數(shù)字電子技術(shù)的混合式教學(xué)

李健　李智　彭韻陶

摘要：在數(shù)字電子技術(shù)課程中引入?yún)f(xié)作學(xué)習(xí)和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)。以小組為主體，課前讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，課堂時間則用來完成作業(yè)、項(xiàng)目討論、個別解答，老師和同學(xué)可以有更多的互動時間，學(xué)生則更加主動、靈活地學(xué)習(xí)，這種混合式教學(xué)改革實(shí)踐，增加了學(xué)生的參與度，有助于學(xué)生更專注于主動的基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，有助于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)；協(xié)作學(xué)習(xí)；翻轉(zhuǎn)課堂；混合式教學(xué)

中圖分類號：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）04-0175-02

一、引言

數(shù)字電子技術(shù)課程實(shí)踐性強(qiáng)，是電子信息類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程。以講授為主的教學(xué)方式，效果不盡人意。為了提高學(xué)習(xí)效率，使同學(xué)們對相關(guān)內(nèi)容有更深層次的理解，我們在教學(xué)中引入?yún)f(xié)作學(xué)習(xí)和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式，取得了一定的成效。從以教為中心向以學(xué)為中心轉(zhuǎn)換，同時探究二者的最優(yōu)結(jié)合，這種混合教學(xué)改革實(shí)踐，增加了學(xué)生的參與度，有助于學(xué)生更專注于主動的基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，對知識點(diǎn)獲得了更深層次的理解，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。

二、協(xié)作學(xué)習(xí)

協(xié)作學(xué)習(xí)是通過小組或團(tuán)隊(duì)的形式組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種策略，我們首先實(shí)施的是協(xié)作學(xué)習(xí)。

協(xié)作學(xué)習(xí)的首要任務(wù)是分小組，形成小組后，首先自學(xué)相關(guān)內(nèi)容，然后組內(nèi)同學(xué)協(xié)作參與部分章節(jié)的講解，最后學(xué)生協(xié)作完成仿真題目。通過這三個步驟的協(xié)作學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到了對理論知識的基本掌握。

1.分組及課前學(xué)習(xí)。課程開始3周后，對所學(xué)知識進(jìn)行測試，按測試結(jié)果分成甲乙丙丁4個成績段，分組原則是每個小組由4個不同成績段的學(xué)生組成，讓學(xué)生自主選擇組員和組長形成小組，就可以開始協(xié)作學(xué)習(xí)了。各組按照要求的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行課前學(xué)習(xí)，為了監(jiān)督學(xué)習(xí)質(zhì)量，我們要求學(xué)生在上課前提交學(xué)習(xí)報告，教師在課前通過閱讀報告，預(yù)知整體的學(xué)習(xí)情況以及各組的學(xué)習(xí)情況，做到心中有數(shù)。

2，學(xué)生協(xié)作參與部分章節(jié)的講解。上課時教師會用一些時間講解關(guān)鍵知識點(diǎn)，接著便隨機(jī)抽選小組進(jìn)行知識講解，被抽中的小組選出學(xué)生以老師的角色為大家講授相關(guān)知識點(diǎn)，這樣可以加深理解，同時也起到督促作用。比如教材的第五章，組合邏輯電路，是前面基本邏輯門電路的組合，內(nèi)容比較簡單，容易理解，我們就抽選小組學(xué)生上講臺為大家講解，也可以尊重同學(xué)的意見，由愿意講的小組來講，結(jié)果是，換了“老師”，同學(xué)們很樂意聽講并且主人翁的積極性充分發(fā)揮出來，當(dāng)然也免不了老師隨時補(bǔ)充講解知識點(diǎn)，但老師只是個“打補(bǔ)丁”的角色。整個課堂，學(xué)生講解盡興，討論熱烈，所有同學(xué)都積極參與，效果很好。

3.系統(tǒng)應(yīng)用仿真。講解完成后是仿真環(huán)節(jié)。我們用的是英文原版教材[2]，編寫得細(xì)致深入，可讀性很好，在每一章節(jié)后面都有“理論實(shí)例化”和“系統(tǒng)應(yīng)用”。該教材在開始就引入了一個制藥廠的生產(chǎn)線系統(tǒng)，包括了編譯碼器、計數(shù)器、寄存器等等幾乎所有的數(shù)字電路的知識點(diǎn)，隨著課程的深入，各章所講的內(nèi)容就會在系統(tǒng)中清晰地呈現(xiàn)，并要求仿真，所以，所學(xué)知識點(diǎn)總是放到應(yīng)用系統(tǒng)中，知識點(diǎn)學(xué)了以后，便可以看到其用途。由于該課程是針對卓越工程師班的同學(xué)開設(shè)，同學(xué)們的基礎(chǔ)較好，所以這兩個部分在課前已布置任務(wù)，讓學(xué)生對其進(jìn)行仿真。課堂上我們會隨機(jī)再抽取小組進(jìn)行仿真的演示講解，其他組也隨時可以補(bǔ)充糾正，由于有一個制藥生產(chǎn)線的大框架引領(lǐng)，通過各章各個知識點(diǎn)對應(yīng)的仿真練習(xí)演示，使學(xué)生在學(xué)習(xí)的同時又進(jìn)行了應(yīng)用，興趣極高，進(jìn)一步參與到課堂中，可以說是又一個課堂小高潮，效果超過了預(yù)期，有些小組在課后還進(jìn)行了進(jìn)一步深化拓展。

三、翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂則是在協(xié)作學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步貫徹“以學(xué)為中心”的思想，更多地將學(xué)習(xí)的決定權(quán)由教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。實(shí)際上，翻轉(zhuǎn)課堂與協(xié)作學(xué)習(xí)是密不可分的，也是有所重疊的。我們在協(xié)作學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深化，提高對學(xué)生自主學(xué)習(xí)程度的要求，學(xué)生在進(jìn)課堂前要先看相關(guān)章節(jié)內(nèi)容及教學(xué)視頻，并完成作業(yè)及教材上的仿真練習(xí)。關(guān)鍵是，最后要自己設(shè)計自選題目，從生活中發(fā)現(xiàn)問題，然后嘗試解決問題，并在課前提交給老師。由于卓越班同學(xué)的基礎(chǔ)好，自主學(xué)習(xí)能力強(qiáng)，我們大膽地把教師講解時間拿掉，上課時間則由小組演示、討論，教師個別解答，各小組同學(xué)互相幫助，進(jìn)行自選題目的設(shè)計仿真，完成基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)。顯然要完成這些過程，需要學(xué)生大量的課外學(xué)習(xí)與工作，可喜的是，大部分小組還是完成了。這些設(shè)計作業(yè)中有自動停車場、考勤系統(tǒng)、汽車燈設(shè)計、數(shù)字頻率計、多功能數(shù)字鐘、產(chǎn)品裝配過程的計數(shù)裝置、乒乓球臺的計數(shù)器等等，有些小組還自學(xué)了單片機(jī)，將單片機(jī)作為控制中心，做成了一個控制小系統(tǒng)的雛形。最根本的是，從實(shí)際生活中發(fā)現(xiàn)問題，并且自己解決問題，使學(xué)生們感覺到數(shù)字電子技術(shù)這門課程并不是紙上談兵。通過自選題目的仿真設(shè)計，也讓學(xué)生們能夠感受到團(tuán)隊(duì)合作的重要性；最重要的是讓大家敢于用自己學(xué)到的理論知識解決實(shí)際生活中的問題，真正做到學(xué)以致用。許多同學(xué)通過這個過程，得到了創(chuàng)新和協(xié)作能力的培養(yǎng)，信心滿滿地申請到了學(xué)校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目，調(diào)動了學(xué)生的創(chuàng)新思維和科學(xué)研究興趣。

四、學(xué)生的評估反饋

除了平時的正常考試及期末考試之外，我們增加了學(xué)生的評估反饋環(huán)節(jié)，每個學(xué)生（不記名）寫一篇自己對于教學(xué)改革方法的意見。統(tǒng)計結(jié)果是大多數(shù)學(xué)生對縮減老師講授理論，增加自主學(xué)習(xí)、仿真練習(xí)和自主題目的教學(xué)方式，是比較滿意的，感覺學(xué)到了很多課本上沒有的東西，思想“飛起來”了，希望我們能夠布置更多的涉及知識面更廣的實(shí)踐性的題目。當(dāng)然也有同學(xué)反映太累，也希望老師能再多些講授，可能接受起來更容易。引用一個同學(xué)的學(xué)習(xí)感受（該同學(xué)自己選題，設(shè)計了一個乒乓球臺計數(shù)裝置，花了不少的時間，最后終于成功了）：“課業(yè)的繁重讓我們總以為學(xué)習(xí)離生活很遠(yuǎn)，設(shè)計一個計數(shù)報警裝置不過是一次單純的設(shè)計作業(yè)，意在鍛煉對理論知識的掌握能力。但當(dāng)我真正著手去設(shè)計一個完全是自發(fā)自選的生活中的用具，真正用所學(xué)知識成功設(shè)計出一個或復(fù)雜或簡單的完整裝置，我突然覺得，學(xué)習(xí)離生活真的可以很近。所以很顯然，這次設(shè)計作業(yè)的收獲并不僅僅是能夠熟悉并運(yùn)用了一款軟件，掌握了一種電路設(shè)計，不夸張地說，我從中得到的是一次催人奮進(jìn)的體會”。

五、結(jié)語

我們的課程除了一部分仍然沿用傳統(tǒng)的講授為主的教學(xué)外，大部分用于協(xié)作性教學(xué)，同時引入了翻轉(zhuǎn)課堂，效果很顯著，同學(xué)們的積極性和興趣顯然被調(diào)動起來了，所收獲的不僅僅是書本知識，更重要的是如何應(yīng)用知識發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，是思維的創(chuàng)新，把書本知識變“活”了。當(dāng)然也有不足之處，比如：4人一組，成員有點(diǎn)多，存在“打醬油”的同學(xué)；教師需要花更多的精力，對老師也是更高的要求；對于自選題目，由于時間的關(guān)系數(shù)量上不去等等。從以教為中心向以學(xué)為中心轉(zhuǎn)移的過程中，如何實(shí)現(xiàn)二者的最優(yōu)結(jié)合，是需要老師根據(jù)課程和學(xué)生的水平動態(tài)把握好的，也是決定最終的教學(xué)效果的關(guān)鍵。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖春燕，趙婷婷.MIT電氣科學(xué)與工程專業(yè)本科培養(yǎng)體系研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2015，37（6）：1-4.

[2]Thomas L.Floyd.Digital Fundamentals（Tenth Edition）[M].Phoenix Color Corp.

[3]董旭梅，陳怡.MIT電氣工程和計算機(jī)科學(xué)系本科課程體系評價[J].2014，6（4）：4-9.endprint