“電子信息”課程開放式教學模式創新研究

張世良，柳粟杰

(寧德師范學院 信息與機電工程學院，福建 寧德 352100)

開放式教學分為教與學兩個方面，其核心內容是實現教師和學生在教學活動中角色的轉變.教師從知識的傳遞者變為指導者，而學生則從知識的被動接受者變為知識的主動建構者.目前雖然國內許多高校鼓勵開展本科階段的開放式教學，但多數高校課程仍沿用傳統的單純接受式的教學方法，且教材老化，知識更新不及時，授課模式單一，難以激起學生的求知欲望.教學體系應立足于經濟社會發展需求，著重培養學生技術應用方面的能力，不斷革新課程體系，完善專業人才培養方案，全面推動發展素質教育，培養學生的創新精神和實踐能力，使得學生的知識、能力和綜合素質得到全方位提升[1].“互聯網+”時代對高等院校人才培養提出了新的要求，高校應建立開放式的創新實踐能力培養體系和現代化的電子系統創新設計訓練平臺，培養學生的創新研究能力和對新技術、新器件的應用能力，致力培養一大批實踐創新能力強、適應社會經濟發展需要的各類高素質工程技術人才[2-3].

1 實施開放式教學實現深度學習的要求

1.1 開放式教學環境的營造

與傳統教學不同，開放式教學必須創造特定的教學環境，即利用現代科技手段構建智能化、個性化、數字化的現代教學環境.它包括三個具體方面.一是打造智能化教學環境.移動終端如智能手機、電腦或平板電腦在教與學的實施中是不可或缺的.相關的開放式教學平臺或開放式教學工具也是實施開放式教學的必備要素，收集相關的音頻、視頻、動畫、圖片等讓智慧課堂更加生動.二是營造個性化的教學環境.例如，提供相關的開放課程供學生自主學習，將相關的精品課、微課、研究論文等上傳到開放式教學平臺作為學習內容的補充.三是打造數字化教學環境.教師充分利用開放式教學工具的簽到、問卷、投票、討論、測試等功能，可以在教學工具的后臺管理中對教學過程進行一系列數字化統計，更直接、更直觀地了解開放式教學的效果.

1.2 教師開放式教學技能的發展

深度學習不同于學生導向的學習，而是在教師的指導下形成的對知識的高階認知.基于深度學習的開放式教學對教師提出了新要求.教師要提高信息化教學能力，不僅能夠利用信息技術進行解釋、啟發、演示、引導、聯系和反饋，而且要利用信息技術支持學生的交流與合作、探究與建構、自主學習和個性化發展[4].教師至少需要做到以下四點.第一，要深入把握開放式教學的概念.開放式教學的本質是一種追求智慧和創造性的教學，其目標是培育、培養學生的智力，以學生為中心，充分發揮學生的主體作用.因此，教師應具備充分的教學設計理念.第二，需要掌握信息技術教學工具.教師只有巧妙運用開放式教學的軟硬件設施，才能創造一個特定的教學情境，增強學生的主動學習意識.第三，需要設計合理的開放式教學方案.通過連續培養和探索，教師必須針對教學的各個環節設計多種開放式教學解決方案，將開放式教學工具的各項功能與完整的教學活動完美結合，突出學生的中心性，從而實現師生之間的隨時交流.如果教師不進行充分的教學設計，開放式教學工具的使用將不能顯著提高學習效率和效果.第四，需要對各學科有更廣泛的了解.在開放式教學中，促進學生的深度學習不能僅僅依靠教師的授課，教師作為學習的組織者和引導者的作用不容忽視.教師不僅要能夠詳細掌握所教授的科目，而且要對其他相關科目有所了解，只有這樣，才能有效地運用各種教學策略，擴大學生的知識面，培養學生的學習興趣，從而實現深度學習的目的.

1.3 學生自主學習意識

學生是深度學習的實施者和終結者.在傳統的學習環境中，學生往往是學習內容的被動接受者，缺乏自主學習意識，他們的學習成果往往是膚淺的.在開放式教學模式中，實現深度學習，就需要增強學生的學習意識，積極探索，自主學習.學生自主學習意識的提高不是一蹴而就的，需要多方面的努力.一是紀律嚴明.教師要建立獎懲機制，保障學生自主學習的實施.二是有效的興趣刺激.教師需要通過多媒體、視頻、圖片、專題討論等多種形式激發學生的學習興趣，引導學生自主學習，積極思考.三是良好的激勵機制.教師要注重鼓勵和積極引導，營造積極的學習環境，增強學生自覺地開展獨立學習.

2 開放式教學實施方法

2.1 改進教學方法和教學手段

為避免沿用傳統授課方式，可以利用多媒體進行交互式授課，包括翻轉課堂、微課、慕課等[5].在實際教學中，采用動態的動畫展示知識的形成過程和情景.根據以學生為主體的教育理念創設開放性教學組織形式，制訂一系列以學生為中心、以學生為主導的教學活動，教師和學生之間以一種開放性的教學相長、互相影響的關系進行教學活動.學生將學的訴求反饋給教師，教師設定開放性的問題，提高教學的生動性.教師根據課程內容，按照課前預學、課中共學、課后延學環節，即PWP（pre→while→post）模式，引導學生在完成學習任務的過程中關注社會、了解自我、提升素養、培養能力，助推知識技能學習從理解到內化、遷移、創造的轉變.開放式教學模式如圖1.

圖1 開放式教學模式

開展“讀、寫、議”活動，培養學生自主學習能力，學會自主檢索中外文獻資料，并學會在研讀文獻中發現問題和解決問題，同時提升寫作能力和表達能力，大大提高學生的學習積極性，增強學習能力.如在講授典型數字集成器件時，強調應用性，加大對基本原理和使用方法的講解，引導學生根據功能總結出集成器件的輸入輸出關系，進而掌握其使用方法，并能夠舉一反三.

“電子信息工程”專業集現代電子、通信和信息技術于一體，圍繞“1+X”的人才培養進行課程改革，“1+X”的課程改革和課程目標以課程思政為中心，把“立德樹人”作為教育的根本任務.重視課程思政建設，緊跟時代發展、辦學特色、地方產業需求、專業優勢和學生職業志向，找準專業知識教學與精神指導的結合點，構建課程思政體系；探索社會、學校與企業三方融合、協同發展的多元化教育教學模式，共建專業實踐培訓基地和技術創新機構，并將相關思想政治教育要素融入其中，創建集課堂教學、實踐培訓、創新創業為一體的課程思政體系；結合產業和行業的最新發展變化，順應5G、人工智能、物聯網等新一代IT技術的發展趨勢，以及“中國制造2025”的戰略部署，以“互聯網+教學”為出發點，推進多層次、多模式、全方位的教學改革.

在實際的教學工作中，教師要充分利用虛擬仿真技術并逐步引導學生對計算機技術的正確使用，如使用Multisim作為電路模擬仿真工具，采用Proteus作為EDA工具軟件，以Labview作為程序開發環境等，使教學可以脫離實驗所需要固定的時間與空間限制，提高專業實驗設置的直觀性與趣味性并方便對虛擬設備的優化處理.在教學過程中可以利用計算機資源，如共享校園網絡環境，創建有效的局域網范圍內的不同虛擬仿真平臺，為學生日常學習和生活提供方便.同時，教師應當熟練掌握相關虛擬仿真軟件的使用并逐步推廣到學生的學習中去，以提高學生學習的積極性與主動性，從而提高課程教學質量，推動“電子信息工程”教學工作向更深層次的發展.

2.2 制定開放式課程成績評定體系

對于“電子信息工程”課程設計的實驗成績，應將學生個人表現和小組團隊合作情況結合起來評定.對于每個實驗小組，組員之間的成績是有差異的，組長是實驗小組的核心人物，不僅要具有扎實的專業知識和較好的團隊協作能力，而且需要具備對實驗項目的統籌能力.組員不可以坐享成果，在課程考核時需要對實驗小組的每位成員進行隨機答辯.這種考核機制不僅可以保證學生成績評定的客觀公正，而且可以引發學生濃厚的學習興致，促進學生的個體競爭和團隊合作意識的強化.

2.3 以團隊式合作方式改革實驗教學

在教學的同時，根據學生的興趣，布置與教學內容相關的一定數量的小課題，提供基本儀器設備，并鼓勵學生自由組合，在教師的指導下獨立完成課題.如在進行綜合型實驗時，由學生分組完成討論，共同確定電路設計方案，然后將實驗分成電路設計、電路仿真、電路連接和電路測試等部分，由每個同學完成自己擅長的部分，最后相互配合完成實驗.在實驗進行過程中每組同學在相互尊重和不斷磨合中完成實驗，小組與小組之間的同學也可以互相幫助，取長補短.在選定實驗課題后，學生從已具備的實驗基本原理入手，自行思考并完成實驗方案的設計、對所需實驗設備的選擇及實驗步驟的擬定，最終在教師的指導下完成所有實驗內容，最后梳理實驗過程并完成實驗小論文的撰寫工作.實驗過程中難免存在著失利和挫折，尋找失敗原因的關鍵在于使用科學的思維方式，這就要求學生學會獨立思考問題，并提出解決方法和途徑.

“電子信息工程”本科生的實驗教學改革應堅持培養學生主動思考和解決問題的能力，實行“理念－能力－內容－開放”為主的人才培養模式，重視實驗教學過程，注重引導和啟發，培育高層次復合型的專業實驗創新人才.通過把控實驗教學環節，加強實驗教學的有效性，提升實驗教學質量.針對實驗教學方法的變化，可構建開放性的創新實驗室，采用開放式的實驗室管理體系，鼓勵學生利用課外時間開展自主實驗研究[6].如電子芯片制作設計課時，課前將電子儀器的使用方法、芯片資料和實驗操作視頻等內容上傳到課程網站，供學生自學，培養學生的自主學習能力.創新實驗項目的形式可能為項目或課題驅動式，實驗課題可與所學課程關聯，也可將項目的設計工作與教師科研項目整合.

教師在課堂上對實驗原理要著重講解，對具體操作則注重引導.如針對實驗測量數據，引導學生利用理論知識分析其合理性，以此判斷實驗操作過程是否規范，尋找存在的問題并加以解決.通過學生自主把握實驗的時間和內容，使實驗時間更具彈性化并實現實驗設施資源的共享化.在這個過程中，教師起引導作用，只需要對相關項目的功能與指標設計做出要求，對方案的設計和實施只給出參考性建議，而要求學生自行查閱相關文獻資料并完成具體實驗設計，充分發揮學生的主觀能動性，增加學習樂趣.

3 結論

開放式教學可以擴大“電子信息工程”專業學生的知識面，啟發發散思維思考，調動學習興趣和自主探索知識的內在動力，提高自我學習與知識體系建構能力.通過引入團隊式合作實驗，做到學生對科學研究的自主化，強化學生的綜合能力，提高科研興趣，而且引進現場教學環節，加強學生感官認識和對知識的理解，將教師的教學改革、科研活動與學生創新訓練基地相結合，向學生輸送最新的科研成果，使學生初步具備解決實際生產問題的能力.“電子信息”課程開放式教學使教學目標更加清晰，內容更具科學性、先進性、適用性及規范性，及時融入新技術、新工藝、新規范并鼓勵與行業企業合作并開展課程建設.