電子技術課程信息化教學實踐探索

辛元芳　李昕　趙蒼榮　郭來功

關鍵詞：電子技術；教學；信息化

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）02-0144-03

1 引言

隨著現代科技與電子技術的迅速發展，電子技術涉及的領域無所不及，在技術創新上發生著翻天覆地的變化。電子技術作為工科非電類專業的重要基礎課程，是一門實用性和基礎性要求很強的重要課程[1]。

由于電子技術課程面向的學生人數多，涉及專業廣，因此教學需求也要多樣化。不同的專業以不同的案例導入，以案例為線，以知識點為元素進行教學內容劃分。以此改變學生學習用途不明的狀態，讓其明白電子技術就在身邊[2]。如2021年本校電子技術課程面對的是9個專業25個班共893人。筆者所帶的電子技術課程教學對象是彈藥工程與爆炸技術專業20級4～6班共三個班的學生，學生自身所學課程多，任務重，自覺性又有限。一百多人的翻轉課堂難以實現。那么教學時首先就要強調課程開設的必要性，彈藥工程與爆炸技術主要是研究彈藥工程、爆炸與安全技術以及民用工程爆破等方面的基本知識和技能，進行軍用彈藥工程或是民用爆破工程等[3]。在手槍、炮彈等武器的彈藥系統的分析設計，彈藥威力的實驗測試，建筑物拆除時爆破作業的設計等過程中都需要使用基本的電力知識及電子技術進行控制[4-5]。所以電子技術這門課程對于該專業來說具有相當的重要性。

隨著信息公路的高速發展，信息化技術正廣泛應用于各種教育教學活動中。

所謂信息化教學是指以現代化信息技術為基礎， 運用教學的新技術、新方法、新思想所進行的教學。在學校里，傳統的教學模式主要是在固定教室的空間內以教師講授為中心、以黑板粉筆為主要教學手段。信息化教學就是讓信息技術進入傳統課堂，結合多媒體、網絡等新技術手段，使課堂教學更加靈活方便。這種新的教學模式與傳統的教學模式相比，引進了許多新的教學理念，如師生交流的時空范圍更廣，教師能夠實時知曉學生學習知識的掌握程度，學生能夠及時跟上學習進度等。下面就以電子技術課程中組合邏輯電路設計這部分為例進行信息化教學的探索。

2 教學準備

在人的內心深處，都有一種根深蒂固的需要，那就是希望自己是一個發現者、探索者和研究者。怎樣在教師的引導下，讓學生的探究性學習行為真正發生？怎樣培養學生對專業知識的學習興趣和學以致用的成就感？這些是一線教師一直的追求[6]。

在網絡和信息技術迅速發展的時代背景下，要求教師要充分利用教材、案例、影視、圖片、課件等豐富的教學資源，再綜合印刷材料、黑板、多媒體、視頻、網絡平臺和隨堂提問等多種教學手段，以達到盡量優化的教學效果。鑒于雨課堂教學平臺數據全，采集速度快，自動化程度高，課堂彈幕又可以實時反映學生的問題，測試方式靈活的特點，筆者采用雨課堂網絡教學平臺作為主要的信息化教學手段，課前在平臺發布與專業或生活相關的預習知識點，讓學生查找資料來接觸將要學習的內容，提升學習興趣。本文以“組合邏輯電路設計”這部分課程為例，在講解組合邏輯電路設計這部分知識之前發布一個預習題，要求設計一個路燈控制電路（一盞燈），能夠在三個不同的地方控制這一盞燈的亮滅。讓學生通過生活中的應用實例去查找資料，積極思考。

3 教學過程

課程講解過程中采用雨課堂線上直播為主要教學手段，使用了教學方法中常用的引導式、啟發式和問題式等教學方法，有利于提高學生學習的積極性和思考問題的主動性。教學設計中通過講解例題、互動提問、啟發思考、隨堂測試和課堂小結等環節，讓學生進一步鞏固和強化了教學的重點、難點。

首先在雨課堂教學平臺讓學生在課前通過掃碼簽到，督促學生不遲到早退，按時進入課堂。如講解組合邏輯電路設計這部分內容，由生活中常見的數字電路，比如三人表決器、加法器引入教學內容。首先介紹組合邏輯電路的設計步驟，組合邏輯電路設計的步驟與組合邏輯電路分析的步驟相反，分析和設計是一個逆過程。設計的步驟是：第一步，根據已知要求畫出電路對應的真值表；第二步，根據真值表寫出電路對應的表達式；第三步，根據表達式畫出電路對應的邏輯圖。

然后由我國兩位著名奧運會舉重冠軍為國爭光引入舉重比賽的評判規則電路，從而將思政元素引入課程，讓學生們知道為何而學，知道學有所用。舉重比賽時有三名裁判，他們的判決根據少數服從多數的原則成為最終判決。每名裁判控制一盞紅燈和一盞白燈——紅燈亮表示試舉失敗，白燈亮表示試舉成功。兩盞及兩盞以上白燈亮即表示成功，兩盞及兩盞以上紅燈亮即表示失敗。接下來組合邏輯電路設計的第一個例題便由此產生，設計一個三人多數通過表決器。根據設計步驟，第一步確定電路需要輸入三個，分別用A、B、C表示，當輸入為0時，表示反對即不同意；當輸入為1時，表示同意。表決結果用輸出L表示。L為0表示沒有通過，L為1表示試舉成功。第二步根據設計要求列出對應的真值表，把三變量所有輸入組合按照自然碼從小到大的順序列出來，當A、B、C 三個人有兩個人或者三個人同意時，此事通過，輸出L=1。

由表1可知，真值表第3、5、6、7行滿足A、B、C三個人有兩個人或者三個人同意，輸出L=1。第三步，由真值表寫出邏輯表達式：

將式（1）最后一個最小項分別與前面三個乘積項結合可以得到最簡與或式L= BC+AB +AC。

第四步，根據表達式畫出對應的邏輯圖，如圖2所示，邏輯圖由3個兩輸入與門和1個三輸入或門構成，這樣，就完成了一個三人表決器的設計。

學習了組合邏輯電路設計的第一個例題后，下面一起完成例2。例2，試設計三位奇偶校驗器，當輸入端“1”的個數是奇數個時，輸出為“1”，否則輸出為“0”。令三個輸入端分別為A、B、C，校驗結果用輸出T 表示。第一步，根據題目要求，當輸入端A、B、C取“1”值，“1”的個數是1個或者3個的時候，輸出T的值為“1”，畫出真值表。

觀察表2，可以看到真值表的1、2、4、7項對應的輸入端A、B、C取“1”值，“1”的個數是1個或者3個，此時輸出T的值是“1”。列出表達式

由表達式畫出輸出T的邏輯圖，就完成了三位奇偶校驗器的設計。

當第二個例題完成后提出問題，課程進行中利用問題式、引導式、啟發式等多種方式有助于師生互動，促進學生積極思考。

如果把前面一二兩個例題結合在一起可以設計成什么電路？也就是三個輸入A、B、C，兩個輸出L、T。這里如果把A、B、C三個輸入看作三個一位二進制數， 那么兩個輸出和輸入什么邏輯關系？可知，前面兩個例題組合起來就設計完成了一個全加器電路，即輸入三位二進制數，輸出是對三個輸入進行相加求和，其中T 是相加的本位和，L是相加產生的進位。

現在完整地看一下第三個例題，全加器電路的設計，全加器輸入三位，其中兩位是本位的兩個加數，分別用A_iB_i表示，另一位是低位產生的進位C_i，輸出就是對三個輸入進行相加求和，S_i是本位和，C_i進位輸出。根據題意列出相應的真值表，寫出表達式，畫出邏輯圖。

1）確定變量及狀態含義：輸入信號： A_i、B_i、C_i-1。輸出信號：S_iC_i。

2）根據題意列出真值表。

3）寫出輸出邏輯表達式，并化簡。

4）根據輸出邏輯表達式畫出邏輯圖。

最后對組合電路設計的過程進行小結，由已知要求進行邏輯抽象，確定輸入輸出并邏輯賦值，列出真值表，然后寫出表達式，最后畫出電路對應的邏輯圖。并利用雨課堂平臺隨堂發布測試題，設計一個交通信號燈故障檢測電路。通過隨堂測試檢驗教學的效果， 教師可以由測試結果了解教學情況，學生由測試題來檢驗自己對所學知識的掌握程度，同時提升學習的積極性。相比單獨提問，課堂互動能夠全員參與，隨時了解學生整體學習情況，便于及時調整教學內容的廣度深度及進度等。

4 教學輔導

課后通過答疑、適當的布置作業和思考題，培養學生自主學習和思考的能力。除了在教室隨堂答疑之外，學生還可以通過雨課堂反饋區或者QQ在線交流等方式，一對一及時解答問題。另外，作業是學生態度、性格的直接反映，更是近距離觀察學生的重要手段。針對電子技術作業以主觀題為主，學生作業重復率高的現象，教師在作業批改的時候按照線上提交順序給出相應成績。先提交的作業認為原版，即使錯誤也是高分，后提交的作業如果與前面錯誤一樣就認為是盜版給低分。這樣一方面可以區別原版與復制的作業，體現公平性，另一方面可以促進學生獨立思考完成作業。另外，線上作業批閱痕跡能夠長期保存， 老師可以實時準確掌握學情，盡量做到因材施教；而且在線發布的答案學生可以隨時查閱，便于學生查缺補漏。

在教學過程中，對于普通學生，鼓勵其拓寬知識廣度，加強知識體系的構建。對困難學生，側重點放在查缺補漏，督促學習方面。對于優秀學生，課后除了作業還發布拓展任務，部分同學根據自身學習情況進行興趣拓展提升，做相關實際應用的電路來參加競賽等方式來增加學生學習成就感和獲得感， 培養其創新能力和團隊協作能力。

5 結束語

不管是誰都期待公平，考核評價體系的公平公正對每一位同學來說都非常重要。教學后利用雨課堂收集線上數據，再配合線下學生課堂表現等相關數據，構建綜合評估體系。給學生一個相對客觀公正的評價，在教學過程中讓學生有更深的家國情懷、生命感悟與責任擔當。

總的來說，筆者通過對電子技術這門課程課前課中課后信息化教學的探索，在教學上促進了學生知識、能力和素質的一體化成長。