混合式教學的數字電子技術課程思政探究

郭晨睿，雷 鴻，王聽忠，王銀銀，頓炳炎

（1.洛陽師范學院信息技術學院，河南 洛陽 471934；2.濮陽市開德小學，河南 濮陽 457000）

0 引言

高校肩負著為國家培養高素質人才的重任，在培養人才的過程中，“立德樹人”始終處于重要地位，課程是人才培養核心要素，在專業課程講授過程中融入思政元素，將思政教育貫穿于專業課教學的各個環節，大學生不僅能夠學會本專業知識與技能，同時能夠培養良好的政治素養與高尚的品德。因此，專業教師要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應[1-3]。

“數字電子技術”是我校計算機科學與技術、物聯網工程、軟件工程與人工智能等專業開設的一門重要的必修課程，該課程涉及的知識面較廣、眾多學生受益。在傳統的教育教學過程中，往往以教師為中心，且專業教師在課堂上只注重學生的數制與碼制、邏輯代數基礎、邏輯門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、脈沖波形的產生、整形電路、D/A轉換器與A/D轉換器等專業知識的講授與專業技能的培養，從而忽視了對學生的世界觀、人生觀、價值觀、品格與德行等的引導與培養，不能有效完成立德樹人的根本任務。本文在現有學者研究的基礎之上，并結合我校實際情況，提出了“基于翻轉課堂的‘數字電子技術’課程思政探究與實踐”，在整個教學過程深入挖掘專業知識中所蘊含的思政元素，教學理念完成了從以教師為中心向以學生為中心轉變，并進行了一個學期的實踐驗證。

1 深入挖掘思政元素提升育人實效

專業課中的思政元素是指蘊含在專業知識與專業技能中，能夠有效幫助學生開展思想政治教育、價值引導與德育培養的教育元素。通常，一切有助于專業教師更好地實現立德樹人根本任務的教育資源都可以視為課程思政元素，但在深入挖掘和選用時，需要結合本專業的實際情況，如：課程性質、特定教學對象及教學目標等，進行深入的剖析、挖掘和運用。這在客觀上要求專業課教師能夠準確把握課程思政元素的重要特征。

本文以“數字電子技術”課程為例，依據培養方案、課程標準、教學內容、教學目標等因素，深入挖掘本課程中所蘊含的思政元素與思政教育資源，以提升學生的專業認同感、幫助學生樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，提升育人實效，完成立德樹人的根本任務[4-7]。

1.1 數字系統概述

在緒論的教學過程中，首先讓學生了解數字電子技術的歷史、現狀及未來的發展方向。通過發展歷史讓學生明白技術發展背后的奮斗史；分析國內外芯片發展現狀，華為5G等激發學生的民族自豪感、培養學生的家國情懷；隨著信息技術的不斷發展，數字會越來越向著集成度更高的方向發展，鼓勵學生認真學好相關的基礎知識，引導學生創新半導體，照亮中國芯。

1.2 邏輯代數基礎

邏輯代數部分主要講述了數制、碼制、公理、定理與邏輯代數五種形式的相互轉化。數制與碼制對信息技術，航空航天，海陸空交通，人工智能等都具有巨大的影響，引導學生自主查找其影響，從而培養學生的信息素養。公理與定理是數字電路設計必須遵循的條件，如違背了這些條件，電路將不能正常工作，人類社會也有必須遵守的法律規范與道德規范。邏輯代數形式之間的相互轉換，幫助學生學會轉變思路思考問題與解決問題，培養學生的創新思維。

1.3 邏輯門電路

邏輯門電路主要講述了半導體、CMOS門電路與TTL門電路。講解我國一些發達國家在半導體方面的差距，激發學生的愛國情懷，努力學好基礎理論，為我國半導體技術的發展貢獻力量，半導體的擊穿現象，讓學生明白量變達到質變。分析 CMOS門電路與 TTL門電路工作原理時，每一個元器件都有自己功能，缺一不可，使學生明白天下興亡，匹夫有責，團結起來為建設社會主義現代化強國而奮斗。每一種門電路都有自己的優點與缺點，使學生學會“見賢思齊焉,見不賢而內自省也”。

1.4 組合邏輯電路

組合邏輯電路章節主要講述了組合邏輯電路的特點及分析方法和設計方法。組合邏輯電路是由基本的邏輯門電路按照一定的規則組成，經濟合理，能夠滿足預定功能的各種電路，幫助學確定自己人生規劃，立足于現實，設計奮斗的道路，制定相應的方案。根據電路的分析與設計解決實際問題，引導學生要腳踏實地，努力學習基礎知識，厚積薄發，在電路分析與設計時可能出現競爭與冒險，使學生明白競爭無處不在，需要與他人競爭，與自己競爭，引導學生主動認真學習，培養學生嚴謹的治學態度。

1.5 時序邏輯電路

時序邏輯電路主要講述了其工作原理和分析、設計方法。時序邏輯電路核心是觸發器，加上一定的組合邏輯電路，構成寄存器、計數器等典型時許邏輯電路，個人的創新在團隊中起著重要作用。時序邏輯電路分析與設計時，讓學生領會電路的設計會存在多種方案，學會對不同方案進行分析評價，發展學生的高階思維。另外，引導學生對國家和民族的自豪感，為實現中華民族的偉大復興而努力奮斗。

1.6 D/A和A/D轉換器

D/A和A/D轉換器主要講述了轉換器的基本原理與典型的電路。轉換器是模擬與數字之間的接口，是十分重要的集成電路。通過對轉換器的講解，使學生感受到電子技術的日新月異，只有不斷學習，提高自己的理論知識與實踐能力，才能讓自己保持核心競爭力，才能在今后找到滿意的工作。同時，轉換器的理論，可以幫助學生從不同的角度去思考、解決問題。

2 混合式教學模式

混合式教學模式是指將傳統的線下教學與在線課程相結合，不僅具有傳統線下課堂濃厚的學習氛圍、師生面對面討論交流等優勢，而且擁有了線上教學的內容靈活多樣、教學視頻課重復多次觀看與監控學生學習數據等特點。在整個混合式教學過程中，堅持“以學生為中心，教師為主導”，綜合專業培養方案、數字電子技術課程標準以及學生實際情況，對教學過程進行了精心設計，分為課前自主學習，課中師生互動，課后檢測和拓展三個階段[6]。

2.1 理論知識

數字電子技術課程理論知識枯燥乏味，理論內容復雜等特點，學生學習興趣不佳，普遍缺乏學習的積極性與主動性。隨著人工智能等信息技術的快速發展，網絡上的相關內容琳瑯滿目，能夠充分吸引學生學習的興趣，提高學習學習的積極性與主動性；傳統線下課堂通過教師的講解，學生能夠較快地掌握相關計算方法，同時，面對面的交流能夠更好地答疑解惑。通過混合式教學將抽象的知識具體化，幫助學生更好地學習、理解、掌握相關理論。基于翻轉課堂的教學模式在課堂上有更多的時間進行課堂提問、回答問題及問題解答。

2.1.1 課前自主學習

任課教師通過超星學習通發布教學任務，包括教學視頻、教學重難點、課前思考、練習題與PPT等相關教學材料，學生利用自習時間觀看學習資源，了解課程內容，課前預習作業，預習相關課程。此外，還可以在教學視頻中添加相關習題。通過學習通可以查看學生課前教學視頻及練習題的完成情況，并生成學習的記錄數據，不僅確保了學生能夠按時完成預習任務，達到預習效果，而且有助于教師了解學生對知識的掌握情況，從而制定課中師生互動的相關內容。教師可以將學習記錄的數據及分析情況反饋給學生，使學生能夠實時掌握自己及同專業同學的預習情況，形成一種學、比、趕、超的良好學習氛圍，提高學生自主學習積極性與主動性，提高學習效率。

2.1.2 課中師生互動

教師首先利用超星學習通發布簽到，采用板書和PPT相結合的形式對本節課的內容進行講解，重點講解本節課的重難點及學生預習過程中反饋的共性問題，并對個性問題進行答疑解惑，在講解過程中還需要引入相關思政元素。講解結束后教師可以通過學習通開展隨堂練習與分組討論等活動，增強課堂的趣味性、互動性，提高學生課堂參與度及學習的興趣。隨堂練習可以采用隨機選人、搶答等模式進行，對積極回答問題并回答正確的同學給予5分獎勵，對積極回答但未回答正確的同學給予2分或3分的獎勵，以此激發學生主動思考、回答問題的積極性與主動性。教師根據教學內容發布任務，并進行分組討論及展示，教師進行點評，幫助學生真正掌握本節課內容。

2.1.3 課后檢測和拓展

課后學生通過完成課后作業，對所學知識進行復習鞏固和拓展。教師通過學習通了解學生的學習情況，結合相關教學內容重點內容、難點內容及學生們的共性問題，布置課后測試作業，并對知識點掌握相對較差的知識及課后習題進行課前補充講解。同時，教師還可以在學習同上發布相關拓展資料、探究任務及在線討論，各學習小組進行組內討論分析、查找資料、自主學習，小組與小組之間也可以進行相關討論，完成知識的拓展學習，培養學生的信息素養，積極向上的學習態度。同時，還可以鼓勵學生根據自己的實際情況自主規劃學習內容與學習速度，滿足學生個性化的學習需求，同時，還可以促進學生之間的傳幫帶，提高學生的學習效率及學習效果。

在理論知識的教學過程中，要堅持以學生的需求未導向，從實際出發設計教學方法。此外，教師需要根據學生在教學過程中的表現、學習通生成的統計數據進行教學反思和改進，提高理論教學水平，完善理論教學過程，促進今后教學活動的順利進行。

2.2 實踐能力

應用型課程需要學生能夠靈活運用基礎知識，并能掌握生產實踐的能力。數字電子技術課程應用型相對較強，課程學習過程中需要注重理論與實踐的結合，學生通過查找資料、觀看實驗過程及實驗結果以及親自動手提高實驗操作能力等，充分調動學生動手學習的興趣，提高學生的動手能力。然而，在傳統的實驗過程中，一般都是教師演示，學生模仿，學生對實驗儀器設備不了解，實驗參與程度低，不去深入理解實驗現象產生的原因，降低了學生對實驗的求知欲，違背了實驗教學的初衷。

實驗課前教師需要通過學習通發布實驗指導手冊、實驗操作視頻、實驗內容、芯片資料、實驗儀器使用注意事項及實驗過程中學生需要仔細觀察與思考的內容等，供學生完成課前自學，完成實驗課課前預習，引導學生積極思考問題。在課堂上，教師需要演示一遍實驗全過程，邊演示邊講解，對具體操作及注意事項著重講解，并精心選取相關問題對學生進行提問。在學生實驗過程中，教師需要即使引導，鼓勵學生發表自己的觀點，對特殊的實驗現象及未達到預期的實驗結果，要啟發學生主動思考，鼓勵學生發表自己的見解，讓學生對理論知識、實驗內容、過程和結果有更深的理解。課后，教師需要將在學習通上發布相關工程案例問題，讓學生自主設計實驗，解決相關問題，提高學生的工程實踐能力和創新能力，有效激發學生的學習動力，提高學生學習效果。

學生通過親自動手實驗和實驗故障排除，培養了發現問題、分析問題和解決問題的能力，加深了對理論知識的理解，將所學知識應用到實踐中，提高了學生們的理論應用能力與動手實踐的能力。

2.3 課程評價

課程考核是檢驗教師教學效果與學生學習成效，提高教師教學水平與教學質量的重要手段。傳統的課程考核主要是以卷面分數為標準，該考核方式存在重分數輕能力、重理論輕實踐的問題。本研究中的教學模式采用全新的評價體系，整個教學過程都貫穿著對學生成績的評價因素，平時成績由學習通統計的日常考勤、視頻學習進度、課前課后作業完成情況、隨堂測試、課堂參與度等組成；實驗成績由實驗報告、案例分析及期末實驗考核成績組成；期末考試成績由期末理論考試成績構成，如圖1所示。

圖1 課程考核

3 結語

課程思政是高校教師實施立德樹人的重要途徑。本研究通過深入挖掘思政元素，以學生為中心，教師為引導，改革課程教育教學手段，運用線上線下混合式教學模式，將現代信息技術與教育教學進行了深度融合，整合了互聯網上大量的優秀教育資源，把網絡上的虛擬課堂與傳統課堂相結合，為學生的自主學習能力的培養提供了平臺，完善課程考核內容與考核標準，強化教師實踐能力，提高教師思政水平，將思政元素有機地融入課程教育教學的全過程，促進專業知識教育與思政教育的同向同行，提升本課程立德樹人的根本任務。

本課程的改革還會繼續進行，教師還需要更加深入理解課程思政的實質及內涵，持續優化課程思政教育教學的目標，不斷完善課程思政教學設計、教學內容與教學資源，拓寬課程思政教育教學的途徑和手段，提高教育教學水平，傳遞積極向上的正確引導，從而培養學生自學能力，思考能力，理論聯系實際的能力，動手能力及學生的信息素養。