混合式教学的数字电子技术课程思政探究

郭晨睿，雷 鸿，王听忠，王银银，顿炳炎

（1.洛阳师范学院信息技术学院，河南 洛阳 471934；2.濮阳市开德小学，河南 濮阳 457000）

0 引言

高校肩负着为国家培养高素质人才的重任，在培养人才的过程中，“立德树人”始终处于重要地位，课程是人才培养核心要素，在专业课程讲授过程中融入思政元素，将思政教育贯穿于专业课教学的各个环节，大学生不仅能够学会本专业知识与技能，同时能够培养良好的政治素养与高尚的品德。因此，专业教师要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应[1-3]。

“数字电子技术”是我校计算机科学与技术、物联网工程、软件工程与人工智能等专业开设的一门重要的必修课程，该课程涉及的知识面较广、众多学生受益。在传统的教育教学过程中，往往以教师为中心，且专业教师在课堂上只注重学生的数制与码制、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形的产生、整形电路、D/A转换器与A/D转换器等专业知识的讲授与专业技能的培养，从而忽视了对学生的世界观、人生观、价值观、品格与德行等的引导与培养，不能有效完成立德树人的根本任务。本文在现有学者研究的基础之上，并结合我校实际情况，提出了“基于翻转课堂的‘数字电子技术’课程思政探究与实践”，在整个教学过程深入挖掘专业知识中所蕴含的思政元素，教学理念完成了从以教师为中心向以学生为中心转变，并进行了一个学期的实践验证。

1 深入挖掘思政元素提升育人实效

专业课中的思政元素是指蕴含在专业知识与专业技能中，能够有效帮助学生开展思想政治教育、价值引导与德育培养的教育元素。通常，一切有助于专业教师更好地实现立德树人根本任务的教育资源都可以视为课程思政元素，但在深入挖掘和选用时，需要结合本专业的实际情况，如：课程性质、特定教学对象及教学目标等，进行深入的剖析、挖掘和运用。这在客观上要求专业课教师能够准确把握课程思政元素的重要特征。

本文以“数字电子技术”课程为例，依据培养方案、课程标准、教学内容、教学目标等因素，深入挖掘本课程中所蕴含的思政元素与思政教育资源，以提升学生的专业认同感、帮助学生树立正确的世界观、人生观、价值观，提升育人实效，完成立德树人的根本任务[4-7]。

1.1 数字系统概述

在绪论的教学过程中，首先让学生了解数字电子技术的历史、现状及未来的发展方向。通过发展历史让学生明白技术发展背后的奋斗史；分析国内外芯片发展现状，华为5G等激发学生的民族自豪感、培养学生的家国情怀；随着信息技术的不断发展，数字会越来越向着集成度更高的方向发展，鼓励学生认真学好相关的基础知识，引导学生创新半导体，照亮中国芯。

1.2 逻辑代数基础

逻辑代数部分主要讲述了数制、码制、公理、定理与逻辑代数五种形式的相互转化。数制与码制对信息技术，航空航天，海陆空交通，人工智能等都具有巨大的影响，引导学生自主查找其影响，从而培养学生的信息素养。公理与定理是数字电路设计必须遵循的条件，如违背了这些条件，电路将不能正常工作，人类社会也有必须遵守的法律规范与道德规范。逻辑代数形式之间的相互转换，帮助学生学会转变思路思考问题与解决问题，培养学生的创新思维。

1.3 逻辑门电路

逻辑门电路主要讲述了半导体、CMOS门电路与TTL门电路。讲解我国一些发达国家在半导体方面的差距，激发学生的爱国情怀，努力学好基础理论，为我国半导体技术的发展贡献力量，半导体的击穿现象，让学生明白量变达到质变。分析 CMOS门电路与 TTL门电路工作原理时，每一个元器件都有自己功能，缺一不可，使学生明白天下兴亡，匹夫有责，团结起来为建设社会主义现代化强国而奋斗。每一种门电路都有自己的优点与缺点，使学生学会“见贤思齐焉,见不贤而内自省也”。

1.4 组合逻辑电路

组合逻辑电路章节主要讲述了组合逻辑电路的特点及分析方法和设计方法。组合逻辑电路是由基本的逻辑门电路按照一定的规则组成，经济合理，能够满足预定功能的各种电路，帮助学确定自己人生规划，立足于现实，设计奋斗的道路，制定相应的方案。根据电路的分析与设计解决实际问题，引导学生要脚踏实地，努力学习基础知识，厚积薄发，在电路分析与设计时可能出现竞争与冒险，使学生明白竞争无处不在，需要与他人竞争，与自己竞争，引导学生主动认真学习，培养学生严谨的治学态度。

1.5 时序逻辑电路

时序逻辑电路主要讲述了其工作原理和分析、设计方法。时序逻辑电路核心是触发器，加上一定的组合逻辑电路，构成寄存器、计数器等典型时许逻辑电路，个人的创新在团队中起着重要作用。时序逻辑电路分析与设计时，让学生领会电路的设计会存在多种方案，学会对不同方案进行分析评价，发展学生的高阶思维。另外，引导学生对国家和民族的自豪感，为实现中华民族的伟大复兴而努力奋斗。

1.6 D/A和A/D转换器

D/A和A/D转换器主要讲述了转换器的基本原理与典型的电路。转换器是模拟与数字之间的接口，是十分重要的集成电路。通过对转换器的讲解，使学生感受到电子技术的日新月异，只有不断学习，提高自己的理论知识与实践能力，才能让自己保持核心竞争力，才能在今后找到满意的工作。同时，转换器的理论，可以帮助学生从不同的角度去思考、解决问题。

2 混合式教学模式

混合式教学模式是指将传统的线下教学与在线课程相结合，不仅具有传统线下课堂浓厚的学习氛围、师生面对面讨论交流等优势，而且拥有了线上教学的内容灵活多样、教学视频课重复多次观看与监控学生学习数据等特点。在整个混合式教学过程中，坚持“以学生为中心，教师为主导”，综合专业培养方案、数字电子技术课程标准以及学生实际情况，对教学过程进行了精心设计，分为课前自主学习，课中师生互动，课后检测和拓展三个阶段[6]。

2.1 理论知识

数字电子技术课程理论知识枯燥乏味，理论内容复杂等特点，学生学习兴趣不佳，普遍缺乏学习的积极性与主动性。随着人工智能等信息技术的快速发展，网络上的相关内容琳琅满目，能够充分吸引学生学习的兴趣，提高学习学习的积极性与主动性；传统线下课堂通过教师的讲解，学生能够较快地掌握相关计算方法，同时，面对面的交流能够更好地答疑解惑。通过混合式教学将抽象的知识具体化，帮助学生更好地学习、理解、掌握相关理论。基于翻转课堂的教学模式在课堂上有更多的时间进行课堂提问、回答问题及问题解答。

2.1.1 课前自主学习

任课教师通过超星学习通发布教学任务，包括教学视频、教学重难点、课前思考、练习题与PPT等相关教学材料，学生利用自习时间观看学习资源，了解课程内容，课前预习作业，预习相关课程。此外，还可以在教学视频中添加相关习题。通过学习通可以查看学生课前教学视频及练习题的完成情况，并生成学习的记录数据，不仅确保了学生能够按时完成预习任务，达到预习效果，而且有助于教师了解学生对知识的掌握情况，从而制定课中师生互动的相关内容。教师可以将学习记录的数据及分析情况反馈给学生，使学生能够实时掌握自己及同专业同学的预习情况，形成一种学、比、赶、超的良好学习氛围，提高学生自主学习积极性与主动性，提高学习效率。

2.1.2 课中师生互动

教师首先利用超星学习通发布签到，采用板书和PPT相结合的形式对本节课的内容进行讲解，重点讲解本节课的重难点及学生预习过程中反馈的共性问题，并对个性问题进行答疑解惑，在讲解过程中还需要引入相关思政元素。讲解结束后教师可以通过学习通开展随堂练习与分组讨论等活动，增强课堂的趣味性、互动性，提高学生课堂参与度及学习的兴趣。随堂练习可以采用随机选人、抢答等模式进行，对积极回答问题并回答正确的同学给予5分奖励，对积极回答但未回答正确的同学给予2分或3分的奖励，以此激发学生主动思考、回答问题的积极性与主动性。教师根据教学内容发布任务，并进行分组讨论及展示，教师进行点评，帮助学生真正掌握本节课内容。

2.1.3 课后检测和拓展

课后学生通过完成课后作业，对所学知识进行复习巩固和拓展。教师通过学习通了解学生的学习情况，结合相关教学内容重点内容、难点内容及学生们的共性问题，布置课后测试作业，并对知识点掌握相对较差的知识及课后习题进行课前补充讲解。同时，教师还可以在学习同上发布相关拓展资料、探究任务及在线讨论，各学习小组进行组内讨论分析、查找资料、自主学习，小组与小组之间也可以进行相关讨论，完成知识的拓展学习，培养学生的信息素养，积极向上的学习态度。同时，还可以鼓励学生根据自己的实际情况自主规划学习内容与学习速度，满足学生个性化的学习需求，同时，还可以促进学生之间的传帮带，提高学生的学习效率及学习效果。

在理论知识的教学过程中，要坚持以学生的需求未导向，从实际出发设计教学方法。此外，教师需要根据学生在教学过程中的表现、学习通生成的统计数据进行教学反思和改进，提高理论教学水平，完善理论教学过程，促进今后教学活动的顺利进行。

2.2 实践能力

应用型课程需要学生能够灵活运用基础知识，并能掌握生产实践的能力。数字电子技术课程应用型相对较强，课程学习过程中需要注重理论与实践的结合，学生通过查找资料、观看实验过程及实验结果以及亲自动手提高实验操作能力等，充分调动学生动手学习的兴趣，提高学生的动手能力。然而，在传统的实验过程中，一般都是教师演示，学生模仿，学生对实验仪器设备不了解，实验参与程度低，不去深入理解实验现象产生的原因，降低了学生对实验的求知欲，违背了实验教学的初衷。

实验课前教师需要通过学习通发布实验指导手册、实验操作视频、实验内容、芯片资料、实验仪器使用注意事项及实验过程中学生需要仔细观察与思考的内容等，供学生完成课前自学，完成实验课课前预习，引导学生积极思考问题。在课堂上，教师需要演示一遍实验全过程，边演示边讲解，对具体操作及注意事项着重讲解，并精心选取相关问题对学生进行提问。在学生实验过程中，教师需要即使引导，鼓励学生发表自己的观点，对特殊的实验现象及未达到预期的实验结果，要启发学生主动思考，鼓励学生发表自己的见解，让学生对理论知识、实验内容、过程和结果有更深的理解。课后，教师需要将在学习通上发布相关工程案例问题，让学生自主设计实验，解决相关问题，提高学生的工程实践能力和创新能力，有效激发学生的学习动力，提高学生学习效果。

学生通过亲自动手实验和实验故障排除，培养了发现问题、分析问题和解决问题的能力，加深了对理论知识的理解，将所学知识应用到实践中，提高了学生们的理论应用能力与动手实践的能力。

2.3 课程评价

课程考核是检验教师教学效果与学生学习成效，提高教师教学水平与教学质量的重要手段。传统的课程考核主要是以卷面分数为标准，该考核方式存在重分数轻能力、重理论轻实践的问题。本研究中的教学模式采用全新的评价体系，整个教学过程都贯穿着对学生成绩的评价因素，平时成绩由学习通统计的日常考勤、视频学习进度、课前课后作业完成情况、随堂测试、课堂参与度等组成；实验成绩由实验报告、案例分析及期末实验考核成绩组成；期末考试成绩由期末理论考试成绩构成，如图1所示。

图1 课程考核

3 结语

课程思政是高校教师实施立德树人的重要途径。本研究通过深入挖掘思政元素，以学生为中心，教师为引导，改革课程教育教学手段，运用线上线下混合式教学模式，将现代信息技术与教育教学进行了深度融合，整合了互联网上大量的优秀教育资源，把网络上的虚拟课堂与传统课堂相结合，为学生的自主学习能力的培养提供了平台，完善课程考核内容与考核标准，强化教师实践能力，提高教师思政水平，将思政元素有机地融入课程教育教学的全过程，促进专业知识教育与思政教育的同向同行，提升本课程立德树人的根本任务。

本课程的改革还会继续进行，教师还需要更加深入理解课程思政的实质及内涵，持续优化课程思政教育教学的目标，不断完善课程思政教学设计、教学内容与教学资源，拓宽课程思政教育教学的途径和手段，提高教育教学水平，传递积极向上的正确引导，从而培养学生自学能力，思考能力，理论联系实际的能力，动手能力及学生的信息素养。