深度融合信息技術(shù)的電子類專業(yè)教學(xué)內(nèi)容體系設(shè)計(jì)與實(shí)踐

（沈陽(yáng)工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110136）

為鼓勵(lì)本科高校信息化建設(shè)，教育部于2018年4月下發(fā)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，提出了“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的具體實(shí)施計(jì)劃，明確要持續(xù)推動(dòng)信息技術(shù)與教育深度融合，依靠人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等最新技術(shù)，推進(jìn)教學(xué)，優(yōu)化管理。［1]近期，遼寧省教務(wù)教育工委、遼寧教育廳印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步深化本科教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的實(shí)施意見(jiàn)》，提出要著重培養(yǎng)創(chuàng)新型復(fù)合型人才，深化教學(xué)改革，強(qiáng)化過(guò)程管理，加快推進(jìn)一流本科建設(shè)，全面提高人才質(zhì)量。［2]教育信息化帶動(dòng)教育現(xiàn)代化，是國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展的選擇，它促進(jìn)了優(yōu)質(zhì)教育資源互通，推動(dòng)了信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，實(shí)現(xiàn)教育理念、方法創(chuàng)新和人才素質(zhì)提高。電子類專業(yè)作為教育部推薦的新工科建設(shè)專業(yè)，其專業(yè)發(fā)展與信息化密切相關(guān)。將信息技術(shù)融入教學(xué)內(nèi)容體系中，可以夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)能力，強(qiáng)化工程實(shí)踐能力。通過(guò)深度融合信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容體系改革，不斷提升專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，滿足社會(huì)需要。

一、信息技術(shù)與電子類專業(yè)教學(xué)深度融合存在的問(wèn)題

1.信息技術(shù)深度融入電子類專業(yè)需要解決的技術(shù)問(wèn)題

電子技術(shù)與通信、儀表、機(jī)器人、航天、集成電路、電力等行業(yè)領(lǐng)域密切結(jié)合，將廣泛帶動(dòng)這些行業(yè)企業(yè)的發(fā)展。［3]例如國(guó)內(nèi)比較知名的企業(yè)華為、美的、格力、熊貓電子、中興等均是在電子類產(chǎn)品核心技術(shù)上取得突破，從而獲得較快發(fā)展。從世界競(jìng)爭(zhēng)格局角度看，人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)取得重大突破，導(dǎo)致全球競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)一步加劇。因此，為滿足中國(guó)制造2025產(chǎn)業(yè)整體結(jié)構(gòu)升級(jí)要求，在本科教學(xué)中需要加強(qiáng)信息技術(shù)與電子類專業(yè)的深度融合。但在教學(xué)實(shí)踐中，信息技術(shù)深度融入電子類專業(yè)仍需要解決一些技術(shù)問(wèn)題。

（1）教師對(duì)信息技術(shù)深度融入電子類專業(yè)認(rèn)知與適應(yīng)性問(wèn)題。教師在構(gòu)建基于信息技術(shù)的新型教學(xué)模式中，應(yīng)合理地將信息技術(shù)融入教學(xué)工作中，制定完善的教學(xué)內(nèi)容體系，以支撐高校充分利用信息技術(shù)開(kāi)展人才培養(yǎng)模式和教學(xué)方法改革。教師對(duì)信息技術(shù)融合電子類專業(yè)在認(rèn)知上的深入理解，以及教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)課程整體設(shè)計(jì)和輔助支持作用也非常重要。在教學(xué)實(shí)踐中，有一種理解是信息技術(shù)融合專業(yè)教學(xué)，就是利用“互聯(lián)網(wǎng)+”實(shí)現(xiàn)對(duì)專業(yè)課程的教學(xué)，把非常多的專業(yè)知識(shí)羅列推送給學(xué)生，或者只是利用如大學(xué)慕課、騰訊會(huì)議、雨課堂、學(xué)習(xí)通（超星）、藍(lán)墨云等網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，按照教學(xué)計(jì)劃開(kāi)展單純的線上教學(xué)、答疑輔導(dǎo)活動(dòng)。這種對(duì)信息技術(shù)融合教學(xué)的理解過(guò)于簡(jiǎn)單，對(duì)營(yíng)造學(xué)習(xí)氛圍、激發(fā)興趣，真正達(dá)到學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)還是不夠的。要實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)與專業(yè)的深度融合，一定要以學(xué)生為中心，知識(shí)體系設(shè)計(jì)應(yīng)是遞進(jìn)的、分層次和模塊化的。如“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)等新的教學(xué)模式使用，都有較好效果［4]。教師要充分適應(yīng)信息化教學(xué)模式的調(diào)整，轉(zhuǎn)變思維方式，對(duì)信息技術(shù)融入教學(xué)要有深入的思考，教學(xué)團(tuán)隊(duì)要適應(yīng)這個(gè)變化。由此可見(jiàn)，教師對(duì)信息技術(shù)深度融合專業(yè)認(rèn)知上的偏差，會(huì)對(duì)信息技術(shù)融合專業(yè)教學(xué)有重要影響。

（2）信息技術(shù)融入實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)問(wèn)題。現(xiàn)階段，應(yīng)用型轉(zhuǎn)型高校非常重視學(xué)生實(shí)踐能力的提高，并進(jìn)一步明確專業(yè)教師要承擔(dān)實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)任務(wù)，以確保學(xué)生接受指導(dǎo)的全覆蓋。學(xué)校也在大力推進(jìn)應(yīng)用型高校課堂教學(xué)改革，支持一線科研人員、工程師承擔(dān)教學(xué)任務(wù)。信息技術(shù)可以支持這項(xiàng)改革措施，通過(guò)搭建虛擬仿真平臺(tái)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)、教學(xué)實(shí)踐基地和實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)，建立與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求相適應(yīng)的校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地。通過(guò)信息技術(shù)中的“互聯(lián)網(wǎng)+”，還可以推進(jìn)學(xué)校與科研院所、企業(yè)合作，加快建設(shè)產(chǎn)學(xué)研一體創(chuàng)新平臺(tái)和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，實(shí)現(xiàn)科教融合、產(chǎn)教融合［5]。

二、深度融合信息技術(shù)的電子類教學(xué)內(nèi)容體系設(shè)計(jì)

1.構(gòu)建開(kāi)放、共享、個(gè)性化的專業(yè)教學(xué)體系

以學(xué)生為中心，建立一套以信息技術(shù)為支撐的新型人才培養(yǎng)教學(xué)體系，充分滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需要，切實(shí)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。與傳統(tǒng)電子類學(xué)科相比，電子類新工科建設(shè)定位高、科學(xué)研究能力與實(shí)踐操作能力指標(biāo)高。在電子類新工科課程標(biāo)準(zhǔn)要求下，教師應(yīng)及時(shí)轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，以適應(yīng)信息技術(shù)與電子類專業(yè)融合的需要。教師應(yīng)切實(shí)提高自身計(jì)算機(jī)技術(shù)水平，以提升對(duì)專業(yè)與新技術(shù)結(jié)合的自身技術(shù)儲(chǔ)備，在教學(xué)中，可以構(gòu)建更為貼近學(xué)生需要的教學(xué)內(nèi)容，這與傳統(tǒng)的教學(xué)模式有著本質(zhì)的不同。傳統(tǒng)教學(xué)的教師在課上都采用“填鴨式”教學(xué)，將教材上的知識(shí)直接以講授的方式灌輸給學(xué)生，這種教學(xué)方式忽略了學(xué)生個(gè)性化發(fā)展需要。在信息技術(shù)快速進(jìn)步環(huán)境下，需要調(diào)整這種呆板的教學(xué)模式，確立以學(xué)生為主體的教學(xué)模式，以滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展要求。

2.創(chuàng)建自主開(kāi)發(fā)的教學(xué)資源庫(kù)

學(xué)生在自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立研究過(guò)程中遇到比較大的問(wèn)題就是相關(guān)知識(shí)繁雜，在初級(jí)階段取舍資源過(guò)程中會(huì)陷入疑惑，耽誤了寶貴的時(shí)間。在知識(shí)點(diǎn)遷移過(guò)程中遇到瓶頸，學(xué)生會(huì)陷入疑惑，理論與實(shí)踐結(jié)合過(guò)程會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，教師可以基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)適合不同層次學(xué)生的教學(xué)資源庫(kù)。這個(gè)教學(xué)資源庫(kù)是有序的、分層次的，學(xué)生可以根據(jù)這個(gè)資源進(jìn)行個(gè)性化選擇、難易梯度選擇，這樣課堂學(xué)習(xí)與線下網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)平臺(tái)學(xué)習(xí)就可以進(jìn)行有效融合，學(xué)生在初級(jí)階段就會(huì)減少尋找相關(guān)資料所耗費(fèi)的時(shí)間，提高自己的學(xué)習(xí)效率。

資源庫(kù)的建立應(yīng)該由教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行論證和建立。首先電子類技術(shù)的教學(xué)課程革新速度較快，教學(xué)內(nèi)容需要及時(shí)更新，教師需要不斷調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。教師團(tuán)隊(duì)能力的高低直接決定了教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣，也決定了資源庫(kù)建設(shè)水平的高低。這個(gè)資源庫(kù)的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是清晰的，先易后難，階梯提升的。同時(shí)，資源庫(kù)可以對(duì)理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)模式起到良好的支撐作用，例如電子信息技術(shù)中電子工藝實(shí)訓(xùn)、電路功能、電子元件選擇、調(diào)試電路以及焊接、測(cè)試電路、維修電子元件等，均可通過(guò)資源庫(kù)的短視頻進(jìn)行強(qiáng)化記憶。教師可根據(jù)資源庫(kù)，設(shè)計(jì)完成翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)活動(dòng)。沈陽(yáng)工程學(xué)院電子類專業(yè)部分教師已經(jīng)建立了數(shù)字電路、模擬電路、電工資源庫(kù)，通過(guò)各類電子類APP和雨課堂平臺(tái)等，提供給學(xué)生，取得了比較好的實(shí)施效果。

3.互聯(lián)網(wǎng)+教育形式的微課、慕課的創(chuàng)新實(shí)踐自主學(xué)習(xí)模式

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)功能的加強(qiáng)，教師應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)中充分融合電子類開(kāi)放課程知識(shí)，共享課程，建設(shè)應(yīng)用型高校特色的課程體系。在“互聯(lián)網(wǎng)+”融入課程過(guò)程中，更多的是采用短視頻等形式。這些短視頻通過(guò)相互交叉，把孤立的知識(shí)點(diǎn)連接形成知識(shí)鏈，與課堂教學(xué)相得益彰，互為補(bǔ)充，又可以豐富教學(xué)資源庫(kù)，讓靜止的技術(shù)文檔資料動(dòng)起來(lái)，這為學(xué)生掌握關(guān)鍵知識(shí)、難理解的知識(shí)點(diǎn)起到了較好的作用。學(xué)生可以充分利用分散的時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，保證有充足的精力，并精煉知識(shí)體系。

三、信息技術(shù)融入電子類專業(yè)實(shí)施辦法

1.信息技術(shù)融入“翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)”

將信息技術(shù)融入翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)活動(dòng)，并貫徹始終，無(wú)論是授課前、課程進(jìn)行中，還是授課后，信息技術(shù)都將起到很好的作用。信息技術(shù)融入教學(xué)實(shí)施方案如圖1所示。

圖1 信息技術(shù)融入教學(xué)實(shí)施方案

課前預(yù)習(xí)采取的方式是通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+”開(kāi)發(fā)的平臺(tái)進(jìn)行登錄，學(xué)生可在線獲得本次課程相關(guān)預(yù)習(xí)資料，這些預(yù)習(xí)資料應(yīng)包含以下設(shè)定：

（1)預(yù)習(xí)本次課程的教學(xué)目標(biāo)，所列的重點(diǎn)、難點(diǎn)。

（2)本次課程與前后課程的體系關(guān)系。有能力的教師團(tuán)隊(duì)可嘗試采用開(kāi)發(fā)思維導(dǎo)圖的形式。

（3)本次課程的專題短視頻（視頻流媒體形式多樣）。

（4）練習(xí)與部分練習(xí)題的講解。

合理的使用信息技術(shù)能夠幫助任課教師達(dá)到良好的教學(xué)效果，如電子信息工程系教師開(kāi)發(fā)的“模電學(xué)習(xí)易”APP，效果突出。它采用碎片化模式，能有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，學(xué)生所耗費(fèi)的時(shí)間顯著降低，解決了學(xué)生面對(duì)知識(shí)密集的課程學(xué)習(xí)所產(chǎn)生的為難情緒和躲避心理。

在課程進(jìn)行階段，教師授課可以采取信息技術(shù)與“翻轉(zhuǎn)課堂”相結(jié)合的模式。通過(guò)課前預(yù)習(xí)，教師會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有個(gè)初步的判斷，這個(gè)判斷主要是根據(jù)學(xué)生對(duì)本次課的重點(diǎn)、難點(diǎn)的掌握程度，從而在授課的時(shí)候，確定應(yīng)講授的側(cè)重點(diǎn)和互動(dòng)知識(shí)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)不斷改進(jìn)與完善，使信息技術(shù)與課程教學(xué)融合得更加深入。此外，教學(xué)模式可以采取教師直授、互動(dòng)學(xué)習(xí)、提問(wèn)與答疑、討論學(xué)習(xí)、案例分析等多種形式。教師可以根據(jù)班級(jí)多數(shù)學(xué)生前期預(yù)習(xí)效果和他們中多數(shù)同學(xué)的性格特征，利用教學(xué)資源庫(kù)，確定應(yīng)采用哪種更適合的教學(xué)方式。

課后學(xué)習(xí)，即知識(shí)點(diǎn)鞏固。學(xué)生通過(guò)“微課”進(jìn)行習(xí)題測(cè)試，找出自己知識(shí)點(diǎn)的缺漏并加以解決。同時(shí)教師通過(guò)“互聯(lián)網(wǎng)+”布置小組討論題，這些題目建議利用電腦虛擬仿真或者動(dòng)手制作來(lái)實(shí)現(xiàn)，目的就是要讓小組同學(xué)多實(shí)踐、多交流和多討論。這種模式的優(yōu)勢(shì)是加強(qiáng)了學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。通過(guò)短視頻、微課、慕課等多種視頻流媒體形式，以及網(wǎng)絡(luò)測(cè)試題、虛擬仿真等多種教學(xué)模式的運(yùn)用，不僅加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，而且他們的實(shí)踐能力也獲得了較好的提升。融合信息技術(shù)的教學(xué)模式體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的設(shè)計(jì)思想。

隨著信息技術(shù)的采用，教師對(duì)問(wèn)題的導(dǎo)入已不單單是口頭講授，它可以是一段有著豐富趣味的故事，或者是實(shí)驗(yàn)，以此調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生帶著興趣去探究問(wèn)題。通過(guò)短視頻輔助信息技術(shù)融合式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生去做一些電子虛擬仿真、實(shí)物電路設(shè)計(jì)等，可以使信息技術(shù)深度融入教學(xué)內(nèi)容體系中，把優(yōu)質(zhì)資源以共享方式傳遞給學(xué)生，以此促進(jìn)學(xué)生理論及實(shí)踐能力的提高。同時(shí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)充分利用信息技術(shù)開(kāi)展人才培養(yǎng)模式的研究和多種教學(xué)手段的采用，逐步實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)方案中多模塊的資源共享，推動(dòng)電子類專業(yè)學(xué)生互相學(xué)習(xí)。

3.搭建信息技術(shù)平臺(tái)提升學(xué)生解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”能力

以“學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)”理念，聚焦解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”的能力，這一點(diǎn)也是深度融合信息技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。“復(fù)雜工程問(wèn)題”是本科畢業(yè)生在實(shí)際職業(yè)崗位中所面對(duì)的內(nèi)外部制約因素。在實(shí)際工作中，很多問(wèn)題是無(wú)法簡(jiǎn)單依靠一門(mén)或多門(mén)課程解決的，甚至往往不知道這些難題具體與哪門(mén)課程相關(guān)。只有將專業(yè)技術(shù)知識(shí)與工程知識(shí)相互融合，用于實(shí)踐，才能夠產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)回報(bào)，才可以獲得解決“復(fù)雜工程問(wèn)題”的能力。這種能力不是增加專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的技術(shù)指標(biāo)難度，或者增加電子類實(shí)驗(yàn)課、實(shí)訓(xùn)課的設(shè)計(jì)復(fù)雜度來(lái)實(shí)現(xiàn)，而真實(shí)企業(yè)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)方案追求的是市場(chǎng)的肯定，是商業(yè)價(jià)值，經(jīng)濟(jì)回報(bào)的價(jià)值產(chǎn)出比。在教學(xué)實(shí)踐中，這關(guān)乎經(jīng)濟(jì)的問(wèn)題已經(jīng)超出了本專業(yè)教師研究范疇，需要經(jīng)濟(jì)專業(yè)教師進(jìn)行輔助，通過(guò)信息技術(shù)平臺(tái)支撐，學(xué)生完全可以獲得相關(guān)教師的專業(yè)解答和資料的支持。

四、總結(jié)

在信息化背景下，傳統(tǒng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中。高校購(gòu)買(mǎi)了很多先進(jìn)的電子教學(xué)設(shè)備，用以提升課堂教學(xué)質(zhì)量。在學(xué)校軟硬件支撐下，信息技術(shù)在高校電子類專業(yè)教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用中取得了一定成績(jī)。然而，隨著應(yīng)用型高校改革的深入，學(xué)生主體地位日益凸顯，對(duì)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，不僅需要硬件設(shè)備的更新?lián)Q代，同時(shí)應(yīng)輔以全新的電子類專業(yè)教師團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的教學(xué)資源庫(kù)，通過(guò)構(gòu)建開(kāi)放、共享、層次化的新型電子類信息化平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)的深度融合，提升學(xué)生能力，達(dá)成培養(yǎng)目標(biāo)。