《數(shù)字電子技術(shù)》教學(xué)方法改革的研究與實(shí)踐

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(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，長春 130117；2. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，長春 130117)

《數(shù)字電子技術(shù)》教學(xué)方法改革的研究與實(shí)踐

孫上媛a, 鄧?yán)倮賐

(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，長春 130117；2. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，長春 130117)

“數(shù)字電子技術(shù)”這門課程在培養(yǎng)工科電器類專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力方面起著重要的作用。為了進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，本文分別從教學(xué)方法、教材加工、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、考核測試、師生交流幾個(gè)方面對(duì)本科數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)改革提出了一些意見和實(shí)施方法，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和動(dòng)手能力，并取得了一些良好的教學(xué)效果。

參與式教學(xué)法；教學(xué)導(dǎo)案；教學(xué)改革

數(shù)字電子技術(shù)是一門要求理論聯(lián)系實(shí)踐的課程，它是自動(dòng)化專業(yè)的核心課。通過對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生獲得數(shù)字電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識(shí)、基本能力，學(xué)會(huì)使用標(biāo)準(zhǔn)的集成電路，掌握分析和設(shè)計(jì)典型數(shù)字電路的方法，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)[1]。

目前隨著現(xiàn)代電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，課程內(nèi)容更加復(fù)雜，而學(xué)時(shí)又呈現(xiàn)大幅度的刪減，所以，如何在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)把握重點(diǎn)難點(diǎn)使學(xué)生學(xué)到更多應(yīng)用性強(qiáng)的知識(shí)，都對(duì)教學(xué)工作者提出了更加嚴(yán)格的要求[2]。多年的教學(xué)實(shí)踐使筆者對(duì)數(shù)字電子技術(shù)這門課程有了更深的理解和認(rèn)識(shí)，根據(jù)多年來在教學(xué)一線工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，筆者在這里談?wù)剬?duì)該課程教學(xué)改革的一些思考，期望能對(duì)教學(xué)改革工作貢獻(xiàn)一份力量。

1 教學(xué)方法的改革

傳統(tǒng)的教學(xué)方式多為填鴨式教學(xué)，即便教師使用了多媒體課件或是板書掛圖相結(jié)合，但也依然在教師主動(dòng)講、學(xué)生被動(dòng)聽中循環(huán)，這個(gè)過程中沒有學(xué)生的主動(dòng)參與，必然導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣難以高漲[3]，因此，參與式教學(xué)的引進(jìn)是十分必要的。

參與式教學(xué)首先要求教師和同學(xué)同時(shí)轉(zhuǎn)換思想，教師再不是傳統(tǒng)的滿堂灌，而是要在備課之初就設(shè)計(jì)好自己的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)環(huán)節(jié)。在哪個(gè)知識(shí)點(diǎn)，哪個(gè)時(shí)間段引入?yún)⑴c式教學(xué)，該如何把握課堂節(jié)奏等等，都需要教師用心仔細(xì)地設(shè)計(jì)，而且教師的課件也要做相應(yīng)的調(diào)整[4]。

課堂上可以讓學(xué)生分組討論教師給出的議題，在學(xué)生已經(jīng)掌握一定基礎(chǔ)知識(shí)的前題下，給出適合學(xué)生研討的議題，這樣學(xué)生在過程中就能夠積極主動(dòng)地參與到其中，自然就不會(huì)覺得課堂枯燥乏味，而且自己動(dòng)手動(dòng)腦所總結(jié)的規(guī)律和學(xué)到的知識(shí)也當(dāng)然更為深刻[5]。

例如在講授時(shí)序邏輯電路電路設(shè)計(jì)時(shí)，可以首先講授時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟，以書上的例題“自動(dòng)售貨機(jī)”的設(shè)計(jì)為例，讓學(xué)生主動(dòng)參與到其中，因?yàn)檫@是學(xué)生身邊常見的事物，他們對(duì)此并不陌生，而且很感興趣。教師將設(shè)計(jì)過程拆分為幾個(gè)模塊，引導(dǎo)同學(xué)主動(dòng)在每個(gè)模塊中根據(jù)自身使用自動(dòng)售貨機(jī)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行參與式學(xué)習(xí)，最后共同完成電路的設(shè)計(jì)。這個(gè)過程中不再是教師一人唱獨(dú)角戲，而是充分調(diào)動(dòng)起同學(xué)的積極性。經(jīng)過這樣學(xué)習(xí)的知識(shí)也才真正變成了同學(xué)們自己的知識(shí)，這種教學(xué)方式也受到了同學(xué)們的認(rèn)可，課堂氣氛活躍，教學(xué)效果良好。

在參與式教學(xué)的活動(dòng)中，教師應(yīng)站在學(xué)生的角度，從學(xué)生的心理特點(diǎn)出發(fā)，以平等的身份與學(xué)生一起自由地選擇問題、設(shè)計(jì)方案、討論問題，提出自己的不同見解，給學(xué)生以啟發(fā)、指導(dǎo)，給學(xué)生以平等和認(rèn)同感，縮短師生間的心理距離，這樣學(xué)生就會(huì)由衷地展現(xiàn)自己真實(shí)的內(nèi)心世界，積極大膽主動(dòng)地參與到活動(dòng)中。教師參與活動(dòng)要切忌簡單地作出“對(duì)”“錯(cuò)”“好”“壞” 的判斷和評(píng)語，要注意充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。與過去的舊的填鴨式教學(xué)相比，參與式教學(xué)法由于符合學(xué)生學(xué)習(xí)過程的心理學(xué)規(guī)律，因而更有利于培養(yǎng)出有獨(dú)立思考能力，有創(chuàng)新精神，有解決實(shí)際問題能力的人才[6]。

例如在某次的習(xí)題課上，筆者分別叫了幾名同學(xué)到黑板解題，解答后要求每名同學(xué)為下面的同學(xué)講解一下他的解題思路和步驟，這樣同學(xué)們“聽”過了老師的講解后，到黑板上“答”題，然后又給別人“講解”，這樣所有的感官都參與到聽課的過程中，“聽說讀寫” 樣樣俱到，學(xué)習(xí)的效果一定好于單純在下面聽老師自己“唱獨(dú)角戲”。每名同學(xué)講述完畢后，我并不急于給出正確答案，而是讓下面的同學(xué)上來改錯(cuò)，這樣就又有更多的同學(xué)參與進(jìn)來，同學(xué)間還會(huì)針對(duì)不同的答案而展開討論。而且對(duì)于同班同學(xué)在講臺(tái)上講解，大家都覺得很新鮮很有趣，所以注意力和關(guān)注力也格外集中。課堂氣氛融洽，看得出來這種參與式教學(xué)的效果確實(shí)不錯(cuò)，而且也很受同學(xué)們的歡迎。

再比如，平時(shí)我們上課時(shí)常用的提問就有很多的技巧，在哪里問，問什么，怎么問，問題深淺的設(shè)置，而且每次提問后要給同學(xué)留一定的思考時(shí)間。提問同學(xué)時(shí)，要做到使其“有問必答”。如果同學(xué)回答較好，教師應(yīng)再重復(fù)答案，并對(duì)知識(shí)進(jìn)行整合，或考慮是否需要進(jìn)一步給予更深入的問題；如果同學(xué)回答不上問題，教師應(yīng)給予適當(dāng)提示，或是給其可供選擇的答案，如果這樣學(xué)生還是無法回答，可以讓他主動(dòng)尋求其他同學(xué)的幫助回答問題，這樣就真正做到了“有問必答”。

教師應(yīng)主動(dòng)研究更多對(duì)學(xué)生來說有趣好玩的教學(xué)方式，讓學(xué)生也參與進(jìn)來，不再是教師唱獨(dú)角戲，而是積極尋求一些改變，突破課堂局限的形式，希望在創(chuàng)新的教學(xué)方式中，不但能使學(xué)習(xí)好的同學(xué)受益，更要使那些平時(shí)不愛學(xué)習(xí)的同學(xué)也參與到課堂中來。

2 教材內(nèi)容二次加工，實(shí)施教學(xué)導(dǎo)案

作為教師，除了在課堂上講授知識(shí)以外，還應(yīng)該在授課之初就對(duì)教材進(jìn)行二次加工，形成系統(tǒng)性強(qiáng)、邏輯性強(qiáng)、應(yīng)用性強(qiáng)的教學(xué)導(dǎo)案[7]。我們可以看到每一本教材的內(nèi)容都十分繁瑣，那么教學(xué)中采取什么樣的教學(xué)策略，能夠使得教師可以精教，但是學(xué)生卻可以多學(xué)呢？那就是編寫高質(zhì)量且實(shí)用性強(qiáng)的教學(xué)導(dǎo)案。教學(xué)導(dǎo)案是教師根據(jù)每節(jié)課教學(xué)知識(shí)的特點(diǎn)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)難點(diǎn)重點(diǎn)以及各個(gè)章節(jié)之間的相關(guān)性，并參考學(xué)生的認(rèn)知水平、知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生進(jìn)行主動(dòng)的知識(shí)構(gòu)建而編制的教學(xué)方案[8]。

教學(xué)導(dǎo)案可以使教師由學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者和引導(dǎo)者，從而在根本上改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。通過教學(xué)導(dǎo)案的實(shí)施可以在實(shí)際教學(xué)中起到以下幾個(gè)作用，幫助學(xué)生從課題的理論闡述中掌握問題的關(guān)鍵，使學(xué)生能夠獨(dú)立地將課本上的知識(shí)進(jìn)行分析綜合、歸納整理，并形成一個(gè)完整的科學(xué)體系[9]。幫助學(xué)生進(jìn)行一些針對(duì)性強(qiáng)的鞏固練習(xí)，不僅通過解題鞏固知識(shí)，掌握方法和培養(yǎng)技能，還能優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力[10]。

這里舉兩個(gè)例子。在脈沖波形的產(chǎn)生和整形這一章中，筆者將知識(shí)結(jié)構(gòu)重新整合為一塊芯片和三種電路，芯片指的是555定時(shí)器，三種電路分別是施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。首先講授555定時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理，與同學(xué)一起總結(jié)出其工作特性表。在學(xué)生充分理解了555定時(shí)器的工作特點(diǎn)以后，再分別講授每種電路的特點(diǎn)，然后引導(dǎo)同學(xué)根據(jù)555定時(shí)器的特點(diǎn)該如何由其外接電阻電容以分別實(shí)現(xiàn)這三種電路。這樣調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，并循序漸進(jìn)地引入知識(shí)點(diǎn)后，學(xué)生也感覺知識(shí)脈絡(luò)較課本上更清晰，教學(xué)內(nèi)容邏輯性更強(qiáng)，更容易理解和掌握。

再比如，在講授完第二章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)后，調(diào)整第三章和第四章的順序，直接講授第四章，因?yàn)榈谒恼陆M合邏輯電路中有關(guān)電路分析和設(shè)計(jì)所應(yīng)用到的邏輯函數(shù)各種形式的轉(zhuǎn)換都恰好是第二章中剛剛講授過的部分，因?yàn)閷W(xué)生還沒有遺忘，所以接受起來十分容易。這樣學(xué)習(xí)第四章知識(shí)的同時(shí)又恰好是對(duì)第三章重點(diǎn)內(nèi)容的復(fù)習(xí)，這就起到了一箭雙雕的作用，既復(fù)習(xí)了學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)，又學(xué)習(xí)了新的內(nèi)容。而第三章門電路的主要內(nèi)容是講解各種芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在知識(shí)體系上與第二章和第四章少有交叉，所以調(diào)整教學(xué)順序?qū)Ω鱾€(gè)章節(jié)的學(xué)習(xí)也沒有影響。

教學(xué)過程中，引導(dǎo)同學(xué)根據(jù)以前學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)對(duì)后續(xù)知識(shí)進(jìn)行主動(dòng)學(xué)習(xí)，而不是在教師講一點(diǎn)，學(xué)生學(xué)一點(diǎn)。例如，當(dāng)講授組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)時(shí)，教師先講授電路的分析步驟和過程。然后當(dāng)講授電路的設(shè)計(jì)時(shí)，向?qū)W生指出，電路的設(shè)計(jì)與分析恰好是一個(gè)逆過程，也就是電路設(shè)計(jì)的最后一步是電路分析的第一步，從而引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)電路分析的第一步，像這樣引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手逐步地設(shè)計(jì)出一個(gè)電路。既復(fù)習(xí)了電路分析的各個(gè)步驟，又使學(xué)生主動(dòng)參與到新知識(shí)的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果當(dāng)然要好于以往的填鴨式教學(xué)。

像這樣對(duì)教材進(jìn)行抽絲剝繭的二次加工，形成教學(xué)導(dǎo)案，使知識(shí)點(diǎn)銜接更加緊密，知識(shí)結(jié)構(gòu)安排更加合理，邏輯性更強(qiáng)，學(xué)生學(xué)習(xí)起來也反映調(diào)理清晰，學(xué)習(xí)效果更好。

3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革

數(shù)字電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)可以將理論課的知識(shí)與實(shí)踐有效地結(jié)合起來，提高同學(xué)們的動(dòng)手能力并增強(qiáng)其學(xué)習(xí)興趣，所以實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)置和操作是十分重要的事情[11]。根據(jù)課程內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)兩種，通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，幫助同學(xué)們將理論課上所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行更進(jìn)一步的消化理解。傳統(tǒng)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)的設(shè)置只是根據(jù)教學(xué)大綱讓同學(xué)做一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，教學(xué)改革中更應(yīng)重視同學(xué)的動(dòng)手能力，多設(shè)置一些設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

在實(shí)驗(yàn)課之前，提前布置好實(shí)驗(yàn)課題，根據(jù)所學(xué)內(nèi)容讓學(xué)生設(shè)計(jì)貼近生活的一些小實(shí)驗(yàn)，同學(xué)需要在課后運(yùn)用課堂所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)，繪制電路圖，在實(shí)驗(yàn)課上用教師所提供的設(shè)備和元器件分組共同完成，這樣就真正做到了理論聯(lián)系實(shí)際和學(xué)以致用。當(dāng)同學(xué)們利用課堂所學(xué)知識(shí)，通過自己動(dòng)腦動(dòng)手而完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，就會(huì)有一種小小的成就感，更激發(fā)了他們學(xué)習(xí)的興趣。

例如，在第三章組合邏輯電路的設(shè)計(jì)中，讓學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)演唱會(huì)門票入口識(shí)別電路，其中男士持藍(lán)票可以進(jìn)入，女士持紅票可以進(jìn)入，而如果手中持有綠票，則不分男女都可以進(jìn)入。這個(gè)電路的設(shè)計(jì)難度要高于課堂中所講授的電路，對(duì)于男女性別的設(shè)置就給學(xué)生提出了一個(gè)新的問題。因?yàn)殡娐焚N近日常生活，所以同學(xué)們都很感興趣，積極地參與到了電路的設(shè)計(jì)和討論中。同學(xué)們自己選取變量，定義變量，畫真值表，簡化電路，畫電路圖，最后在實(shí)驗(yàn)箱上動(dòng)手實(shí)現(xiàn)了自己設(shè)計(jì)的電路時(shí)，都非常興奮。不但把理論課上所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，而且還增強(qiáng)了他們的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，雖然實(shí)驗(yàn)課時(shí)比以往時(shí)間長，但是同學(xué)們學(xué)到了更多的知識(shí)，更觸發(fā)了其熱愛本專業(yè)的熱心。

除了教學(xué)大綱所規(guī)定的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)以外，我們還為學(xué)生創(chuàng)建了電子設(shè)計(jì)的興趣小組，提供開放實(shí)驗(yàn)室，指導(dǎo)學(xué)生開展各種電子技術(shù)方面的實(shí)驗(yàn)，這些同學(xué)已經(jīng)在校內(nèi)外的電子設(shè)計(jì)大賽和創(chuàng)新項(xiàng)目中取得了優(yōu)異的成績。有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，并使得其專業(yè)知識(shí)得到了進(jìn)一步的精進(jìn)。

4 考核方式的改變

傳統(tǒng)的考試方式只是憑借一張期末試卷就決定了學(xué)生在本學(xué)期的成績，而平時(shí)成績所占的比重較小，這種單一的考核方式局限性很大，面對(duì)這樣的考試，學(xué)生也必然都把重點(diǎn)放在期末的突擊上，而不重視平時(shí)對(duì)知識(shí)的探究和深入學(xué)習(xí)[12]。而且由于個(gè)別平時(shí)不認(rèn)真學(xué)習(xí)的同學(xué)在考試時(shí)作弊，或是有的平時(shí)努力學(xué)習(xí)的同學(xué)考試時(shí)發(fā)揮失常，所以這種考試方式也略顯僵硬和死板，很難測試出同學(xué)學(xué)習(xí)的真實(shí)水平。所以應(yīng)提高平時(shí)成績所占比重，而平時(shí)成績的給定又要通過靈活多樣的形式予以體現(xiàn)，除了課堂點(diǎn)名、提問、測試以外，筆者還采用了如下的幾種方式輔助平時(shí)成績的給定。

在參與式教學(xué)中的各種活動(dòng)中，視各位學(xué)生的表現(xiàn)情況予以平時(shí)成績的記錄，對(duì)于積極主動(dòng)參與到教學(xué)活動(dòng)中的同學(xué)，平時(shí)成績上給予加分。課后布置需要同學(xué)查閱資料以形成匯報(bào)資料的議題，比如文本文件或是PPT課件展示，并要求學(xué)生上臺(tái)進(jìn)行匯報(bào)。期末要求同學(xué)之間互相錄制視頻，視頻中每位學(xué)生對(duì)本學(xué)期各章所學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)闡述。

通過多種形式對(duì)學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤考核，這樣既能夠多方位多角度全面地考核學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況，又能夠在這個(gè)過程中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與程度，所以會(huì)在很大程度上督促其自主學(xué)習(xí)。

5 加強(qiáng)師生交流

現(xiàn)在通訊設(shè)備比較發(fā)達(dá)，而學(xué)生們也是經(jīng)常使用手機(jī)上網(wǎng)，所以可以建立起教師和學(xué)生的微信群，方便學(xué)生有問題時(shí)隨時(shí)向教師提問，問題也可以及時(shí)得到解答。教師還可以在開課前將需要學(xué)生們查找的與課程有關(guān)的問題或資料發(fā)到微信群，使學(xué)生可以提前對(duì)所學(xué)的知識(shí)有所了解。在每章講授結(jié)束后教師在微信群發(fā)布本章重點(diǎn)內(nèi)容，方便同學(xué)們記憶并及時(shí)地整理知識(shí)點(diǎn)，同學(xué)們之間也可以在群里交流課堂所學(xué)內(nèi)容，有利于教師更好地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。同學(xué)們也感到這種溝通的形式很新穎，有助于增強(qiáng)其學(xué)習(xí)熱情，這也更拉近了師生之間的關(guān)系，使得師生之間的溝通更加順暢。

6 結(jié)語

數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，教學(xué)改革只是手段，隨著數(shù)字電子技術(shù)的不斷更新，也帶給教師新的挑戰(zhàn)，如何利用有限的學(xué)時(shí)傳授給學(xué)生更多的知識(shí)和信息，如何培養(yǎng)出創(chuàng)新型人才，使得高校的同學(xué)們能更好地適應(yīng)社會(huì)，這都是作為教師都應(yīng)該不斷思考和探討的問題，教學(xué)改革之路任重而道遠(yuǎn)。在此，筆者對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的改革提出了一些相關(guān)的想法，不正之處歡迎指正。

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責(zé)任編輯：劉 琳

Research and Practice on Teaching Method Reform ofDigitalElectronicsTechnology

SUN Shangyuana, DENG Leileib

(a. College of Engineering and Technology; b. College of Information and Technology, Jilin Agricultural University, Changchun 130117, China)

DigitalElectronicsTechnologycourse plays an important role in cultivating innovative ability and practical ability of engineering majors. To further improve the quality of teaching, this paper puts forward some ideas and implementation methods for the teaching reform on digital electronics technology of undergraduates from teaching methods, teaching materials processing, experimental teaching, evaluation and test as well as communication between teachers and students. The results show that these methods have improved students’ learning enthusiasm and practical ability, having some good teaching effects.

participatory teaching method; teaching guidance case; teaching reform

2016-12-20

國家省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(201610193052)；吉林省教育科學(xué)十三五規(guī)劃課題(GH16207)；2015年吉林省高等教育教學(xué)改革研究重點(diǎn)課題(SJZD201502)；2015年吉林省高等教育教學(xué)改革研究重點(diǎn)課題(SJZD2015002)；吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)決策咨詢課題(JCZX2016008)

孫上媛(1977-)，女，吉林長春人，講師，碩士，主要從事高等教育教學(xué)管理研究。

G642

A

1009-3907(2017)04-0118-04