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以学生为中心的“数字电子技术”课程教学研究

更新时间:2016-07-05

0 引言

在MOOC时代背景下,保持传统课堂竞争力成为很多课程需要解决的问题。“数字电子技术”是电类专业的基础必修课。我院该课程的课程组从每堂课的教学设计入手,根据各个知识点的特点及知识点之间的内在联系,结合以往学生学习这些知识点时存在的问题,开展了研讨式教学模式、翻转课堂教学模式、任务驱动式教学模式和启发互动的教学模式。以教学模式设计的多样性来实现以学生为中的教学理念,真正调动学生的积极性,发挥教学资源的优势,提高课堂教学质量和效果。

为比较不同微物理方案和积云参数化方案对湖北及周边暴雨预报的影响,选取湖北地区夏季12次暴雨过程进行回报,并选取较优方案对其中一次个例,从水汽和云微观结构角度做进一步具体的分析,随后又通过简单集合平均开展集成试验,以获得更好的预报结果。通过对不同方案以及集成结果的评估,得到如下几点结论:

1 以学生为中心的教学模式

1.1 大力推进研讨式教学

我们主要通过研讨式教学,实践以学生为中心的教学思想,体现“研究性、实践型、互动式”特点的学习方式,提升课堂教学效果。

综上所述,胰腺癌合并糖尿病患者放疗后的血糖变化同糖尿病病程、肿瘤标志物水平的降低存在相关性,临床应加强对糖尿病患者血糖水平的控制,并定期进行肿瘤标志物检查、腹部影像学检查,达到早期发现并诊治胰腺癌的目的。

我们对“数字电子技术”课程的教学内容进行了梳理,完成了研讨式教学的设计和组织。整个课程根据课程内容和教学目标划分成8个研讨主题,每个主题2学时,主要通过分组讨论、设计、演示、答疑以及总结五个步骤进行。其中,讨论、设计、演示三个环节由学生完成,答疑、总结则由教师主持,讨论环节根据课程内容不同,设计了不同的讨论方式,主要有分组讨论,宿舍讨论,小组对抗等[3]

在理论课程整个教学过程中,研究式教学方式与传统的教学方式交叉进行,通常是理论内容的讲解按传统方式进行,设计的研讨专题安排在每个章节之后并将研讨课程穿插在相关的教学过程中。

1.2 部分内容尝试翻转课堂教学

通过“老年人生活质量评定表”从身体健康、心理健康、社会适应和环境适应4个方面来获取老年人生活质量状况。

这种教学模式就是先在课前将理论知识点通过微课展示给大家,以宿舍为单位进行讨论,形成设计思路,填写设计任务单。在课堂上宿舍代表进行设计思路的阐述,并提出疑惑的问题,由教师和其他宿舍学生共同答疑解惑。这种翻转的教学模式在一定程度上培养了学生主动探索,发现问题,解决问题的学习思路,同时提升了学习能力。

根据“数字电子技术”知识模块的划分,我们将理论性较强的知识点采用传统的授课方式讲清理论知识内涵,明确基本概念和基本理论。在每个理论模块后进行一次知识的应用训练,此时采用翻转课堂的教学模式。如在组合逻辑电路部分,我们先在课堂上讲授组合逻辑电路的分析和设计方法,进而学习组合逻辑常用的器件如编码器,译码器,加法器,数据选择器和数值比较器。之后,便采用翻转课堂模式组织学生进行组合电路应用的设计,其间还为学生介绍常用的组合电路应用案例,让学生分组分析电路功能,并形成本组的设计思路和设计方案并进行电路仿真。这种翻转课堂的授课模式给学生自主学习提供了平台,为学生的探究能力,合作能力,表达能力以及创新能力的发挥创造了条件。

我们对实验课程也进行了翻转课堂教学尝试,将实验内容提前设计成微课的形式,通过网络平台发给学生,学生观看后填写实验任务单,通过对实验任务单的填写了解实验要解决的问题,提出基本的实验方法。实验中以三人一组的合作模式,开展实验设计和验证,教师针对实验中具体出现的问题给予个性化的指导,并引导有能力的学生进行进一步研究。通过这种实验翻转的模式,提升了实验课的效果,也对学生的自主探究能力以及自信心的养成起到了积极的作用。

课程组教师积极参与网络教学资源建设,设计制作了“数字电子技术”多媒体教学课件和网络助学课件,有效解决了课内学习和课外学习的矛盾,初步形成了课内课外的立体化的学模式。目前电子技术网络教学平台包含网上答疑,电子教材,课件下载,实验指导,仿真实验,元件库等内容,均已投入使用,拓宽了学生的视野,为学生创造了一个多角度学习、多方位交流的平台,改封闭式教学为开放式教学,培养了学生独立学习的能力和习惯。课题组教师完成了“数字电子技术”网络课件获得全国课件大赛优秀奖。

2 立体化教学资源建设

2.1 微课开发

充分发挥网络教学平台作为第二教学阵地的作用,以教学资源库建设为手段推进课程改革。

2.3.2 恶心、呕吐发生率 纳入12个研究[6‐17],各研究间为同质性(P=0.84,I2=0%),采用固定效应模型进行Meta‐分析(图2)。结果显示卡贝缩宫素组的恶心、呕吐总发生率显著小于缩宫素组,差异有统计 学 意 义(OR=0.51,95%CI=0.35~0.74,P=0.000 4)。

与国外相比,我国航天器空间碎片超高速碰撞防护研究起步晚、基础薄弱、研究深度和广度不足,距离航天工程需求差距不小。我国航天器空间碎片防护存在的问题和努力方向可归纳为:1)先进防护材料短缺,国外先进防护材料,如Nextel,对我国禁运;2)超高速碰撞试验设备发射能力和相应地实验测量、诊断能力不足,现有的二级轻气炮发射速度仅达7 km·s-1左右,不能满足碰撞速度高达15 km·s-1的碎片碰撞需求,且国外高性能超高速摄像设备对我国禁运;3)尚未有自主知识产权的超高速碰撞数值模拟软件;4)尚未建立自己的空间碎片环境模型,严重依赖国外的空间碎片环境模型。

2.2 教学设计

笔试主要考察学生对基础知识和基本理论的理解和应用。包含逻辑代数,门电路,组合逻辑电路,触发器,时序逻辑电路,555定时器等内容。满分100分。

在设计阶段加强对BIM技术的应用同样可以提高建筑工程造价管理的有效性,并且设计阶段是工程造价管理中不可或缺的一部分,要想真正提高工程造价管理的效率,需要积极做好设计阶段的造价管理。就目前而言,在建筑工程造价管理中,限额设计得到了有效的应用,主要是根据投资估算额进行设计,利用限额设计对投资支出加以控制,保证资金得到有效分配,其中将BIM技术应用其中,可以对信息进行整合,使各个部门与单位参与其中,经过讨论与分析,实现工程设计的完善性,减少后期因为设计变更所导致的成本浪费现象。

课堂上我们采用启发式教学,以实际的工程问题引导启发,课程的章节顺序也根据具体案例进行了模块化设计与调整,收集了相关知识的典型案例十余例,通过案例的引入、知识点展开、知识点深入、问题的提出以及问题的分析五个过程,将课堂教学设计做得更有针对性,从教学理念上激励学生主动承担任务,完成任务[4]。从教学内容上,实现了以学生为中心的教学设计模式,同时也为学生理清了分析工程问题的一般思路,培养了学生思维的逻辑性,提升了工程素养。

目前我们开发了实验微课五个,分别针对课程中的五个应用模块。还进行了易错题型的收集和整理,针对易错题型开发了六个微课。收集了近三年学生的优秀仿真电路设计近30例,录制了学习仿真软件的交流视频近20学时,并收集整理了历届学生的优秀课程设计案例30例,这对学生课下学习提供了参考,也从网络层面激发了兴趣,为开展以学生为中心的教学模式奠定了资源基础。

我们将“数字电子技术”课程设计的思路贯穿在课堂教学过程中,先期将课程内容依据课程设计的需要进行了模块划分,分成逻辑基础、组合逻辑设计、时序逻辑设计、显示模块设计、计数模块设计和波形产生模块设计等六大部分,课程进行到相应模块时,教师根据此模块的作用启发学生开拓思路并讲解相关的应用实例。学生通过模块的大作业就可完成单元电路的设计和仿真,并且通过研讨激发其设计潜能,使他们在后期课程设计中能圆满完成任务。大多数学生可以应用已有的思路将前期完成的电路模块进行有效的组合和设计,保证课程设计有足够的设计时间,同时也使得学生的选题更具有个性。

老太医说,其实德公公才是真老虎,所谓八虎,不过是真老虎的利爪和獠牙。真正的报仇,应该从剪除爪牙开始,让元凶在忍受剧痛的同时,一步步丧失反抗的能力,一步步陷入无望,直至跌入万劫不复的绝境。德公公不是爱深居简出,惯于颐指气使吗?那就让他成为真正的孤家寡人,最终仅剩孤零零一个,无人可指,无兵可使,到时候,不待你动手,他就会崩溃。

3 提升实验水平细化评价模式

3.1 实验教学和课程设计

在实验教学过程中,我们实施了以学生为中心、教师为主导的自主式教学模式。教师引导学生自主获取知识,运用所学知识解决实验中的问题。在教学上真正实现从“带实验”到“指导实验”的转变,从而提高学生的工程实践能力和创新能力。

我们将虚拟仿真与硬件实验有机结合,既克服了纯仿真的非真实性缺陷,又能利用计算机辅助设计指导实际电路调试,加快了实验进程,让学生积极、主动地参与教学过程,最大限度发挥学生的创造力和想象力。

我们把虚拟仿真技术引入课堂和实践环节,与教学内容融为一体,增强了学生对抽象知识的感性认识,使得教学过程深入浅出,降低了学习难度,有效提高了课堂效率和教学效果,学生探究式学习能力显著提高。

首先我们精选教学内容,进行了知识点的关联分析,选择部分应用型知识点制成视频微课,采用翻转课堂的教学模式开展教学。这样学生在学习了理论知识点之后,以翻转课堂的模式应用理论来解决实践问题,给学生能力的提升创造了一定的空间。

3.2 改革考评模式

我们本着细化过程管理,注重能力考查的理念,充分发挥课程实践环节在理论教学中的主导作用,建立和实践了新的考评体系,细化过程管理,将实验操作和设计纳入考评范围,建立了以理论,研讨,实验三个模块共同决定成绩的模式。考评方式设为笔试(40%)+仿真(30%)+实验(30%)。

我们将虚拟仿真环节引入课堂,开展问题引导的启发式教学和案例教学,同时进行案例资源的积累和共享。

仿真主要考察学生对仿真软件的应用能力和电路的分析设计能力。以八个研讨主题的表现分别给出仿真成绩,前七个成绩每个满分10分,第八个满分30分。八个成绩的累积即为仿真考试的总成绩。满分100分。

实验主要考察学生的实际操作能力和仪器设备的使用能力。实验成绩以实验考试为主,学生现场抽题(我们已经初步建立了实验考试题库),根据题目要求完成实验(设计,分析,原理图设计,原理分析,调试)。满分100分。

最后将三项考试成绩分别乘以权重,即可得到本学期该课程的成绩。

4 结语

我院在电气工程及其自动化专业2012级和2013级的十个班级中进行了“数字电子技术”课程教学模式改革,覆盖学生达330人年,取得了如下成绩。

1)转变了学生的学习思路

我们将课堂理论教学、课程实验、课程设计三个教学环节有机的融合在一起,录制整理了大量的视频,仿真设计资料,课程设计案例等教学素材,录制了实验设计微课和易错题型微课,实现了立体化教学资源的建设,建立并充实了教学资源库。实现了学生学习渠道的多元化,为工科学生转变学习思路,提升工程意识起到了积极的作用。

2)创新考评体系

我们将考评分别从理论、仿真、实验三部分进行,其中实验考评较为独特,单人单桌,现场抽题,在30分钟的时间内完成相关电路的设计、测量或调试。学生实验的积极性普遍提高,表现在学生实验课程的出勤率较以往大大提高,很多学生自行要求进行课余实验。经过3届学生的实践,学生的实验操作能力,仪器仪表的使用能力,以及电路的分析调试能力显著提高。

参考文献

[1] 张玲霞等,MOOC时代“电路分析”课程新教学模式探讨[J],南京:电气电子教学学报2015,37(2):19-21

[2] 薛英娟,数字电子技术实验课程教学改革与创新[J],天津:实验室科学2016,19(1):145-148.

[3] 任玲等,研究性教学在电子课程设计中的实践[J],南京:电气电子教学学报2015,37(2):116-118.

[4] 卢文娟等,“数字电子技术”课程研究性教学[J],南京:电气电子教学学报2016,38(5):93-96.

任玲,张宁,岑红蕾
《电气电子教学学报》2018年第02期文献

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