陳彥芳

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)；微課；教學(xué)一體化；思政教育；虛擬現(xiàn)實(shí)化教學(xué)

0 引言

近年來(lái)，微課教學(xué)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，基于微課的移動(dòng)學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)、在線(xiàn)學(xué)習(xí)、“泛在學(xué)習(xí)”越來(lái)越普及。相較于傳統(tǒng)課堂，微課在優(yōu)化課堂教學(xué)資源的同時(shí)，也極大地豐富了教學(xué)組織方式。同時(shí)，對(duì)其設(shè)計(jì)也提出了更高的要求[1]。

在微課設(shè)計(jì)方面，已經(jīng)有大量學(xué)者進(jìn)行研究和探討。通常，微課設(shè)計(jì)者的著力點(diǎn)是教師與學(xué)生應(yīng)對(duì)變化的能力、創(chuàng)新思考的能力、多元知識(shí)的融合等方面[2]。

對(duì)于工科教學(xué)而言，要注重理論聯(lián)系實(shí)際；同時(shí)，數(shù)字電子技術(shù)是一門(mén)實(shí)用性很強(qiáng)的課程。所以，針對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的微課設(shè)計(jì)，要體現(xiàn)實(shí)用性強(qiáng)的目的，要與實(shí)際生活緊密相關(guān)，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)性，提高應(yīng)用知識(shí)的能力，用理論知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題。

習(xí)近平總書(shū)記在主持學(xué)校思想政治理論課教師座談會(huì)時(shí)強(qiáng)調(diào)要辦好思想政治理論課。教育的重要任務(wù)，不僅要向?qū)W生傳授知識(shí)技能，更需要培養(yǎng)學(xué)生的品格。課程思政要求有全課程育人格局，將各類(lèi)課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，把“立德樹(shù)人”作為教育的根本任務(wù)。因此，微課設(shè)計(jì)除了上述目的，還應(yīng)該巧妙融入課程思政，給學(xué)生的三觀(guān)塑造帶去潛移默化的影響。

本文以組合邏輯電路分析這一知識(shí)點(diǎn)為例，提出微課設(shè)計(jì)思路。該思路從教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)策略入手，充分運(yùn)用多媒體技術(shù)，加入虛擬現(xiàn)實(shí)化教學(xué)，同時(shí)，巧妙穿插課程思政，設(shè)計(jì)了一堂應(yīng)用教學(xué)一體化方法，邊教、邊學(xué)、邊做，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)能力的微課[3]。

1 方法

本文從教學(xué)設(shè)計(jì)，教學(xué)策略和教學(xué)反思三個(gè)角度入手，分別提出微課設(shè)計(jì)的方法。

1.1 教學(xué)設(shè)計(jì)

教學(xué)設(shè)計(jì)圍繞學(xué)情分析，微課結(jié)構(gòu)和教學(xué)一體化三個(gè)維度展開(kāi)。

應(yīng)用型本科院校主要注重培養(yǎng)的是學(xué)生的自主實(shí)踐以及創(chuàng)新能力，現(xiàn)在的本科學(xué)生，基本上都是00 后，而數(shù)字電子技術(shù)是電子、通信、電氣、機(jī)械、計(jì)算機(jī)等工科專(zhuān)業(yè)的必修課程。00后的工科學(xué)生，從性格特點(diǎn)來(lái)分析，優(yōu)點(diǎn)是思維敏捷，接受新知識(shí)速度快，動(dòng)手能力強(qiáng)；缺點(diǎn)是缺乏耐心，專(zhuān)注力不夠，拒絕填鴨式教學(xué)。他們?cè)谥鸩竭m應(yīng)了大學(xué)階段的學(xué)習(xí)方式后，更希望在老師的有效指導(dǎo)下自主學(xué)習(xí)，這給老師改變照本宣科的教學(xué)方式指明了方向[4]。另就知識(shí)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，他們剛學(xué)過(guò)數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握了一些基本概念，對(duì)門(mén)電路，邏輯代數(shù)運(yùn)算規(guī)則和真值表的相關(guān)知識(shí)有所了解，尚未應(yīng)用于實(shí)踐。這時(shí)候，引導(dǎo)學(xué)生帶著新學(xué)知識(shí)去分析和解決生活中的常見(jiàn)問(wèn)題、熱點(diǎn)問(wèn)題，可以提高他們的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)應(yīng)用知識(shí)的能力。

相較于寬泛的傳統(tǒng)課堂，微課問(wèn)題聚集，主題突出，針對(duì)某一知識(shí)點(diǎn)給出教學(xué)設(shè)計(jì)。研究選擇組合邏輯電路分析這一教學(xué)目標(biāo)，展開(kāi)微課的設(shè)計(jì)。

微課雖小，應(yīng)“五臟俱全”。根據(jù)本科生的認(rèn)知特點(diǎn)和學(xué)習(xí)規(guī)律，將整堂微課時(shí)長(zhǎng)設(shè)計(jì)為8分鐘左右。除了開(kāi)始和結(jié)語(yǔ)部分，絕大部分時(shí)間用于教學(xué)過(guò)程，分為知識(shí)回顧、新課導(dǎo)入、知識(shí)點(diǎn)精講以及知識(shí)鞏固四個(gè)環(huán)節(jié)，層層遞進(jìn)，力求做到完整清晰，邏輯嚴(yán)明，微課結(jié)構(gòu)如圖1所示。整堂微課緊扣大綱知識(shí)點(diǎn)的要求編排，講究承上啟下、溫故知新，講新課的同時(shí)，兼顧已學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)，將之前課程學(xué)習(xí)過(guò)的門(mén)電路，邏輯代數(shù)運(yùn)算規(guī)則和真值表的相關(guān)知識(shí)一一串聯(lián)起來(lái)，并對(duì)接下來(lái)要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)——組合邏輯電路設(shè)計(jì)進(jìn)行展望，注重知識(shí)的銜接和連貫性。

知識(shí)回顧環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生回憶門(mén)電路的基礎(chǔ)知識(shí)和基本概念，引出組合邏輯電路的概念；新課導(dǎo)入部分，以小見(jiàn)大，見(jiàn)微知著。通過(guò)介紹人們?nèi)粘＝佑|的電子產(chǎn)品、高頻使用的移動(dòng)支付、智慧醫(yī)院都離不開(kāi)組合邏輯電路，以此導(dǎo)入新課，讓學(xué)生感受到組合邏輯電路的廣泛應(yīng)用和重要性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)，以我國(guó)高速發(fā)展的載人航天工程為例，融入課程思政，讓學(xué)生感受到祖國(guó)日新月異的變化，提高學(xué)生的民族自豪感；知識(shí)點(diǎn)精講是最重要的環(huán)節(jié)，設(shè)置最高占比時(shí)長(zhǎng)。首先，介紹組合邏輯電路在邏輯功能上的特點(diǎn)：任意時(shí)刻的輸出僅僅取決于該時(shí)刻的輸入，與電路原來(lái)的狀態(tài)無(wú)關(guān)。而時(shí)序邏輯電路的輸出不僅由輸入決定，還取決于電路原來(lái)的狀態(tài)。因此，分析組合邏輯電路時(shí)，只需要分析關(guān)注各個(gè)門(mén)電路，不需要考慮記憶元件。接著，講解組合邏輯電路分析的四個(gè)步驟，以日常生活中隨處可見(jiàn)的交通燈故障檢測(cè)電路為例，引導(dǎo)學(xué)生使用練習(xí)法分析該組合邏輯電路的功能，并用軟件仿真，實(shí)施虛擬現(xiàn)實(shí)化教學(xué)，通過(guò)動(dòng)畫(huà)的形式向?qū)W生直觀(guān)地展示該電路的工作現(xiàn)象，帶給學(xué)生更生動(dòng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，并以交通燈不容有誤的要求，再次課程思政，強(qiáng)調(diào)工科學(xué)生必須保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神和踏實(shí)的求是態(tài)度，為祖國(guó)的建設(shè)提供可靠的力量[5]；最后對(duì)本微課進(jìn)行知識(shí)鞏固，采用歸納總結(jié)的方法，創(chuàng)造口訣加強(qiáng)記憶，總結(jié)組合邏輯電路分析的方法，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)問(wèn)題的能力。

一堂好的微課，除了完成既定教學(xué)目標(biāo)，有效解決實(shí)際教學(xué)問(wèn)題，還應(yīng)該促進(jìn)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用的能力。在本次數(shù)字電子技術(shù)微課的設(shè)計(jì)中，注重突出以學(xué)生為主體的教學(xué)理念以及教學(xué)一體化的有機(jī)結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)生用理論知識(shí)解決實(shí)際生活中的問(wèn)題。微課中選取交通燈故障檢測(cè)電路進(jìn)行分析，案例日?？梢?jiàn)，緊貼生活，拉近與學(xué)生的距離；在課程的最后，承上啟下，引出下堂新課——組合邏輯電路的設(shè)計(jì)，以當(dāng)下熱點(diǎn)問(wèn)題：限電停產(chǎn)為例，下堂課將帶領(lǐng)大家一起設(shè)計(jì)發(fā)電站控制電路，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使其對(duì)下堂課產(chǎn)生期待?？偟膩?lái)說(shuō)，課程案例的選取來(lái)源于日常生產(chǎn)生活，引導(dǎo)學(xué)生用專(zhuān)業(yè)知識(shí)去解決社會(huì)常見(jiàn)問(wèn)題、熱點(diǎn)問(wèn)題。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和動(dòng)手能力，提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力。

1.2 教學(xué)策略

教學(xué)策略的中心思想是以學(xué)生為主體，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律展開(kāi)，教學(xué)策略如圖2所示。根據(jù)課程知識(shí)的特點(diǎn)以及前文所述學(xué)情分析，綜合運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)，虛擬現(xiàn)實(shí)化教學(xué)，練習(xí)法和歸納法四種教學(xué)方法，將四者融入教學(xué)策略，形成一套有機(jī)統(tǒng)一的教學(xué)方法。

學(xué)起于思，思源于疑。在教與學(xué)的過(guò)程中，學(xué)和問(wèn)總是緊密相連、不可分割的。教學(xué)中，不僅要重視知識(shí)的傳授，更要注重知識(shí)形成過(guò)程中學(xué)生能力的培養(yǎng)和智力的開(kāi)發(fā)，用幾乎每天都可以見(jiàn)到的交通燈為例，拋出問(wèn)題，是什么在保障交通燈的正常運(yùn)行？實(shí)施啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生帶著問(wèn)題，學(xué)習(xí)組合邏輯電路分析的四大步驟，通過(guò)交通燈故障檢測(cè)電路的分析，啟發(fā)學(xué)生掌握組合邏輯電路分析的方法。

啟發(fā)式教學(xué)，能更高效地完成教學(xué)一體化方法中的教與學(xué)，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)性，積極去解決問(wèn)題。

合理運(yùn)用信息技術(shù)手段，充分使用多媒體技術(shù)，實(shí)施虛擬現(xiàn)實(shí)化教學(xué)[6]。用學(xué)生常用的Proteus 軟件，模擬交通燈運(yùn)行時(shí)故障檢測(cè)電路的工作原理，同時(shí)，用動(dòng)畫(huà)直觀(guān)地展示故障檢測(cè)電路在不同情況下的工作現(xiàn)象。帶給學(xué)生更形象、更具體的感受，以達(dá)到更好的教學(xué)效果。虛擬現(xiàn)實(shí)化教學(xué)演示如圖3所示。

“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，也是教學(xué)一體化理念中最重要的一環(huán)。在授課中，充分運(yùn)用練習(xí)法，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)踐，掌握組合邏輯電路的分析方法。比如用門(mén)電路的知識(shí)，逐級(jí)寫(xiě)出邏輯表達(dá)式；用邏輯代數(shù)運(yùn)算規(guī)則，化簡(jiǎn)表達(dá)式；列真值表分析電路功能等。讓學(xué)生實(shí)際參與整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，而非被動(dòng)接受知識(shí)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)一體化的應(yīng)用。通過(guò)設(shè)置難度適中的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生逐一完成，在不斷“做到”的過(guò)程中，增強(qiáng)學(xué)生的自我效能感，產(chǎn)生更濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

使用歸納法，將新學(xué)的知識(shí)歸納總結(jié)。創(chuàng)造口訣記憶法，把組合邏輯電路分析的四個(gè)步驟：寫(xiě)出邏輯表達(dá)式，簡(jiǎn)化邏輯表達(dá)式，列出真值表，分析電路功能，簡(jiǎn)化成短小精悍、簡(jiǎn)單明了的口訣：寫(xiě)、簡(jiǎn)、列、析，鞏固新學(xué)知識(shí)，加深學(xué)生的印象，培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)知識(shí)的能力。

1.3 教學(xué)反思

一堂好的微課，應(yīng)該精心打磨、精雕細(xì)琢。微課的設(shè)計(jì)，要教學(xué)目標(biāo)明確，教學(xué)方法得當(dāng)。通過(guò)教學(xué)反思，反推、總結(jié)微課設(shè)計(jì)的方法。首先，微課選題要盡量“小而精”，具備獨(dú)立性、完整性、示范性、代表性，本文選取數(shù)字電子技術(shù)課程中，組合邏輯電路分析這一經(jīng)典知識(shí)點(diǎn)，頗具代表性，同時(shí)通過(guò)該知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，學(xué)生能應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)解決一些實(shí)際生活中的簡(jiǎn)單問(wèn)題；其次，微課內(nèi)容要能夠有效解決教與學(xué)過(guò)程中的重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，并與“做”做到有機(jī)結(jié)合，本文提供的微課設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)明確，難點(diǎn)突出，在教給學(xué)生組合邏輯電路分析方法的同時(shí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用練習(xí)法和鞏固法掌握新知識(shí)，并通過(guò)實(shí)際電路的分析，達(dá)到教、學(xué)、做的統(tǒng)一，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)一體化；同時(shí)，微課要輸出深入淺出、通俗易懂、短小精悍的作品，本文提供的微課設(shè)計(jì)方法，將教學(xué)過(guò)程分為知識(shí)回顧，新課導(dǎo)入，知識(shí)點(diǎn)精講和知識(shí)鞏固四個(gè)環(huán)節(jié)，層次遞進(jìn)，教學(xué)目標(biāo)清晰嚴(yán)明；最后，將微課應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐后，要及時(shí)收集學(xué)生對(duì)微課的反饋，適時(shí)對(duì)微課的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，精益求精，不斷優(yōu)化微課，爭(zhēng)取帶給學(xué)生更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

總的來(lái)說(shuō)，微課的設(shè)計(jì)，要以學(xué)生為主體，根據(jù)當(dāng)前學(xué)情以及學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律展開(kāi)，逐步設(shè)置努力可達(dá)的任務(wù)，應(yīng)用教學(xué)一體化理念，提高學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力。

2 結(jié)果

利用本文提供的方法，研究設(shè)計(jì)了一堂數(shù)字電子技術(shù)的微課，融入了圍繞學(xué)情分析，微課結(jié)構(gòu)和教學(xué)一體化三個(gè)維度展開(kāi)的教學(xué)設(shè)計(jì)，使用了以學(xué)生為主體，根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律展開(kāi)的教學(xué)策略，將啟發(fā)式教學(xué)，虛擬現(xiàn)實(shí)化教學(xué)，練習(xí)法和歸納法應(yīng)用于微課中，獲得了很好的教學(xué)反響。在知識(shí)與技能、過(guò)程與方法及情感價(jià)值觀(guān)方面，較好地達(dá)到了既定的教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)目標(biāo)如圖4所示。

在實(shí)際教學(xué)中，學(xué)生普遍反映課程重點(diǎn)突出，內(nèi)容緊湊，知識(shí)點(diǎn)講解透徹。在知識(shí)回顧環(huán)節(jié)，復(fù)習(xí)門(mén)電路的知識(shí)，加深學(xué)生對(duì)已學(xué)知識(shí)的印象，并引出組合邏輯電路的概念，學(xué)生反饋，能將已學(xué)知識(shí)和新知識(shí)，做好串聯(lián)和銜接；新課導(dǎo)入環(huán)節(jié)，學(xué)生了解到組合邏輯電路分析的廣泛應(yīng)用，深知這一知識(shí)點(diǎn)的重要性。而讓國(guó)民充滿(mǎn)民族自豪感的載人航天工程，也離不開(kāi)組合邏輯電路的身影，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)的報(bào)國(guó)熱情；知識(shí)點(diǎn)精講環(huán)節(jié)中，用日常隨處可見(jiàn)的交通燈，拋出問(wèn)題，讓學(xué)生深度參與課堂，用新學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題。學(xué)生看到這一場(chǎng)景，反響熱烈，積極討論解決思路和方法。課堂練習(xí)環(huán)節(jié)，學(xué)生都能行動(dòng)起來(lái)，將組合邏輯電路分析的四個(gè)步驟付諸實(shí)踐。采用虛擬現(xiàn)實(shí)化教學(xué)方法，學(xué)生不僅清晰直觀(guān)地了解了故障檢測(cè)電路的工作原理，還明白了Proteus更多應(yīng)用的可能。同時(shí)，以交通燈不容有誤的要求，進(jìn)行課程思政的引導(dǎo)，提出工科學(xué)生必須保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神和踏實(shí)的求是態(tài)度，做學(xué)問(wèn)做設(shè)計(jì)，細(xì)致認(rèn)真，反復(fù)驗(yàn)證，不能出差錯(cuò)。知識(shí)鞏固環(huán)節(jié)，發(fā)揮創(chuàng)造性，將組合邏輯電路分析的四個(gè)步驟，簡(jiǎn)化成四字口訣：寫(xiě)、簡(jiǎn)、列、析，方便學(xué)生記憶，加深學(xué)生印象。實(shí)踐表明，在后續(xù)知識(shí)組合邏輯電路設(shè)計(jì)的課程中，學(xué)生都能快速、準(zhǔn)確地回憶起組合邏輯電路分析的四個(gè)步驟。

相較于傳統(tǒng)課堂，本堂微課帶給學(xué)生全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，更深刻的印象以及更方便應(yīng)用于實(shí)踐的能力。通過(guò)該堂微課，學(xué)生有效地掌握了組合邏輯電路的分析方法，能應(yīng)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際生活中的簡(jiǎn)單問(wèn)題。

3 結(jié)論

本文研究了微課設(shè)計(jì)思路，以數(shù)字電子技術(shù)課程為例，應(yīng)用教學(xué)一體化理念，設(shè)計(jì)了針對(duì)組合邏輯電路分析這一知識(shí)點(diǎn)的微課。通過(guò)學(xué)情分析，制定了緊扣大綱知識(shí)點(diǎn)要求編排的微課結(jié)構(gòu)，巧妙穿插課程思政，使用啟發(fā)式、虛擬現(xiàn)實(shí)化教學(xué)，結(jié)合練習(xí)法和歸納法，鼓勵(lì)學(xué)生用理論知識(shí)解決實(shí)際生活中的問(wèn)題，做到學(xué)以致用，完成了一堂以學(xué)生為主體，邊教、邊學(xué)、邊做的微課。同時(shí)，本文提供的微課設(shè)計(jì)思路、方法以及教學(xué)一體化的應(yīng)用研究，也可給微課設(shè)計(jì)者提供有益的借鑒。