涉及制作视频、线上学习等方面,希望能使教师受到启发,为日后类似活动的开展提供帮助。

关键词:新工科背景;混合教学模式;数字电子技术

“数字电子技术”是一门理论性和实践性都很强的课程,该课程和科技的联系极为密切。在科技飞速发展的当下,原有教学模式既无法满足新工科所提出的人才培养要求,又无法激发学生学习兴趣。因此,应基于混合教学等新模式,对该门课程原有教学模式进行创新。

1新工科特点介绍

在教育部新工科实践相关通知的背景下,由“北京指南”“复旦共识”以及“天大行动”所构成的新工科建设“三部曲”,为各大高校指明了人才培养方向,对工程教育进行创新势在必行。在人才培养方面,新工科所提出的目标是以生为本,强调学生为课堂主体,要求教师及时调整教学及考核模式,通过师生互动的方式,打造将学生置于第一高度的全新教育模式。此外,新工科还提出了以下要求:课堂教学与信息技术进行充分融合,借助开放性较强的线上课程,最大程度保证教学活动和学生诉求的契合度。研究表明,经过数次修订的教学计划,有效解决了数字电子技术课程教学内容匮乏的问题,却带来了课堂时间无法满足教学需求的新问题。此外,随着科技的发展,电子技术和其他专业的交叉融合成为大势所趋,然而现有教材普遍强调内容的整体性和系统性,却忽略了实际情况所带来的影响,因此无法被用于对新工科人才进行培养[1]。国内已将相关研究工作提上日程的高校有首都师范、四川大学和福建工程学院等,下文逐一进行介绍,以供相关人员参考。首都师范大学将混合教学的重点提炼为传授专业知识、培养探究能力。但该校少数学生反映,采用混合教学法的课程存在教学节奏较快的问题。此外,计算机和网络配置水平,同样会给学生的学习成效带来影响。四川大学的目标是将自己建设成世界一流大学。作为国内首批响应新工科建设倡议的高校,四川大学所做出的努力主要体现在优化教学条件和推进教学改革方面。在开展数字电子技术课程教学时,教师以过程性评价为切入点,充分利用翻转课堂及其他现有技术,配合小班教学、口袋实验的教学模式,使学生的参与度得到显著提升,教学成效自然更接近预期。福建工程学院的教师对数字电子技术课程的未来发展方向进行了分析,得出“要想使改革取得理想成果,关键是激发学生自学积极性”的结论。现阶段,该校所采用的教学模式着重对两方面内容进行了创新:一是对数字电路进行分解,根据获得的单元电路完成数字系统设计工作,并确定可为学生自学提供帮助的实验套件;二是以仿真软件、实验套件为依托,鼓励学生独立完成设计并验证数字系统的任务,为其综合能力的提升做铺垫。

2混合教学目标探究

混合教学以增加学生思考深度为己任,要求教师将学生置于主体地位,通过学生对自身被赋予的指导职能进行充分发挥的方式,保证教学质效达到预期。通过研究可知,要想使混合教学的价值得以实现,教师应以课程特点为依据,有针对性地增强自身能力,为学生的发展助力。

2.1通过资源优化培养学生能力

教师应明确该课程对能力培养的要求,在确定适用网络资源的基础上,以能力培养为切入点,调整原有教学框架并新增教学手段,酌情加大实践活动占比,确保学生有充足时间对所学知识进行自行探究,真正做到立足“线上视频+线下课堂”,最大程度提升学生的能力[2]。

2.2通过交流合作提升学生素养

要想使交流合作取得理想效果,关键是保证教师全程参与。一方面,在学生提出疑惑后,教师应及时进行解答;另一方面,由教师根据不同阶段的特点,针对性地提供交流合作模式和策略,真正做到线上、线下充分融合。此外,教师的职责还包括最大程度满足学生所提出的需求,并将目标放在提升学生的综合素养上,通过给出发展性评价的方式,避免学生出现积极性被打消的情况。

3采用混合教学的优势

兼具线上教学优势和课堂教学特点的混合教学,现已成为诸多西方国家的首选教学模式。调查表明,英国高校用于购买混合教学所需设备的经费,约为用于信息教学建设总经费的1/2;美国加州已有2/3的学区引入了混合教学模式。2007年至今,参与ICHL会议的国家及人员数量不断增多,该会议的主旨是对混合教学进行研究,希望能够借助日新月异的技术,加快该教学模式的发展速度。混合教学往往将教学活动一分为二:一部分强调立足项目,通过创设模拟情境的方式,帮助学生对知识体系进行重构;另一部分则要求教师引导学生利用现有软件,独立完成设计并制作仿真项目的任务。事实证明,对该教学模式加以应用,可使以下问题迎刃而解:首先是需要讲解的内容较多,但可供教师利用的时间有限;其次是使实验教学成本得以降低,Multisim等软件均有大量实验所需元器件和设备仪器模块,真正做到了在不额外购入器材的前提下,有序推进综合实验的开展[3];再次是可为实验的真实性提供保证;最后是可推动实验内容朝着更加多元的方向前进,这是因为软件能够帮助师生对常规仪器所无法观测的数据进行记录。由此可见,对混合教学模式加以应用,不仅对教育工程创新有重要意义,还能够增强高校对人才进行培养与输送的能力,应引起重视。

4数字电子技术教学实践

笔者以认知高校所提供资源和学生情况为依据,决定在数字电子技术课程教学中引入混合教学模式。要想使教学效果达到预期,关键是教师要提前梳理教学内容,利用所能收集到的网络资源,对可供学生下载及观看的课件进行制作,确保教学全过程可控。

4.1制作教学视频

教育部所的新工科实践相关通知,开启了高校科研活动的新篇章。当前,各大高校的工作侧重点,主要是对工程教育进行改革,为新工科发展助力。由上述通知所传递的信息可知,新工科要求高校为学生提供可使其个性得到充分发展的空间,而学生应以完成学习任务为前提,结合自身情况选择相应课程,对自身能力优势、知识优势进行凸显。现阶段,可供教师选用的网络平台较多,其中,使用频率较高的平台有SPOC和MOOC,切记不可对上述平台直接应用,而是要以实际情况为依据,对符合课程特点的线上课程进行制作。在制作教学视频时,教师先要细化教学内容,在酌情压缩的基础上,确定教学重点并对相关资料进行收集,保证视频发挥出应有的作用。其中,最应当引起重视的环节为确定重点,教师一方面要保证共性知识与专业知识兼顾,另一方面要对核心知识加以保留,仅剥离与学习联系并不紧密的部分,确保知识既连贯又独立,为学生酌情选取某节知识点进行深入学习提供便利。现阶段,基于上述方法所建设的SPOC已正式投入使用,为混合教学模式的推进提供了强大的动力支持。制作教学视频时,以下内容需要教师引起重视:其一,结合学生能力水平制作视频,使视频内容呈现出基础—强化—拓展的递进关系,保证每位学生都有符合自身诉求的视频可供观看;其二,充分利用板书、声音还有动画等形式,对学生兴趣进行激发;其三,在选择思考题时,教师同样应以分层理念为指导,鼓励学生通过思考所学内容的方式,对更深层次的知识点有所了解。

4.2前期线上学习

混合教学使教师的身份由最初的传授者转变成指导者。在学习卡诺图化简等数字电路基础知识时,教师便可鼓励学生进行线上学习,利用PC端或手机终端登录特定网站,根据自身情况选择并观看相关视频,如果在观看视频过程中,学生存在疑惑,可通过在线提问的方式,获得教师所给出的解答。这样做可预留更加充足的课堂时间,用来对案例或实验进行研究[4]。线上学习之所以能够取得理想效果,主要是由当代学生特点所决定的。一方面,作为信息社会原住民的学生,普遍希望自身能够与网络保持密切联系,被电子产品环绕的生长环境,赋予了该群体可快速了解并掌握电子类信息的能力。另一方面,学生对科技产品所提供服务的接受速度较快,能够利用不同科技产品或服务,对自己所需资料进行查找并利用。

4.3开展课堂教学

混合教学能否发挥出应有作用,通常取决于课堂教学质效。在前期准备阶段,学生已对学习内容有大致了解,这也为课堂时间的充分利用提供了支持,教师可经由情境创设、互动合作等方式,使学生主体地位得到凸显。小组合作得到广泛应用的原因有二:一是当代学生普遍十分依赖计算机,倾向于通过互动交流的方式获得问题的解决方案;二是学生对团队合作的认可度极高,希望能够以小组为单位,同时完成多项任务。要想使教学成果达到预期,教师应按照以下步骤有序开展教学活动。第一步是教学交流。教师应以学生观看教学视频所提出的疑惑为依据,通过整理相关问题的方式,确定课堂教学重点,保证共性问题可得到解决。待共性问题彻底解决后,再经由典型案例对更高难度内容进行引入,鼓励学生自行探究并给出答案。第二步是小组合作。将班级学生划分成不同小组,保证每组人数相同,通常为3人或4人。由小组成员决定研究模式,可供选择的研究模式有分工协作、独立研究等,随后,通过深入探讨学习内容的方式,获取相关知识点。由于该课程强调理论结合实践,因此,教师可优先选择“任务驱动+口袋实验”的教学模式,利用课堂时间组织学生对结构简单的硬件进行设计并调试,真正做到经由实践对学生所遇到的问题加以解决。笔者所在学校便采取了上述模式,由教师下达学习任务,再由学生独立完成“分析内容—确定方案—模拟电路”环节。如果条件允许,还可以利用试验箱对硬件进行调试,通过小组交流开阔学生视野,确保教学成果达到预期。这里要注意一点,就是在确定研究课题时,教师应提前和负责电工技术教学的教师进行沟通,确保课题不存在冲突或重复等情况。第三步是成果交流。待实践环节告一段落,由学生以小组或个人为单位,对实践报告进行撰写,自行选择成果展示方式,例如制作PPT[5]。如果存在交流内容过多等情况,学生可选择课后向平台上传相关视频等方式,供教师、其他小组观看并给出评价。

4.4重视课后评价

由学生自行整理学习成果,解决预习环节所遇到的问题,并记录课堂学习难点,加深自身对所学内容的印象。而教师的职责,主要是指导学生撰写报告,使学生拥有更加清晰的思路,真正做到将分析问题所得经验转化为实践能力。数字电子技术课程所构建的知识体系较为复杂,仅凭借课堂时间无法保证学习效果。基于此,教师可选择将学习活动向课后延伸,通过对知识点、课后考核进行融合,为教学效果提供保证。例如,学生可利用Multisim等软件,独立完成仿真并调试实践内容的操作,在设计电路时,教师应对学生主动创新的行为持鼓励态度,这对学生发展有极为重要的意义。关于反馈评价,该环节的开展主体为教师和学生,教师所给出的评价,主要围绕学生表现,而学生的评价形式较为多元,以自评和互评较为常见,内容往往集中在任务完成情况上。将评价重心向过程倾斜的目的,主要是确保教师对学生有更全面的了解,在鼓励学生主动对学习内容进行深入拓展的基础上,通过全程监督的方式,确保每位学生都能达成自己预期的学习目标。而在评定学生成绩时,教师应以学生表现为主要依据,酌情调整期末考试和课堂测试的占比,将小组讨论、撰写报告等环节纳入考虑范畴,这样做对学生学习热情的激发有积极作用。综上,基于混合教学模式对数字电子技术课程进行教学,将学生视为课堂主体,可通过“课前自学+课堂交流+课后评价”的方式,使学生的能力得到显著提高。在此过程中,不仅教师的启发及引导作用可得到发挥,确保教师对该课程所遵循的教学规律具有更加准确的认知,还使学生的创造力得到充分调动,其现实意义有目共睹。

5结论

作为电子电气专业基础课程,数字电子技术作为改革接入点,一方面可使人才培养得到推进,另一方面还能够为其他课程提供参考。上文便立足新工科背景,结合数字电子技术课程,对可使教学质效得到提升的改革策略进行了探究,得出“以现有资源为依托,通过‘线上+线下’的方式,使学生全身心投入学习活动,对学生成长有重大意义”的结论。未来相关教学模式仍将是研究的重点,教师应对此有所了解。

参考文献:

[1]华旭奋,孙晓艳.“双高”建设背景下的高职《数字电子技术实验》课程思政教学实践[J].文化创新比较研究,2020,4(34):98-100.

[2]黄睿,李金懋,张皓博,等.基于智慧树平台和开放实验室的数字电子技术课程实践教学模式研究[J].黑龙江工业学院学报(综合版),2020,20(9):26-29.

[3]贾绍芝,周群,陈彬兵,等.基于SPOC的教学模式在“数字电子技术基础”课程中的探索实践[J].工业和信息化教育,2020(8):17-22.

[4]常敬先,赵媛,刘延飞.基于MOOC的“数字电子技术”课程线上线下混合教学模式研究[J].工业和信息化教育,2020(8):33-37.

[5]高秋红.项目驱动的线上线下混合教学模式在“数字电子技术”课程中的应用研究[J].教育教学论坛,2020(20):280-281.

作者:闫德鑫 杨军 单位:湖南交通工程学院

数字电子技术课程混合式教学模式研究

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