高等院校電子技術課程可視化教學研究與實踐

作者簡介：楊燦（1982—），女，碩士，湖南交通工程學院高級工程師，研究方向為電子設計、數字信號處理、人工智能。

摘? 要：高等院校電子技術是一門對理論和實踐操作要求都較高的課程，通過實踐加強對知識的掌握一直是課程教學的重點。隨著教學方式的改革發展，高等院校電子技術課程開始采用可視化教學的方式。可視化教學直觀、形象、高效率等特點非常適合對實踐操作要求較高的電子技術課程。在簡要概述可視化教學特點的基礎上，對高等院校電子技術課程可視化教學實踐的內容、方式方法等進行分析研究，以更好地促進電子技術課程可視化教學質量的提升。

關鍵詞：高等院校；電子技術課程；可視化；教學模式

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2023）32-0085-04

可視化教學是利用計算機技術將教學信息進行可視化加工處理，借助圖表、動畫、圖像等更為形象化的方式展示教學內容的教學模式［1］。在人機交互的基礎上可視化教學實踐為學生創建可操作的學習環境，激發學生的學習熱情進而提升學習效率、提高教學質量。電子技術課程是高等院校理工科的必修課程，該課程主要是對各種電器元件的性能及其電子電路的工作原理及應用進行學習研究［2］。相比其他的科目，電子技術課程的知識面涵蓋較廣，具有較強的綜合性和實踐性，學生對于知識點的理解難度較大，電子技術課程教學效果一直都是各大高校關注的重點［3］。當下可視化教學方式已成功應用到各大高校教學實踐中，可視化教學模式以更為科學的方式，對教學內容進行展示，實現了課堂從被動到主動的轉化，大幅提升了課堂效率。將可視化教學模式引入電子技術課程教學中，能夠為學生提供更為人性化、自主化的學習方式，在大大提高教學效率的同時滿足了學生多樣化需求。

一、可視化教學的特點

可視化教學借助信息技術對教學內容、教學過程進行呈現，具有直觀可視、高質高效、多元媒體等特點［4］。

（一）直觀可視性

可視化教學具有直觀可視的特點，在計算機技術的支持下，可視化借助圖形、圖表、動畫、視頻、模型等方式，實現教學內容形象化、具體化的呈現，將枯燥抽象的教學內容，通過人機交互操作，以更容易理解的方式展示出來，不僅能實現教學內容的層層遞進深入，還能通過模擬實踐操作加深學生對知識點的認知。可視化教學的直觀可視特性能夠讓學生在感性認知基礎上，大大降低學習過程中的處理和獲取信息的難度，使學生可以更容易接受和吸取教學知識，加深對知識的理解。

（二）高質高效性

可視化教學的高質高效性是指該模式以更容易理解的形式向學生展示教學內容，大大減少了學生理解和掌握知識點的時間，提高了學習效率。相比傳統的教學方式，可視化教學方式對教學內容、過程、成果進行可視化設計，實現了對抽象知識點、復雜推理過程、實踐應用操作的可視化模擬，以更為直觀和易于理解的方式傳授教學內容，加深了學生對知識點的理解，有效降低了學生的學習成本，提高了學生的學習興趣，對于學生形成系統的學習思維模式有重要意義，其有效性和高效性都是顯而易見的。

（三）多元媒體性

可視化教學是一門融合多媒體的教學方式，無論是文字、圖形，還是視頻、音頻等，可視化教學實現了對各種媒體方式的融合轉化，最終達到了教學內容從抽象到形象、復雜到簡單、無形到可視的展現。可視化教學模式通過對多媒體資源的整合，將教學目標、教學內容、教學資源、教學成果、教學方式等，采用立體化的教學呈現方式展示給學生。可視化多媒體性能夠更好地調動學生的全息感覺，有效傳達教學知識，以個性化的展現方式激發學生思考和提高學生的創新能力［5］。

（四）打破局限性

可視化教學打破局限性，是指相比傳統的教學方式，可視化教學模式能夠打破教學時間、空間、方式上的約束，實現教學資源無約束的分享傳遞。采用可視化方式，有效解決了傳統教學不可重復性、不直觀性的問題，實現了靜態向動態的可視化呈現，將抽象不容易理解的知識點，以圖像、視頻、圖表、音頻等方式講解出來，學生針對知識點可以重復操作學習。而教師可以通過實時互動觀察學生的學習狀態，及時給出必要的引導。

二、高等院校電子技術課程可視化教學方式

按照高等院校電子技術課程的教學目標，基于課程教學內容可將可視化教學方式分為教學知識可視化、技能操作可視化、信息傳遞可視化、思維模式可視化、情感表達可視化。

（一）教學知識的可視化

將教學知識實現從隱形到顯性的形象化轉化，是可視化教學的重要體現。可視化后的教學知識在完成教學基本目標的基礎上，實現了對知識的再傳播、實踐、應用和創新的發展。借助可視化的模式將知識以圖片、視頻、音頻、圖形等方式呈現出來，為知識學習創建更為形象化的環境，這也是一個將枯燥的理論知識向形象化、具體化轉變的過程，從視覺傳達和心理感知上提高學生對知識的注意力，通過層層遞進的方式實現知識的講解和傳授，幫助學生更好地理解知識點，從抽象的、推理的理論知識中脫離出來，以更為人性化的方式達到知識傳遞的目的。在學生掌握知識點的同時，通過自主模擬實踐的方式，提高學生對知識點的應用認知，實現教學知識由理論到能力提升的轉化，激發學生對知識的創新應用。

（二）技能操作的可視化

技能操作的可視化對于提高教學質量有著重要意義，首先技能操作具有正確性、科學性、程序性的特點，換言之，技能操作必須是建立在科學指導的正確操作上，在整個過程中要確保流程順序的標準規范。可視化教學方式下的技能操作可視化能夠有效解決這一問題，在滿足學生重復模擬實踐操作的同時，為學生創建熟練掌握技能操作的平臺，從而學會正確的技能操作方法。其次電子技術課程本身就是一門知識面和實踐面較廣的課程，高校在實際教學過程中不可能實現對所有應用技術的實踐操作，特別是在一些大型電子儀器應用實踐操作中。可視化教學模式下，電子技術課程中的技能操作以更直觀的方式展示出來，通過視頻、圖片等方式將技能操作的細節和步驟呈現出來，幫助學生更好地進行技能操作模擬，為其今后的實踐應用打好基礎。

（三）信息傳遞的可視化

在教學過程中，教師的主要目標之一就是實現對可見和不可見信息的傳遞。可見的信息是指書本上已有的知識點，對于這類信息，教師可以借助可視化的方式將其以更直觀的方式呈現出來，便于學生更好地理解和掌握。而對于不可見的信息傳達，教師可以將抽象的內容通過可視化模擬的方式，從理念到應用，采取循序漸進的方式達到學以致用。知識信息的傳遞最終是借助視覺表達出來的，信息可視化可以大大提高信息傳遞的效率，讓學生在最短的時間內對信息做出解析和反饋，減少學生和教師之間的信息溝通成本，繼而大大提高課堂學習質量和效率。信息傳遞可視化作為可視化教學的核心，目的在于實現信息的共享表達，幫助學生掌握電子技術課程的知識點，所以要重視可視化教學中信息傳遞的表達和實現。

（四）思維模式的可視化

思維模式具有抽象、不可見、難表達等特點，電子技術課程教學除將具體知識傳授給學生外，更重要的是將課程的思維方式和解決問題的能力教授給學生。而借助可視化教學的方式教師一方面可以實現對教學知識點的傳授，另一方面可以實現對課程學習思維方式的傳達，引導學生掌握正確的思考問題方式，加深對課程的拓展認知。思維可視化就是借助多媒體形式，將看不見的抽象思維通過圖形、視頻、文字等方式表達出來。可視化處理后的思維方式能夠以更加形象的方式出現在大眾面前，如此便可將教學內容呈現出來，使之成為學生可以看到、學到、讀到、用到的東西，思維可視化能夠提高學生對學習內容的獲取、理解和應用能力。

（五）情感表達的可視化

可視化教學的情感表達是吸引學生的重要方式，豐富的視覺傳達效果能夠更好地激發學生的學習積極性。學生對于知識點的學習首先是從自主性出發，有了主動學習的意識才會進入學習的良性循環中，從心理學來說這一切都建立在學生情感認同的基礎之上。可視化的教學模式在情感傳遞上能夠引起學生的注意，激發學生自主進入學習模式，實現從一個教學環節到另一個教學環節的過渡。在可視化教學過程中學生可以更好地表達對知識點的疑問，明確自己的興趣點，同時借助可視化知識的呈現方式實現與教師的互動交流，提高學習效率。教師通過可視化的教學模式，向學生表達學習重點，幫助學生建立正確的學習理念。

三、高等院校電子技術課程可視化教學實踐

（一）可視化教學實踐的主要原則

從高校電子技術課程教學現狀來看，可視化教學實踐設計要在堅持科學合理的基礎上，以學生為主導，將知識進行可視化處理，從教學環境、知識表達、技術應用等方面，滿足學生的學習需求。為保證可視化教學模式的效果和效率，可視化教學實踐設計要秉持一定的原則，在基于科學設計的前提下實現對教學資源的整合。

1. 以知識為中心原則

可視化教學實踐要堅持以知識傳授和學習為中心，在合理的設計理念下實現對教學內容的可視化設計，確保設計內容的正確性和科學性。首先教師要將傳授的知識作為教學設計的中心，明確教學任務，突出教學重點，制訂科學合理的教學目標。其次要充分利用學科優勢，對知識可視化呈現進行創新設計，幫助學生加深對知識點的理解，通過學科融合的方式，豐富教學可視化形式，引導學生形成學以致用的思維模式，激發學生的創造力。

2. 以學生為導向原則

學生是高校教學的主體，是可視化教學實踐的服務對象，因此在可視化教學設計過程中要堅持以學生為導向的設計原則，突出學生學習的主體地位，將學生需求放在首位，充分考慮到學生的學習需求、學習習慣和環境。通過設計不同的教學方案，實現對學生的差異化教學。特別注意對教學資源的分層次使用，按照知識的難易程度進行可視化教學方案的設計，滿足不同學生的學習需求，提高學生學習動力和學習積極性。

3. 以科技為支撐的原則

隨著互聯網、人工智能、虛擬現實技術的應用發展，可視化教學模式勢不可擋，高校電子技術課程可視化教學設計重視科技的支撐作用，實現信息技術與教學管理的雙向融合，在不斷地探索中創新教學模式，實現教學管理體系的優化完善。電子技術課程本身就是科技發展的一部分，在設計可視化教學方案過程中，教師可以通過對電子技術在可視化實踐中的應用，加深學生對電子技術課程的了解，激發學生學習的積極性。另一方面要重視對多媒體資源的正確利用，避免資源和技術冗余導致的喧賓奪主的現象。

4. 堅持資源共享原則

可視化教學設計需要大量的教學資源，由于使用軟件或文件格式的不同，會產生諸多的教學資源不兼容問題，從而導致無法實現資源的共享利用。鑒于此，高校可視化教學方案的設計要秉持標準、規范的原則，確保各組織結構之間資源的共享交流。資源的共享聯通才能形成龐大的資源庫，在滿足不同學校教學需求的同時，保持學科領域最新知識的共享性。此外，也要保持可視化技術的相對獨立性，保護好各學校的教學研發產權。

（二）可視化教學實踐的主要內容

完整的可視化教學實踐過程包含觀察、學習、實驗、應用、創新等環節，通過對教學的可視化設計實現教學內容、教學過程、教學成果的實踐，過程中實現教師向學生知識點的傳達。

1. 教學內容的可視化呈現

教學內容的可視化是指教師將教學知識和技能，借助虛擬現實、增強現實等計算機技術，通過動漫、音頻、圖像等方式展示出來。整體實現教學內容從抽象到具體、由簡單到復雜的轉化，在進行信息傳遞的同時借助情感表達的方式，調動學生自主學習的積極性，降低學生對知識點的理解負擔。教學內容的可視化可實現了知識點由難到易的轉化，提高學生獲取信息和處理信息的效率，為學生掌握電子技術課程提供了更多的理解空間和思考空間，大大降低學生的學習成本，滿足學生差異化的學習需求，提高教學質量。

2. 教學過程的可視化呈現

教學過程的可視化實現了學生和教師主體地位的轉化，突出學生學習的主體地位、教師引導的輔助作用。教學過程的可視化就是學習方式可視化的過程，是學習思維可視化的體現，包括學生學習、掌握、理解、解決問題的各個方面。

可視化教學過程中學習內容的可視化呈現，技能操作的可視化模擬，學習成果的可視化考核等，是教學過程可視化實踐的體現。教學過程可視化有助于加深學生對學習知識的理解，學生通過對所學知識的技能操作，模擬驗證教學內容的科學性，能進一步提高學習效率。

3. 教學成果的可視化呈現

教學成果的可視化是指教師在完成教學內容的教授后，對學生的學習成果進行可視化檢驗。對于學生來說，要通過可視化技能操作的方式展示對知識點的掌握程度，包括對知識點的理解、模擬操作、創新應用水平等，這既是對學生學習成果的檢驗也是對教師可視化教學設計的驗證。對老師來說，通過可視化教學成果展示的方式，能夠更直觀地了解學生對于知識點的掌握程度，有的放矢地給出學習意見。教師可以根據學生的學習成果更好地進行差異化教學設計，及時發現教學過程中的不足并加以改正。

四、結語

綜上所述，在信息化背景下，高等院校電子技術課程的可視化教學實踐，是對教學內容和教學結構的重構組合，在優化完善傳統教學模式的基礎上，為學生提供了更為多樣化、自主性的學習模式，在激發學生學習積極性的同時也滿足了學生的多樣化需求。可視化教學模式實現了對教學知識、技能操作、信息傳遞、思維模式、情感表達的形象化呈現，以更為人性化的方式創新教學模式、教學策略，進一步降低了學生獲取知識的難度，大幅提升了教學效率。隨著科技的發展，多樣化教學模式的出現，高等院校課程教學改革要實現學生由“被動”到“主動”的轉換，加快促進教學與信息技術的融合發展，創建以可視化為特色的實踐教學體系，促進教學的發展。

參考文獻：

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［4］ 岑健林. 可視化教學的研究與探索［J］. 中國教育信息化，2022，28（07）：41-49.

［5］ 陳立勇. 五年制高職電子信息類專業實踐課程體系建設［J］. 華東紙業，2022，52（02）：78-80.

（責任編輯：淳潔）