信息化背景下融合式教学模式在“电子线路CAD”课程教学中的研究与实践

来源:用户上传      作者:谭露雯 卫静婷 黎斌

　　摘   要：文章针对当前“电子线路CAD”课程传统的教学模式所存在的问题，提出了以信息技术为支撑的“融合式”教学模式设计，通过“线上+线下”的优势互补和无缝衔接来实现整体的教学效果，提高学生的综合能力。
　　关键词：电子计算机辅助设计;信息化教学;融合式教学模式
　　电子计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）是电子电路设计方面的计算机辅助设计工具，被广泛应用于工程设计，是现代电子产品设计和制作的重要技术手段[1]。因此，大多数电类专业都开设“电子线路CAD”课程作为专业必修课程。如何明确课程特点、合理编排教学内容、符合高技能应用型人才培养目标，使教学取得更好的教学效果，建立一套科学、可靠的教学模式尤为重要。
　　1    课程教学现状分析
　　一方面，由于“电子线路CAD”课程内容繁多复杂，实践性强，容易在教学过程中出现教学重心向理论部分倾斜的问题，从而造成学生在学习过程中目标不够明确，难以理解每节内容应完成什么工作[2]。另一方面，目前主流的教学方法，主要是采用以教为主的教学设计模式，教师先讲解演示，学生再动手练习，学生的中心地位没有充分体现，往往会出现“一听就会，一做就错”“教师反复强调，学生重复出错”的情况，教师对重复错误的地方需要反复讲解。由于每位学生接受能力不同，课堂上，能将学习内容完全掌握吸收的学生，其实只占一小部分，学习能力较差的学生如果跟不上进度课堂，课后练习时遇到问题无法及时解决，就容易产生畏难情绪，挫伤学习积极性。
　　传统的教学模式难以解决教师授课单一性和学生学习多样性之间的矛盾，难以在课堂上完整实现讨论、练习、测试和应用等环节，使得教学效果不理想。针对这些问题，本文提出“融合式教学模式”，对“电子线路CAD”课程改革进行研究与实践。
　　2    信息化背景下“融合式教学模式”的教学改革
　　提出的“融合式教学模式”是依托现代多媒体和网络技术，融合课堂教授，以学生为主体，利用信息化教学手段贯穿整个课程前后的新型教学模式，充分发挥和利用面对面教学和网络学习的各自优势，促进传统教学在理念、形式和内容上发生变革，最大化学习的效率和效能，真正将学生素质发展和思维培养融入教学[3]。与以往的“混合式”教学模式不同的是，教学素材并不全部需要学生查阅观看。将素材分解插入到课件中，利用手机端和AR平台，在遇到不理解的问题时，可以通过手机的扫一扫功能，播放对应的操作演示和注意事项，有利于不同进度的学生在学习过程中自主选择想学习的内容。
　　基本教学思路：利用信息化的教学资源，借助网络工具和AR平台，建立多点联系方式，以“项目导入、任务驱动”作为整个教学设计的主线，在课前准备和知识传递阶段，课中知识学习、运用阶段和课后巩固延伸阶段合理安排学生自主学习、师生相互交流、团队共同合作、实践操作仿真等教学环节。在教学过程中始终贯穿“学生主导、教师引导”的教学理念，采用“线上+线下”融合式教学，通过教师的导学、促学、评学来帮助学生形成自主学习、团队协作、主动探究的学习方式，实现从“逼着学”到“想要学”的转变，增强学生主动学习的兴趣和动力[4]。根据教改思路，基于融合式的“电子线路CAD”课程实施模型（见图1）。
　　2.1  课前准备和知识传递阶段
　　教师课前先精心设计教学单元，将教學项目分解成若干任务，并制作视频、被扫描内容及PPT等课程资源，借助网上课程平台如雨课堂，为学生建立一个相互沟通、资源共享的交流通道。设置课前任务，并将资源上传至学习平台。凭借互联网精选的辅助视频和电子资料，学生可在线预习内容，课前了解、熟悉新知识新规则和操作要点，回答设置的相应问题，该部分一般以选择题为主，紧扣主题，相对简单，如绘图的快捷键、基本绘图命令、PCB设计规则、元件绘制出现的问题等。学生在预习期间遇到的困难和疑问可在学习平台跟教师或同学互动交流，提高自主学习、分析和解决问题的能力。教师通过学生交流情况以及练习答案，了解学生预习的情况，存在的共性问题。分列出即将会在课堂上讲解的教学内容和知识点，让学生以“容易或困难”为答案，在网上回复评估问卷，教师统计两者比例，选择对该知识点进行精简还是详解，进一步完善教学设计。
　　2.2  课中知识学习、运用阶段
　　课前将知识点、相关问题以及相关视频上传到学习平台，学生根据对知识点掌握的情况和对问题的理解，在课中开展实际操作，深入探究。教师首先预热和导入环节，对课前任务进行总结，接着给出阶段任务，分析任务具体要求，针对教学内容的关键点和重难点详细讲解，以图片、短小视频和动画等方式，吸引学生兴趣，便于学生快速理解。借助AR平台，将操作的具体步骤和实施时注意的要点分解成多个环节，将动画视频方式与课件中的图片相结合。学生在进行实际上机操作时，如果发现该知识点步骤忘记或是不理解，可以自行通过用手机的扫一扫功能，扫描课件中的插图，然后播放该插图对应的视频动画。学生在学习过程中可以自主选择想扫描观看的内容，既有利于对某些环节不清楚的同学可以仅对该部分反复观看，而不用从头到尾观看整个过程，也不用占用其他学生的课堂时间，方便学生之后的复习。
　　按照之前预习评估问卷分组，选择“容易”为答案的同学为组长，选择“困难”为答案的同学为组员，实现学生相互带动，教师关注每组学生的表现。利用网络平台或是手机APP，课堂上教师与学生，学生与学生之间实时交流互动讨论。学生完成较好的成果可以投影到屏幕上或是在手机中展示，提高学生的积极性。若有学生课上无法按时完成操作，也可课后由组长带领完成，并录制视频网上提交。灵活使用课余时间，可以有效避免学生因学习进度较慢，而课堂时间有限，不够时间练习的问题。教师做最后总结，点评学生作品及存在的问题，并布置下一次课的新任务。 　　2.3  課后巩固延伸阶段
　　教师根据学生课堂上对知识的理解和完成情况，发布课后作业以便巩固。组长需对本组成员情况做简单评价，并将组员在课堂上未能彻底理解的问题进行汇总，教师通过收到的反馈，利用学习平台、QQ、微信、邮箱等多种形式建立起联系，为学生答疑解惑。学生课后可通过观看视频演示加深理解记忆，并通过完成课后任务，系统地梳理所学内容，发现知识欠缺部分，并与教师、同学互动交流解决，巩固学习成果。教师根据学生的课后作业完成情况，及时调整教学设计和教学活动安排，达到更理想的教学效果。
　　教师还可对教学内容做一些相关的拓展任务，学生可根据务要求和自身的能力和兴趣，再进行巩固和拓展。拓展任务采用往届电子设计大赛关于PCB设计部分的题目，做到课赛结合。
　　2.4  考核方式
　　“电子线路CAD”课程考试方法改革要有利于提高教学质量和实现人才培养目标，有利于增强学生自主学习和分析问题、解决问题的能力，有利于增强学生的团队协作能力。因此，考核方式应向多样化转变，考试内容向注重综合能力转变，成绩评定向综合性转变。考核主要采取分阶段、分比例的形式，课程考核比例可细化成平时考核10%+实践考核15%+阶段考核15%+期末上机操作50%+拓展延伸10%。其中，平时考核包括学生出勤、课堂表现、课前预习回答，成为组长的同学也可以在平时考核中加分，以提高学生自学兴趣;实践考核包括课堂练习和课后作业;阶段考核是在每完成一个大知识点，可以做成小项目的阶段时，进行一次对应的考核，可以在网络平台上公布并表扬考核优秀者;期末上机操作是期末考查全部所学知识;拓展延伸部分是完成教师布置的拓展任务。通过不同角度考核评分，能更全面地了解学生对课程知识掌握的情况，对学生的自主学习也起到一定推动作用。
　　3    结语
　　“电子线路CAD”是一门技术性和实践性很强的专业核心课程，学生对该课程的掌握程度直接影响到之后的课程学习及日后工作中解决实际工程问题的能力。采用“融合式教学模式”，以信息技术为支撑，以学生为主导，教师为引导，兼顾学生多样性，将课前、课中和课后3个阶段进行“线上+线下”无缝连接，利用“面对面教授”与“网络学习”的优势互补，让学生在该过程中，提高学习自主能动性和课堂参与度，提升团队协作、分析问题和解决问题的能力。
　　[参考文献]
　　[1]张宏伟，牛军.CAD课程项目驱动法教学改革的探讨[J].教育教学论坛，2018（5）：108-109.
　　[2]王进满.电子CAD课程项目化教学改革与实践[J].中国现代教育装备，2018（5）：90-92.
　　[3]韩延辉.微课堂的建设研究与思考[J].教育信息技术，2014（7）：14-17.
　　[4]钟晓流，宋述强，焦丽珍.信息化环境中基于翻转课堂理念的教学设计研究[J].开放教育研究，2013（1）：58-64.
　　Research and practice of integrated teaching model in the course of
　　“Electronic Circuit CAD” under the background of informationization
　　Tan Luwen， Wei Jingting， Li Bin
　　（Guangdong Polytechnic Institute， Guangzhou 510091， China）
　　Abstract：Aiming at the problems existing in the traditional teaching model of the course “Electronic Circuit CAD”， this paper puts forward the design of “integrated” teaching model supported by information technology， which realizes the overall teaching effect and improves students’ comprehensive ability through the complementary advantages and seamless connection of “online + offline”.
　　Key words：computer aided design; information-based teaching; integrated teaching model
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-15175486.htm