王秀碧 曾翔 劉永春 黃曉莉 李曉花

四川輕化工大學(xué)物理與電子工程學(xué)院 四川自貢 643000

0 引言

數(shù)字電子技術(shù)課程是電子信息、電氣、計(jì)算機(jī)類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是銜接前導(dǎo)基礎(chǔ)課和后續(xù)專業(yè)課的橋梁，對(duì)培養(yǎng)職業(yè)能力起主要支撐作用[1]?；ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代，學(xué)生的學(xué)習(xí)行為發(fā)生了巨大的變化，如：知識(shí)的獲取途徑多元化，上課不是唯一途徑；習(xí)慣圖像刺激，不習(xí)慣閱讀長(zhǎng)篇文字；注意力持續(xù)時(shí)間短，不習(xí)慣長(zhǎng)時(shí)間坐著聽講；喜歡一心多用，熱衷移動(dòng)產(chǎn)品，更容易接受并嘗試新事物。傳統(tǒng)的“多媒體+黑板”的滿堂灌教學(xué)模式，是言者諄諄，聽者藐藐，使“學(xué)”遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于“教”。線上教學(xué)可以突破時(shí)間和空間的限制，便于學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，營(yíng)造良好的教學(xué)氛圍，可以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力；單純的線上教學(xué)不足的地方體現(xiàn)在教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果掌握有限，缺乏教學(xué)過程動(dòng)態(tài)管理，不能針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況及時(shí)調(diào)整課堂講授的內(nèi)容和進(jìn)度，線上教學(xué)因師生時(shí)空分離而無法實(shí)時(shí)監(jiān)管。采用線上+線下混合式教學(xué)則可以滿足教師不斷追求教學(xué)卓越，為學(xué)生創(chuàng)造出有意義的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)動(dòng)力，幫助學(xué)生進(jìn)入深層次學(xué)習(xí)的教學(xué)需求，使教師成為學(xué)習(xí)經(jīng)歷的設(shè)計(jì)者、學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，而不只是教書匠。本文提出了建立一個(gè)核心目標(biāo)（激勵(lì)學(xué)生“參與式學(xué)習(xí)”），建設(shè)二元融合體系（“線上+線下”），統(tǒng)籌三階段學(xué)習(xí)任務(wù)（“課前+課中+課后”），形成“123”混合式教學(xué)新模式的觀點(diǎn)。

1 課程主要內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)

課程主要內(nèi)容：掌握邏輯代數(shù)的運(yùn)算及邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)方法；掌握TTL 門電路、CMOS 門電路的特點(diǎn)和常用參數(shù)；掌握小規(guī)模、中規(guī)模組合和時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法；掌握各類觸發(fā)器、大規(guī)模存儲(chǔ)電路的工作原理及應(yīng)用；掌握脈沖波形的產(chǎn)生和整形；理解DAC、ADC 工作原理。

教學(xué)目標(biāo)：通過理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，使學(xué)生掌握數(shù)字電路的典型分析和設(shè)計(jì)方法；通過綜合性實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、電路制作，培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；使學(xué)生具有分析和排除小型數(shù)字系統(tǒng)故障的能力，能將數(shù)字系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)知識(shí)靈活應(yīng)用于后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)中[2]。

2 混合式教學(xué)模式

本文分別從課前準(zhǔn)備、線上+線下混合教學(xué)、課后鞏固、考核評(píng)價(jià)四方面闡述混合式教學(xué)模式的具體實(shí)踐。線上教學(xué)采用超星學(xué)習(xí)通教學(xué)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了有效的線上線下教學(xué)融合體系，達(dá)到激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行“參與式學(xué)習(xí)”的核心目標(biāo)。

課程組分別對(duì)電子信息工程2019 級(jí)5-8 班、電子科學(xué)與技術(shù)2020 級(jí)1-2 班和電子信息工程2020 級(jí)1-4 班進(jìn)行了兩個(gè)學(xué)習(xí)周期的教學(xué)改革實(shí)踐；總學(xué)時(shí)為72 學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)16 學(xué)時(shí)，由實(shí)驗(yàn)教師完成；理論56 學(xué)時(shí)，其中16 學(xué)時(shí)為線上教學(xué)，40 學(xué)時(shí)為線下教學(xué)。

2.1 參與式學(xué)習(xí)

參與式學(xué)習(xí)就是讓學(xué)生成為課堂活動(dòng)的主體，通過教師正確的課堂引導(dǎo)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)知識(shí)，進(jìn)行更深入的思考，從而極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在課堂活動(dòng)中化被動(dòng)為主動(dòng)，全身心地投入課堂學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，有效提高教學(xué)效率。參與式學(xué)習(xí)能夠讓學(xué)生在“參與”的過程中減少不必要的緊張，變得輕松活躍，從而形成良好的課堂氛圍。漸漸地，師生關(guān)系、生生關(guān)系會(huì)變得越來越親密，班級(jí)團(tuán)結(jié)也得以逐漸加強(qiáng)[4]。本次教學(xué)改革以激勵(lì)學(xué)生進(jìn)行“參與式學(xué)習(xí)”為核心目標(biāo)，提高了學(xué)生在課堂活動(dòng)中的參與性。

2.2 課前線上+線下準(zhǔn)備

超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)功能選擇。超星學(xué)習(xí)通包含活動(dòng)、統(tǒng)計(jì)、資料、通知、作業(yè)、考試、討論、管理等教學(xué)模塊。通過教師團(tuán)隊(duì)管理組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)資源共享；通過班級(jí)管理，建立班級(jí)，從學(xué)生庫里添加學(xué)生到班級(jí)里，添加到班級(jí)里的學(xué)生就能隨時(shí)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，課前課后都可觀看相應(yīng)的教學(xué)視頻進(jìn)行預(yù)習(xí)或復(fù)習(xí)。

課前教師教學(xué)資源準(zhǔn)備。課前，教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)教學(xué)進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，將知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分解，修改課件，錄制視頻；按照章節(jié)將知識(shí)點(diǎn)劃分為一系列最小知識(shí)單元，方便課堂上教師教和學(xué)生學(xué)的同時(shí)，也可以滿足學(xué)生利用課后的碎片時(shí)間自主學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)，理論部分錄制了102 個(gè)視頻。利用多年積累的教學(xué)資源編寫題庫；對(duì)題庫進(jìn)行分類管理，以滿足不同層次學(xué)生的需要；豐富了課程線上資源建設(shè)并在超星學(xué)習(xí)通上建課。課前精心設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，實(shí)踐教學(xué)分為基礎(chǔ)練習(xí)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、開放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、學(xué)科競(jìng)賽和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)中各類儀器儀表的使用，以及綜合性實(shí)驗(yàn)，錄制了8 個(gè)視頻；利用面包板進(jìn)行實(shí)踐練習(xí)，錄制了3 個(gè)視頻。

課前教師布置任務(wù)：每次課的前一天通過通知模塊布置學(xué)習(xí)任務(wù)，并在討論區(qū)提出思考題；學(xué)習(xí)組合邏輯電路這一章前，教師布置任務(wù)，讓學(xué)生設(shè)計(jì)如病床呼叫系統(tǒng)、三人表決器等工程項(xiàng)目，學(xué)習(xí)時(shí)序邏輯電路這一章前，讓學(xué)生設(shè)計(jì)4 人搶答器和電子秒表等工程項(xiàng)目。

課前學(xué)生準(zhǔn)備內(nèi)容：學(xué)生根據(jù)教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)，通過線上視頻及課前思考題進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，并完成相應(yīng)的通關(guān)測(cè)試題和作業(yè)庫中的基礎(chǔ)題，將學(xué)習(xí)效果反饋給教師；根據(jù)教師布置的工程項(xiàng)目查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案，得到設(shè)計(jì)框圖，以便在該章節(jié)的學(xué)習(xí)中逐步完善工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)。

2.3 課中線上+線下融合

2.3.1 課中理論線上+線下融合

進(jìn)行線上教學(xué)的時(shí)候，教師首先組織學(xué)生學(xué)習(xí)超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)指定的教學(xué)任務(wù)，然后利用活動(dòng)模塊，讓學(xué)生進(jìn)行搶答、隨堂練習(xí)、主題討論等，學(xué)生回答問題有加分，在討論區(qū)積極互動(dòng)有加分，以此來充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。如果學(xué)生在上課時(shí)間沒有完成線上學(xué)習(xí)內(nèi)容，還可在當(dāng)天隨時(shí)隨地抽其他時(shí)間完成?；A(chǔ)稍差的學(xué)生可以反復(fù)觀看視頻，這樣就能滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。進(jìn)行線下教學(xué)的時(shí)候，教師根據(jù)同學(xué)們線上自主學(xué)習(xí)的情況以及上次課堂學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)效果確定講課內(nèi)容，進(jìn)行重難點(diǎn)講解，布置相應(yīng)的課堂作業(yè)、課后作業(yè)，以及作業(yè)庫中的綜合題；對(duì)課堂知識(shí)做舉一反三的延伸，適當(dāng)提高課程難度，并布置一些提高題供學(xué)生選做；分組討論，讓學(xué)生對(duì)課前布置的工程項(xiàng)目分小組進(jìn)行討論。

2.3.2 課中理論與實(shí)踐相結(jié)合

課中將理論和實(shí)踐相結(jié)合，將學(xué)生分成3 人一組，每組學(xué)生發(fā)放一套實(shí)踐需要的元器件和材料（包括40 多種集成電路芯片、電阻、電容、二極管、三極管等分立元件和帶電源模塊的面包板等），學(xué)生在課堂上和課間利用帶電源模塊的面包板，用充電寶供電，可以搭建簡(jiǎn)單電路，進(jìn)行芯片的功能測(cè)試。這加深了學(xué)生對(duì)芯片功能的認(rèn)識(shí)，提高了其學(xué)習(xí)興趣。

2.4 課后線上+線下融合

2.4.1 課后理論線上+線下融合

學(xué)生可以通過線上視頻回看、作業(yè)、答疑、各類測(cè)試等復(fù)習(xí)鞏固課程內(nèi)容[3]。為滿足不同層次學(xué)生的需求，課程組編寫了各類作業(yè)和測(cè)試題放在超星學(xué)習(xí)通平臺(tái)的作業(yè)庫和試題庫中，豐富了線上資源。其中，通關(guān)測(cè)試題為選擇題和判斷題，測(cè)試學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念的理解，每一次課（2 學(xué)時(shí)）結(jié)束時(shí)，教師發(fā)布通關(guān)測(cè)試題，并規(guī)定學(xué)生在5 ～10 分鐘內(nèi)完成，系統(tǒng)自動(dòng)批改，教師可及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在重難點(diǎn)章節(jié)設(shè)置課后作業(yè)，主要測(cè)試學(xué)生對(duì)典型電路功能模塊的分析和設(shè)計(jì)應(yīng)用能力，根據(jù)測(cè)試結(jié)果確定是否需要調(diào)整課堂講授的內(nèi)容和進(jìn)度。提高題的難度較大，可供學(xué)習(xí)能力和綜合應(yīng)用能力強(qiáng)的學(xué)生選做，以滿足其深層次學(xué)習(xí)的需求。章節(jié)測(cè)試題覆蓋本章主要知識(shí)點(diǎn)，每章教學(xué)結(jié)束后，教師根據(jù)實(shí)際情況安排章節(jié)測(cè)試，使學(xué)生進(jìn)一步復(fù)習(xí)鞏固每章內(nèi)容。半期考試題則覆蓋課程前半部分的知識(shí)點(diǎn)，當(dāng)課程進(jìn)行過半，即學(xué)完組合邏輯電路后，則進(jìn)行半期考試，測(cè)試學(xué)生對(duì)相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，為后面學(xué)習(xí)時(shí)序邏輯電路打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在線各類習(xí)題及測(cè)試題，學(xué)生可隨時(shí)隨地方便地查看參考答案，便于其查缺補(bǔ)漏及各階段的復(fù)習(xí)鞏固。

2.4.2 課后理論與實(shí)踐相結(jié)合

數(shù)字電子技術(shù)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程組精心準(zhǔn)備了多種實(shí)踐形式。

1）課后設(shè)計(jì)和搭建電路。課后學(xué)生仍然可以利用帶電源模塊的面包板，用充電寶供電，在圖書館、教室或?qū)嬍胰魏蔚胤皆O(shè)計(jì)和搭建功能更豐富的電路，熟悉各集成電路的應(yīng)用。

2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)。安排專業(yè)實(shí)驗(yàn)教師擔(dān)任實(shí)驗(yàn)教學(xué)教師，教學(xué)內(nèi)容包括綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，以及常用儀器儀表的使用。

3）在開放實(shí)驗(yàn)室完成工程項(xiàng)目。學(xué)生可以在開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電路制作，可先在課后完成工程項(xiàng)目的電路設(shè)計(jì)，并利用MULTISIM 仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性，然后在開放實(shí)驗(yàn)室完成電路制作并調(diào)試其功能，完成工程項(xiàng)目。

4）在競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)。學(xué)校鼓勵(lì)學(xué)生參加各類學(xué)科競(jìng)賽，專門為參加競(jìng)賽的同學(xué)準(zhǔn)備了競(jìng)賽實(shí)驗(yàn)室。

5）鼓勵(lì)學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目和“互聯(lián)網(wǎng)+”的實(shí)踐。

通過理論和實(shí)踐的結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。學(xué)生參加各類學(xué)科競(jìng)賽的積極性也大大提高，參加全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽和四川省電子設(shè)計(jì)大賽均獲得優(yōu)異的成績(jī)。

2.5 課程考核

2.5.1 理論課程考核

理論課程成績(jī)包含平時(shí)成績(jī)、工程項(xiàng)目成績(jī)和期末卷面考試成績(jī)。其中平時(shí)成績(jī)占30%，工程項(xiàng)目成績(jī)占10%，期末卷面考試成績(jī)占60%。平時(shí)成績(jī)由超星學(xué)習(xí)通直接導(dǎo)出，學(xué)生可以在期末考試前查看自己的平時(shí)成績(jī)。平時(shí)成績(jī)權(quán)重設(shè)置為：作業(yè)，10%，為所有作業(yè)的平均分；課堂互動(dòng)，10%，參與課堂討論、隨堂練習(xí)、搶答、討論等都可獲得相應(yīng)的分?jǐn)?shù)，積分達(dá)到300 分為滿分；簽到，10%，總共簽到28 次，滿25 次為滿分；課程音視頻，10%；考試，60%，考試成績(jī)包括期中考試成績(jī)和章節(jié)測(cè)試。工程項(xiàng)目成績(jī)是組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路工程項(xiàng)目的平均成績(jī)，這兩章結(jié)束各有一次討論課，學(xué)生進(jìn)行工程項(xiàng)目的答辯，教師根據(jù)答辯情況以及學(xué)生的電路制作情況給出成績(jī)，電路制作占50%，答辯占50%。期末試題中基礎(chǔ)知識(shí)、基本理論、基本技能題占50%，綜合運(yùn)用題占30%，提高擴(kuò)展題占20%。

2.5.2 實(shí)驗(yàn)課程考核

實(shí)驗(yàn)成績(jī)由理論教師和實(shí)驗(yàn)教師共同評(píng)定。其中理論教師評(píng)定的成績(jī)占40%，根據(jù)學(xué)生在課堂上和課后實(shí)踐的情況評(píng)定，各芯片功能測(cè)試情況和各芯片應(yīng)用情況各占一半。實(shí)驗(yàn)教師評(píng)定的成績(jī)占60%，根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況評(píng)定，實(shí)驗(yàn)教師評(píng)定的成績(jī)包括平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)?nèi)糠?，平時(shí)成績(jī)由實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況、出勤情況及學(xué)習(xí)表現(xiàn)來評(píng)定，占實(shí)驗(yàn)教師評(píng)定成績(jī)的30%；實(shí)驗(yàn)操作考核時(shí)，每位學(xué)生為一組，實(shí)驗(yàn)完成后，由實(shí)驗(yàn)教師檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果并提問，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)由其實(shí)驗(yàn)操作結(jié)果和回答問題情況來評(píng)定，占實(shí)驗(yàn)教師評(píng)定成績(jī)的40%；實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)占實(shí)驗(yàn)教師評(píng)定成績(jī)的30%。

3 結(jié)束語

課程組采用的線上+線下混合教學(xué)模式重塑了課堂內(nèi)容，創(chuàng)新豐富了課堂活動(dòng)。部分教學(xué)內(nèi)容在線上完成后，可以減少傳統(tǒng)課堂教學(xué)的課時(shí)，增加具有前瞻性、挑戰(zhàn)性的課程內(nèi)容?；旌鲜浇虒W(xué)便于教師教學(xué)的組織和實(shí)施，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生真正參與到學(xué)習(xí)中來，使學(xué)生在課前、課中、課后都忙起來，平時(shí)就加強(qiáng)練習(xí)，就將知識(shí)掌握牢固，而不是等到考前才來突擊，使“學(xué)”遠(yuǎn)大于“教”。教師選擇這樣的教學(xué)方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡可追蹤，學(xué)習(xí)效果可溯源、可全面掌握。教學(xué)實(shí)踐證明，該混合式教學(xué)模式有效提高了教學(xué)質(zhì)量，綜合了線下傳統(tǒng)教學(xué)和線上教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，提高了教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度。