信息化教学在高职“电子线路分析与应用”课程中的应用——以三人表决电路为例

(天津工业职业学院，天津 300400)

一、信息化现状

自上世纪40年代中期计算机问世以来，我们进入信息革命时代，随着网络化、多媒体化的发展，人类新社会进入新经济形态。如果我们不顺应这个时代要求，将被时代所淘汰，尤其作为高职教师应积极将信息化教学融入到职业教学中去。所谓信息化教学即在信息化环境中，教育者与学习者可以利用现代教育媒体、教育信息资源和教育技术方法进行的双边活动。信息化教学的特点是以信息技术为支撑、以现代教育教学理论为指导、强调新型教学模式的构建、教学内容具有更强的时代性和丰富性、教学更适合学生的学习需要和特点。

在实际教学中，我们发现对于学霸而言，教学手段的改变不一定会影响到他们的学习效果，“学霸到哪都是学霸”，但是对于高职生而言，教学手段的改变，会激发学生的学习积极性以及提高他们的认知能力。信息化教学不只是在传统教学的基础上对教学媒体和手段的改变,更要引起以现代信息技术为基础的整体的教学体系的一系列的改革和变化。

信息化教学设计就是利用系统分析方法，以学为中心，充分利用现代信息技术和信息资源，科学地安排教学过程的每个环节，从而实现教学过程及优化。在授课过程中，作为教师常常会遇到难以解释的问题，“同学们使劲想象”，在这样的情况下，为什么不采用信息化手段，FLASH动画、视频等媒体会很好的解决教学重难点；还有复杂的原理图，靠教师手绘那已是老黄历，信息化手段的介入省时又省力，关键学生学习效果大大提高；尤其是一些难以达到的生产环境，可以采用虚拟仿真技术、或者3D技术以及VR技术，使学生仿佛身临其境。在教学过程中应用信息技术创设学习情境；利用信息资源，支持学生的自主探究学习，培养学生的信息素养，以及自主学习能力，激发学生的学习兴趣，从而提高教学效果。

在整个教学过程中，教师对课程进行教学设计，利用信息化手段解决教学重难点；作为新时代的学生，手机、电脑、IPAD已经成为他们生活的一部分，为信息化教学提供硬件支持，学生更易于接受经过信息化设计后的课程，使学习变成乐趣，使“学渣变成学霸”,事实证明，高职学生在各类技能大赛中取得优异成绩。

二、课程概述

电子线路分析与应用作为高职高专一门专业技能课程，在电子类、电气类、机械类等相关专业被广泛开设，通过职业岗位群调研，确定就岗位群所应具备的技能，确定该课程为电子类专业的职业技能核心课程，其具有很强的应用型和实践性，由于高职学生基础知识不扎实，但乐于动手的特点，使得该课程在教学中学生难以掌握，但随着信息化教学手段的应用，能够有效改善该课程的抽象性，使学生易于掌握，提高学生学习积极性。

对于高职教师而言，不仅要传授知识更重要的传授学生技能，从理论研究方面走向实践，避免“两张皮”现象，即理论和实际脱节。现以应用电子专业为例，说明《电子线路分析与应用》课程在整个专业教学中的位置，以及该课程如何实现信息化教学。随着校企合作的深入开展,直接影响到课程的开发,课程定位来自企业需求，针对职业岗位群提出应用电子专业学生的职业要求，通过大量的企业调研发现在企业生产中需要电子产品生产线工艺人员、电子产品生产线质检员、电子产品维修服务人员、电子电气设备维护人员等，相应对应的这些岗位,包括生产线、检测线、维修部等岗位，提出培养学生的职业能力要求包括设计与制作印刷电路板能力、电子产品装配维修能力、电子产品初级开发设计能力，从而开发出应用电子专业的核心课程之一为“电子线路分析与应用”，由此可见，该门课程的重要性。因此，将信息化教学手段引入该课程教学中，将影响学生整体专业学习。

“电子线路分析与应用”这门课程包括模拟电路和数字电路两部分，本课程的教学理念是以项目教学开展教学、突出课程的职业性、实践性和开放性。该课程总共分为四个项目“放大电路装配”、“收音机的设计制作”、“稳压电源装配与调试”、“抢答器的设计制作”，本文三人表决电路选取于抢答器的设计制作部分。对于本科院校是两本课本,也是我们常常听到的模电和数电课程，但是在高职院校为一本课本,开设两个学期,为学年课程，总课时为128学时，开课学期为大一年级的第二学期，学生们在第一学期的学习中已经学习了电路基础、高等数学等相关专业课程，本科院校体现理论学习，而高职院校更注重于实践教学。

本文以数字电路中组合逻辑电路教学单元之一的三人表决电路为例，它是组合逻辑电路的重要组成部分，在教材中起着承前起后的作用，既是对数字电路基础知识如逻辑电路图、真值表、逻辑函数表达式以及逻辑代数等知识的综合应用，又为后续电路如编码器、译码器等中规模组合逻辑电路的提供设计方法。通过本课的学习使同学们明确组合逻辑电路的设计思路与方法，体会到所学知识点相互之间的联系以及在实际中的应用，因此占有非常重要的地位。

传统的教学课堂板书讲授2课时，然后再在实验室做实验2课时；采用信息化教学后，利用网络使同学们提前预习、利用软件使同学们在课下进行仿真练习、利用PPT动画简化教学难点、利用在线游戏激发学生学习兴趣，使课程变为2课时，剩余课时可进行拓展训练，学生进行创新创意制作电子产品实物。缩短了教学时间，通过教学平台以及微信测试，及时得到学生反馈，发现学习效果提高。以下说明信息化教学在该课程中如何实施。

三、实施方法

(一) 引课

在上次课给同学们设置作业(与此次课相关)学生在课后利用EWB软件进行仿真，将仿真结果在课程网站上传，教师通过课程网站检查学生作业情况，选取一组学生作业进行点评，提示出现的问题以及需要强调的重点，引入本次课程的内容。

引入课程是整堂课程的开端，也是我们常说的“引课”，俗话说“好的开头等于成功的一半”，在教学中也一样，课堂教学设计要重视引课环节，在引课的基础上，可以利用信息化教学手段，在上课前通过手机微信下发学习清单和预习要求，使学生提前了解本次课程安排。

对于三人表决电路的设计在引入任务中，可以利用视频播放一段“出彩中国人”电视节目，这档流行节目中正好是三个评委，“两个YES一个NO”就可以进行晋级。避免学生凭空想象三人表决器是个什么实物？能用在何处？通过播放视频，学生对三人表决器一目了然，教师从而引入本次课程任务要求：请同学们为出彩中国人的评委设计一个表决器。功能要求:三个评委各控制A、B、C三个按键中一个， 以少数服从多数的原则表决事件，即两人或两人以上按下表示同意，否则为不同意。若表决通过，发光二极管点亮，否则不亮。这样，通过信息化手段的使用激发学生的求知欲。

(二)复习知识点

对三人表决电路单元教学任务的安排为2学时，90分钟。在复习知识点利用手机微信发布知识点，学生通过扫描二维码，进入考试界面，需要复习的知识点以试卷的形式考核学生对知识点掌握情况，学生在线提交答卷，教师实时发现问题，以及学生的参与情况，还可以根据试卷上交率判断出勤率，与传统教学比较，简单明了、节约时间，帮助同学们上节课所学内容，从而引入新课程。复习知识是对上节课程内容的巩固，也便于引入新的课程，实现新课程的衔接。

(三)教学重难点解决

三人表决电路设计教学重点是电路的设计方法，教师使用PPT讲解三人表决电路的设计方法，动画演示分步分解，其中，重点为列真值表，根据要求解决实际问题，将汉字变成数字，“×”表示no、“√”表示yes；通过动画演示，将×→0、√→1，复杂问题简单化，实际问题数字化；激发学生学习兴趣，使学生们逐步解决问题，掌握设计方法以及步骤。尤其是真值表的列表顺序，学生极易出错，告知学生000即八进制的0；001即八进制的1；直到111即八进制的7，按照0-7的顺序列表，避免重复列数或者漏数的错误。设置一个小训练，如三人表决电路有一个为主裁判，在原有真值表基础上加一个主裁判。

图1如何列真值表

图2 门电路芯片型号汇总

然后写出表达式，此时得到的表达式同学们会很熟悉，正是上节课留得作业题，也就是课堂教学中用到的翻转课堂教学法，学生时刻跟随老师进行思考，引课时老师已经点评过，但是此时作业题的与或表达式化简为与非表达式，为什么？因为在实际应用中，大量采用与非门电路，与非门的性能比与或门要好，教师如果这样讲，没有说服力，这时播放企业工程师现场录像，对大家讲述与非门的优势，这样既与实际相结合，又可以使同学们加深印象。采用录像或者利用网络直接连线企业工程师现场，这正是传统教学法不能比拟的，除非请企业专家如课堂，那时间和成本都是不可预计的。

接下来学生选择芯片，进入搭建电路阶段，为此次课程的教学难点，利用在线游戏使同学们选择合适的门电路、符号、芯片、表达式、真值表，教师可以利用计算机擦板功能，将某些内容进行擦出，让同学们进行填写，加深对门电路芯片记忆。让同学们自行选择所需芯片，培养学生总结归纳的能力；另一方面，要求同学们用手机搜索芯片管脚图，通过搜索，告诉同学们一名电子线路设计师的职业素养要具备查找手册的能力。根据设计要求，列出元件清单，基本跟工厂要求一致，使同学们掌握实际设计流程。利用动画演示电路的搭建过程，更加形象生动，并且演示电路可以重复播放，加深学生对电路连接的认识，从而使学生在自己搭建电路时减少出错率，提高工作效率，利于难点讲解。

最后是同学们任务实施阶段，同学们通过EWB软件进行三人表决电路的仿真，参考前面播放的动画演示电路，避免出错； 小组成员只需要电脑仿真就可以明白电路搭建过程，如果在实训室进行实物操作，可能会有同学由于接错芯片管脚而造成电路损坏，但是对于仿真软件而言，这样的现象会被避免，但是教学效果一样可以达到。

(四)考核评价

在教学过程实施时是以分组的形式完成，结合实训室12台实训设备的工作条件，一般将学生分成三人或四人一组。正如前面所提到的职业岗位群，学生在整个教学过程中进行角色互换，可以是设计者、操作者、检测者等。在最终评价阶段，教师通过手机微信下发任务单，任务单内容包括学生自评、学生互评以及教师评价，分别考查学生的掌握知识情况、动手能力以及学习态度，学生填写完毕进行反馈，使教师及时掌握学生此次课的学习情况。

分组要结合每个学生的特点进行，有些老师也采用信息化手段如随机摇号进行分组，因此，如何分组也将成为后期信息化建设的一个瓶颈问题。

(五)课后作业

在教学的最后，教师应当进行作业的布置，一个教学环节应该是一个闭环的结构，作业要有针对性，以及知识的拓展性，并且利于检查，本次作业为用与非门设计一个举重裁判表决电路，设举重比赛有3个裁判，一个主裁判和两个副裁判。 在课堂教学的基础上稍加些难度又不远离，旨在加深学生对知识认识、拓展知识点。本次作业采用EWB(Electronics Workbench)软件仿真，不但教师在教学过程中采取信息化手段，学生也应该掌握信息化手段，将仿真完成的作业提交课程网站，教师检查发现问题，为下次课的教学提供素材，同时，其他学生也可以互相学习，互通有无，提高自身能力。课程网站除了有作业提交交互设置外,还有留言设置,同学们可以将问题进行留言,同学与同学之间、同学与老师之间交流信息，做到在线答疑。这正是信息化带给我们的优势，使我们互享知识。同时，可以通过网站对学生进行考核，避免纸质书面考核作弊现象，影响考风建设。

四、结束语

整个教学设计是一个闭环系统，由复习知识点开始，继而情景引入、知识点讲授、角色扮演、电路设计调试、任务评价、布置作业结束。下次授课仍可按照此顺序。每个教学环节设计中，加入信息化手段，如手机微信平台、教学网络平台、视频资料、PPT课件、动画、仿真软件等，运用在教学环节中，教学环节节节相扣，利用信息化手段，化难为易，从而使课堂教学变得丰富多彩。

对于90后学生甚至是00后学生而言,在他们幼年时期就接触到信息化媒介，电脑、手机、ipad等信息化媒介已经成为他们生活学习的一部分，这样使得信息化教学成为可能；并且在十三五时期，国家加大对高职院校的财政支持，各大高职院校的教室均已安装教学一体机以及Wifi无线网的覆盖，为信息化教学提供硬件支持。作为教师，就应当积极学习，将信息化手段用于《电子线路分析与应用》该门专业课中，使抽象问题简单化，提高教学效果，激发学生的学习兴趣，本文只是通过一堂课的信息化教学设计来说明，信息化手段在《电子线路分析与应用》中的应用，对于该课程的其他教学任务仍然适用，并且可以作为其他课程教学的参考。

作为信息化教学的目的就是利用信息化手段将复杂问题简单化，并不是盲目的为了信息化而信息化，打破传统教学模式，让信息化手段更好的服务于教学；作为教师，让我们不断学习，享受信息化技术给我们带来的便捷；作为学生，感谢这个时代，得到信息化赋予的更好服务。