陳維娜　楊忠　顧姍姍　王逸之　唐玉娟

[摘 要] 數(shù)字電子技術作為電子時代的支撐技術，在全球電子信息化的進程中具有巨大的推動作用?！皵?shù)字電子技術基礎”是一門集理論性和實踐性為一體的專業(yè)基礎課，著重培養(yǎng)學生在理解電路知識的基礎上展開電路設計的綜合能力。為實現(xiàn)立德樹人的教學目標，將思想政治元素融入教學中，通過在教學中激發(fā)學生的認知內(nèi)驅力，在課堂上創(chuàng)設情境展開互動，進行線上線下一體化混合式教學，探尋出一條“數(shù)字電子技術基礎”的教學實踐之路。

[關鍵詞] 數(shù)字電子技術基礎;內(nèi)驅力;線上線下混合式教學

[基金項目] 2018年度國家自然科學基金項目“基于全源網(wǎng)絡信息的穩(wěn)瞄吊艙高精度對準技術研究”（61803188）;2018年度金陵科技學院高層次人才科研啟動基金“基于全源網(wǎng)絡信息的穩(wěn)瞄吊艙高精度對準技術研究”（jit-b-201816）;2020年度金陵科技學院校級“科教融合”項目“非接觸式醫(yī)用垃圾自動收集系統(tǒng)”（0201002001p1）

[作者簡介] 陳維娜（1987—），女，江蘇南京人，博士，金陵科技學院智能科學與控制工程學院講師，主要從事微慣性系統(tǒng)與信息融合算法研究;楊 忠（1968—），男，江蘇南京人，博士，金陵科技學院智能科學與控制工程學院教授，主要從事控制工程及其相關應用研究;顧姍姍（1986—），女，江蘇南京人，博士，金陵科技學院智能科學與控制工程學院講師，主要從事慣性器件及組合導航算法研究。

[中圖分類號] G642.41 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）04-0168-04 [收稿日期] 2021-05-24

在信息社會中，數(shù)字化浪潮已經(jīng)席卷了電子技術所有的應用領域，上至前沿科技，下至日常生活，我們已經(jīng)進入“數(shù)字化生存”模式。數(shù)字電子技術作為電子時代的支撐技術，在全球電子信息化的進程中具有巨大的推動作用?！皵?shù)字電子技術基礎”是電類各專業(yè)及計算機專業(yè)的一門專業(yè)基礎課程，其任務就是使學生掌握基本電子電路分析和應用的知識，做到學有所用，并為今后從事實際工作打下必要的基礎[1]。

目前，數(shù)字電子技術已經(jīng)發(fā)展到高端芯片的時代，而在這個領域我國與世界領先水平還存在一定的差距，只有發(fā)展好國產(chǎn)技術，才能讓我國在國際競爭中立于不敗之地[2]。相比于基礎理論學習，數(shù)字電子技術的學習不僅涉及理論知識還有實踐動手能力的學習，因此，學生如果僅僅是應付任務，難以學到數(shù)字電子技術的精髓。只有喚起學生的求知欲，展開線上線下的混合式教學，才能更好地提升學習效率[3]。本文通過在教學中激發(fā)學生的認知內(nèi)驅力，在課堂上創(chuàng)設情境展開互動，探尋出一條專業(yè)學習教學實踐之路。

一、混合式教學理念的設計原則

“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來對傳統(tǒng)課堂又進行了一次革命。學校傳統(tǒng)的教師授課教學模式已經(jīng)不能滿足于數(shù)字化時代學生的需求，因此，混合式教學（Blended Learning）應運而生。所謂混合式教學，就是把傳統(tǒng)學習方式和網(wǎng)絡化學習方式的優(yōu)勢結合起來，二者形成優(yōu)勢互補，從而獲得更佳的教學效果。對比傳統(tǒng)課堂教學模式，混合式教學具有很強的適應性和復雜性。這樣的教學方式可以充分發(fā)揮教師和學生的自主性，更能充分體現(xiàn)學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創(chuàng)造性。

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中明確指出，教育需要以學生為主體，以教師為主導，充分發(fā)揮學生的主動性。混合式教學模式充分體現(xiàn)了這一點，強調(diào)知識和能力的習得是在學生主動建構的過程中完成的。建構主義（Constructivism）又稱為結構主義，是認知理論的一個分支，建構主義教學觀本質(zhì)上是對人的主體價值給予充分尊重的教學觀，體現(xiàn)了現(xiàn)代教學論的發(fā)展方向。作為教師，要關心每個學生的自主學習能力，促進他們自我習得，同時尊重教育規(guī)律和學生身心發(fā)展規(guī)律，為每個學生提供適合的教育，而這其中最重要的是為學生營造獨立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新的良好環(huán)境。

在混合式教學活動中，教師在教學環(huán)境中承擔的角色應該是動態(tài)和綜合的。在課前，教師是課程的設計者和開發(fā)者;在課中，教師是課程的講授者、組織者、培訓者;在課后，教師是協(xié)助者和學習資源的提供者。因此，整個教學活動中，教師為學生的研究創(chuàng)造條件，讓他們能在自我理解中尋找整體框架，并在理解的全過程中發(fā)揮整體的功能。學生是信息加工的主體，是主動建構者，而不是傳統(tǒng)的受外部刺激的被動接受者和被教師灌輸?shù)膶ο蟆Ｒ虼?，混合式教學理念即以學生為中心，強調(diào)學生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和對所學知識意義的主動建構。

二、開展多層次的混合式教學課程建設

（一）引導性構建

引導性構建是指以學生為中心，讓學生做自己學習的選擇者，教師提供更多樣化、更全面的學習素材，借助提前準備好的慕課資源及豐富的教學材料引導和促進學生選擇、感受和運用知識。

線上資源包括很多國家級精品課程、省級精品課程、校級自建課程等，但如果把很多資料一股腦推給學生，不僅不能讓學生產(chǎn)生興趣，還會降低課程和教師在學生心中的認可度，造成事倍功半的效果。因此，可以借助中國大學慕課數(shù)字電子技術資源開展SPOC課程的教學，借助優(yōu)秀的教學課程團隊平臺，結合本校的教學定位和目標進行修改和整合，尤其是結合專業(yè)建設進行針對性的拓展。

（二）融合性構建

融合性構建則是教師通過了解學生的學習情況做好前情回顧，提供一定的問題和話題進行研討拓展，在課堂上進行師生和生生互動，幫助學生解決之前自學時遇到的問題，最后分析、總結達到知識點的吸收和升華，實現(xiàn)與引導性構建中自學階段的充分銜接與融合。

在課程設置和應用上都要體現(xiàn)線上線下的融合，否則前期的自學導入就缺乏落腳點。在這一環(huán)節(jié)的設計上可以考慮兩種課堂形式，一種是傳統(tǒng)的教師講解為主的大班課堂;另一種是以學生為中心的翻轉課堂。在大班課堂上，教師主要解決的是在前期學生自學中產(chǎn)生的一些共性問題和關鍵知識的理解問題，有些通過前期自學已經(jīng)掌握的知識點就不再贅述;而翻轉課堂則是以學生為主，每組學生就前期學習的知識點進行介紹，形式不限，最后提出問題供大家進行研討。通過這樣的方式教師可以檢測學生前期自學的深度，并對前期自學效果不理想的小組進行更多的引導，同時，啟用獎勵措施，激發(fā)學生的內(nèi)驅力。

（三）創(chuàng)造性構建

創(chuàng)造性構建是指教師和學生共同探索更多、更豐富的實施策略，比如協(xié)作式學習、項目式學習、問題式學習、探究式學習等。

教學活動創(chuàng)新具有更多、更豐富的實施策略，比如大家可以通過專題討論探討疫情期間我們利用數(shù)字電子技術如何開展工作，如何解決問題等。引入企業(yè)導師進課堂，啟發(fā)學生結合社會需求進行思考，這無論是對于課堂還是今后的發(fā)展都能起到很好的引領作用。同時，還可以邀請本校的教授介紹最新的數(shù)字電子技術領域的研究進展，讓學生開展小組討論和收集資料。

三、基于認知內(nèi)驅力的混合式教學方法探究

眾所周知，教育的首要問題是培養(yǎng)什么人。習近平總書記在全國教育大會上指出，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義建設者和接班人是教育工作的根本任務，也是教育現(xiàn)代化的方向目標[4]。與此同時，教師的培養(yǎng)目標也要轉化為學生的成長目標，這里所說的成長目標也是學習動機中最主要的思想引領——認知內(nèi)驅力。認知內(nèi)驅力來源于人們對客觀世界的好奇心。居里夫人曾說過：“好奇心是學者的第一品質(zhì)”。認知內(nèi)驅力與數(shù)字電子技術的學習之間是一種互惠關系，學生只有深入理解所學的知識才能產(chǎn)生共鳴。

（一）借助資源進行課前自主學習

課前自主學習即讓學生進行課前活動，教會學生主動先學。這樣學生可以通過視頻學習相關知識，初步理解電路理論及相關的延伸材料。如果學生事先不進行自主學習，一味跟著教師在課堂上轉來轉去，這種被動的教學方式是難以提高自身水平的，也很難培養(yǎng)學生的綜合能力。只有通過安排學生課前預習，并提出一些問題讓學生在預習中產(chǎn)生思考，教師在課堂教學中才能收到預期的效果。

在數(shù)字電路的分析與實現(xiàn)中，面對的第一個問題就是如何將現(xiàn)實中的邏輯命題進行數(shù)學抽象，得到數(shù)學化表達的邏輯描述。而真值表就是現(xiàn)實邏輯命題和數(shù)學化邏輯描述這二者之間的一把鑰匙。但是當學生第一次接觸到這樣的表格時并不能立刻感知到它的實際價值。教師可以引導學生從身邊找出0和1的例子，抽象出真值表的核心，并為后續(xù)的學習內(nèi)容進行鋪墊，建立初步的數(shù)字電路思維模式。

除了線上資源外，每次上課之前再給學生布置一個結合生活的小任務。比如講到鎖存器和觸發(fā)器時，教師可以讓學生觀察樓道控制燈按一下能亮的時長;講到計數(shù)器時，學生可以去拍攝交通燈的倒計時視頻，思考怎樣搭建電路。

再如我們講解組合電路當中的競爭與冒險特性時，除了讓學生認識電路，并能夠描述競爭與冒險的原理特點，還要關注學生的能力目標，怎樣才能避開冒險，并分析不同電路產(chǎn)生的冒險現(xiàn)象。

（二）課堂展開情境教學實踐

情境教學的目的是通過形象地講解理論培養(yǎng)學生理解電路知識的能力。把孤立的理論和身邊的例子結合起來，通過情境展開學習和理解，在實際運用中進行學習。情境教學實踐可以采用如下方法。

以上文所述的真值表為例，我們可以假設要在全校中選出“最佳宿舍”。將宿舍的衛(wèi)生情況抽象為A，宿舍學生的學習情況抽象為B，宿舍學生參加學校各種活動情況抽象為C，頒發(fā)“最佳宿舍”抽象為標志L。教師可以提出以下幾個問題：怎樣列寫這一事件的真值表？該真值表共有多少種輸入組合？我們什么情況下才會給某宿舍頒發(fā)“最佳宿舍”的稱號？

經(jīng)過分析我們知道，三輸入A、B、C按照二進制數(shù)遞增順序全排列得到23=8種輸入組合。只有三個輸入均為1時，也就是衛(wèi)生情況、學習成績、積極參加活動都為突出時，我們才會給這個宿舍頒發(fā)“最佳宿舍”的稱號，即L為1。反之，如果衛(wèi)生情況欠佳，或者學習成績欠佳，或者參加活動不積極，也就是ABC中有任何一項不滿足要求，輸出L就為0。

通過這樣情景教學的方式，學生從生活中的例子就能真正了解和掌握邏輯抽象的思路。記憶本身就是建立聯(lián)系，通過課堂的提問及小組活動，對涉及的理論進行分析和專題研討，進而不斷強化聯(lián)系。

（三）線上線下一體化融合設計

在現(xiàn)代教學課程中，教師可以借助各種現(xiàn)代化手段進行線上線下一體化融合設計。課前布置任務并發(fā)布相關資源，包括任務單、課程視頻、教學課件、拓展資料等，利用線上自主學習，先行探索的方式對學生進行培養(yǎng)。借助慕課堂、超星等學習工具，對學生進行學情分析，記錄學生的自主學習數(shù)據(jù)，包括在線學習的得分及大家進行問題討論的情況，最后教師收集問題，并對應調(diào)整下一步課堂教學和實踐教學的方案。

在教學過程中，由于課前已經(jīng)進行了大量的知識鋪墊，學生不僅是來聽課更是帶著問題和感想來參與課堂教學活動的，再加上教師的適當引導，必然會使學生對知識的理解能力迅速提高，因此，教師要有意識地幫助學生獲得第一次成功。往往第一次成功可推進學生再次成功，多次成功會使學生增強自信心，實現(xiàn)內(nèi)驅效應。以八選一數(shù)據(jù)選擇器為例，可以讓學生運用仿真軟件Multisim設計一個多數(shù)表決電路。該電路有三個輸入端分別代表三個人的表決情況?！巴狻睘?態(tài)，“不同意”為0態(tài)，當多數(shù)同意時，輸出為1態(tài)，否則輸出為0態(tài)。經(jīng)過仿真設計可以將之前的理論知識形象地轉化到電路設計中，從而達到鞏固和活用性的練習。

教師還要根據(jù)線上線下的學情分析，將學生分為不同層次，有針對性地進行教學指導并展開教學評價。線上盡量提供一對一答疑，線下對共性問題進行集中講評，明確考核依據(jù)，展開學習評價和反思。通過對數(shù)字電子技術知識的學習，可以培養(yǎng)學生閱讀和理解相關電路資料的能力，使學生全面掌握電子電路的初步分析和設計方法，并從理論電路逐步過渡到實際電路，真正解決實際電路中的有關問題。

（四）將內(nèi)驅力和思想政治元素融入教學

對于高校教師來說，讓學生德智體美勞全面發(fā)展，歸根到底就是立德樹人，這也是教育事業(yè)發(fā)展必須始終牢牢抓住的核心理念[5]。在教學過程中，核心問題就是學生的內(nèi)在動機，教學內(nèi)容經(jīng)過學生心中的內(nèi)化，從而讓學生從心底里產(chǎn)生“我想學”“我要學”的強烈求知欲。以自主式學習與合作式學習的融合為例，自主學習是合作學習的基礎，而合作學習是自主學習的驅動力。

另外，中興事件、華為事件不僅令社會各界震驚，更是對我們相關專業(yè)學生的警醒：芯片是工業(yè)糧食，是關系國家安全的國之重器[6]。“數(shù)字電子技術基礎”課程不僅要學習集成電路的相關知識，而且要講責任使命，發(fā)揮工匠精神，讓至誠報國、心系社會的時代擔當精神深深扎根在學生的心靈深處。因此，教師在進行課程描述時，需要和學生進行信息傳遞從而達到思想上的共鳴。只有充分理解和感知才能夠直觸學生的心靈，所以激活內(nèi)驅力和思想政治元素的融入應貫穿教學的始終[7]。

“數(shù)字電子技術基礎”是一門專業(yè)基礎課，更是電路理論到應用的一座關鍵橋梁，要想掌握好并不是一朝一夕的事。教師必須在教學中讓學生獲得更多成功的喜悅以此發(fā)揮他們的內(nèi)驅力。同時，教師應樹立以學生為中心的教學理念，建立豐富的在線課程資源，設計線上線下一體化的教學目標，善用數(shù)據(jù)分析考核并鼓勵學生活學活用。

參考文獻

[1]楊利紅，梁四香.課程思政融入電子信息工程專業(yè)教學的探索[J].教育研究，2020，3（11）：140-141.

[2]葛晉，何翔，李波，等.“新工科”背景下理工科專業(yè)課程思政的探索與實踐——以電子信息類為例[J].中國科技投資，2019（28）：265-265.

[3]臧利林，徐向華，魏愛榮.“數(shù)字電子技術基礎”混合式教學方法研究[J].電氣電子教學學報，2020，42（2）：99-103.

[4]高德毅，宗愛東.從思政課程到課程思政：從戰(zhàn)略高度構建高校思想政治教育課程體系[J].中國高等教育，2017（1）：43-46.

[5]房廣順，李鴻凱.推進以立德樹人為中心的思想政治教育融合發(fā)展——學習習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上的重要講話[J].思想教育研究，2017（2）：12-16.

[6]楊潔，王儉辛，宋東坡，等.中美芯片之戰(zhàn)——課程思政與中國之崛起[J].考試周刊，2018（A2）：195.

[7]徐麗艷，趙堅毅.淺析高等教育混合式教學模式建設[J].科教導刊（上旬刊），2020（22）：1-2.

The Practical Research of Mixed Teaching in the Course of Digital Electronic Technology Foundation

CHEN Wei-na， YANG Zhong， GU Shan-shan， WANG Yi-zhi， TANG Yu-juan

（School of Intelligent Science and Control Engineering， Jinling University of Science and Technology， Nanjing， Jiangsu 211169， China）

Abstract： Digital electronic technology plays a great role in promoting the process of global electronic informatization. Digital Electronic Technology Foundation is a professional basic course integrating theory and practice， which focuses on cultivating students’ comprehensive ability to carry out circuit design on the basis of understanding circuit knowledge. In order to achieve the teaching goal of Enhance Morality， Foster Talents， we integrate ideological and political elements into teaching， stimulate students’ cognitive driving in teaching， create situations in the classroom， interact， and carry out online and offline mixed teaching， so as to explore a way of teaching practice of Digital Electronic Technology Foundation.

Key words： Digital Electronic Technology Foundation; internal driving force; online and offline mixed teaching

1613501186361