电子技术课程信息化教学实践探索

辛元芳　李昕　赵苍荣　郭来功

关键词：电子技术；教学；信息化

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）02-0144-03

1 引言

随着现代科技与电子技术的迅速发展，电子技术涉及的领域无所不及，在技术创新上发生着翻天覆地的变化。电子技术作为工科非电类专业的重要基础课程，是一门实用性和基础性要求很强的重要课程[1]。

由于电子技术课程面向的学生人数多，涉及专业广，因此教学需求也要多样化。不同的专业以不同的案例导入，以案例为线，以知识点为元素进行教学内容划分。以此改变学生学习用途不明的状态，让其明白电子技术就在身边[2]。如2021年本校电子技术课程面对的是9个专业25个班共893人。笔者所带的电子技术课程教学对象是弹药工程与爆炸技术专业20级4～6班共三个班的学生，学生自身所学课程多，任务重，自觉性又有限。一百多人的翻转课堂难以实现。那么教学时首先就要强调课程开设的必要性，弹药工程与爆炸技术主要是研究弹药工程、爆炸与安全技术以及民用工程爆破等方面的基本知识和技能，进行军用弹药工程或是民用爆破工程等[3]。在手枪、炮弹等武器的弹药系统的分析设计，弹药威力的实验测试，建筑物拆除时爆破作业的设计等过程中都需要使用基本的电力知识及电子技术进行控制[4-5]。所以电子技术这门课程对于该专业来说具有相当的重要性。

随着信息公路的高速发展，信息化技术正广泛应用于各种教育教学活动中。

所谓信息化教学是指以现代化信息技术为基础， 运用教学的新技术、新方法、新思想所进行的教学。在学校里，传统的教学模式主要是在固定教室的空间内以教师讲授为中心、以黑板粉笔为主要教学手段。信息化教学就是让信息技术进入传统课堂，结合多媒体、网络等新技术手段，使课堂教学更加灵活方便。这种新的教学模式与传统的教学模式相比，引进了许多新的教学理念，如师生交流的时空范围更广，教师能够实时知晓学生学习知识的掌握程度，学生能够及时跟上学习进度等。下面就以电子技术课程中组合逻辑电路设计这部分为例进行信息化教学的探索。

2 教学准备

在人的内心深处，都有一种根深蒂固的需要，那就是希望自己是一个发现者、探索者和研究者。怎样在教师的引导下，让学生的探究性学习行为真正发生？怎样培养学生对专业知识的学习兴趣和学以致用的成就感？这些是一线教师一直的追求[6]。

在网络和信息技术迅速发展的时代背景下，要求教师要充分利用教材、案例、影视、图片、课件等丰富的教学资源，再综合印刷材料、黑板、多媒体、视频、网络平台和随堂提问等多种教学手段，以达到尽量优化的教学效果。鉴于雨课堂教学平台数据全，采集速度快，自动化程度高，课堂弹幕又可以实时反映学生的问题，测试方式灵活的特点，笔者采用雨课堂网络教学平台作为主要的信息化教学手段，课前在平台发布与专业或生活相关的预习知识点，让学生查找资料来接触将要学习的内容，提升学习兴趣。本文以“组合逻辑电路设计”这部分课程为例，在讲解组合逻辑电路设计这部分知识之前发布一个预习题，要求设计一个路灯控制电路（一盏灯），能够在三个不同的地方控制这一盏灯的亮灭。让学生通过生活中的应用实例去查找资料，积极思考。

3 教学过程

课程讲解过程中采用雨课堂线上直播为主要教学手段，使用了教学方法中常用的引导式、启发式和问题式等教学方法，有利于提高学生学习的积极性和思考问题的主动性。教学设计中通过讲解例题、互动提问、启发思考、随堂测试和课堂小结等环节，让学生进一步巩固和强化了教学的重点、难点。

首先在雨课堂教学平台让学生在课前通过扫码签到，督促学生不迟到早退，按时进入课堂。如讲解组合逻辑电路设计这部分内容，由生活中常见的数字电路，比如三人表决器、加法器引入教学内容。首先介绍组合逻辑电路的设计步骤，组合逻辑电路设计的步骤与组合逻辑电路分析的步骤相反，分析和设计是一个逆过程。设计的步骤是：第一步，根据已知要求画出电路对应的真值表；第二步，根据真值表写出电路对应的表达式；第三步，根据表达式画出电路对应的逻辑图。

然后由我国两位著名奥运会举重冠军为国争光引入举重比赛的评判规则电路，从而将思政元素引入课程，让学生们知道为何而学，知道学有所用。举重比赛时有三名裁判，他们的判决根据少数服从多数的原则成为最终判决。每名裁判控制一盏红灯和一盏白灯——红灯亮表示试举失败，白灯亮表示试举成功。两盏及两盏以上白灯亮即表示成功，两盏及两盏以上红灯亮即表示失败。接下来组合逻辑电路设计的第一个例题便由此产生，设计一个三人多数通过表决器。根据设计步骤，第一步确定电路需要输入三个，分别用A、B、C表示，当输入为0时，表示反对即不同意；当输入为1时，表示同意。表决结果用输出L表示。L为0表示没有通过，L为1表示试举成功。第二步根据设计要求列出对应的真值表，把三变量所有输入组合按照自然码从小到大的顺序列出来，当A、B、C 三个人有两个人或者三个人同意时，此事通过，输出L=1。

由表1可知，真值表第3、5、6、7行满足A、B、C三个人有两个人或者三个人同意，输出L=1。第三步，由真值表写出逻辑表达式：

将式（1）最后一个最小项分别与前面三个乘积项结合可以得到最简与或式L= BC+AB +AC。

第四步，根據表达式画出对应的逻辑图，如图2所示，逻辑图由3个两输入与门和1个三输入或门构成，这样，就完成了一个三人表决器的设计。

学习了组合逻辑电路设计的第一个例题后，下面一起完成例2。例2，试设计三位奇偶校验器，当输入端“1”的个数是奇数个时，输出为“1”，否则输出为“0”。令三个输入端分别为A、B、C，校验结果用输出T 表示。第一步，根据题目要求，当输入端A、B、C取“1”值，“1”的个数是1个或者3个的时候，输出T的值为“1”，画出真值表。

观察表2，可以看到真值表的1、2、4、7项对应的输入端A、B、C取“1”值，“1”的个数是1个或者3个，此时输出T的值是“1”。列出表达式

由表达式画出输出T的逻辑图，就完成了三位奇偶校验器的设计。

当第二个例题完成后提出问题，课程进行中利用问题式、引导式、启发式等多种方式有助于师生互动，促进学生积极思考。

如果把前面一二两个例题结合在一起可以设计成什么电路？也就是三个输入A、B、C，两个输出L、T。这里如果把A、B、C三个输入看作三个一位二进制数， 那么两个输出和输入什么逻辑关系？可知，前面两个例题组合起来就设计完成了一个全加器电路，即输入三位二进制数，输出是对三个输入进行相加求和，其中T 是相加的本位和，L是相加产生的进位。

现在完整地看一下第三个例题，全加器电路的设计，全加器输入三位，其中两位是本位的两个加数，分别用A_iB_i表示，另一位是低位产生的进位C_i，输出就是对三个输入进行相加求和，S_i是本位和，C_i进位输出。根据题意列出相应的真值表，写出表达式，画出逻辑图。

1）确定变量及状态含义：输入信号： A_i、B_i、C_i-1。输出信号：S_iC_i。

2）根据题意列出真值表。

3）写出输出逻辑表达式，并化简。

4）根据输出逻辑表达式画出逻辑图。

最后对组合电路设计的过程进行小结，由已知要求进行逻辑抽象，确定输入输出并逻辑赋值，列出真值表，然后写出表达式，最后画出电路对应的逻辑图。并利用雨课堂平台随堂发布测试题，设计一个交通信号灯故障检测电路。通过随堂测试检验教学的效果， 教师可以由测试结果了解教学情况，学生由测试题来检验自己对所学知识的掌握程度，同时提升学习的积极性。相比单独提问，课堂互动能够全员参与，随时了解学生整体学习情况，便于及时调整教学内容的广度深度及进度等。

4 教学辅导

课后通过答疑、适当的布置作业和思考题，培养学生自主学习和思考的能力。除了在教室随堂答疑之外，学生还可以通过雨课堂反馈区或者QQ在线交流等方式，一对一及时解答问题。另外，作业是学生态度、性格的直接反映，更是近距离观察学生的重要手段。针对电子技术作业以主观题为主，学生作业重复率高的现象，教师在作业批改的时候按照线上提交顺序给出相应成绩。先提交的作业认为原版，即使错误也是高分，后提交的作业如果与前面错误一样就认为是盗版给低分。这样一方面可以区别原版与复制的作业，体现公平性，另一方面可以促进学生独立思考完成作业。另外，线上作业批阅痕迹能够长期保存， 老师可以实时准确掌握学情，尽量做到因材施教；而且在线发布的答案学生可以随时查阅，便于学生查缺补漏。

在教学过程中，对于普通学生，鼓励其拓宽知识广度，加强知识体系的构建。对困难学生，侧重点放在查缺补漏，督促学习方面。对于优秀学生，课后除了作业还发布拓展任务，部分同学根据自身学习情况进行兴趣拓展提升，做相关实际应用的电路来参加竞赛等方式来增加学生学习成就感和获得感， 培养其创新能力和团队协作能力。

5 结束语

不管是谁都期待公平，考核评价体系的公平公正对每一位同学来说都非常重要。教学后利用雨課堂收集线上数据，再配合线下学生课堂表现等相关数据，构建综合评估体系。给学生一个相对客观公正的评价，在教学过程中让学生有更深的家国情怀、生命感悟与责任担当。

总的来说，笔者通过对电子技术这门课程课前课中课后信息化教学的探索，在教学上促进了学生知识、能力和素质的一体化成长。