數(shù)字邏輯課堂教學(xué)模式的改革與實踐效果評價分析

摘要：目前，各大高校正大力開展信息化建設(shè)，實施智慧教學(xué)，融入OBE理念，打造線上線下混合式金課，探索教育與當(dāng)代信息建設(shè)的融合，培養(yǎng)一流專業(yè)人才。本文基于OBE理念，以“數(shù)字邏輯”課程為例，理清數(shù)字邏輯課程改革的思路，探索改革的途徑，并對改革的實踐效果進(jìn)行分析評價總結(jié)。

關(guān)鍵詞：智慧教學(xué)、OBE理念、數(shù)字邏輯

一、引言

隨時互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，結(jié)合社會的市場需求，高校也在致力于應(yīng)用型人才模式的

培養(yǎng)，應(yīng)用型人才培養(yǎng)的核心要素是課程，課程建設(shè)是人才培養(yǎng)的有力保證，也是以人為本、立德樹人、培養(yǎng)人才的關(guān)鍵。鑒于這一要素，提出了金課建設(shè)的總體思路：以學(xué)習(xí)成果為出發(fā)點，以學(xué)生能力培養(yǎng)為中心，以教師輔導(dǎo)為導(dǎo)向。借鑒OBE教育理念實施的四個步驟：確定學(xué)習(xí)成果要達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo)，通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)取得學(xué)習(xí)成果，完成學(xué)習(xí)后綜合評價學(xué)習(xí)成果，通過課程設(shè)計使用學(xué)習(xí)成果。改變當(dāng)前的課程教學(xué)思路，從傳統(tǒng)的教學(xué)模式中破繭而出，積極嘗試O2O（線上線下）混合教學(xué)模式，以達(dá)到完美構(gòu)建基于OBE教育理念的混合教學(xué)模式，探索金課建設(shè)的有效途徑。

本文基于“數(shù)字邏輯”課程教學(xué)的現(xiàn)狀，結(jié)合課程教學(xué)中遇到的問題，分析傳統(tǒng)教學(xué)中的不足，從理論教學(xué)到實驗教學(xué)，融入思政元素，多角度的探索數(shù)字邏輯課程改革的方法，對改革的方法和實踐效果進(jìn)行評價分析，從而提升教師信息化教學(xué)得能力。信息技術(shù)與高等教育的深度融合已是大勢所趨，傳統(tǒng)教學(xué)模式的改革已迫在眉睫。

二、課程教學(xué)模式改革的思路

1、更新教育理念

為了實現(xiàn)由傳統(tǒng)知識灌輸向能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變，應(yīng)更新教育理念，逐步形成以學(xué)生為中心，以掌握知識為基礎(chǔ)，以能力培養(yǎng)為主線，以素質(zhì)提高為目標(biāo)的新教學(xué)方法。教學(xué)中要將傳統(tǒng)的以教師為主的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為主體，采用啟發(fā)式、討論式和研究式等教學(xué)方法，真正實現(xiàn)從灌輸課堂向?qū)υ捳n堂的轉(zhuǎn)變、從封閉課堂向開發(fā)課堂的轉(zhuǎn)變、從知識課堂向能力課堂的轉(zhuǎn)變、從句號課堂向問號課堂的轉(zhuǎn)變。

2、優(yōu)化調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

數(shù)字邏輯電路是計算機科學(xué)專業(yè)的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，后繼課程包括計算機組成原理、微機原理與接口技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)等。課程內(nèi)容涉及數(shù)字系統(tǒng)構(gòu)成基本功能單元相關(guān)的基礎(chǔ)理論、組合邏輯電路及時序邏輯電路的分析和設(shè)計方法，是一門工程實踐性較強的課程，對于計算機專業(yè)的學(xué)生而言，該課程在自己所學(xué)的專業(yè)知識體系中占有相當(dāng)重要的地位。同時，對于后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)以及提高工程實踐能力都有著極其重要的作用。計算機專業(yè)重在應(yīng)用基本邏輯器件設(shè)計系統(tǒng)，而不是底層器件的設(shè)計，因此，數(shù)字邏輯這門課程應(yīng)當(dāng)加強中規(guī)模集成器件及其應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生將這些內(nèi)容應(yīng)用于小型數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的能力。同時，以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)制作網(wǎng)絡(luò)課程資源，建立慕課、微課等網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)資源，擴展教學(xué)的深度和廣度。

3、改進(jìn)實踐教學(xué)方式

數(shù)字邏輯電路的實踐教學(xué)以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力為主要目標(biāo)，從實驗內(nèi)容、課程設(shè)計、評估體系等方面進(jìn)行改進(jìn)，以切實提高學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力，在能力培養(yǎng)方面有所增強。

三、課程改革的具體措施

1、教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

數(shù)字邏輯由于專業(yè)的差異性，其內(nèi)容的設(shè)置也不一樣，不能一概而論。對于計算機類專業(yè)學(xué)生，課程內(nèi)容的設(shè)置應(yīng)該側(cè)重于數(shù)字電路基本原理及數(shù)字系統(tǒng)的分析及設(shè)計，對于集成電路則不需要深入學(xué)習(xí)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，應(yīng)以弱化，但對全加器的工作原理必須理解并掌握，以便為后續(xù)的計算機組成原理、微機原理與接口技術(shù)及單片機原理等課程打下基礎(chǔ)。對于電信通信類學(xué)生，不僅要重點講解理論知識，對于時序邏輯電路和中規(guī)模集成電路更要深入透徹的講解清楚，為后續(xù)學(xué)生設(shè)計硬件電路打下堅實的理論基礎(chǔ)。因此，教師在講授數(shù)字 邏輯課程時一定要按專業(yè)突出要講解的重點和難點，讓學(xué)生理解關(guān)鍵問題的同時，牢固掌握所學(xué)知識，為后續(xù)課程或從事專業(yè)領(lǐng)域打下基礎(chǔ)。

2、微課等網(wǎng)絡(luò)資源的制作

數(shù)字邏輯課程的知識點較多，學(xué)習(xí)難度也比較大，單純靠老師在課堂上把全部知識點講完就能達(dá)到較好的教學(xué)效果往往是不實際的，在在新冠疫情移動化教學(xué)的契機下，許多老師已經(jīng)從傳統(tǒng)意義上的線下教學(xué)轉(zhuǎn)變到線上線下相結(jié)合的混合式教學(xué)模式，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，采用網(wǎng)絡(luò)課程、慕課、微課等輔助的教學(xué)資源來擴展教學(xué)內(nèi)容的深度，教師可以根據(jù)課程內(nèi)容進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源的制作，對于課堂上講不到的知識點及與專業(yè)相關(guān)的各種習(xí)題可以錄制好視頻，鼓勵學(xué)生課下反復(fù)觀看，并將課下學(xué)習(xí)的過程作為課程考核的一部分。除此之外，網(wǎng)絡(luò)上也有很多相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)課程資源，鼓勵學(xué)生對課堂上講到的重難點進(jìn)行復(fù)習(xí)，從而解決內(nèi)容多、課時少的問題，達(dá)到提升教學(xué)效果的目的，同時也培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識和能力。

3、教學(xué)方式的靈活應(yīng)用

數(shù)字邏輯是一門理論性比較強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，上課如果讓老師主講，學(xué)生被動的接受難免會使課堂枯燥乏味，為了增強課堂的互動性和趣味性，教師在課堂講授的時候，盡量采用現(xiàn)代化的多媒體手段，通過圖像、視頻、動畫等多種形式生動的演示數(shù)字電路的電路圖、工作原理和狀態(tài)的變化。還可以采用分組討論的方法讓學(xué)生針對某一個難點進(jìn)行討論，并結(jié)合實際問題進(jìn)行分析，最后設(shè)計出電路。在授課過程中一定要明確每節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)、重點和難點，引導(dǎo)學(xué)生主動思考，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，增強學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。也可采用案例式的教學(xué)方式，針對實際生活中遇見現(xiàn)象讓學(xué)生課下準(zhǔn)備好設(shè)計的電路，讓學(xué)生在課堂上將自己的設(shè)計思路及設(shè)計的電路講解出來，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

4.引入課程思政的理念

課程思政的育人環(huán)節(jié)依托于專業(yè)知識，在傳授專業(yè)知識的同時進(jìn)行思政育人教育，在思政理念中，教師是授課的主體，是課程思政的設(shè)計者和執(zhí)行者，教師不僅僅是“言傳”，更是在“身傳”，“身行一例，勝似千言”，教師在授課中體現(xiàn)出的人格魅力是對學(xué)生的榜樣引領(lǐng)。在教學(xué)設(shè)計中，可以結(jié)合電路應(yīng)用系統(tǒng)的發(fā)展情況與愛國主義教育、和熱點新聞相結(jié)合。科技向來是把雙刃劍，數(shù)字電路系統(tǒng)也是如此，因此，需要對學(xué)生進(jìn)行潛在的人生價值觀、職業(yè)道德修養(yǎng)引領(lǐng)，讓學(xué)生意識到良好職業(yè)素養(yǎng)的必要性。

四、課堂教學(xué)模式實踐效果評價分析

實踐效果評價分析作為一種價值判斷與成績認(rèn)定，是教學(xué)過程中重要的一環(huán)，對學(xué)生知識掌握與身心成長具有導(dǎo)向性功能。通過以上措施對數(shù)字邏輯課程進(jìn)行教學(xué)改革后，對改革前后的實踐效果進(jìn)行評價、分析總結(jié)是至關(guān)重要的，這樣有助于教師對教學(xué)改革的方法和途徑進(jìn)行反思和優(yōu)化，從而制定出真正適合培養(yǎng)應(yīng)用型人才的教學(xué)理念和方法。

在教學(xué)改革過程中，教學(xué)改革的對象分別是計算機科學(xué)與技術(shù)系的2020屆和2019屆的學(xué)生，通過問卷調(diào)查可以得知，學(xué)生就數(shù)字邏輯的學(xué)習(xí)難度有不同的選擇，如表1所示：

大部分學(xué)生認(rèn)為：數(shù)字邏輯確實比較難，但通過自己的努力都能完成并學(xué)好該門課，因此，教師的教學(xué)理念和方法對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)熱情有很大的影響。該課程采用了“基于OBE理念的線上線下混合式教學(xué)模式”的教學(xué)改革，將課程思政融入其中，強調(diào)學(xué)生的“學(xué)”，而不是教師“教”的主體轉(zhuǎn)變，旨在重點培養(yǎng)學(xué)生的綜合電路設(shè)計能力和實際解決問題的能力，打造“以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向”的混合式金課。本研究通過課程改革前后，對比分析兩屆計算機科學(xué)與技術(shù)本科學(xué)生該門課程的期末考試成績，意圖觀察課程改革前后的教學(xué)效果，查找教學(xué)過程中的薄弱環(huán)節(jié)，不斷培養(yǎng)提高學(xué)生的理論實踐的綜合能力，兩屆學(xué)生期末考試的成績對比表如表2所示：

五、結(jié)束語

在互聯(lián)網(wǎng)、 大數(shù)據(jù)、 人工智能等技術(shù)的支持下，在全新教育理念的引領(lǐng)下，在新冠疫情移動化教學(xué)的契機下，傳統(tǒng)課程教學(xué)改革和課程資源的建設(shè)獲得了千載難逢的發(fā)展機遇。目前，采用基于OBE理念的教學(xué)思想已植入老師的腦海，改變了教師原有的教學(xué)觀念，越來越多的教師愿意嘗試用與時俱進(jìn)的教學(xué)思想、全新的教學(xué)方式、靈活多變的教學(xué)手段不斷地豐富和充實課堂教學(xué)，延長課堂教學(xué)的時間，拓寬課堂教學(xué)的空間，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升教學(xué)效果。新的教育方法和理念使傳統(tǒng)的教育方式煥發(fā)新的生機，并推動高校教學(xué)模式改革不斷發(fā)展。實踐結(jié)果表明：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和微課等技術(shù)手段的加入培養(yǎng)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力;拓展了課堂內(nèi)容知識的同時增加了學(xué)生獲取知識的途徑，思政元素的引入使課堂生動化、趣味化，與電子技術(shù)發(fā)展前沿相結(jié)合，讓學(xué)生了解到課程內(nèi)容的重要性，學(xué)習(xí)起來做到有的放矢，能更加牢固的掌握所學(xué)知識。通過對實踐教學(xué)效果的分析，數(shù)字邏輯的課程教學(xué)改革取得了良好的教學(xué)效果，達(dá)到了提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

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作者簡介：伍保紅（1985-），女，漢族，貴州普安人，講師，工學(xué)碩士，電子與通信工程專業(yè)，研究方向：嵌入式開發(fā)與應(yīng)用、計算機網(wǎng)絡(luò)

教研項目：武漢工商學(xué)院教育教學(xué)研究項目（項目編號：2020Z04）