“数字电子技术实验”的“线上-线下混合”教学改革

闫晓梅， 王志社， 高文华

(太原科技大学 电子信息工程学院， 山西 太原 030024)

0 引言

“数字电子技术实验”课程是理论教学的深化和补充，具有较强的实践性，是初步培养学生工程能力的一门专业技术基础课。通过对该课程的学习，学生能够将理论知识运用于实践，并在实践中巩固所学的知识[1]。但是，传统的“数字电子技术实验教学”存在教学模式落后，教学手段单一，教学内容简单、以及考核不够全面等问题，因此, 如何搞好实验教学,提高学生的积极性、增强教师对学生学习情况的动态跟踪和过程性指导，让课堂教学更有效，教学评价方式更有针对性、更精准，成为我们“数字电子技术实验”教学工作中的一项重要任务。

1 “数字电子技术实验”教学现状分析

传统的教学现状主要从教学模式、教学手段、教学内容和考核方式方面进行分析。如图1所示。

图1 传统的实验教学

目前实验教学方法大多仍沿袭过去的填鸭式教学，在进行实验教学时，老师先进行实验原理的讲解或者实验项目的设计思路讲解，后在实验工作台上进行演示，学生只需要在记忆的基础上按照固有的模式接线即可，学生无法进行自主创新设计，不能通过实验掌握工程技能和方法[2]。

传统的实验教学手段主要采用板书和现场演示为主。板书的空间有限，限制书写的内容，或造成实验重点内容不能够完整的呈现在一个屏幕上；而现场演示由于受到场地的约束，只有少部分学生能够观看到，并且在实验中遇到具体的操作问题时，学生也不能够观看回放。这样落后的教学手段影响了学生对知识的理论分析和实践。

实验内容主要以验证性的实验为主，实验难度系数不高，课堂任务不够饱满，同时也不能培养学生的创新能力和工程实践能力。另外，在实验条件有限的情况下，学生两人一组，不能够满足每一位学生进行实验操作，造成实验操作成绩不够客观；学生的实验报告主要是实验内容和实验数据的呈现，缺乏实验数据的分析，并且存在抄袭现象，实验报告成绩的给出也比较困难。

2 “数字电子技术实验”课程改革的实施

针对传统教学中的问题，从教学模式、教学手段、教学内容和考核方式四个方面进行，如下图2所示。教学模式采用线上-线下混合教学、教学手段多样化、教学内容层次和考核方式过程化。

图2 改革后的实验教学

2.1 线上-线下混合教学

采用传统教学授课方式与网络教学相结合，线上线下混合式教学。学生可通过移动端随时随地打开课程进行线上或离线学习；教师采用多样化的教学方法进行课堂面授，并且根据平台反馈的数据进行针对性指导。通过对学生在线测试和学习轨迹的统计，教师可以很好地了解学生的学习情况，进行动态跟踪。通过移动端，学生随时可以问问题，教师随时可以答疑解惑，增强过程性指导[3]。

2.2 依托“超星泛雅一屏三端”的多样化的教学手段

课前：教师发布任务，包括观看实验内容文档、实验操作和实验理论视频；学生利用学号和密码登录超星学习通，学生能够看到自己的实验安排与学习任务提示。学生通过下载PPT或视频资料等学习资源，能够提前预习和学习[4]。对学生而言，在自主学习过程中遇到问题，并且搜索解决问题方式，这样更有利于提升学生的主动参与意识，并且通过在课前课后推送PPT、微课堂视频等资料，能够让学生随时学习；对教师而言，学生所有的学习行为数据都可以被自动完整采集，有助于量化并了解学生的学习效果并把握学生的学习轨迹变化[5]。

课上：教师在课堂上起到的是一种助教、助导的作用，学生是带着问题进入实验室。个人实验主要让学生把课前预习的理论和实验相结合，这同时可以让学生进行自由的交流和讨论，同时也能够让学生向教师提问，但是教师只是要做到尽量少发言，仅仅是一名旁观者，只负责引导学生思考、解决遇到问题即可[6]。教师能够通过实际教学情况进行演示。借助于学生观察实物环节，能够让学生对元器件基本情况有了解，随后再让自身主体实际参与到教学过程的各环节中。最后在实验操作结束后，学生需要在平台上提交实验数据、阶段性的实验过程和完成对应的实验测验；

课后：在课后强化环节，要求学生在反馈实验中始终没能解决的问题，然后在学习通上提交实验报告，内容包括本次实验的目的、仪器设备、基本原理、实验步骤、测试数据和实验结论等[7]。实验指导教师负责登录学习通APP批改实验报告，并给予学生反馈。

2.3 分解-综合层次化的实验内容

从图3中，可以看出，根据难度系数，将数电实验内容分为验证性、提高设计性和综合性3部分，其中验证性实验主要熟悉常用数字芯片门器件、编码器、译码器、触发器、计数器、555定时器等的功能；提高设计性的实验主要是对前面器件进行简单的组合电路和时序电路的应用；综合性的实验主要是通过多个器件组成一个小型数字系统，并对此系统进行仿真、分析[8]。通过分解-综合层次化的实验内容设计，能让学生在体验“学有所用”的乐趣中，激发学习兴趣，逐渐克服对教师的依赖心理，培养发现问题、解决问题的习惯及动手能力。

图3 实验内容的设计

2.4 过程+结果的综合性评价

实验成绩分为签到、预习(观看视频、文档)、操作、测验和报告5部分，每个部分都可以在学习通上完成，并且设置每部分的权重值，考核标准的具体量化使得教学评价方式更有客观、更有针对性、更精准。

对学生的评价实行过程+结果的综合性评价，利用网络的大数据统计与记录功能，将学生的线上表现记入学生综合评价[9、10]。在评价中更多关注学生的成长过程，更多关注学生的情感体验，更多关注学生的自主、合作与探究能力。

3 结语

实验教学模式的改革是高等教育改革的一部分，在线上-线下混合教学的新形势与任务面前，从教学模式、教学手段、教学内容和考核方式四个方面进行改革，经过几轮的实践证明：增强了学生的实验准备意识、培养了学生自主思考的好习惯、激发了实验兴趣和热情、培养了学生的工程实践能力、建立了一个全面的、客观的、精准的评价体系。同时大大提高了实验教学的满意度，最终达到知识、技能和情感态度价值观的培养[12]。