职业本科视域下信息化教学实践与研究

摘" 要：文章聚焦职业本科的信息化教学，并以集成电路工程技术专业为例进行探索。提出并实践了一种结合在线资源、模拟软件及实时反馈的教学模式，旨在提升学生学习效果，强调学生在实施过程中的核心作用，突显信息化教学的重要性。

关键词：职业本科；信息化教学；集成电路工程技术专业

一、职业本科视域下信息化教学的重要性

（一）适应社会与工业发展趋势

当前，信息化教学已经成为发展职业教育的重要途径。［1］工业界，尤其是集成电路工程技术领域，正经历着从传统模式向智能、自动化和互联模式的转变，这种转变需要大量具备新技能和知识的技术人才。为了更好地满足社会和工业的需求，职业本科教育必须不断更新和改进其教学方法和内容。

（二）满足学生多样化的学习需求

现代学生已经不再满足于传统的教学模式，转为更为个性化和多样化的学习体验，信息化教学不仅可以为学生提供丰富的学习资源和方式，还可以根据每个学生的特点和需求提供个性化的学习路径。［2］

（三）扩展教育资源与学习空间

通过互联网，学生可自由访问各种教学视频、课件、实验模拟等资源。虚拟实验室、在线课程等平台也提供了一个不受时间和空间限制的学习空间。不仅提升了学生的学习效率，还激发了学生的学习兴趣和创新精神。

二、确定教学目标及执行策略

（一）教学目标

在职业本科教育中，教学目标更侧重于学生实际技能和应用能力培养，而非单纯的知识传授。［3］首要目标是确保学生能在实际工作中应用所学知识，如进行集成电路的电路设计，学生需熟悉和掌握相关工具和技术。培养独立解决问题、跨学科沟通以及持续学习的能力。学生的职业伦理感和责任心也是教学的重要目标。

（二）执行策略

为深化集成电路工程技术专业学生的理论理解和实际应用，文章从课前、课中、课后进行了设计，通过实际生产项目，促使学生将理论知识与实际应用相结合，借助先进的实验室和实习机会培养学生的实践和创新能力，强化学生的团队协作与沟通能力。引入云计算和虚拟实验室等现代技术，确保学生获得丰富、实时的学习体验。设立反馈机制并进行教师培训，实现教学效果的持续优化。如图1所示。

三、信息化教学在集成电路工程技术专业中的实践课程设计

（一）课前环节

1. 教学内容设计

第一，根据集成电路行业的发展趋势选择重要主题。教学内容可以重点讨论如7nm以下的先进制程技术，以及物联网的低功耗设计。定期更新课程内容确保与行业同步，为学生的学术和职业成功打下坚实基础。第二，从基础到高级的内容递进。集成电路工程的教学设计需确保内容从基础到高级逐步递进，让学生系统掌握技术与应用。［4］基础阶段：此阶段聚焦于集成电路设计的根基，如半导体物理、基本数字逻辑和初级模拟电路设计。学生从PN结、MOSFET原理入手，再到简单的逻辑门和放大器设计。中级阶段：在学生对基础内容明确后，进入此阶段，深入到更为复杂的数字和模拟电路设计，包括数据转换器设计及频率响应概念。高级阶段：此阶段聚焦于前沿技术，如多核处理器设计、深度学习芯片、低功耗如DVFS，以及先进制程如7nm和5nm工艺。第三，与企业合作，了解行业最新需求。学校应主动与如台积电、紫光国微和长电科技等知名集成电路公司建立合作，使教学内容能及时反映行业最新需求。合作方式包括定期的技术研讨会和学生实习项目，这不仅使教师保持了与行业的同步，也为学生提供了真实的实践机会。［5］企业还可进一步为学生提供设计挑战，将其融入课程中，这样既锻炼学生的实际技能，也培育学生的团队精神和解决问题的能力。学校应激励教师直接参与企业研发或实践，确保教学内容始终与行业前沿保持一致。

2. 选择信息化教学工具

第一，虚拟实验室和模拟软件的预备与配置。为确保学生深入理解，选择如Cadence、Mentor Graphics和Synopsys等全面涵盖设计流程的工具。考虑到模拟需求，实验室的计算机配置应满足高计算量，同时预留升级空间，设立集中许可服务器，方便随时访问。此外，与软件供应商维持紧密合作，不仅确保软件版本更新，还可能获得教育优惠，为学校节约资金。第二，在线学习平台的预览与资源准备。在信息化教学中，选择稳定的在线学习平台，根据课程框架，讲义、视频、模拟实验和在线测验等有序集成，保证内容既达标又富有互动性。优异的平台的反馈机制，能帮助学生更好掌握知识。使用SSL证书、备份数据和设置防火墙等保障平台的安全性和隐私性，确保学生在安全环境中学习。

3. 教学策略与方法

第一，翻转课堂的预备材料与任务分发。翻转课堂策略的核心在于先让学生预习基础概念，再在课堂上进行深度讨论。为实现此策略，先为学生提供明确的预备材料，再通过在线平台，明确指派预习任务，并设置明确的学习目标。完成预习后，学生可通过在线测验进行知识巩固，同时为教师提供关于学生掌握情况的反馈。

第二，项目为本的学习资料与案例准备。集成电路工程技术教学中，项目为本的学习策略尤为重要。挑选行业内代表性的项目，深入分析关键技术和工程流程，为学生提供详尽的背景、技术需求和解决方案。教师还可以整合一些实际案例，显示常见的技术问题及其应对方法。

（二）课中环节

1. 实施教学活动

信息化教学的引导与实施。教学中教师需要进行具体信息化工具操作引导。例如，在使用SPICE模拟软件进行集成电路设计时，教师演示如何设置模型参数、进行电路仿真及解读仿真结果，指导学生处理常见的模拟误差或软件操作问题，并保持与学生的实时互动。同时，信息化工具应与传统教学方法相结合，基础理论可以用讲授和PPT阐述，而在具体应用时引入模拟软件和虚拟实验室。例如可利用LTSpice或其他模拟软件，实时展示信号传输过程和电路响应，帮助学生直观理解。［6］

实时互动与在线讨论组织。在教学中，即时的交流机制能够帮助学生更深入地理解和消化所学内容。教师通过在线平台提问，鼓励学生个人或者分组分享使用模拟软件或虚拟实验室中的实际经验，遇到的问题和解决方法，促使其进行深度思考，加强对知识的掌握。这些方式不仅能帮助学生解决实际问题，还能培养学生的团队合作和沟通能力。

2. 用具与技术的应用

其一，注重云计算与大数据的实时运用。通过云计算为学生提供高效的模拟环境，大数据带来真实的设计数据，帮助学生进行电路分析和优化。此应用不仅加速模拟结果的获取，还锻炼学生的数据处理能力。与此相结合，实时交流使学生分享云计算和大数据的经验，加深理解和交流，使教学更具实际性和效率。其二，虚拟实验室和模拟软件的实际操作与指导。使用虚拟实验室和模拟软件，如SPICE和Cadence等，已成为学生理解和设计电路的关键环节。这些工具允许学生在无实际硬件的情况下进行设计、测试和优化。在初学阶段，教师介绍主要功能和操作技巧。当学生独立设计时，教师提供实时反馈，帮助学生解决设计中的问题，理解模拟结果，并给出优化建议。通过这种方式，学生不仅能更深入地理解集成电路原理，还能在实际设计中锻炼和应用所学知识。

3. 学生参与与合作

学生参与方式如下：其一是小组合作的组织与引导。为形成高效团队，根据任务的复杂性，建议每个团队由4-6名学生组成，组队时考虑学生的技术背景、经验和兴趣。一个团队可以包含一名擅长模拟的学生、一名擅长数字设计的学生，和一名对通信技术有浓厚兴趣的学生，确保团队在遇到问题时能从多角度思考。团队进行头脑风暴，列出目标、分工和期望的成果、分享进度、交换想法并实时协作。其二是在线讨论的协调与监管。在线讨论为学生创造跨越时空的沟通机会。教师预设讨论议题，确保其与课程目标对齐，引导学生深入探讨。为确保全员参与，教师应鼓励沉默学生在此平台发声，并适度调节活跃学生，确保发言平衡。在线平台的数据功能可助教师监控讨论活跃度和参与情况，以优化策略。［6］

（三）课后环节

1. 反馈与评价

首先，利用在线工具对学习过程进行评估。通过工具如在线问卷和学习管理系统的测验功能，教师能迅速捕捉学生的掌握状况。这些工具不仅为教师提供答题数据，还解释学生在知识点上存在的困惑。基于系统生成的统计，教师可调整教学方法。评估工具中的评论功能使学生提出反馈，为教师提供宝贵的教学指导。其次，学生作业与项目的提交与批改。目前，数字化的学生作业和项目提交方式已普及，在线平台支持作业提交及批改，使教师和学生互动更为便捷。学生提交作业不受时空限制，而教师在线批改，直接对作业进行标注。先进系统的自动化批改功能也出现，为教师节省时间，但深度评审仍需人工介入。教师在评估时，除核查基础知识，还需重视学生的创新与应用技巧。

2. 课后辅导与支持

第一，提供在线答疑与一对一指导。通过在线答疑允许学生实时提问，避免知识断层，对于深入的技术难题，一对一视频指导成为关键，允许教师为学生提供针对性的指导。随着技术进步，AI助教现已能提供初级答疑，能为教师释放更多时间。

第二，提供额外的学习资源与材料。额外学习资源是深化与拓展学生知识的关键，鉴于集成电路行业技术更新迅速，教师应定期推荐相关的研究论文、技术报告和在线讲座，使学生掌握行业新动态，并培育实践能力。引入实际应用案例和行业新闻可以提高学生兴趣，明确职业方向。在提供资源时，教师需指导学生如何筛选与高效利用，确保其既可以吸纳新知，也能平衡学习负担。

3. 持续学习与拓展

第一，为学生提供深入学习的平台与机会。教育机构应与行业企业和研究机构合作，提供学生实习和短期研究项目的机会，使其接触前沿技术并积累实践经验。学校应在在线平台上更新高级课程和讲座，帮助学生跟进行业动态。鼓励学生参与技术竞赛，激发创新思维，提供与优秀同行交流的平台。第二，激发学生的自主学习兴趣与能力。为培养学生的自主学习能力，学校应设计真实行业案例，让学生在解决中应用所学知识。包括最新的研究论文、行业报告、模拟软件和设计工具，及各类电路的实例和解决方案。设立在线讨论区，鼓励学生与教师、行业专家交流。

4. 教学资源的整合与共享

第一，创建、筛选和整合开放教育资源。教师需主动挖掘、收集和整理与集成电路工程技术专业相关的在线教育资源。邀请专家和教师对这些资源进行评价和筛选，确保其质量和实用性。对资源进行整合、分类和标签，方便师生检索和使用。

其二，建立与行业、企业的资源共享机制。学校可以与相关的行业协会、研究机构和企业建立长期的合作关系，共同开发、使用和更新教学资源。不仅可使学习走进实际，还可提高学生实际应用能力和就业竞争力。

5. 评估与反馈机制的建立

首先，利用数据分析对学生学习进行追踪和诊断。随着在线教育平台的广泛应用，大量的学习数据可以被捕获和分析。通过对学生的在线测试成绩、学习时长、参与讨论的活跃度等数据进行综合分析，可对每个学生的学习情况进行精确追踪。教师可以有针对性地为学生提供辅导，或者调整相关内容的教学方法。

其次，定期收集学生和教师的反馈，不断优化教学设计。除了利用数据分析，直接获取学生和教师的反馈也是优化教学设计的关键环节。可以设定在线问卷或反馈渠道，让学生和教师对课程内容、教学方法、在线平台功能等方面提供意见和建议。定期组织教学评估和反思活动，面对面讨论和交流，这对于捕获潜在问题和分享成功经验都有很大帮助。

四、结语

集成电路工程技术这一专业性强、实践性重的领域，尤为需要采纳新的教学方法和策略。从课前的教学内容设计、工具选择，到课中的实际执行与学生互动，再到课后的反馈与评价，每一个环节都可以通过信息化手段进行优化和提升。未来，随着技术的进一步发展和教育理念的更新，信息化教学将持续推动这一专业向更高的水平迈进。

参考文献：

［1］ 荣树坤，柳小花. 教育信息化背景下高校教师信息化教学能力调查与提升研究［J］. 山西青年，2023（11）：117-120.

［2］ 延芳. 中职英语基础模块信息化教学的实践与反思［J］. 教师，2023（16）：57-59.

［3］ 李卉. 信息化背景下职业本科视觉传达设计核心课混合式教学的应用研究［J］. 化纤与纺织技术，2023，52（02）：238-240.

［4］ 张俊峰. 基于产教深度融合下高校网络安全人才闭环培养机制探究［J］. 河北能源职业技术学院学报，2022，22（02）：82-85.

［5］ 楚熙婷，王芝飞. 信息化教学背景下职业本科公共英语教学改革的思考［J］. 办公自动化，2022，27（06）：62-64.

［6］ 鲁绍凯. 信息化教学在职业本科思政课翻转课堂教学中的应用研究［J］. 湖北开放职业学院学报，2020，33（23）：90-91.

（荐稿人：顾润龙，兰州资源环境职业技术大学教授）

（责任编辑：杨毅恒）

基金项目：2023 年度校级职业教育教学改革研究项目“职业本科视域下信息化教学实践与研究——以集成电路工程技术专业为例”（项目编号：JG2023041）。

作者简介：李敏（1984—），女，本科，兰州资源环境职业技术大学讲师，研究方向为应用电子、集成电路。