“电子信息”课程开放式教学模式创新研究

张世良，柳粟杰

(宁德师范学院 信息与机电工程学院，福建 宁德 352100)

开放式教学分为教与学两个方面，其核心内容是实现教师和学生在教学活动中角色的转变.教师从知识的传递者变为指导者，而学生则从知识的被动接受者变为知识的主动建构者.目前虽然国内许多高校鼓励开展本科阶段的开放式教学，但多数高校课程仍沿用传统的单纯接受式的教学方法，且教材老化，知识更新不及时，授课模式单一，难以激起学生的求知欲望.教学体系应立足于经济社会发展需求，着重培养学生技术应用方面的能力，不断革新课程体系，完善专业人才培养方案，全面推动发展素质教育，培养学生的创新精神和实践能力，使得学生的知识、能力和综合素质得到全方位提升[1].“互联网+”时代对高等院校人才培养提出了新的要求，高校应建立开放式的创新实践能力培养体系和现代化的电子系统创新设计训练平台，培养学生的创新研究能力和对新技术、新器件的应用能力，致力培养一大批实践创新能力强、适应社会经济发展需要的各类高素质工程技术人才[2-3].

1 实施开放式教学实现深度学习的要求

1.1 开放式教学环境的营造

与传统教学不同，开放式教学必须创造特定的教学环境，即利用现代科技手段构建智能化、个性化、数字化的现代教学环境.它包括三个具体方面.一是打造智能化教学环境.移动终端如智能手机、电脑或平板电脑在教与学的实施中是不可或缺的.相关的开放式教学平台或开放式教学工具也是实施开放式教学的必备要素，收集相关的音频、视频、动画、图片等让智慧课堂更加生动.二是营造个性化的教学环境.例如，提供相关的开放课程供学生自主学习，将相关的精品课、微课、研究论文等上传到开放式教学平台作为学习内容的补充.三是打造数字化教学环境.教师充分利用开放式教学工具的签到、问卷、投票、讨论、测试等功能，可以在教学工具的后台管理中对教学过程进行一系列数字化统计，更直接、更直观地了解开放式教学的效果.

1.2 教师开放式教学技能的发展

深度学习不同于学生导向的学习，而是在教师的指导下形成的对知识的高阶认知.基于深度学习的开放式教学对教师提出了新要求.教师要提高信息化教学能力，不仅能够利用信息技术进行解释、启发、演示、引导、联系和反馈，而且要利用信息技术支持学生的交流与合作、探究与建构、自主学习和个性化发展[4].教师至少需要做到以下四点.第一，要深入把握开放式教学的概念.开放式教学的本质是一种追求智慧和创造性的教学，其目标是培育、培养学生的智力，以学生为中心，充分发挥学生的主体作用.因此，教师应具备充分的教学设计理念.第二，需要掌握信息技术教学工具.教师只有巧妙运用开放式教学的软硬件设施，才能创造一个特定的教学情境，增强学生的主动学习意识.第三，需要设计合理的开放式教学方案.通过连续培养和探索，教师必须针对教学的各个环节设计多种开放式教学解决方案，将开放式教学工具的各项功能与完整的教学活动完美结合，突出学生的中心性，从而实现师生之间的随时交流.如果教师不进行充分的教学设计，开放式教学工具的使用将不能显著提高学习效率和效果.第四，需要对各学科有更广泛的了解.在开放式教学中，促进学生的深度学习不能仅仅依靠教师的授课，教师作为学习的组织者和引导者的作用不容忽视.教师不仅要能够详细掌握所教授的科目，而且要对其他相关科目有所了解，只有这样，才能有效地运用各种教学策略，扩大学生的知识面，培养学生的学习兴趣，从而实现深度学习的目的.

1.3 学生自主学习意识

学生是深度学习的实施者和终结者.在传统的学习环境中，学生往往是学习内容的被动接受者，缺乏自主学习意识，他们的学习成果往往是肤浅的.在开放式教学模式中，实现深度学习，就需要增强学生的学习意识，积极探索，自主学习.学生自主学习意识的提高不是一蹴而就的，需要多方面的努力.一是纪律严明.教师要建立奖惩机制，保障学生自主学习的实施.二是有效的兴趣刺激.教师需要通过多媒体、视频、图片、专题讨论等多种形式激发学生的学习兴趣，引导学生自主学习，积极思考.三是良好的激励机制.教师要注重鼓励和积极引导，营造积极的学习环境，增强学生自觉地开展独立学习.

2 开放式教学实施方法

2.1 改进教学方法和教学手段

为避免沿用传统授课方式，可以利用多媒体进行交互式授课，包括翻转课堂、微课、慕课等[5].在实际教学中，采用动态的动画展示知识的形成过程和情景.根据以学生为主体的教育理念创设开放性教学组织形式，制订一系列以学生为中心、以学生为主导的教学活动，教师和学生之间以一种开放性的教学相长、互相影响的关系进行教学活动.学生将学的诉求反馈给教师，教师设定开放性的问题，提高教学的生动性.教师根据课程内容，按照课前预学、课中共学、课后延学环节，即PWP（pre→while→post）模式，引导学生在完成学习任务的过程中关注社会、了解自我、提升素养、培养能力，助推知识技能学习从理解到内化、迁移、创造的转变.开放式教学模式如图1.

图1 开放式教学模式

开展“读、写、议”活动，培养学生自主学习能力，学会自主检索中外文献资料，并学会在研读文献中发现问题和解决问题，同时提升写作能力和表达能力，大大提高学生的学习积极性，增强学习能力.如在讲授典型数字集成器件时，强调应用性，加大对基本原理和使用方法的讲解，引导学生根据功能总结出集成器件的输入输出关系，进而掌握其使用方法，并能够举一反三.

“电子信息工程”专业集现代电子、通信和信息技术于一体，围绕“1+X”的人才培养进行课程改革，“1+X”的课程改革和课程目标以课程思政为中心，把“立德树人”作为教育的根本任务.重视课程思政建设，紧跟时代发展、办学特色、地方产业需求、专业优势和学生职业志向，找准专业知识教学与精神指导的结合点，构建课程思政体系；探索社会、学校与企业三方融合、协同发展的多元化教育教学模式，共建专业实践培训基地和技术创新机构，并将相关思想政治教育要素融入其中，创建集课堂教学、实践培训、创新创业为一体的课程思政体系；结合产业和行业的最新发展变化，顺应5G、人工智能、物联网等新一代IT技术的发展趋势，以及“中国制造2025”的战略部署，以“互联网+教学”为出发点，推进多层次、多模式、全方位的教学改革.

在实际的教学工作中，教师要充分利用虚拟仿真技术并逐步引导学生对计算机技术的正确使用，如使用Multisim作为电路模拟仿真工具，采用Proteus作为EDA工具软件，以Labview作为程序开发环境等，使教学可以脱离实验所需要固定的时间与空间限制，提高专业实验设置的直观性与趣味性并方便对虚拟设备的优化处理.在教学过程中可以利用计算机资源，如共享校园网络环境，创建有效的局域网范围内的不同虚拟仿真平台，为学生日常学习和生活提供方便.同时，教师应当熟练掌握相关虚拟仿真软件的使用并逐步推广到学生的学习中去，以提高学生学习的积极性与主动性，从而提高课程教学质量，推动“电子信息工程”教学工作向更深层次的发展.

2.2 制定开放式课程成绩评定体系

对于“电子信息工程”课程设计的实验成绩，应将学生个人表现和小组团队合作情况结合起来评定.对于每个实验小组，组员之间的成绩是有差异的，组长是实验小组的核心人物，不仅要具有扎实的专业知识和较好的团队协作能力，而且需要具备对实验项目的统筹能力.组员不可以坐享成果，在课程考核时需要对实验小组的每位成员进行随机答辩.这种考核机制不仅可以保证学生成绩评定的客观公正，而且可以引发学生浓厚的学习兴致，促进学生的个体竞争和团队合作意识的强化.

2.3 以团队式合作方式改革实验教学

在教学的同时，根据学生的兴趣，布置与教学内容相关的一定数量的小课题，提供基本仪器设备，并鼓励学生自由组合，在教师的指导下独立完成课题.如在进行综合型实验时，由学生分组完成讨论，共同确定电路设计方案，然后将实验分成电路设计、电路仿真、电路连接和电路测试等部分，由每个同学完成自己擅长的部分，最后相互配合完成实验.在实验进行过程中每组同学在相互尊重和不断磨合中完成实验，小组与小组之间的同学也可以互相帮助，取长补短.在选定实验课题后，学生从已具备的实验基本原理入手，自行思考并完成实验方案的设计、对所需实验设备的选择及实验步骤的拟定，最终在教师的指导下完成所有实验内容，最后梳理实验过程并完成实验小论文的撰写工作.实验过程中难免存在着失利和挫折，寻找失败原因的关键在于使用科学的思维方式，这就要求学生学会独立思考问题，并提出解决方法和途径.

“电子信息工程”本科生的实验教学改革应坚持培养学生主动思考和解决问题的能力，实行“理念－能力－内容－开放”为主的人才培养模式，重视实验教学过程，注重引导和启发，培育高层次复合型的专业实验创新人才.通过把控实验教学环节，加强实验教学的有效性，提升实验教学质量.针对实验教学方法的变化，可构建开放性的创新实验室，采用开放式的实验室管理体系，鼓励学生利用课外时间开展自主实验研究[6].如电子芯片制作设计课时，课前将电子仪器的使用方法、芯片资料和实验操作视频等内容上传到课程网站，供学生自学，培养学生的自主学习能力.创新实验项目的形式可能为项目或课题驱动式，实验课题可与所学课程关联，也可将项目的设计工作与教师科研项目整合.

教师在课堂上对实验原理要着重讲解，对具体操作则注重引导.如针对实验测量数据，引导学生利用理论知识分析其合理性，以此判断实验操作过程是否规范，寻找存在的问题并加以解决.通过学生自主把握实验的时间和内容，使实验时间更具弹性化并实现实验设施资源的共享化.在这个过程中，教师起引导作用，只需要对相关项目的功能与指标设计做出要求，对方案的设计和实施只给出参考性建议，而要求学生自行查阅相关文献资料并完成具体实验设计，充分发挥学生的主观能动性，增加学习乐趣.

3 结论

开放式教学可以扩大“电子信息工程”专业学生的知识面，启发发散思维思考，调动学习兴趣和自主探索知识的内在动力，提高自我学习与知识体系建构能力.通过引入团队式合作实验，做到学生对科学研究的自主化，强化学生的综合能力，提高科研兴趣，而且引进现场教学环节，加强学生感官认识和对知识的理解，将教师的教学改革、科研活动与学生创新训练基地相结合，向学生输送最新的科研成果，使学生初步具备解决实际生产问题的能力.“电子信息”课程开放式教学使教学目标更加清晰，内容更具科学性、先进性、适用性及规范性，及时融入新技术、新工艺、新规范并鼓励与行业企业合作并开展课程建设.