關于數制轉換教學中引入微課的思考

【摘 要】針對數制轉換的教學背景和傳統數制轉換教學存在的問題，分析微課的特征以及數制轉換教學中引入微課的優勢，提出數制轉換教學中引入微課的步驟，從而提高教學實效，實現教學相長。

【關鍵詞】微課 數制轉換 自主學習

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2016）08C-0148-03

新時期我國高校進行教育教學改革和提高教學質量的突破口與重要抓手就是課程教學與信息技術的深度融合。數制在計算機中是一種常見的形式，所以在高校開設的多門計算機基礎課程中都有數制轉換的內容，掌握各種數制及其轉換方法是高校學生必備的基礎知識之一。在數制轉換的傳統課堂教學方式中，教師不厭其煩地重復講解、演算，不但花費很多時間，消耗大量精力，而且影響時間效率，加上課時限制，教師無法在課堂上把各種方法逐一深入介紹，無力擴展教學內容，難以取得好的教學效果。本文利用微課翻轉數制轉換的課堂教學，將課程講解內容和演算步驟錄制成一個個的微課，讓學生課前自行觀看，引導學生自學。在數制轉換課堂教學中，教師把微課融入自己的教學過程，重點進行師生互動、解決實踐性問題。學生課下還可以反復學習來強化自己對知識的理解，大大提高了學生的學習效果。微課視頻給學生直觀感性認識，化抽象為具體，解決重點，突破難點。

一、數制轉換的教學背景和傳統數制轉換教學存在的問題

二進制、八進制和十六進制都是計算機科學領域中常用的數制，但只有二進制被計算機直接識別。為什么呢？因為二進制是由“1”和“0”兩個數碼表示的，其運算簡單明了，而且采用二進制在物理上易于實現、通用性強，所占用的空間較小，所消耗的能量較少，機器可靠性較高。在當前的自動化控制系統中，在數據采集、運算、交換、傳輸、輸入和輸出等所有環節中，無不以二進制數為核心。然而在現實生活中，當用數據解決實際問題如開發程序、進行信息交流、讀取機器內碼、輸入輸出數值等，通常使用十進制數來進行，因而在機器與人之間則涉及數制轉換問題，同時在設計過程中也需要實現計算機內部數據的轉換，所以大學生有必要掌握各種進制之間的互相轉換。

在計算機基礎教學中，數制轉換是整個教學中的難點。因為數制、編碼、數制轉換的內容都是抽象的基礎知識，要求進行記憶的，學習起來學生感到很吃力、費時，難免會失去熱情、興趣與積極性。再加上學生從幼兒園開始，課堂上學的和生活中用到的都是十進制，十進制和十進制的運算法則學生早就爛熟于心，受到思想習慣性思維的桎梏，當學生進行二進制運算時，經常會不自覺地被當成十進制來進行，頻頻出錯。在現有教學條件下，為了保證課堂秩序和教學質量，教師無法在課堂上把各種方法逐一深入介紹和重復演算，無力擴展教學內容，也不可能有太多的時間與學生交流并引導學生演算導致教學效果不好，難以達到教學目標。如何在有限的課時內，既能完成課程本身的內容，又能達到很好的教學效果？辦法就是采用微課翻轉數制轉換課堂教學。

“數制轉換翻轉課堂”是指學生在課前利用教師制作的微課視頻自主學習課程，課堂上參與互動活動（討論、探究、解惑、釋疑等）并完成練習的一種教學形態。

二、微課及其特征分析

微課是指為了增強學生個性化的學習效果，組合各種資源進行信息化教學設計，并按照課程標準及教學實踐要求，將某一教學環節或知識點或語言技能轉化成自成一體的多媒體視頻（時間不超過十分鐘）并發布的課程實施方式。微課具有如下方面的特征：第一，主題鮮明。微課主要是針對某一教學環節或某一知識點或疑難點實施教學活動，所設定與達到的教學目標比傳統教學錄像或課件更具體化，教學主題更明確和突出。第二，時間短、內容精。微課的“微”就是它最突出的特點，短小的微課視頻，是根據學生的行為習慣進行設計的，所以更適合學生的認知特點，更利于學生保持注意力和高效地建構知識。第三，資源多樣和集成化。微課以視頻為基本表現形式，要體現教學內容和教學程序的完整性，有效地輔助學生理解某一知識點，除了提供基本視頻內容，還要提供學習課件、各種交流機制和強化練習等。第四，技術門檻低，有廣泛的受眾群體。制作課件或教學錄像對設備和技術要求高，制作微課的工具和技術可以簡單到“手機+白紙+錄屏軟件”，操作和制作流程容易學。

三、數制轉換教學中引入微課的優勢

（一）豐富課堂教學。微課是數制轉換課堂教學的一種有益補充和學習資源的拓展。課堂上，教師可以更好地指導學生展開課堂討論，促進學生吸收內化相關知識，可以有更充裕的時間關注學生課堂上的學習狀態，參與學生的討論并給予學生切實有效的提議，從而構建出良好的師生互動關系。學生可以隨時、隨地、按需的學習，不受教師教學進度的制約；還可以利用課余時間去查漏補缺或者進行知識的延伸。這樣的教學模式提供了一個有效的學習框架，有助于學生建構自我世界的學習。

（二）以生為本。微課程是動態的課程活動，通過微課程的學習，學生不再受限于場地，不再受環境的制約，學習過程中擁有更多的自主權，這種學習方式有利于學生找到更適合的學習途徑。學生通過多次觀看微視頻來強化鞏固知識的學習方式，屬于按需學習。

（三）提高興趣。課程教學過程中引入微課，能最大限度地調動起學生學習的熱情，充分發揮學生主觀能動性，使學生自覺、努力和愉快地學習。

（四）促進教師角色的轉換。課堂上，教師既是學習的援助者，又是聯結未知世界與已知世界、聯結課堂內外世界之橋梁的“介入者”的角色。

（五）構建高效課堂。在教學過程中推進信息技術的普遍應用，促進高校課程與信息技術的深度整合，可以使教學內容的呈現方式、教師的教學方式、學生的學習方式和師生互動方式逐步實現變革，使信息技術的優勢得到充分發揮，為學生提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具。

四、數制轉換教學中引入微課的步驟

（一）工具準備。手機、白紙、手機支架、耳機（耳麥）、光源（臺燈）、直尺、筆、寫字臺。

（二）操作和錄制。具體如下：

1.選題。也就是知識點選取（重點、難點、易錯點、考點），本文選取數制轉換的重點和難點：二進制數十進制之間的轉換。

2.準備工作。（準備腳本）數制轉換的教案、數制轉換的課件（PPT）、二進制數轉換成十進制數的方法、公式、演算步驟；例題；練習題；將腳本中的解說詞錄制成聲音；將腳本中的內容順序制作成畫面。

3.錄制。固定手機支架，架上手機、畫定位框，在白紙上順序地、詳細地寫上例題的演算步驟，并加以講解。盡量保證語音清晰、畫面穩定、演算過程邏輯性強。

4.完善。內容錄制好后，利用錄屏軟件進行編輯，眾多編輯軟件里推薦camtasia studio，如果用iphone手機錄制，還需輔用格式工廠軟件。存儲格式建議存為.mp4或.avi，數制轉換微課制作完成。

（三）數制轉換微課視頻所錄制的內容。具體如下：

1.二進制數轉換為十進制數。方法一：按權展開法（二進制數和十進制數間的傳統轉換法），把二進制數按位權進行展開，計算機出各項總和即可。方法二：（8421法）就是一種湊數法，從右至左按2 的n次方的值列出，根據不同的情況進行“湊數”。把湊好的數從左至右相加即可。

將每個1所對應的值相加，0對應的忽略即：16+8+2+1=27。因8421法并不適用于小數，故小數部分仍用按權展開法，此處略去。

由上可知，當要轉換的二進制數位數較少或較單一時，8421法計算更簡單、更適用。

2.十進制數轉換為二進制數。將十進制數轉換成二進制數時，十進制數的整數部分采用“除2取余法”來轉換，十進制數的小數部分采用“乘2取整法”來轉換。

除2取余法：首先將該十進制數的整數部分除以2，此時會得到一個商和余數；再將剛得到的商除以2，又會得到一個商和余數，如此進行，直到得到的商為0時停止計算，最后把先后得到的余數依次排列起來，作為二進制數的從低位到高位的有效位。

乘2取整法：首先將該十進制數的小數部分乘以2，此時會得到積，將積的整數部分取出，再將積中余下的小數部分乘以2，此時又得到一個新積，將新積的整數部分取出，新積中余下的小數部分乘以2，如此進行，直到積中的小數部分為零或者達到所要求的精度時停止計算。最后把先后取出的整數部分按順序排列起來，作為二進制小數的由高位到低位的有效位。

方法一：（十進制數和二進制數間的傳統轉換法）整數部分采用除2取余法，小數部分采用乘2取整法。

方法二：（8421法）首先找出小于或者等于該十進制數的整數部分的2的最大次方值，然后從右至左按2的次方值列出，最左邊的值為剛找出的2的最大次方值，最后將列出的各項次方值從左至右累加，累加和小于原值就置1，大于原值就置0且棄而不用，直到累加和完全等于原值。

所以十進制的179轉換成二進制是10110011。

由于8421法只適用于整數部分，小數部分仍用乘2取整法，此處略去。

（四）數制轉換微課分析。數制轉換微課中詳細講授了課本的方法（方法一），又進行了知識的拓展（方法二），增大了課堂信息容量，豐富了課堂教學內容。數制轉換微課有效地降低了數制轉換理論教學內容的重復率，提高了時間效率。最重要的是數制轉換微課是一種動態的課程活動，學生可以不受場地、環境的限制，課前可以反復觀看解題過程，任意學習強化自己對知識的理解，大大提高學習效率，可以說數制轉換微課間接培養了學生的自主學習能力。

學生課前觀看了微課視頻，課堂上教師解惑、分析、總結，學生更深刻地理解和掌握數制轉換方法、步驟。微課視頻教學給學生直觀感性認識，化抽象為具體，解決重點，突破難點，為學生提供豐富的資源，培養學生多方面的能力。教師指導和協助學生學習，學生成為學習的主體。

可見，數制轉換教學中引入微課，教學手段多樣性化了，活躍了課堂教學氣氛，增大了課堂信息容量，激發了學生學習的熱情，使學生接受新知的環境變得輕松愉悅。同時給學生充分自主學習的機會，寓學于樂，提高教學效率。

五、數制轉換教學中引入微課的反思

在數制轉換教學中引入微課，是傳統課堂教學模式的顛覆，也是以生為本教學理念的真正體現，這種教學模式能促使學生掌握適合自己的學習方法，促進學生個性的發展，挖掘出學生潛在的能力，提高學生的綜合素養。教師選取一部分知識或重點、難點制作微課視頻，給學生課前反復觀看、學習以加深理解，顯著提高了教學效果。但是，把微課引入課堂教學，對教師提出了更高的要求。第一，在整個教學過程中，教師應培養學生愛學習、會學習、自主學習的能力，讓學生養成學習的習慣。第二，教師必須監管課前、課外學習。要保證微課的學習效果，教師必須了解、掌握和控制學生進行視頻學習是否認真、是否完成視頻上的思考題。面對難度較大的課外深度學習，學生只有達到這些要求才有可能保證提升學習成效。同時，教師在進行信息化教學設計時要提升微課內容的吸引力，因為學習自覺性強的學生畢竟少數，多數學生的自主學習意識較弱。第三，在課堂教學設計中，教師應當充分利用學生的身心發展特征，在學生注意力比較集中的時間內播放視頻。在對微課視頻進行編輯時，應當設置好諸如回放、暫停等功能，以方便學生自我控制學習進度，和方便學生開展自主學習。

六、結語

在數制轉換教學實踐中融入微課，能拓寬課堂教學內容、豐富課堂教學方式、增強課堂教學感染力、提高教學效果、促進教育教學的改革。同時，它也能為學生的自主學習提供最佳途徑，實現在線、遠程和移動等多元化模式的學習；對學生主觀能動性的發揮、內在學習動力的提高、主動參與積極性的增強以及培養學生分析問題解決問題的能力具有積極的意義。它能夠促使師生一起體驗，共同領悟和思考，使教學相長，相得益彰。

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[4]彭敏.“翻轉課堂”與微課教學在大學英語讀寫課中的應用研究[J].湖北經濟學院學報（人文社會科學版），2015（9）

【作者簡介】周秀梅（1972— ），女，廣西上林人，南寧地區教育學院副教授，研究方向：計算機教學。

（責編 劉健華）