基于信息化與項目化相融合的電子工程課程教學改革探索

關鍵詞：PCB；電路板設計；信息化；項目化；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）25-0159-03

近年來，隨著智能終端設備的迭代升級與移動互聯網的迅速發展，現代教育已正式邁入信息化時代。新一代大學生已習慣利用手機、筆記本電腦、平板等移動智能設備進行學習與交流[1]。因此，利用現代通信手段與移動互聯網技術，探索適用于新時代需求的電子工程類課程教學模式勢在必行。對于PCB電路板設計及制作這類操作性極強的專業實踐課程而言[2]，探索信息化與項目化相融合的教學模式，對培養大學生的自主學習能力與解決實際問題的主觀能動性具有非常重要的價值與意義。本文將以學校的信息化轉型發展為契機，以信息化與項目化融合教學理念為先導，深入討論地方本科院校PCB電路板設計及制作課程的教學內容、教學方法和教學手段等，并在教學活動中進行實踐，以迎合學校在轉型發展中加強應用型人才培養的目標。期望通過本研究與實踐，將一些先進的信息化手段融入相關PCB電路板設計及制作課程的項目化教學內容中[3]，探索適用于地方高校電子工程類課程的信息化與項目化融合式教學規律與教學模式。

1 課程目前教學方法的現狀與問題

在此前的研究中，發現了傳統的“填鴨式”和一言堂等被動式教學模式存在問題。因此，本課程的教學模式升級為主動式的項目化教學，以學生為中心，培養學生積極思考和解決問題的習慣，這種模式使教學效果顯著提升。然而，在過去三年項目化教學的實施過程中，也發現了一些需要解決的問題。

首先是選擇項目難度差異所帶來的教學效果影響。通常，教師在課堂上講解一些項目實例的基本操作技巧，然后布置課外項目任務作業，讓學生自主參與并提升相關能力。如果課堂上講解的項目實例和課外項目任務難度差異較小，那么學生在技能上可能無法得到較大提高，只是鞏固了相關知識點，缺乏成就感。而如果將課外項目任務的難度升級，可能會導致部分學生遇到問題后無法與老師及時溝通，項目任務不能順利進行，最終無法達到預期的學習目標。

其次是學生個體學習能力的差異導致他們對同一知識點的理解程度可能不同。在項目初期，由于難點較少，絕大多數學生都能按照任務要求完成。但隨著項目逐步深入實施，一部分學生可能跟不上進度，尤其是班級中的后進生。這就要求老師花費更多時間和精力來針對后進生進行補習，最終可能影響整體項目進度，拖慢教學計劃，使教學效果大打折扣。另外，項目進度完全由老師掌控，在項目執行后期可能出現完全由老師推進進度的情況，也會影響整體的教學效果。

最后是課程考核評價基本上仍以任課老師為主。雖然選擇了一些來自企業的真實案例作為項目，但很少有企業相關工程師參與課程的考核和評價，導致項目化教學的評價和考核與企業的實際需求可能脫軌。

2 信息化教學的融入

現代信息化技術與項目化教學課程內容的深度融合，以教學模式的變革與學生學習方式的轉變為核心，可以增強學生對本課程的學習興趣，提高學習質量，培養學生的信息化綜合素養與可持續發展能力。通過融入信息化教學的手段與資源，改進項目化教學過程中存在的問題，使學生能夠在信息化的教學平臺上學習項目操作技巧、完成項目并提交項目任務，最終達到課程學習目標，從而彌補目前項目化教學所遇到的困難。

首先，老師可以將課堂上的項目實例操作技巧與課外項目任務的操作要點均發布在信息化平臺上，示例項目與課外作業的不同之處可在平臺上進行適當提示。此外，可以通過平臺創建相關專題討論區，提供一個針對某個操作技巧或項目專題的學生與教師討論空間。學生完成項目后，還可以通過手機或平板查看老師、其他同學或相關專家的評價。

其次，在平臺上，學生可以利用平時的碎片化時間隨時觀看項目的操作技巧，靈活安排學習時間。特別是對于后進生（學習能力較差的同學），可以反復觀看以跟上班級整體的學習進度。利用信息化平臺的優勢，老師無論在課堂上還是課外，都可以通過手機與學生輕松互動，學生在平臺上可以以自己探究問題的方式充分理解所學知識。

最后，在平臺上，老師可以查看每個學生的學習過程。學生的每次學習活動都會被平臺記錄并生成統計數據，從而實現對每個學生真實學習過程的平時成績認定與考核。同時，老師也可以利用相關統計數據了解每次教學效果，實時評估教學項目內容的制定是否合適，形成教學反饋的閉環。此外，平臺上學生之間也可以進行互評，有時還可以引入相關企業工程師進行點評。引入信息化教學后，課程考核評價機制由原來的以教師評價為主轉變為教師、學生、企業三方評價的完整體系。

3 課程改革總體設計

基于信息化與項目化的融合式教學課程改革，本文以電子信息工程專業的核心必選課程PCB電路板設計及制作為例進行探討。該課程已實施項目化教學三年多，具備較為成熟的項目教學內容與評價方式，但在實踐過程中仍發現了一些需要改進的問題。為解決這些存在的問題，采取了以項目化教學為載體、信息化教學平臺為支撐的新一輪課程改革，具體分為以下幾點進行討論。

1） 改革目標。通過本次課程改革，使教師能夠熟練利用各種信息化技術手段輔助項目化教學，掌握利用相關平臺制作信息化教學資源的方法與工具。在整個融合式教學的實施過程中，真正實現以學生的自主探究學習為主體，教師指導為輔的新型教學模式。

2） 課程改革總體思路。基于信息化與項目化的融合式教學課程改革，將從項目化教學任務分解、教學實施（課前、課中、課后）和考核評價三個方面進行全方位改革。改革的總體思路如圖1所示。

4 課程改革的具體實施

基于信息化與項目化融合式教學的特點是以實際工程項目作為載體，以信息化教學平臺作為支撐，將PCB電路板設計由淺入深劃分為10個具有代表性的項目工程實例，并陸續在相關信息化平臺上發布。信息化教學平臺不僅承載課程項目任務內容，而且還是師生交流互動的重要工具。目前，有以下兩個使用較為廣泛的信息化平臺。

1） 超星學習通。該平臺的特點在于具備豐富的圖書和多媒體資源，這些資源可以共享[4]。因此，教師可以在本課程中引入相關的圖書與多媒體資料，而不必制作全部資源，從而大大減輕教師初期備課的工作量。第二個特點是該平臺可以基于項目任務或圍繞共同的主題創建討論小組，促進學生共同討論、搜索相關資料，以尋求解決問題的路徑，最終完成項目任務。在在線直播教學活動中，教師還可以通過發布消息、投票和小測試題等方式與學生互動，學生也可以觀看回放。

2） 雨課堂。該平臺的特點是可嵌入至微信公眾號與PowerPoint的插件中，能夠實現與PowerPoint和微信的聯動，教師容易上手[5]。教師可以在PowerPoint 中插入MOOC學堂視頻，將其與相關教學內容融合，學生亦可通過手機微信觀看課堂所授的PPT，并實時在任何一頁的PPT上標注“不懂”，并發送給教師。教師可根據實時數據調整教學節奏和內容。

目前，上述兩個平臺在PCB電路板設計及制作課程中均已使用，利用該信息化平臺可全面調動學生參與教學的主觀能動性與積極性。表1是本課程基于信息化與項目化融合式教學改革的具體實施內容。

本課程改革在教學實施過程中，課前，教師可在相關信息化平臺上上傳所準備的教學資源（如相關專業知識或操作技巧的短視頻與PPT） ，學生根據平臺上推送的相關資料完成課前預習。教師則根據平臺收集的學生預習情況數據總結問題，引入本次項目任務。課中，教師在平臺上利用各種信息化手段，如小測試題、分組討論、搶答、隨機點名回答問題和問卷調查等形式調動學生的學習興趣。該平臺能夠實時記錄整個互動過程并生成數據[6]。在項目任務方案確定時，學生以小組討論為主，教師指導為輔；教師根據平臺數據實時掌握學生學習情況，并可及時調整教學策略。項目考核評價時，可通過平臺遠程連線企業工程師進行點評與指導，以評估試制的PCB板是否符合企業產品的工程性要求。課后，學生可在平臺上通過短視頻與PPT復習教師在課堂上強調的專業知識與操作技巧，溫故而知新，并及時完成課外項目任務。如有疑問，可通過平臺在專題討論組中提出；教師可針對問題進行解答，并在平臺上把握學生課外項目任務的完成情況。

5 課程改革的成效

本次針對PCB電路板設計及制作課程的信息化與項目化融合式教學改革，相較于之前的教學模式，在成效上取得了一些進步，具體表現在以下3個方面。

1） 利用信息化平臺數據，教師對每個學生的學習情況和整體課程的項目化教學效果有了更為精準的把控。改革后，通過平臺發布的小測試題、問卷調查等，可以精準掌握學生對每個知識點及操作技巧的理解程度，并利用平臺所生成的學生學習情況數據及時調整教學節奏和內容，實現動態把控教學成效。

2） 在信息化平臺上，學生可以利用碎片化時間進行學習，參與度得到了全面提高。平臺上的專業知識與操作技巧大多以短視頻或PPT形式呈現，學生在課外可以利用手機、平板或筆記本電腦隨時查看學習與分組討論，學習氛圍的營造打破了時間與空間的限制。

3） 考核評價多元化。學生所完成的項目任務在平臺上不僅由教師進行審核與評價，學生也會進行互評，有時還會連線企業工程師對學生的作品進行點評，建立了全方位、立體的多元評價體系。

6 總結

本文針對PCB電路板設計及制作課程教學目前的現狀與問題，提出了一種基于信息化與項目化的融合式教學新思路。從本課程信息化教學的融入、改革的總體設計、改革的具體實施以及改革的成效四個方面，簡要闡述了在新教學模式下本門課程教學改革的可行性。希望本次改革與探索能夠為地方本科院校的相關電子工程類課程提供一定的借鑒。