平燕娜，劉新玉，李 平，劉繼紅

(1.黃淮學(xué)院智能制造學(xué)院，河南 駐馬店 463000；2.河南省駐馬店高級中學(xué)，河南 駐馬店 463000)

0 前言

新冠疫情的突然爆發(fā)，對傳統(tǒng)教學(xué)模式造成了極大沖擊，在這種背景下線上教學(xué)方式得到了蓬勃發(fā)展，成為時代的寵兒[1-4]。但是經(jīng)過一段時間的無序發(fā)展之后，線上教學(xué)存在的問題也逐漸得到了暴露，教學(xué)效果也得到了越來越多專家學(xué)者的質(zhì)疑，使得越來越多的學(xué)校回歸到了傳統(tǒng)的線下教學(xué)方式。因此，針對后疫情時代的教學(xué)方式的思考和實踐顯得尤為重要。

數(shù)字電子技術(shù)是高校電氣、電子信息類和部分非電子類專業(yè)學(xué)生在電子技術(shù)方面入門性質(zhì)的專業(yè)核心基礎(chǔ)課，具有很強的理論性與實踐性[5]。旨在培養(yǎng)學(xué)生獲得數(shù)字電子技術(shù)的基本理論、基本知識和基本技能，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，為以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)、研究、應(yīng)用電子技術(shù)打好基礎(chǔ)[6]。在傳統(tǒng)線下課程教學(xué)過程中，普遍存在課時少內(nèi)容多、實驗室資源有限等問題。此外，在新工科背景下，對應(yīng)用創(chuàng)新型人才需求不斷提高，既要求學(xué)生具有深厚的專業(yè)理論知識，又要求學(xué)生具有一定的工程實踐經(jīng)驗。

為了解決這種矛盾，針對后疫情時代的教學(xué)特點，采用混合式案例教學(xué)法，即將線上、線下教學(xué)方式以及案例教學(xué)方法相融合，并在數(shù)字電子技術(shù)課程中進(jìn)行了實踐應(yīng)用?；旌鲜桨咐虒W(xué)法有效融合了線上和線下教學(xué)方式的優(yōu)點，同時結(jié)合案例教學(xué)方法，可以最大程度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，而且節(jié)約了課時量，有效解決了課時少內(nèi)容多的矛盾。

1 混合式案例教學(xué)設(shè)計

混合式案例教學(xué)融合了線上教學(xué)和線下教學(xué)方式的優(yōu)點，同時結(jié)合案例教學(xué)方法，對于后疫情時代應(yīng)用型地方大學(xué)的課堂教學(xué)具有積極地借鑒意義。本文以數(shù)字電子技術(shù)課程為例，積極地實踐了該教學(xué)模式，取得了較好的教學(xué)效果，具體如下：

1.1 通過線上資源自學(xué)基本知識點

根據(jù)所教專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)特點，借助“互聯(lián)網(wǎng)+”的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從網(wǎng)絡(luò)平臺上選取適合本專業(yè)的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)課程。通過線上教學(xué)平臺為學(xué)生提供在線課件、在線視頻、在線測驗、在線答疑等教學(xué)活動。對于課程的基礎(chǔ)知識，提前讓學(xué)生在課余時間通過線上課程自主學(xué)習(xí)。通過線上資源掌握基本的知識點，能夠在一定程度上節(jié)約課時量，解決課時少內(nèi)容多的矛盾。

1.2 線下課堂重點進(jìn)行案例研究

在理論教學(xué)中采用案例教學(xué)法，本著從實踐中來的理念，注重理論聯(lián)系實際，選取與學(xué)生學(xué)習(xí)生活密切相關(guān)的案例，引入案例背后相關(guān)的數(shù)字電子技術(shù)理論知識，通過增強教學(xué)互動，以激發(fā)和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性。

表1 理論教學(xué)案例表

在實踐教學(xué)中，采用Multisim軟件仿真實驗與實際操作實驗相結(jié)合。實驗內(nèi)容涵蓋驗證性、設(shè)計性、綜合性等類型，采用由易到難、虛實結(jié)合的方式，加深學(xué)生對所學(xué)理論知識的理解,促使學(xué)生主動思考問題與動手實踐，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和工程實踐能力。

由于實驗室中數(shù)字電路實驗箱功能有限，實際操作實驗類型以驗證性和設(shè)計性為主。而Multisim軟件中具有豐富的器件庫，可以增加實驗的多樣性，又能保證實驗教學(xué)的高真實性，仿真實驗類型以綜合性和設(shè)計性為主，以減小實驗設(shè)備投入和降低實驗成本。

同時，實行實驗室定期開放制度，學(xué)生可以在指定的課余時間到實驗室，利用實驗室資源開展自主學(xué)習(xí)和科學(xué)研究，有助于進(jìn)一步提高學(xué)生的實際操作能力和創(chuàng)新能力，同時一定程度上提高實驗室的使用率。

表2 實驗教學(xué)案例表

1.3 制定多元化的考核方式

結(jié)合教學(xué)模式的改革，改變傳統(tǒng)的一張試卷定成績的考核方式，建立多元化的考核方式，注重學(xué)生的全過程學(xué)習(xí)?？己税ň€上考核和線下考核，以過程考核為主，包括考勤、線上自學(xué)測試、課堂表現(xiàn)、實驗報告、線下平時作業(yè)、階段測試、期末考試等。

2 混合式案例教學(xué)實踐

計數(shù)器是一種廣泛使用的集成器件，能夠?qū)斎霑r鐘脈沖進(jìn)行計數(shù)，還能實現(xiàn)分頻、定時、產(chǎn)生脈沖序列等功能。本文以計數(shù)器為例，對混合式案例教學(xué)進(jìn)行闡述。

2.1 線上教學(xué)活動

課前通過線上教學(xué)平臺為學(xué)生提供計數(shù)器方面的在線課件和在線視頻，通常是通俗易懂的基礎(chǔ)知識，包括常用集成計數(shù)器芯片74LS160/161/162/163、74LS190/191/192/193、74LS290的邏輯功能和引腳特性；反饋清零法和反饋置數(shù)法的概念，如何利用反饋清零法或反饋置數(shù)法將集成計數(shù)器芯片構(gòu)成任意進(jìn)制計數(shù)器；同步計數(shù)器和異步計數(shù)器的區(qū)別。要求學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)自主完成線上學(xué)習(xí)和在線測驗。針對學(xué)生提出的學(xué)習(xí)疑惑，教師及時提供在線答疑。

2.2 線下課堂教學(xué)實踐

線下課堂重點進(jìn)行案例研究。在理論教學(xué)中，首先以學(xué)生生活和學(xué)習(xí)中常見的數(shù)字電子鐘為例，引入要學(xué)習(xí)的計數(shù)器。以十六進(jìn)制加計數(shù)器74LS161為例，簡要介紹集成計數(shù)器芯片的邏輯功能和引腳特性。

然后，讓學(xué)生思考問題1：如何利用常見的十六進(jìn)制加計數(shù)器芯片74LS161構(gòu)成星期七進(jìn)制加計數(shù)器？引導(dǎo)學(xué)生分別利用異步清零端和同步置數(shù)端跳過其中9個狀態(tài)構(gòu)成七進(jìn)制加計數(shù)器。繪制相應(yīng)的電路圖并在仿真軟件Multisim中進(jìn)行仿真驗證，以增強理論教學(xué)的直觀性。

圖1 利用反饋清零法構(gòu)成七進(jìn)制加計數(shù)器仿真電路

圖2 利用反饋置數(shù)法構(gòu)成七進(jìn)制加計數(shù)器仿真電路

最后，讓學(xué)生思考問題2：如何利用74LS161計數(shù)器構(gòu)成秒60進(jìn)制加計數(shù)器？引導(dǎo)學(xué)生利用芯片級聯(lián)分別構(gòu)成異步六十進(jìn)制加計數(shù)器和同步六十進(jìn)制加計數(shù)器。繪制相應(yīng)的電路圖并在仿真軟件Multisim中進(jìn)行仿真驗證。

圖3 74LS161級聯(lián)構(gòu)成異步六十進(jìn)制加計數(shù)器仿真電路

圖4 74LS161級聯(lián)構(gòu)成同步六十進(jìn)制加計數(shù)器仿真電路

在實驗教學(xué)中，計數(shù)器實驗內(nèi)容包括實際操作實驗和Multisim仿真實驗兩部分。首先，讓學(xué)生在實驗室數(shù)字電路實驗箱上利用74LS161計數(shù)器芯片和帶譯碼功能的顯示數(shù)碼管分別構(gòu)成星期七進(jìn)制加計數(shù)器和秒六十進(jìn)制加計數(shù)器，通過實際操作實驗進(jìn)一步熟悉計數(shù)器芯片的功能和使用，同時鍛煉學(xué)生的故障排查能力。

圖5 數(shù)字電子鐘電路結(jié)構(gòu)框圖

然后，讓學(xué)生在Multisim仿真軟件中利用74LS161芯片實現(xiàn)簡易數(shù)字電子鐘的設(shè)計和仿真[7]。功能要求：1) 能夠顯示時、分、秒時間信息；2) 能夠?qū)r、分進(jìn)行校時。在仿真電路中，通過函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生秒計數(shù)器的輸入時鐘信號。校時電路的作用是在數(shù)字鐘計數(shù)時將時、分的數(shù)值設(shè)定為正確的數(shù)值，設(shè)計方法為利用一個單刀雙擲開關(guān)切換計數(shù)功能與校時功能。通常校時脈沖設(shè)置的頻率比較低，可使用秒計數(shù)脈沖。校時電路與時、分計數(shù)器的正常時鐘信號通過單刀雙擲開關(guān)選擇后接到計數(shù)器的時鐘端。通過Multisim綜合設(shè)計仿真實驗鍛煉學(xué)生綜合運用理論知識進(jìn)行創(chuàng)新和探索的能力。

圖6 校時電路

3 混合式案例教學(xué)效果

通過近兩年對數(shù)字電子技術(shù)課程進(jìn)行混合式案例教學(xué)實踐，取得了良好的教學(xué)效果。一方面，通過與學(xué)生溝通，學(xué)生普遍反映能夠接受和適應(yīng)這種教學(xué)模式，并感覺收獲比較大，在學(xué)習(xí)積極性、自主性、綜合性、創(chuàng)新性等方面有了較大提升，增加了學(xué)習(xí)的深度與廣度，鍛煉了綜合實踐能力，提高了思考問題、分析問題和解決問題的能力。在數(shù)字電子技術(shù)中使用混合式案例教學(xué)法之后，學(xué)生的平均成績比之前提升了5%，優(yōu)良率大幅提高。另一方面，教師能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決教學(xué)中遇到的問題，同時對教師的業(yè)務(wù)能力和教學(xué)工作量提出了更高要求。

4 結(jié)論

后疫情時代對于課堂教學(xué)提出了更高的要求，尤其對于地方應(yīng)用型大學(xué)的工科生，在新工科背景下，既要求學(xué)生具有深厚的專業(yè)理論知識，又要求學(xué)生具有一定的工程實踐經(jīng)驗。本文通過在數(shù)字電子技術(shù)課程中融合線上、線下教學(xué)方式，并結(jié)合案例式教學(xué)方法，探索一種混合式案例教學(xué)，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，豐富了教學(xué)手段，制定了多元化的考核方式。通過近兩年對數(shù)字電子技術(shù)課程進(jìn)行混合式案例教學(xué)實踐，取得了良好的教學(xué)效果。