基于信息化与项目化相融合的电子工程课程教学改革探索

关键词：PCB；电路板设计；信息化；项目化；教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）25-0159-03

近年来，随着智能终端设备的迭代升级与移动互联网的迅速发展，现代教育已正式迈入信息化时代。新一代大学生已习惯利用手机、笔记本电脑、平板等移动智能设备进行学习与交流[1]。因此，利用现代通信手段与移动互联网技术，探索适用于新时代需求的电子工程类课程教学模式势在必行。对于PCB电路板设计及制作这类操作性极强的专业实践课程而言[2]，探索信息化与项目化相融合的教学模式，对培养大学生的自主学习能力与解决实际问题的主观能动性具有非常重要的价值与意义。本文将以学校的信息化转型发展为契机，以信息化与项目化融合教学理念为先导，深入讨论地方本科院校PCB电路板设计及制作课程的教学内容、教学方法和教学手段等，并在教学活动中进行实践，以迎合学校在转型发展中加强应用型人才培养的目标。期望通过本研究与实践，将一些先进的信息化手段融入相关PCB电路板设计及制作课程的项目化教学内容中[3]，探索适用于地方高校电子工程类课程的信息化与项目化融合式教学规律与教学模式。

1 课程目前教学方法的现状与问题

在此前的研究中，发现了传统的“填鸭式”和一言堂等被动式教学模式存在问题。因此，本课程的教学模式升级为主动式的项目化教学，以学生为中心，培养学生积极思考和解决问题的习惯，这种模式使教学效果显著提升。然而，在过去三年项目化教学的实施过程中，也发现了一些需要解决的问题。

首先是选择项目难度差异所带来的教学效果影响。通常，教师在课堂上讲解一些项目实例的基本操作技巧，然后布置课外项目任务作业，让学生自主参与并提升相关能力。如果课堂上讲解的项目实例和课外项目任务难度差异较小，那么学生在技能上可能无法得到较大提高，只是巩固了相关知识点，缺乏成就感。而如果将课外项目任务的难度升级，可能会导致部分学生遇到问题后无法与老师及时沟通，项目任务不能顺利进行，最终无法达到预期的学习目标。

其次是学生个体学习能力的差异导致他们对同一知识点的理解程度可能不同。在项目初期，由于难点较少，绝大多数学生都能按照任务要求完成。但随着项目逐步深入实施，一部分学生可能跟不上进度，尤其是班级中的后进生。这就要求老师花费更多时间和精力来针对后进生进行补习，最终可能影响整体项目进度，拖慢教学计划，使教学效果大打折扣。另外，项目进度完全由老师掌控，在项目执行后期可能出现完全由老师推进进度的情况，也会影响整体的教学效果。

最后是课程考核评价基本上仍以任课老师为主。虽然选择了一些来自企业的真实案例作为项目，但很少有企业相关工程师参与课程的考核和评价，导致项目化教学的评价和考核与企业的实际需求可能脱轨。

2 信息化教学的融入

现代信息化技术与项目化教学课程内容的深度融合，以教学模式的变革与学生学习方式的转变为核心，可以增强学生对本课程的学习兴趣，提高学习质量，培养学生的信息化综合素养与可持续发展能力。通过融入信息化教学的手段与资源，改进项目化教学过程中存在的问题，使学生能够在信息化的教学平台上学习项目操作技巧、完成项目并提交项目任务，最终达到课程学习目标，从而弥补目前项目化教学所遇到的困难。

首先，老师可以将课堂上的项目实例操作技巧与课外项目任务的操作要点均发布在信息化平台上，示例项目与课外作业的不同之处可在平台上进行适当提示。此外，可以通过平台创建相关专题讨论区，提供一个针对某个操作技巧或项目专题的学生与教师讨论空间。学生完成项目后，还可以通过手机或平板查看老师、其他同学或相关专家的评价。

其次，在平台上，学生可以利用平时的碎片化时间随时观看项目的操作技巧，灵活安排学习时间。特别是对于后进生（学习能力较差的同学），可以反复观看以跟上班级整体的学习进度。利用信息化平台的优势，老师无论在课堂上还是课外，都可以通过手机与学生轻松互动，学生在平台上可以以自己探究问题的方式充分理解所学知识。

最后，在平台上，老师可以查看每个学生的学习过程。学生的每次学习活动都会被平台记录并生成统计数据，从而实现对每个学生真实学习过程的平时成绩认定与考核。同时，老师也可以利用相关统计数据了解每次教学效果，实时评估教学项目内容的制定是否合适，形成教学反馈的闭环。此外，平台上学生之间也可以进行互评，有时还可以引入相关企业工程师进行点评。引入信息化教学后，课程考核评价机制由原来的以教师评价为主转变为教师、学生、企业三方评价的完整体系。

3 课程改革总体设计

基于信息化与项目化的融合式教学课程改革，本文以电子信息工程专业的核心必选课程PCB电路板设计及制作为例进行探讨。该课程已实施项目化教学三年多，具备较为成熟的项目教学内容与评价方式，但在实践过程中仍发现了一些需要改进的问题。为解决这些存在的问题，采取了以项目化教学为载体、信息化教学平台为支撑的新一轮课程改革，具体分为以下几点进行讨论。

1） 改革目标。通过本次课程改革，使教师能够熟练利用各种信息化技术手段辅助项目化教学，掌握利用相关平台制作信息化教学资源的方法与工具。在整个融合式教学的实施过程中，真正实现以学生的自主探究学习为主体，教师指导为辅的新型教学模式。

2） 课程改革总体思路。基于信息化与项目化的融合式教学课程改革，将从项目化教学任务分解、教学实施（课前、课中、课后）和考核评价三个方面进行全方位改革。改革的总体思路如图1所示。

4 课程改革的具体实施

基于信息化与项目化融合式教学的特点是以实际工程项目作为载体，以信息化教学平台作为支撑，将PCB电路板设计由浅入深划分为10个具有代表性的项目工程实例，并陆续在相关信息化平台上发布。信息化教学平台不仅承载课程项目任务内容，而且还是师生交流互动的重要工具。目前，有以下两个使用较为广泛的信息化平台。

1） 超星学习通。该平台的特点在于具备丰富的图书和多媒体资源，这些资源可以共享[4]。因此，教师可以在本课程中引入相关的图书与多媒体资料，而不必制作全部资源，从而大大减轻教师初期备课的工作量。第二个特点是该平台可以基于项目任务或围绕共同的主题创建讨论小组，促进学生共同讨论、搜索相关资料，以寻求解决问题的路径，最终完成项目任务。在在线直播教学活动中，教师还可以通过发布消息、投票和小测试题等方式与学生互动，学生也可以观看回放。

2） 雨课堂。该平台的特点是可嵌入至微信公众号与PowerPoint的插件中，能够实现与PowerPoint和微信的联动，教师容易上手[5]。教师可以在PowerPoint 中插入MOOC学堂视频，将其与相关教学内容融合，学生亦可通过手机微信观看课堂所授的PPT，并实时在任何一页的PPT上标注“不懂”，并发送给教师。教师可根据实时数据调整教学节奏和内容。

目前，上述两个平台在PCB电路板设计及制作课程中均已使用，利用该信息化平台可全面调动学生参与教学的主观能动性与积极性。表1是本课程基于信息化与项目化融合式教学改革的具体实施内容。

本课程改革在教学实施过程中，课前，教师可在相关信息化平台上上传所准备的教学资源（如相关专业知识或操作技巧的短视频与PPT） ，学生根据平台上推送的相关资料完成课前预习。教师则根据平台收集的学生预习情况数据总结问题，引入本次项目任务。课中，教师在平台上利用各种信息化手段，如小测试题、分组讨论、抢答、随机点名回答问题和问卷调查等形式调动学生的学习兴趣。该平台能够实时记录整个互动过程并生成数据[6]。在项目任务方案确定时，学生以小组讨论为主，教师指导为辅；教师根据平台数据实时掌握学生学习情况，并可及时调整教学策略。项目考核评价时，可通过平台远程连线企业工程师进行点评与指导，以评估试制的PCB板是否符合企业产品的工程性要求。课后，学生可在平台上通过短视频与PPT复习教师在课堂上强调的专业知识与操作技巧，温故而知新，并及时完成课外项目任务。如有疑问，可通过平台在专题讨论组中提出；教师可针对问题进行解答，并在平台上把握学生课外项目任务的完成情况。

5 课程改革的成效

本次针对PCB电路板设计及制作课程的信息化与项目化融合式教学改革，相较于之前的教学模式，在成效上取得了一些进步，具体表现在以下3个方面。

1） 利用信息化平台数据，教师对每个学生的学习情况和整体课程的项目化教学效果有了更为精准的把控。改革后，通过平台发布的小测试题、问卷调查等，可以精准掌握学生对每个知识点及操作技巧的理解程度，并利用平台所生成的学生学习情况数据及时调整教学节奏和内容，实现动态把控教学成效。

2） 在信息化平台上，学生可以利用碎片化时间进行学习，参与度得到了全面提高。平台上的专业知识与操作技巧大多以短视频或PPT形式呈现，学生在课外可以利用手机、平板或笔记本电脑随时查看学习与分组讨论，学习氛围的营造打破了时间与空间的限制。

3） 考核评价多元化。学生所完成的项目任务在平台上不仅由教师进行审核与评价，学生也会进行互评，有时还会连线企业工程师对学生的作品进行点评，建立了全方位、立体的多元评价体系。

6 总结

本文针对PCB电路板设计及制作课程教学目前的现状与问题，提出了一种基于信息化与项目化的融合式教学新思路。从本课程信息化教学的融入、改革的总体设计、改革的具体实施以及改革的成效四个方面，简要阐述了在新教学模式下本门课程教学改革的可行性。希望本次改革与探索能够为地方本科院校的相关电子工程类课程提供一定的借鉴。