辛元芳　李昕　趙蒼榮　郭來(lái)功

關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；教學(xué)；信息化

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）02-0144-03

1 引言

隨著現(xiàn)代科技與電子技術(shù)的迅速發(fā)展，電子技術(shù)涉及的領(lǐng)域無(wú)所不及，在技術(shù)創(chuàng)新上發(fā)生著翻天覆地的變化。電子技術(shù)作為工科非電類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，是一門實(shí)用性和基礎(chǔ)性要求很強(qiáng)的重要課程[1]。

由于電子技術(shù)課程面向的學(xué)生人數(shù)多，涉及專業(yè)廣，因此教學(xué)需求也要多樣化。不同的專業(yè)以不同的案例導(dǎo)入，以案例為線，以知識(shí)點(diǎn)為元素進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容劃分。以此改變學(xué)生學(xué)習(xí)用途不明的狀態(tài)，讓其明白電子技術(shù)就在身邊[2]。如2021年本校電子技術(shù)課程面對(duì)的是9個(gè)專業(yè)25個(gè)班共893人。筆者所帶的電子技術(shù)課程教學(xué)對(duì)象是彈藥工程與爆炸技術(shù)專業(yè)20級(jí)4～6班共三個(gè)班的學(xué)生，學(xué)生自身所學(xué)課程多，任務(wù)重，自覺性又有限。一百多人的翻轉(zhuǎn)課堂難以實(shí)現(xiàn)。那么教學(xué)時(shí)首先就要強(qiáng)調(diào)課程開設(shè)的必要性，彈藥工程與爆炸技術(shù)主要是研究彈藥工程、爆炸與安全技術(shù)以及民用工程爆破等方面的基本知識(shí)和技能，進(jìn)行軍用彈藥工程或是民用爆破工程等[3]。在手槍、炮彈等武器的彈藥系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì)，彈藥威力的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，建筑物拆除時(shí)爆破作業(yè)的設(shè)計(jì)等過(guò)程中都需要使用基本的電力知識(shí)及電子技術(shù)進(jìn)行控制[4-5]。所以電子技術(shù)這門課程對(duì)于該專業(yè)來(lái)說(shuō)具有相當(dāng)?shù)闹匾浴?/p>

隨著信息公路的高速發(fā)展，信息化技術(shù)正廣泛應(yīng)用于各種教育教學(xué)活動(dòng)中。

所謂信息化教學(xué)是指以現(xiàn)代化信息技術(shù)為基礎(chǔ)， 運(yùn)用教學(xué)的新技術(shù)、新方法、新思想所進(jìn)行的教學(xué)。在學(xué)校里，傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要是在固定教室的空間內(nèi)以教師講授為中心、以黑板粉筆為主要教學(xué)手段。信息化教學(xué)就是讓信息技術(shù)進(jìn)入傳統(tǒng)課堂，結(jié)合多媒體、網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)手段，使課堂教學(xué)更加靈活方便。這種新的教學(xué)模式與傳統(tǒng)的教學(xué)模式相比，引進(jìn)了許多新的教學(xué)理念，如師生交流的時(shí)空范圍更廣，教師能夠?qū)崟r(shí)知曉學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的掌握程度，學(xué)生能夠及時(shí)跟上學(xué)習(xí)進(jìn)度等。下面就以電子技術(shù)課程中組合邏輯電路設(shè)計(jì)這部分為例進(jìn)行信息化教學(xué)的探索。

2 教學(xué)準(zhǔn)備

在人的內(nèi)心深處，都有一種根深蒂固的需要，那就是希望自己是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、探索者和研究者。怎樣在教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)行為真正發(fā)生？怎樣培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)以致用的成就感？這些是一線教師一直的追求[6]。

在網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)迅速發(fā)展的時(shí)代背景下，要求教師要充分利用教材、案例、影視、圖片、課件等豐富的教學(xué)資源，再綜合印刷材料、黑板、多媒體、視頻、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和隨堂提問(wèn)等多種教學(xué)手段，以達(dá)到盡量?jī)?yōu)化的教學(xué)效果。鑒于雨課堂教學(xué)平臺(tái)數(shù)據(jù)全，采集速度快，自動(dòng)化程度高，課堂彈幕又可以實(shí)時(shí)反映學(xué)生的問(wèn)題，測(cè)試方式靈活的特點(diǎn)，筆者采用雨課堂網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)作為主要的信息化教學(xué)手段，課前在平臺(tái)發(fā)布與專業(yè)或生活相關(guān)的預(yù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，讓學(xué)生查找資料來(lái)接觸將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，提升學(xué)習(xí)興趣。本文以“組合邏輯電路設(shè)計(jì)”這部分課程為例，在講解組合邏輯電路設(shè)計(jì)這部分知識(shí)之前發(fā)布一個(gè)預(yù)習(xí)題，要求設(shè)計(jì)一個(gè)路燈控制電路（一盞燈），能夠在三個(gè)不同的地方控制這一盞燈的亮滅。讓學(xué)生通過(guò)生活中的應(yīng)用實(shí)例去查找資料，積極思考。

3 教學(xué)過(guò)程

課程講解過(guò)程中采用雨課堂線上直播為主要教學(xué)手段，使用了教學(xué)方法中常用的引導(dǎo)式、啟發(fā)式和問(wèn)題式等教學(xué)方法，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和思考問(wèn)題的主動(dòng)性。教學(xué)設(shè)計(jì)中通過(guò)講解例題、互動(dòng)提問(wèn)、啟發(fā)思考、隨堂測(cè)試和課堂小結(jié)等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生進(jìn)一步鞏固和強(qiáng)化了教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。

首先在雨課堂教學(xué)平臺(tái)讓學(xué)生在課前通過(guò)掃碼簽到，督促學(xué)生不遲到早退，按時(shí)進(jìn)入課堂。如講解組合邏輯電路設(shè)計(jì)這部分內(nèi)容，由生活中常見的數(shù)字電路，比如三人表決器、加法器引入教學(xué)內(nèi)容。首先介紹組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟，組合邏輯電路設(shè)計(jì)的步驟與組合邏輯電路分析的步驟相反，分析和設(shè)計(jì)是一個(gè)逆過(guò)程。設(shè)計(jì)的步驟是：第一步，根據(jù)已知要求畫出電路對(duì)應(yīng)的真值表；第二步，根據(jù)真值表寫出電路對(duì)應(yīng)的表達(dá)式；第三步，根據(jù)表達(dá)式畫出電路對(duì)應(yīng)的邏輯圖。

然后由我國(guó)兩位著名奧運(yùn)會(huì)舉重冠軍為國(guó)爭(zhēng)光引入舉重比賽的評(píng)判規(guī)則電路，從而將思政元素引入課程，讓學(xué)生們知道為何而學(xué)，知道學(xué)有所用。舉重比賽時(shí)有三名裁判，他們的判決根據(jù)少數(shù)服從多數(shù)的原則成為最終判決。每名裁判控制一盞紅燈和一盞白燈——紅燈亮表示試舉失敗，白燈亮表示試舉成功。兩盞及兩盞以上白燈亮即表示成功，兩盞及兩盞以上紅燈亮即表示失敗。接下來(lái)組合邏輯電路設(shè)計(jì)的第一個(gè)例題便由此產(chǎn)生，設(shè)計(jì)一個(gè)三人多數(shù)通過(guò)表決器。根據(jù)設(shè)計(jì)步驟，第一步確定電路需要輸入三個(gè)，分別用A、B、C表示，當(dāng)輸入為0時(shí)，表示反對(duì)即不同意；當(dāng)輸入為1時(shí)，表示同意。表決結(jié)果用輸出L表示。L為0表示沒有通過(guò)，L為1表示試舉成功。第二步根據(jù)設(shè)計(jì)要求列出對(duì)應(yīng)的真值表，把三變量所有輸入組合按照自然碼從小到大的順序列出來(lái)，當(dāng)A、B、C 三個(gè)人有兩個(gè)人或者三個(gè)人同意時(shí)，此事通過(guò)，輸出L=1。

由表1可知，真值表第3、5、6、7行滿足A、B、C三個(gè)人有兩個(gè)人或者三個(gè)人同意，輸出L=1。第三步，由真值表寫出邏輯表達(dá)式：

將式（1）最后一個(gè)最小項(xiàng)分別與前面三個(gè)乘積項(xiàng)結(jié)合可以得到最簡(jiǎn)與或式L= BC+AB +AC。

第四步，根據(jù)表達(dá)式畫出對(duì)應(yīng)的邏輯圖，如圖2所示，邏輯圖由3個(gè)兩輸入與門和1個(gè)三輸入或門構(gòu)成，這樣，就完成了一個(gè)三人表決器的設(shè)計(jì)。

學(xué)習(xí)了組合邏輯電路設(shè)計(jì)的第一個(gè)例題后，下面一起完成例2。例2，試設(shè)計(jì)三位奇偶校驗(yàn)器，當(dāng)輸入端“1”的個(gè)數(shù)是奇數(shù)個(gè)時(shí)，輸出為“1”，否則輸出為“0”。令三個(gè)輸入端分別為A、B、C，校驗(yàn)結(jié)果用輸出T 表示。第一步，根據(jù)題目要求，當(dāng)輸入端A、B、C取“1”值，“1”的個(gè)數(shù)是1個(gè)或者3個(gè)的時(shí)候，輸出T的值為“1”，畫出真值表。

觀察表2，可以看到真值表的1、2、4、7項(xiàng)對(duì)應(yīng)的輸入端A、B、C取“1”值，“1”的個(gè)數(shù)是1個(gè)或者3個(gè)，此時(shí)輸出T的值是“1”。列出表達(dá)式

由表達(dá)式畫出輸出T的邏輯圖，就完成了三位奇偶校驗(yàn)器的設(shè)計(jì)。

當(dāng)?shù)诙€(gè)例題完成后提出問(wèn)題，課程進(jìn)行中利用問(wèn)題式、引導(dǎo)式、啟發(fā)式等多種方式有助于師生互動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生積極思考。

如果把前面一二兩個(gè)例題結(jié)合在一起可以設(shè)計(jì)成什么電路？也就是三個(gè)輸入A、B、C，兩個(gè)輸出L、T。這里如果把A、B、C三個(gè)輸入看作三個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)， 那么兩個(gè)輸出和輸入什么邏輯關(guān)系？可知，前面兩個(gè)例題組合起來(lái)就設(shè)計(jì)完成了一個(gè)全加器電路，即輸入三位二進(jìn)制數(shù)，輸出是對(duì)三個(gè)輸入進(jìn)行相加求和，其中T 是相加的本位和，L是相加產(chǎn)生的進(jìn)位。

現(xiàn)在完整地看一下第三個(gè)例題，全加器電路的設(shè)計(jì)，全加器輸入三位，其中兩位是本位的兩個(gè)加數(shù)，分別用A_iB_i表示，另一位是低位產(chǎn)生的進(jìn)位C_i，輸出就是對(duì)三個(gè)輸入進(jìn)行相加求和，S_i是本位和，C_i進(jìn)位輸出。根據(jù)題意列出相應(yīng)的真值表，寫出表達(dá)式，畫出邏輯圖。

1）確定變量及狀態(tài)含義：輸入信號(hào)： A_i、B_i、C_i-1。輸出信號(hào)：S_iC_i。

2）根據(jù)題意列出真值表。

3）寫出輸出邏輯表達(dá)式，并化簡(jiǎn)。

4）根據(jù)輸出邏輯表達(dá)式畫出邏輯圖。

最后對(duì)組合電路設(shè)計(jì)的過(guò)程進(jìn)行小結(jié)，由已知要求進(jìn)行邏輯抽象，確定輸入輸出并邏輯賦值，列出真值表，然后寫出表達(dá)式，最后畫出電路對(duì)應(yīng)的邏輯圖。并利用雨課堂平臺(tái)隨堂發(fā)布測(cè)試題，設(shè)計(jì)一個(gè)交通信號(hào)燈故障檢測(cè)電路。通過(guò)隨堂測(cè)試檢驗(yàn)教學(xué)的效果， 教師可以由測(cè)試結(jié)果了解教學(xué)情況，學(xué)生由測(cè)試題來(lái)檢驗(yàn)自己對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握程度，同時(shí)提升學(xué)習(xí)的積極性。相比單獨(dú)提問(wèn)，課堂互動(dòng)能夠全員參與，隨時(shí)了解學(xué)生整體學(xué)習(xí)情況，便于及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的廣度深度及進(jìn)度等。

4 教學(xué)輔導(dǎo)

課后通過(guò)答疑、適當(dāng)?shù)牟贾米鳂I(yè)和思考題，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和思考的能力。除了在教室隨堂答疑之外，學(xué)生還可以通過(guò)雨課堂反饋區(qū)或者QQ在線交流等方式，一對(duì)一及時(shí)解答問(wèn)題。另外，作業(yè)是學(xué)生態(tài)度、性格的直接反映，更是近距離觀察學(xué)生的重要手段。針對(duì)電子技術(shù)作業(yè)以主觀題為主，學(xué)生作業(yè)重復(fù)率高的現(xiàn)象，教師在作業(yè)批改的時(shí)候按照線上提交順序給出相應(yīng)成績(jī)。先提交的作業(yè)認(rèn)為原版，即使錯(cuò)誤也是高分，后提交的作業(yè)如果與前面錯(cuò)誤一樣就認(rèn)為是盜版給低分。這樣一方面可以區(qū)別原版與復(fù)制的作業(yè)，體現(xiàn)公平性，另一方面可以促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立思考完成作業(yè)。另外，線上作業(yè)批閱痕跡能夠長(zhǎng)期保存， 老師可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確掌握學(xué)情，盡量做到因材施教；而且在線發(fā)布的答案學(xué)生可以隨時(shí)查閱，便于學(xué)生查缺補(bǔ)漏。

在教學(xué)過(guò)程中，對(duì)于普通學(xué)生，鼓勵(lì)其拓寬知識(shí)廣度，加強(qiáng)知識(shí)體系的構(gòu)建。對(duì)困難學(xué)生，側(cè)重點(diǎn)放在查缺補(bǔ)漏，督促學(xué)習(xí)方面。對(duì)于優(yōu)秀學(xué)生，課后除了作業(yè)還發(fā)布拓展任務(wù)，部分同學(xué)根據(jù)自身學(xué)習(xí)情況進(jìn)行興趣拓展提升，做相關(guān)實(shí)際應(yīng)用的電路來(lái)參加競(jìng)賽等方式來(lái)增加學(xué)生學(xué)習(xí)成就感和獲得感， 培養(yǎng)其創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

5 結(jié)束語(yǔ)

不管是誰(shuí)都期待公平，考核評(píng)價(jià)體系的公平公正對(duì)每一位同學(xué)來(lái)說(shuō)都非常重要。教學(xué)后利用雨課堂收集線上數(shù)據(jù)，再配合線下學(xué)生課堂表現(xiàn)等相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建綜合評(píng)估體系。給學(xué)生一個(gè)相對(duì)客觀公正的評(píng)價(jià)，在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生有更深的家國(guó)情懷、生命感悟與責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

總的來(lái)說(shuō)，筆者通過(guò)對(duì)電子技術(shù)這門課程課前課中課后信息化教學(xué)的探索，在教學(xué)上促進(jìn)了學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的一體化成長(zhǎng)。