“同学们,看我给出的这个逻辑表达式,请运用卡诺图化简这一函数,并在五分钟内将化简过程投稿到雨课堂上。”随着课前线上卡诺图化简逻辑函数知识点学习的结束,史水娥在线下教学中发起了这一问答,以更好地了解学生对其掌握程度。在观看过学生的投稿之后,史水娥将其中较具代表性的错误投屏展示,开启了本次线下课程的讲解。
《数字电子技术》是电子信息类专业的工程基础课程,主要讲授数制编码的转换与运用、逻辑代数的运算规则及定理等。课程的培养目标是“知识传授、能力培养、价值塑造”三位一体,不仅要帮助学生了解数字电路、提高思维能力,还要培养他们的创新意识和大国工匠精神。“希望通过本课程的学习,学生可以更加系统掌握数字电子技术的基本理论、基本知识和基本技能,熟悉数字电路的分析方法和设计流程。”史水娥说道。
该课程教学团队包括教授两名、副教授三名、讲师四名,博士占比高达90%。作为团队负责人的史水娥,曾获河南省高等教育教学名师、河南省优秀教师、河南师范大学立德树人先进个人。史水娥近年来一直承担电子信息、微电子及电气专业本课程的理论课和实验课的教学任务,荣获河南省高等教育教学成果一等奖、河南省高校青年教师课堂教学创新大赛特等奖等。其主讲课程曾获2023年国家级一流本科课程、2022年河南省线上一流课程、2020年河南省首批课程思政样板课程、2018年河南省精品在线开放课程。
“随着数字技术的发展,我们的教学内容和教学方法也在不断进行调整。”回望课程的发展历程,史水娥如数家珍地介绍道,“从最初的以课堂讲授和少量验证性实验为主来介绍分立器件和小规模电路,到后来增加了集成电路内容,教学重点也转向逻辑电路系统设计。”如今课程整合了大规模电路内容,采用EDA技术和智慧教学工具辅助教学,更加注重实验和实践环节,逐渐形成了更具特色与先进性的教学体系。
线上线下相结合的授课方式已经在各大高校课堂普及,而MOOC+智慧教学工具的使用成为史水娥课堂的一大亮点。集弹幕、当堂测试、投稿抢答等功能于一体的智慧教学工具,不仅仅凸显新颖的上课形式,而是利用智能技术提升教学质量。“我可以通过线上布置作业、考试,迅速对学生进行知识点的检测,平台能生成详细的成绩分析报告。”史水娥介绍道。不仅如此,线上的丰富资源可以令抽象的知识形象立体起来,课堂中穿插PPT演示动画,生动地展示复杂的电路原理图和工作过程,可以增强学生对知识的直观理解。
“线上线下的混合教学模式对备课的精细度要求更高。”将概念化、较简单的知识点挪到线上让学生自主学习,史水娥会着重关注线下为学生们解答复杂知识点的环节,增加学生小组之间讨论的深度,进行更高效的课堂互动。“我会利用线上测试题迅速地了解他们对本节课知识的掌握情况,针对疑问在线下进行重点讲解。”这样不仅可以有的放矢地增补学生的薄弱环节,还能优化该环节的教学视频,供学生在线上反复观看、学习。
课堂创新加大了实践环节的比重,遵循 “仿真——实践——再仿真——再实践——创新”的模式,极大增强了学生的动手能力。为了让学生牢固掌握时序逻辑电路中最重要的计数器,史水娥采用模块化设计思想设计了教具:多功能数字钟。学生需要完成从确定电路设计方案、电路图绘制、时序仿真、PCB版图绘制,到购买元器件、焊接,最后测试,足足七个环节。“课前十分钟我会安排学生展示自己的实践成果,通过讲解再一次深化对知识的巩固。”史水娥说道。
线上教学助推理论奠基,实践践行巩固知识技能。史水娥严谨负责的教学态度及先进卓越的教学体系,不仅帮助学生理解掌握电路知识,更使学生将所学知识内化为学科核心素养,“知”内化为“识”,并付诸于“行”,使他们解决复杂问题的综合能力得以提升。该课程作为一门基础课程,也将会为同学们的电路学习之旅打下坚实的基础,引领他们逐步深入电路的世界。