可视化信息技术下《高频电子技术》的教学改革研究与实践

叶燕　袁梅

【摘要】    《高频电子技术》课程由于概念抽象、数学公式比较繁琐、电路参数分析起来也复杂。大量的数学推导，导致学生学习起来有一定的难度。从而解决如何应用有限的教学时间更好的让学生有效掌握“高频电子技术”的知识，培养学生的分析能力和自主探究精神，设计能力及提高教学质量具有深远意义。结合《高频电子技术》目前存在的问题，本文将可视化应用到这门课程，对具有很强的数学知识，抽象的概念等特性用动漫化、情境化进行教学改革。

【关键词】    可视化    动漫化    情境化    教学改革

引言：

随着信息技术在教育领域的发展，传统的演示教学课件已经不能够满足现代教学的要求，信息化的教学，从新的方法来实现教学内容，教学方法来实现现代教学特点，同时信息化环境下的各种教学方法也成为了各教育工作者研究的方向。《教育信息化2.0行动计划》里明确指出：智能化改变了如今的教与学，而且已经深入影响到教育的各种理念、文化和生态。新形势下教育改革势在必行。在这样的教学环境下，要注重以学生为中心，提升学生对学的兴趣，着重培养学生的实践和创新能力 ，充分利用有效的技术和手段，让学生更好的掌握知识，培养学生自主创新能力。

随着信息化、智能化、大数据发展的教育环境，可视化的方式与方法可谓是越来越多，应用领域起来越来越广。可视化的是用图形与图像处理技术，将数据转换成图形或图像显示出来，使用沉闷、枯燥、生硬的数据转换成直观的、易懂的方式方法展现出来，便于教与学，理解与吸收。人接收的大部分信息都来自于视觉，因而图形图像更能便于让学习者理解信息的属性和信息之间的关系。从而可视化可以看出其优越性，可视化不但可以传达书本信息，还可以传递教师的态度和观点，伴随着现代化的虚拟现实技术的讯速发展，可视化教学也必将成为一种新的教学工具。

一、主要存在以下几点问题

《高频电子技术》作为高职电子、通信专业的一门重要的专业基础课程，该课程概念抽象、公式繁多，理论性强，电路复杂，分析方法繁琐。对学生要掌握的基础知识较多、专业性强、工程实践能力有较高要求等特点。主要问题存在以下几点：

1.1高职学生普遍呈现的特性

高职学生的思维模式低龄化、幼稚化和行为模式过度成熟、现实的矛盾特征。他们乐于接受自认为有用的结论而又对传统说教式的理论教学方式十分抵触。同时由于受日式动漫以及抖音、B站等短视频流媒体内容的长期影响，他们更容易接受所谓二次元的内容和碎片化的表现方式的知识。

1.2传统的教学模式

教学的理论性目前还是较传统的教学模式主要以“灌输式”为主，基本都是在课上完成。整节课的理论传授，使得课堂教学枯燥无味。下课之后学生有疑惑时也得不到及时解决，从而导致教师在教学过程中得到的反馈少、课堂的互动性低。学生注意力不集中更容易产生抵触情绪，学习很被动，没有自主性。导致理论性知识掌握不理想。

1.3内容抽象，晦涩难懂

由于高频电子技术概念抽象、数学公式比较繁琐、电路参数分析起来也复杂。而且大量的數学公式推导，且对推导的过程解释过少，学生无法理解理前因后果，导致学生学习的积极性大大降低，同时因条件环境的限制，实验课和理论课分开进行，无法在理论教学中给学生直观的印象。

1.4理论教学不能很好的结合实践

实践教学中，由于自身的特点，实验中测量的数据及波形的输出容易受干扰，导致波型的失真，理论分析与实验所得到的数据有一定的偏差，对实验得出的效果不理想，学生对实验得出的结果难以进行的有效分析。主要是学生在理论教学中缺乏直观的试验与理论分析的有机结合，理论与实践不能联系结合在一起，导致学生基本理论知识不扎实、动手能力水平低下、实践性缺乏等问题。不能真正达到学以致用、教以致用的目的。

1.5实验教学设备的不完善

传统的实验室几乎都是利用实验箱中的实验板进行验证实验，由于学生多设备少，课时不够，设备用久了有所损坏与老化的问题。导致功能不完善。陈旧的设备在经过反复的使用和维修后，使得实验箱的精度大大下降。从而学生在实验的过程中，测试出来的数据及波形有所偏差，达不到实验的效果。现在的实验箱基本都是封装好的，看不到真正的元器件，导致学生与实物联系不到一起。实验的教学即要有针对性，又要具有广泛性，最好能理论验证，又具有实践开发设计能力。对于现有的实验设备和内容来说是远远不够的。以上原因导致了要是每个实验都做会有一定的难度。而现在实践所提倡的综合性、设计性、研究探索性实现很难利用实验箱来实现。

二、课程的改革

以整合优化教学内容，构建可视化的课程教学框架，对抽象的概念及一些复杂的数学公式应用制作成动画视频的效果贯穿到整个教学设计中去。探索学生实践教学方法，借助虚拟仿真平台可视化、信息化和网络教学平台的手段，制定课程教学评价机制。让学生更有效的掌握难懂知识，提高学生的学习兴趣，使学生在课堂内、外积极、主动的参与课程的学习为本项目的研究目的。

2.1教学内容框架的可视化。

项目驱动化来实现教学整体内容框架的可视化。用图形将整体的教学内容做一个结构导图，从整体到局部，从简单到复杂。把整个知识点清晰化，让学生一目了然知道整个教学内容，各个部分即独立又有联系。

2.2理论知识的可视化教学。

采用“双边法”——左边画故事，右边讲理论及推导过程的模式。用真实的无线电技术发展史为主干脉络，将课程的主要内容有机串联起来，用卡通漫画描绘故事以及对白，让学生了解各种概念及方法的来龙去脉。了解历史中科学家和工程技术人员面对的问题和难点，解决这些问题的方法。将课堂各种概念内容，如各种信号，以及信号处理电路，处理方法和过程按其特点予以拟人化、卡通化。如“调制”到“解调”的整个过程，可将载波信号制作成货车，调制信号制作成货物，装货、运输、卸货的一系列过程。通过网络和教学平台，将难懂的知识点图像化、动态化，多元立体的把各知识点呈现，把抽象的概念具象化，让学生的视觉、听觉共同参与，使学生更好的理解知识难点，激烈发学生学习的主动性。

2.3配套的课程资源。

针对课程应有一套统一标准的资源。包括教学整体设计和教学单元设计，多媒体教学课件，教学所用到的动画视频，网络教学综合平台的建设等。典型的电路仿真制作、实验内容及步骤的编写。利用学校教学平台，设立相关的资源板块可以及时将与之相关的课程资源上传，建立讨论区方便老师与学生之间的沟通。

2.4实验教学内容的改革。

根据教学大纲的要求，由于课时少，内容多。实验课时也相对减少。对于基础性的实验可提前布置给学生做为课前预习，通过一些仿真软件对单元电路的实现。调试电路并观察电路的波形及参数，对理论知识点提出的问题进行研究和分析。对于综合性实验则需要在仿真软件完成了之后，应到实验室利用实验箱的电路来完成。通过理论、仿真及实际电路的测试与数据对比，对这三者的联系及不同做出合理的分析。最后的整体设计应该是一个整个课程的大设计—如做一个发射机或一个接收机。鼓励学生的动手动脑能力及创新性，发挥自身的主观能动性。能够提出问题、解决问题的能力。

2.5实验箱虚拟仿真平台的可视化。

在教与学的过程中，学生可以根据已经有的LabVIEW和Multisim仿真软件的特点结合现有的实验箱开发与之配套的虚拟仿真平台，通过老师的指导，不受时间地点的限制。虚拟实验具有良好的人机交互功能，提供了一些在实验室没的测试设备仪器，如扫频仪、逻辑分析仪及频谱仪等各种虚拟仪表仪器。将电路中的元器件在虚拟仿真平台以实物的形式调取，可进行电路的连接、电路的测量及仪表仪器的使用，完成子电路模块的验证试验。在虚拟实验仿真的过程中可以通过参数的调节，观察结果、数据及波形的变化。學生可以在做实验或教学内容之前通过仿真来认知电路。更直观地观察到理论与实践结合的效果，加深对相关知识的理解。

2.6 教学评价可视化。

运用信息化掌握学生的学习过程，通过教学平台及一些教学软件给出学生自主学习、课前预习、课前课后复习等作业数据，应用教学软件可以导出学习图表及相关的数据分析，进行科学量化的分析，形成科学的可行的课程评价体系，完成学生实现对学习效果的自我评估及教师对教学效果的客观评价。

三、结束语

通过信息技术下《高频电子技术》可视化的教学改革研究与实践，解决难理解的知识点，将可视化的技术手段结合《高频电子技术》自身课程的特点进行改革，融入到课程日常教学中，优化教学内容，改革教学方法、手段和考核方式及评价标准。在理论教学过程中可以用漫画结合动画的方式，能够激发学生的兴趣。在实践教学过程中以虚拟仿真实验平台为辅的形式。从而解决如何应用有限的教学时间更好的让学生有效掌握“高频电子技术”的知识，培养学生的分析能力和自主探究精神，设计能力及提高教学质量具有深远意义。

参  考  文  献

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【基金】

2019年度广西职业教育教学改革研究项目《基于技能型人才培养视阈下《高频电子技术》可视化改革研究与实践》（GXGZJG2019B137）

2017年度广西职业教育教学改革研究项目《以创新能力培养为导向的《智能电子产品设计》课程教学改革研究与实践》（GXGZJG2017A088）

2020年度桂林理工大学本科教学改革工程立项项目《基于SystemView仿真软件的通信原理课程混合式教学改革与实践》（2020B48）

叶燕（1981.12），女，汉，广西省柳州，本科，本科学历，讲师，研究方向：嵌入式开发。