信息化教學(xué)設(shè)計優(yōu)化
——“電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能”課程教學(xué)探討

魏克慧

（集美工業(yè)學(xué)校，福建 廈門 361022）

信息化教學(xué)設(shè)計優(yōu)化
——“電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能”課程教學(xué)探討

魏克慧

（集美工業(yè)學(xué)校，福建 廈門 361022）

文章介紹了Moodle平臺和Proteus軟件的特點，并通過實例探討了Moodle平臺和Proteus軟件在電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用，實現(xiàn)了信息化技術(shù)對教學(xué)環(huán)境、教學(xué)過程、教學(xué)評價的優(yōu)化設(shè)計。

Moodle；Proteus；信息化；微課；任務(wù)驅(qū)動；電子技術(shù)；仿真；教學(xué)

《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能》是中等職業(yè)學(xué)校電子技術(shù)應(yīng)用、電器安裝與維修、制冷與空調(diào)、物聯(lián)網(wǎng)等電類專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程。它涉及到較多的概念、知識點、元器件，理論性、實踐性和實用性都很強(qiáng)。該課程的教學(xué)對象為中等職業(yè)學(xué)校電類專業(yè)二年級學(xué)生。他們思維活躍，喜歡電腦操作，但基礎(chǔ)參差不齊；對于單純的理論學(xué)習(xí)感覺枯燥、不感興趣，因為不明白具體用在何處、怎么應(yīng)用。教學(xué)中若采用信息化教學(xué)手段——運用Moodle網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺結(jié)合Proteus軟件仿真將知識點轉(zhuǎn)化為具體任務(wù)，可以將學(xué)生覺得枯燥乏味的理論知識與具體應(yīng)用結(jié)合起來，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。

1 Moodle平臺和Proteus軟件簡介

1.1 Moodle平臺簡介

Moodle(Modular Object-Oriented Dynamic Learning Environment)即模塊化面向?qū)ο蟮膭討B(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境，也被稱為魔燈。它是一個基于社會建構(gòu)主義理論而設(shè)計開發(fā)的開源課程管理系統(tǒng)，也被稱為學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)和虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境。它需要被安裝在Web服務(wù)器上才能正常運行，是一種網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。對使用者而言，只要掌握計算機(jī)的基本操作且會上網(wǎng)就可以方便地使用。

教師可以利用Moodle網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺創(chuàng)建課程。從使用者的角色上看，除了課程創(chuàng)建者，還有無編輯權(quán)的教師、學(xué)生以及訪客。課程創(chuàng)建者可以根據(jù)需要隨時調(diào)整課程界面；增加或刪減內(nèi)容；添加各種課程活動，如測驗、反饋、互相評價、SCORM課件、Wiki協(xié)作、投票、聊天、討論區(qū)、作業(yè)、問卷調(diào)查等；添加各種資源，如網(wǎng)頁、文件、文件夾、標(biāo)簽、URL、IMS內(nèi)容包等。其中作業(yè)模塊支持指定作業(yè)的截止日期和最高分，教師的反饋也會顯示在學(xué)生的作業(yè)頁面。測驗?zāi)K可以為測驗指定開放時間；設(shè)置答題次數(shù)、評分方法，如最高分、平均分、最后一次答題等，并能顯示反饋和正確答案；限制訪問，如要求學(xué)生完成（未完成）其他活動、要求學(xué)生達(dá)到指定的分?jǐn)?shù)；題目和答案可以亂序（隨機(jī)）顯示，減少作弊。題目既可以在線創(chuàng)建，也可以從外部文件導(dǎo)入。在Moodle中創(chuàng)建的題目可以導(dǎo)出，導(dǎo)入到任何支持國際標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)。

Moodle加強(qiáng)了學(xué)習(xí)者的歷程紀(jì)錄，教師通過它可以更深入地分析學(xué)生的學(xué)習(xí)歷程。學(xué)生可以通過個人電腦或者手機(jī)客戶端登陸Moodle網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行隨時隨地的學(xué)習(xí)。

1.2 Proteus軟件簡介

Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司研發(fā)的一種EDA工具軟件。它包含ISIS（智能原理圖輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計與仿真的基本平臺）和ARES（高級PCB布線編輯）。它能對模擬電路、數(shù)字電路、模數(shù)混合電路、單片機(jī)及外圍元器件進(jìn)行仿真，真正實現(xiàn)了在計算機(jī)上完成從原理圖、電路分析與仿真、單片機(jī)代碼調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測試與功能驗證到PCB板生成的完整的電子產(chǎn)品研發(fā)過程。是目前同類軟件中最先進(jìn)最完善的電路設(shè)計與仿真平臺之一。

Proteus軟件的用戶界面友好。它的操作界面就像一個電子實驗工作臺，使用者可以通過元件拾取功能選定好所需的元器件，然后單擊鼠標(biāo)左鍵，在工作區(qū)合適位置連續(xù)單擊鼠標(biāo)兩次或者雙擊鼠標(biāo)左鍵即可完成放置，通過單擊鼠標(biāo)即可完成連線。需要注意的是Proteus里面有不少器件沒有仿真模型。如果需要仿真，必須選用含仿真模型的器件。拾取具有仿真模型的器件時預(yù)覽窗會顯示“Schematic Model”或“SPICE Model”，否則預(yù)覽窗會顯示“No Simulator Model”。

2 Moodle平臺和Proteus軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

Moodle網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的使用，打破了時間、空間的限制，將課堂擴(kuò)大化，極大地優(yōu)化了教學(xué)環(huán)境。課前，教師精心創(chuàng)建Moodle平臺課程，發(fā)布學(xué)習(xí)指導(dǎo)書，針對教學(xué)難點錄制微課視頻，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需要；學(xué)生用手機(jī)端登錄Moodle網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，預(yù)習(xí)學(xué)習(xí)指導(dǎo)書，完成預(yù)習(xí)測驗，明確學(xué)習(xí)要求。

Proteus軟件具有強(qiáng)大的仿真功能，通過其顏色、圖表、聲音等多種形式，學(xué)生可以直觀了解電路的運行情況，加深對所學(xué)內(nèi)容的理解，提高學(xué)習(xí)效率，有助于解決傳統(tǒng)教學(xué)中存在的學(xué)生學(xué)習(xí)困難、積極性不高等問題。

運用Moodle網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺結(jié)合Proteus軟件仿真開展自主學(xué)習(xí)，較好地解決了學(xué)生基礎(chǔ)參差不齊的問題，有助于學(xué)習(xí)效果的改善。在自主學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以利用Moodle平臺反復(fù)學(xué)習(xí)。學(xué)有余力的同學(xué)還可以進(jìn)一步進(jìn)行進(jìn)階學(xué)習(xí)。學(xué)生在進(jìn)行自主探索過程中，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，在問題的分析與解決中主動構(gòu)建知識。

教師通過測評表對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、仿真結(jié)果及課堂表現(xiàn)評分，結(jié)合Moodle平臺的成績反饋及時掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

下面以《電子技術(shù)基礎(chǔ)與技能》中數(shù)電部分的“集成十進(jìn)制計數(shù)器的應(yīng)用”內(nèi)容為例進(jìn)行說明?！凹捎嫈?shù)器的應(yīng)用”是在2進(jìn)制計數(shù)器內(nèi)容之后編排的。該部分內(nèi)容既是對計數(shù)器知識的進(jìn)一步鞏固和深化，同時又是實訓(xùn)——“制作數(shù)碼顯示計數(shù)器”的理論基礎(chǔ)。它的重點有2個：1.集成十進(jìn)制計數(shù)器的功能；2.集成十進(jìn)制計數(shù)器的引腳功能。難點是應(yīng)用74LS160實現(xiàn)不同進(jìn)制計數(shù)功能。

為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)中采用信息化教學(xué)設(shè)計，教學(xué)環(huán)境選擇有網(wǎng)絡(luò)功能的Proteus仿真實驗室，之所以要求上網(wǎng)功能是方便學(xué)生登錄Moodle教學(xué)平臺。同時對教材進(jìn)行了如下處理：⒈將教材中只給出框圖的應(yīng)用實例——數(shù)字鐘，處理為分別給出時鐘、秒鐘的具體電路原理圖，讓學(xué)生明確集成計數(shù)器在電路中的具體作用，提高學(xué)習(xí)興趣。 2.引入Proteus軟件的運用，利用其強(qiáng)大的仿真功能對電路進(jìn)行仿真運行。

教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動法，運用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺結(jié)合軟件仿真將集成計數(shù)器的應(yīng)用與具體任務(wù)：實現(xiàn)數(shù)字鐘內(nèi)不同進(jìn)制計數(shù)功能結(jié)合起來。課前，教師通過Moodle平臺發(fā)布“集成十進(jìn)制計數(shù)器的應(yīng)用”任務(wù)指導(dǎo)書，錄制“應(yīng)用74LS160實現(xiàn)不同進(jìn)制計數(shù)方法”的微課視頻；學(xué)生可以用手機(jī)客戶端登錄Moodle網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，預(yù)習(xí)任務(wù)指導(dǎo)書，完成預(yù)習(xí)測驗，明確任務(wù)要求。教學(xué)中以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，教師是引導(dǎo)者、參與者、促進(jìn)者；學(xué)生是學(xué)習(xí)者、體驗者、探索者。學(xué)生在“做中學(xué)”，教師在“做中教”。學(xué)生通過完成任務(wù)，明確集成計數(shù)器的應(yīng)用。

兩課時的教學(xué)安排需要完成創(chuàng)設(shè)情境、引導(dǎo)分析、自主學(xué)習(xí)和總結(jié)評價這幾個環(huán)節(jié)。在創(chuàng)設(shè)情境環(huán)節(jié)中，引導(dǎo)學(xué)生從紅綠燈計時器、籃球計時計分器、車位計數(shù)器以及數(shù)字時鐘等具體多樣的應(yīng)用中整理概括其共同點，從而順利引出本節(jié)課的學(xué)習(xí)對象——集成十進(jìn)制計數(shù)器。并以其中一種典型器件74LS160作為教學(xué)應(yīng)用。74LS160可以實現(xiàn)加法計數(shù)功能，教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生將器件與電路聯(lián)系起來，在電路中認(rèn)識器件，初步了解器件的使用。進(jìn)而引出今天的任務(wù)——應(yīng)用74LS160實現(xiàn)數(shù)字鐘內(nèi)不同進(jìn)制的計數(shù)功能。這時教師提出如下幾個問題：

1.數(shù)字鐘組成框圖中計數(shù)器部分時鐘、分鐘、秒鐘分別采用何種進(jìn)制計數(shù)？

2.如何利用74LS160實現(xiàn)對應(yīng)進(jìn)制的計數(shù)功能？

針對這個問題設(shè)計了3個思考問題循序漸進(jìn)引導(dǎo)學(xué)生思考：

1.74 LS160的引腳功能是什么？

2.利用1片74LS160如何實現(xiàn)計數(shù)？

3.如果要實現(xiàn)11-100范圍內(nèi)任意一種進(jìn)制計數(shù)，需要2片74LS160，它們之間應(yīng)如何連接，進(jìn)而實現(xiàn)24進(jìn)制、60進(jìn)制計數(shù)？

帶著這些問題學(xué)生明確了學(xué)習(xí)思路，主動運用Moodle平臺和Proteus軟件進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

學(xué)生登錄Moodle平臺后，通過內(nèi)容導(dǎo)讀（見圖1），大致了解本次課的內(nèi)容。

其中，任務(wù)1和任務(wù)2都是針對教學(xué)重點設(shè)計的。任務(wù)1是利用Proteus軟件對教師給定的集成計數(shù)器74LS160功能測試電路（見圖2）進(jìn)行仿真運行并完成計數(shù)器邏輯功能測試表（見表1）；任務(wù)2是利用Proteus軟件完成給定的24進(jìn)制計數(shù)電路（見圖3）中紅色框所示部分的電路連接并仿真運行通過。學(xué)生通過完成任務(wù)1或者任務(wù)2掌握教學(xué)重點。測驗2是對其學(xué)習(xí)成果的檢驗；任務(wù)3是利用Proteus軟件完成給定的60進(jìn)制計數(shù)電路（見圖4）中橢圓框所示部分的電路連接并仿真運行通過。它是針對教學(xué)難點設(shè)計的，測驗3是對其學(xué)習(xí)成果的檢驗。針對不同學(xué)生的學(xué)習(xí)特點，教師提供2種任務(wù)完成方式供學(xué)生自主選擇。其中：

方式1為：任務(wù)2→測驗1→任務(wù)3→測驗2；

方式2為：任務(wù)1、2→測驗1→任務(wù)3→測驗2。

學(xué)生按照自己的學(xué)習(xí)特點，自主選擇方式1或者方式2進(jìn)行學(xué)習(xí)。方式1與方式2的不同在于方式1直接跳過了任務(wù)1。選擇方式1的同學(xué)可以通過自主選擇課件、教學(xué)視頻、微課、課本等掌握74LS160的功能。

圖1 內(nèi)容導(dǎo)讀

圖2 集成計數(shù)器74LS160引腳功能測試

表1 計數(shù)器邏輯功能測試

圖3 24進(jìn)制計數(shù)電路

圖4 60進(jìn)制計數(shù)電路

通過平臺資源介紹部分，學(xué)生可以了解平臺提供的資源及其用途。其中教學(xué)視頻介紹了集成十進(jìn)制計數(shù)器的功能，微課視頻介紹了實現(xiàn)不同進(jìn)制計數(shù)的方法。

任務(wù)實施階段，學(xué)生通過完成任務(wù)1掌握74LS160的功能；在任務(wù)2中，學(xué)生只要正確完成了教師給定的24進(jìn)制計數(shù)電路中集成電路74LS160的引腳連接部分，就可以正常實現(xiàn)24進(jìn)制計數(shù)功能，從而進(jìn)一步熟悉74LS160的引腳功能。通過任務(wù)1、任務(wù)2突出了重點，接著通過測驗2檢驗其學(xué)習(xí)成果。在任務(wù)3中，學(xué)生只要正確設(shè)置了簡易電子秒表中進(jìn)位清零信號，就可以順利實現(xiàn)60進(jìn)制計數(shù)功能。通過任務(wù)3，突破難點。接著利用測驗3檢驗其學(xué)習(xí)成果。

教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動法結(jié)合Moodle平臺、Proteus軟件等信息化教學(xué)工具，將學(xué)生覺得枯燥乏味的理論知識與具體任務(wù)結(jié)合起來，通過完成任務(wù)掌握知識點，即做中學(xué)。教師在學(xué)生完成任務(wù)的過程中予以適時指導(dǎo)，即做中教。做中學(xué)、做中教，突出了重點，突破了難點。教師通過Moodle平臺提供的“成績管理”中的“評分人報表”，了解學(xué)生的具體情況；通過“成績管理”中的“用戶報表”了解班級的整體情況。隨著任務(wù)的逐步完成，課程也接近了尾聲。教師請同學(xué)上臺分享成功的經(jīng)驗和不足之處，最后由教師進(jìn)行總結(jié)、點評并布置下節(jié)課的任務(wù)。

3 結(jié)束語

教學(xué)中采用信息化教學(xué)設(shè)計，應(yīng)用信息技術(shù)構(gòu)建信息化環(huán)境（如本文應(yīng)用實例中教學(xué)環(huán)境選擇帶有網(wǎng)絡(luò)功能的Proteus仿真實驗室），支持學(xué)生開展自主探究學(xué)習(xí)，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且可以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，如信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和問題解決能力等，從而優(yōu)化教學(xué)效果。

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10.3969/j.issn.1007-550X.2017.05.008

G712

A

1007-550X（2017）05-0051-04

2017-02-20

魏克慧（1980- ），女，福建建甌人，中級講師，研究方向：電子與通信工程。