新工科背景下“數(shù)字電子技術(shù)”課程混合式“金課”實(shí)踐與探索

張新英 王焱春 梁芬 彭喜英 林婷婷

摘要：目前，高校新工科專業(yè)如智能電網(wǎng)信息專業(yè)，建筑電氣與智能化等工科專業(yè)的教學(xué)模式多為傳統(tǒng)方式，與技術(shù)發(fā)展脫節(jié)且缺乏實(shí)踐能力訓(xùn)練，本研究旨在積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展，為改善與技術(shù)發(fā)展脫節(jié)這一現(xiàn)狀，以“數(shù)字電子技術(shù)”課程為例提出了線上線下混合式教學(xué)模式，分別從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和考核模式4個(gè)方面出發(fā)，探索“新工科”背景下數(shù)字電子技術(shù)課程金課的教學(xué)改革方向。根據(jù)學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)定位，“數(shù)字電子技術(shù)”課程作為鄭州經(jīng)貿(mào)學(xué)院電氣類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)學(xué)生的數(shù)字邏輯電路分析和設(shè)計(jì)能力要求較高。課題組在2018年建立線上課程以來(lái)，對(duì)學(xué)生教學(xué)模式進(jìn)行了大量的改革。自疫情爆發(fā)以來(lái)，為了充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，開展線上線下混合式教學(xué)，從發(fā)揮SPOC教學(xué)的優(yōu)勢(shì)、提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣等方面進(jìn)行了大量的嘗試。

關(guān)鍵詞：新工科;數(shù)字電子技術(shù);混合式課程;金課

中圖分類號(hào)：? TP391? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? A

Practice and Exploration of Hybrid "Golden Course" of "Digital Electronic Technology" Course under the Background of New Engineering

ZHANG Xinying1? WANG Yanchun2? LIANG Fen 1? PENG Xiying 1

LIN Tingting 1

（1.Intelligent Manufacturing Institute， Zhengzhou University of Economics and Business， Zhengzhou， Henan province， 451191 China; 2.Zhengzhou Water Investment Holding Co.， Ltd， Zhengzhou， Henan Province， 450000 China）

Abstract： At present， the teaching modes of new engineering majors in colleges and universities， such as smart grid information， building electrical and intelligence， are mostly traditional， disconnected from technological development and lack of practical ability training. This research aims to actively promote the development of "Internet+education"， in order to improve the disconnection and technology development. Taking the "digital electronic technology" course as an example， this paper puts forward the online and offline hybrid teaching mode， and explores the teaching reform direction of the golden course of digital electronic technology under the background of "new engineering" from the four aspects of teaching objectives， teaching contents， teaching means and assessment mode. According to the training and orientation of application-oriented talents， the "Digital Electronic Technology" course， as an important professional basic course in the electrical major in our school， has high requirements for students’ digital logic circuit analysis and design ability. Since the establishment of online courses in 2018， the research group has carried out a lot of reforms on students' teaching mode. Since the outbreak of the epidemic， in order to make full use of network resources and carry out online and offline hybrid teaching， a large number of attempts have been made to give full play to the advantages of SPOC teaching and improve students' interest in learning.

Key Words： New engineering; Digital Electronic Technology; Hybrid courses; Gold course

隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)作為社會(huì)科技進(jìn)步的標(biāo)志，已經(jīng)成為人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、無(wú)人駕駛等先進(jìn)技術(shù)的核心基礎(chǔ)。為培養(yǎng)電子信息類相關(guān)人才，更加注重電子設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，課程團(tuán)隊(duì)以“數(shù)字電子技術(shù)”這門課程為基礎(chǔ)，按照“金課”標(biāo)準(zhǔn)對(duì)課程建設(shè)進(jìn)行重構(gòu)，以項(xiàng)目化教學(xué)方式進(jìn)行推進(jìn)，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量，使學(xué)生能夠從課程改革中學(xué)到更多的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，有效地參與教學(xué)活動(dòng)，同時(shí)為以后學(xué)習(xí)本專業(yè)的相關(guān)課程打下基礎(chǔ)。

為了更好地推進(jìn)教育部“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的科學(xué)理念，根據(jù)教技〔2018〕16號(hào)文件要求，學(xué)校應(yīng)充分利用創(chuàng)新課堂教學(xué)、仿真實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力[1]?！皵?shù)字電子技術(shù)”作為電子信息大類非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)學(xué)生的數(shù)字邏輯電路分析和設(shè)計(jì)能力要求較高[2]。如何利用有效的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行教學(xué)，真正做到線上線下混合式，如何利用好SPOC教學(xué)，如何利用網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，建設(shè)本校優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，建設(shè)匹配自身學(xué)校學(xué)生的優(yōu)質(zhì)金課，從能力培養(yǎng)的角度構(gòu)建知識(shí)傳授的框架和途徑，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，讓學(xué)生能夠主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，充分利用線上線下兩個(gè)教學(xué)場(chǎng)景，反復(fù)訓(xùn)練，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)和實(shí)踐動(dòng)手能力均得到提高。通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作，共同完成項(xiàng)目式的設(shè)計(jì)內(nèi)容，加強(qiáng)學(xué)生之間的合作意識(shí)，分工合作理念，更加高效地完成任務(wù)，同時(shí)為日后走上工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 課程教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)“新工科”理念，地方高校對(duì)服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，起到重大的支撐作用[3]。根據(jù)我校服務(wù)中原經(jīng)濟(jì)區(qū)、航空港區(qū)的經(jīng)濟(jì)定位，根據(jù)我校應(yīng)用型人才需求定位，通過(guò)本課題的研究，作為教師，從電氣學(xué)科、控制學(xué)科課程整合的角度出發(fā)，進(jìn)一步觀察、理解、延伸課堂多種教學(xué)活動(dòng)，加強(qiáng)課前線上課程學(xué)習(xí)，課中線下課堂討論、練習(xí)、總結(jié)、課后反饋教學(xué)成果相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，對(duì)現(xiàn)有的數(shù)字電子技術(shù)課程的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行優(yōu)化，與傳統(tǒng)的三要素（教師、教材、學(xué)生）有機(jī)地結(jié)合在一起。構(gòu)建學(xué)生為主體，利用線上教學(xué)內(nèi)容預(yù)習(xí)、線下課堂討論、分組合作、課下答疑和批改作業(yè)等，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生合作、探究、交流的質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)字電子技術(shù)課程產(chǎn)生濃厚的興趣，從而愿意自主地參與到學(xué)習(xí)過(guò)程中，提高教學(xué)改革成效，同時(shí)為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)、工作后的應(yīng)用實(shí)踐能力等打下基礎(chǔ)。

2 課程建設(shè)內(nèi)容

本文主要探討在新工科背景下，針對(duì)“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)模式、教育理念、教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革，進(jìn)一步驗(yàn)證SPOC混合式教學(xué)模式的可行性，打造一門高水平的“數(shù)字電子技術(shù)”金課課程，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，主要涉及以下幾個(gè)方面。

（1）新工科背景下對(duì)于數(shù)字電子技術(shù)課程的授課要求。

（2）SPOC混合式教學(xué)模式的改革和實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題導(dǎo)向意識(shí)、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，提升學(xué)生自學(xué)能力。

（3）構(gòu)建整合課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，以先進(jìn)信息技術(shù)為中心、以問(wèn)題導(dǎo)向?yàn)橹行模淖冋n堂教學(xué)方式。

（4）打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，組織教師使用自編教材，注重學(xué)校的特色，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)更具創(chuàng)造性;不斷更新豐富線上的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，滿足不同層次學(xué)生在不同階段的學(xué)習(xí)需求，同時(shí)和學(xué)生的個(gè)性發(fā)展相結(jié)合，建構(gòu)一個(gè)有效的、應(yīng)用廣泛的課程教育平臺(tái)，通過(guò)教師和學(xué)生的雙向互動(dòng)過(guò)程，有機(jī)的融合信息技術(shù)和學(xué)科課程，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和學(xué)科教學(xué)的融合。

3 課程建設(shè)方法和過(guò)程

3.1教學(xué)目標(biāo)進(jìn)一步明確

在新工科背景下，針對(duì)“數(shù)字電子技術(shù)”課程混合式教學(xué)模式，打造高質(zhì)量的金課課程。進(jìn)一步提高實(shí)踐能力和學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，更好地適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。

3.2課程思政的融入

如圖1所示，以知識(shí)點(diǎn)為中心，融入思想政治育人元素，修訂教學(xué)大綱。本文從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，以具體的授課內(nèi)容為媒介，以社會(huì)主義核心價(jià)值觀為基礎(chǔ)，以具有電子信息技術(shù)學(xué)科特點(diǎn)的思維能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力為目標(biāo)，通過(guò)深入挖掘課程思政元素，修訂教學(xué)大綱和育人目標(biāo)。

3.2教學(xué)內(nèi)容的更新

為符合學(xué)校應(yīng)用技術(shù)型轉(zhuǎn)型目標(biāo)，符合“新工科”教學(xué)目標(biāo)，作者認(rèn)為應(yīng)增加軟件（proteus等）仿真、電路研發(fā)等項(xiàng)目式教學(xué)內(nèi)容，在原有知識(shí)中減少或降低邏輯函數(shù)公式法化簡(jiǎn)的公式記憶、觸發(fā)器工作原理等知識(shí)點(diǎn)。在保證學(xué)生掌握數(shù)字電子技術(shù)的一般理論知識(shí)外，應(yīng)使學(xué)生進(jìn)一步了解當(dāng)今的技術(shù)發(fā)展水平，發(fā)展目標(biāo)，發(fā)展瓶頸，通過(guò)自己的努力，將來(lái)能夠?yàn)楸拘袠I(yè)貢獻(xiàn)什么力量。加強(qiáng)課程思政建設(shè)，提升行業(yè)自豪感，體會(huì)和先進(jìn)國(guó)家之間的差距，了解相關(guān)企業(yè)的人才需求，并進(jìn)一步加強(qiáng)項(xiàng)目式教學(xué)比重。知識(shí)安排如表1所示[4-6]。

3.3教學(xué)手段和評(píng)價(jià)方式豐富

混合式教學(xué)需要多種教學(xué)模式，安排學(xué)生利用課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)、課中互動(dòng)和練習(xí)為手段，分小組進(jìn)行組合邏輯電路的設(shè)計(jì)。加大項(xiàng)目教學(xué)成果的分值比重，特別是強(qiáng)調(diào)學(xué)生課下搜集項(xiàng)目相關(guān)資料，以及設(shè)計(jì)電路、仿真驗(yàn)證、調(diào)試等過(guò)程化考核。好的作品可以在課堂上展示，讓學(xué)生詳細(xì)介紹自己的作品設(shè)計(jì)過(guò)程，通過(guò)學(xué)生互評(píng)和教師點(diǎn)評(píng)的方式對(duì)任務(wù)成果進(jìn)行總結(jié)?；旌鲜浇虒W(xué)過(guò)程中，采取多種考核方式相結(jié)合，充分利用線上教學(xué)資源，包括線上視頻學(xué)習(xí)、線上測(cè)試、線上互動(dòng)打分、線下小組討論，教師點(diǎn)評(píng)等過(guò)程評(píng)價(jià)，探索更加合理的分?jǐn)?shù)評(píng)價(jià)機(jī)制，有助于學(xué)生綜合能力的有效提升。課堂組合實(shí)施情況如圖2所示。

3.4課程改革成效

經(jīng)過(guò)近幾年課程的建設(shè)，本課程有較好的實(shí)施效果。

（1）督導(dǎo)，學(xué)生評(píng)價(jià)良好。

（2）學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)化效果顯著，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性明顯增強(qiáng)。為了驗(yàn)證混合式教學(xué)模式的實(shí)施效果，課題組對(duì)我校建筑電氣與智能化專業(yè)191班進(jìn)行的問(wèn)卷調(diào)查。結(jié)果顯示，線上線下混合式教學(xué)模式在知識(shí)內(nèi)化方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性明顯增強(qiáng)，如圖3所示。

（3）近年來(lái)，學(xué)生的平均成績(jī)有所提升，效果如圖4所示。

（4）為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，促使跟課程相關(guān)的大賽獲獎(jiǎng)人數(shù)增多，效果如表2所示。

4 結(jié)語(yǔ)

本課程改革以新工科背景下進(jìn)行理念創(chuàng)新，課程內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)混合式線上線下教學(xué)功能的最大化。加入思政元素，靈活運(yùn)用各種教學(xué)方法，提高教學(xué)效果?；陧?xiàng)目化內(nèi)容進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，采用分組教學(xué)方式，根據(jù)學(xué)生的層次不同，提出不同的教學(xué)要求，加強(qiáng)小組討論，提升內(nèi)化效果。針對(duì)具體專題進(jìn)行小組討論、匯報(bào)、答辯。對(duì)教師課程的整體把控能力要求提升。通過(guò)改變教學(xué)模式，學(xué)生之間交流互動(dòng)頻繁，在實(shí)踐中，討論中掌握知識(shí)，互相促進(jìn)。課堂提問(wèn)和辯論，使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)理解加深，對(duì)提升分析和解決問(wèn)題的能力有很大的促進(jìn)作用，同時(shí)也有效提高了教師的教學(xué)效果。

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基金項(xiàng)目：鄭州經(jīng)貿(mào)學(xué)院2019年骨干教師項(xiàng)目（2019ggjs02）;2021年校級(jí)一流本科課程項(xiàng)目（2021yl08）;鄭州經(jīng)貿(mào)學(xué)院2019科研項(xiàng)目（ky1922）2020年校級(jí)在線開放課程項(xiàng)目（2020zx01）

作者簡(jiǎn)介：張新英（1983-），女，河南鄭州，碩士，副教授，主要從事數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目式教學(xué)研究，信息技術(shù)教學(xué)的研究。