“數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)”課線上+線下混合式教學(xué)的革新與實(shí)踐

張 熙 孟 超 夏桂書(shū) 王 悠

（中國(guó)民用航空飛行學(xué)院 四川廣漢 618307）

隨著教育信息化2.0時(shí)代的到來(lái)，線上教學(xué)在我國(guó)高等院校的教學(xué)改革中逐漸廣泛的實(shí)施，相比于傳統(tǒng)課堂教學(xué)，它的優(yōu)勢(shì)是顯而易見(jiàn)的，學(xué)習(xí)時(shí)間地點(diǎn)靈活，內(nèi)容選擇豐富、便捷，遠(yuǎn)程互動(dòng)功能等等，滿足大學(xué)學(xué)習(xí)成員主動(dòng)學(xué)習(xí)、自我提高的需求，教學(xué)管理平臺(tái)具有自動(dòng)管理和處理功能，使教學(xué)管理更加高效，這些都體現(xiàn)了現(xiàn)代教育的特點(diǎn)。[1][2]

在開(kāi)辟線上+線下實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程時(shí)，充分利用線上教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，達(dá)到“教育生產(chǎn)力的顯著提高”，是我們必須思考的問(wèn)題。“所謂信息技術(shù)與課程深層次整合，就是通過(guò)將信息技術(shù)有效地融合于各學(xué)科的教學(xué)過(guò)程來(lái)營(yíng)造一種信息化教學(xué)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)一種既能充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用又能突出體現(xiàn)學(xué)生主體地位的以‘自主、探究、合作’為特征的新型教與學(xué)方式，從而把學(xué)生的主動(dòng)性、積極性、創(chuàng)造性較充分地發(fā)揮出來(lái)，使傳統(tǒng)的課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生根本性變革—由‘以教師為中心’的教學(xué)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)椤鲗?dǎo)—主體相結(jié)合’的教學(xué)結(jié)構(gòu)。”，而其中課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)的變革，是信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)“深度融合”的確切內(nèi)涵。[3]

基于以上內(nèi)涵，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要摸索信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)“深度融合”的思路與途徑方法，就是要考慮怎樣設(shè)計(jì)與課堂教學(xué)相配合的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境（線上教學(xué)資源內(nèi)容及呈現(xiàn)方式）？線下課堂教學(xué)怎樣呼應(yīng)線上教學(xué)，使兩者緊密地有機(jī)聯(lián)系成一體？實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的組織環(huán)節(jié)應(yīng)該做什么樣的變革，使線上+線下教學(xué)模式順利有效的實(shí)施？ 這些就是我們具體面臨的問(wèn)題。

筆者在依托高等教育出版社ICC數(shù)字課程云平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐中，對(duì)這些問(wèn)題做了不斷思考和實(shí)踐，對(duì)教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)持續(xù)做著調(diào)整、改進(jìn)，這里結(jié)合數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)之一“基本RS、JK、D觸發(fā)器的邏輯功能測(cè)試”，與讀者、同行做一些探討。

一、制作適合在線上學(xué)習(xí)的PPT 與微視頻等教學(xué)資源

傳統(tǒng)教學(xué)使用的PPT，顯示的是教學(xué)要點(diǎn)，課堂上學(xué)生需要跟著教師的教學(xué)思路，聽(tīng)取PPT的分解說(shuō)明、對(duì)重點(diǎn)的詳細(xì)講解，以便在很短的時(shí)間里，掌握馬上要進(jìn)行應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法、操作細(xì)節(jié)。

而線上教學(xué)的PPT，首先需要內(nèi)容更詳細(xì)，而且讓學(xué)生有興趣學(xué)習(xí)，并體會(huì)出實(shí)驗(yàn)涉及的原理知識(shí)之間的內(nèi)部邏輯聯(lián)系。需要借助圖片、文本框、動(dòng)畫和其他版面設(shè)計(jì)等，使層次、邏輯、重點(diǎn)體現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)再錄制一些配合PPT教學(xué)的微視頻，進(jìn)行教學(xué)難點(diǎn)的演示，可以使學(xué)習(xí)效果得到進(jìn)一步保證。

在“基本RS、JK、D觸發(fā)器的邏輯功能測(cè)試”實(shí)驗(yàn)的線上教學(xué)PPT中，筆者對(duì)觸發(fā)器功能測(cè)試方法學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行了由淺入深遞進(jìn)式的安排，首先在基本RS觸發(fā)器邏輯測(cè)試這個(gè)基礎(chǔ)部分，用旁白的方式在功能表旁邊對(duì)應(yīng)標(biāo)出邏輯功能，每個(gè)端子標(biāo)出名稱及含義，并且打出一道二選一的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)中怎么去觀察區(qū)分Qn與Qn+1，這是觀察理解觸發(fā)器功能的基礎(chǔ)。

到介紹D觸發(fā)器的功能測(cè)試時(shí)，就只標(biāo)示觸發(fā)器每個(gè)端子的名稱，用比較多的篇幅重點(diǎn)介紹兩點(diǎn)：a）CP信號(hào)發(fā)出的前后過(guò)程和觀察方法，是后兩個(gè)觸發(fā)器測(cè)試觀察的關(guān)鍵，除了在用圖片結(jié)合文字框加以介紹，還引入了相應(yīng)演示介紹的微視頻。b）測(cè)試內(nèi)容要求設(shè)置好Qn后，再對(duì)D和CP端子功能進(jìn)行測(cè)試。為解決這個(gè)難點(diǎn)，對(duì)設(shè)置Qn的方法加了文本框說(shuō)明，特別對(duì)容易忽略的下降沿前設(shè)置好初始狀態(tài)做了提醒，再次引入有關(guān)操作演示的微視頻，以便學(xué)生充分學(xué)習(xí)掌握。

在最后的JK觸發(fā)器測(cè)試，重點(diǎn)就是促使學(xué)生消化前兩部分對(duì)實(shí)驗(yàn)觀察和操作方法的理解掌握，通過(guò)思考自行列出實(shí)驗(yàn)測(cè)試表，并用正確的方法完成測(cè)試觀察。那么，在PPT中要讓學(xué)生明確測(cè)試目的：重點(diǎn)觀察J、K端信號(hào)是否在CP信號(hào)的下降沿時(shí)，決定Q端輸出狀態(tài)。還要明確無(wú)特殊的測(cè)試條件。點(diǎn)明這個(gè)自擬的測(cè)試表是課前必須檢查的內(nèi)容，引起其重視。

二、編寫課前在線測(cè)試題，了解學(xué)生前一環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)情況，補(bǔ)充學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。

筆者認(rèn)為課前測(cè)試題不是隨便出幾道題，有個(gè)分?jǐn)?shù)就行了，而是應(yīng)該緊密結(jié)合PPT和教材介紹的實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)、難點(diǎn)、注意事項(xiàng)，針對(duì)性的出題，通過(guò)測(cè)試促使學(xué)生再次對(duì)理解實(shí)驗(yàn)原理、方法進(jìn)行深入的思考，加深印象，也可以對(duì)PPT的學(xué)習(xí)起到補(bǔ)充作用。

例如觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)測(cè)試題：

a）如果本實(shí)驗(yàn)中J K 觸發(fā)器的R D、S D 都為1 電平，J=1，K=0，當(dāng)正向脈沖CP信號(hào)按鈕按下時(shí)，輸出Qn+1狀態(tài)（ ）。

b）測(cè)表三時(shí)，如果要達(dá)到n=1要求，則以下對(duì)RD、SD的操作方法，正確的是（ ）。題a）考察學(xué)生對(duì)觸發(fā)器功能是否了解，是否會(huì)使用CP發(fā)生裝置；

題c）考察學(xué)生是否理解如何利用優(yōu)先端子設(shè)置初始狀態(tài)。

三、利用線上課前通知公告，引導(dǎo)、激勵(lì)學(xué)生按新的教學(xué)模式完成各階段學(xué)習(xí)目標(biāo)。

通知公告中除了可以通知實(shí)驗(yàn)時(shí)間地點(diǎn)，還可以發(fā)揮更大的作用，為更好達(dá)到教學(xué)目的而服務(wù)，就是告知學(xué)生怎樣完成線上學(xué)習(xí)、怎樣準(zhǔn)備課上學(xué)習(xí)的，指引本次實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)程序和階段性目標(biāo)。

觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)通知的內(nèi)容，包括：

a）要求學(xué)生先學(xué)習(xí)相關(guān)課程資源（教材、PPT、微視頻等等）、PPT學(xué)習(xí)中要重點(diǎn)思考哪些問(wèn)題、要準(zhǔn)備哪些測(cè)試表。

b）在什么時(shí)段完成線上課前答題，在什么時(shí)間再查看答案。

c）告知教師在實(shí)驗(yàn)課堂上將不再?gòu)念^講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，而是對(duì)同學(xué)抽查提問(wèn)實(shí)驗(yàn)相關(guān)問(wèn)題，回答正確后予以實(shí)驗(yàn)加分獎(jiǎng)勵(lì)，回答錯(cuò)誤予以扣分。

d）告知實(shí)驗(yàn)完成的規(guī)定時(shí)間是一個(gè)半小時(shí)。

e）告知實(shí)驗(yàn)完成后，教師要學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)手演示部分測(cè)試操作程序，看是否正確無(wú)誤。

這些措施是要學(xué)生明白，線上學(xué)習(xí)不是一般的預(yù)習(xí)，它就是正式的學(xué)習(xí)，完成的好壞是跟他們的課堂操作、得分緊密相關(guān)的。促使其摒棄傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式里，單純依賴?yán)蠋熣n前講解，被動(dòng)接受的學(xué)習(xí)習(xí)慣，變?yōu)橹鲃?dòng)地去理解、思考、掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的獲得感，和靠自己點(diǎn)點(diǎn)滴滴、真真切切學(xué)習(xí)完成實(shí)驗(yàn)的成就感。

四、課后對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)及教學(xué)效果的調(diào)查、反思、改進(jìn)。

從2017年試行線上教學(xué)起，筆者就對(duì)門電路、觸發(fā)器等數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的PPT設(shè)計(jì)、視頻拍攝、試題庫(kù)建立、通知公告構(gòu)建、教學(xué)各環(huán)節(jié)組織方式等環(huán)節(jié)，進(jìn)行了一系列的嘗試和改進(jìn)。課后，根據(jù)自己的反思和學(xué)生的反饋，把PPT的內(nèi)容描述做得更加全面、精細(xì)、問(wèn)題指向更準(zhǔn)確；把通知公告變得對(duì)學(xué)生明確學(xué)習(xí)流程和要求，更具體指導(dǎo)作用；加寬了課堂交流討論環(huán)節(jié)的范圍以督促學(xué)生加強(qiáng)課前學(xué)習(xí)。從對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)的操作檢查考核來(lái)看，操作熟練程度和正確程度，比使用傳統(tǒng)教學(xué)方式時(shí)更好，平均完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，也有所縮短。

為了更貼近學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知的需要，適應(yīng)接受能力不同的各層次學(xué)生的學(xué)習(xí)，筆者近期就各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)做了一些詳細(xì)調(diào)查。

比如：教學(xué)PPT環(huán)節(jié)，教學(xué)內(nèi)容表達(dá)是否全部清楚？?jī)?nèi)容條理、邏輯是否清晰 ？微視頻部分，拍攝的教學(xué)操作演示是否有較好的教授效果？課前測(cè)試題環(huán)節(jié)，題目難易程度是否合適？通知公告部分，是否起到了指引學(xué)習(xí)方法的作用？課堂交流討論環(huán)節(jié)，有無(wú)做操作前討論和答疑解惑的必要？等等。

以上各項(xiàng)調(diào)查基本上都得到了正面肯定的答復(fù)，說(shuō)明學(xué)生對(duì)觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)在線上、線下的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)施效果是積極認(rèn)可的。

首先學(xué)生們歡迎使用這種模式，因?yàn)閷W(xué)習(xí)時(shí)間自己靈活掌握，可以滿足具有不同接受能力的學(xué)生的需求。能力強(qiáng)的學(xué)生課堂上不用再像傳統(tǒng)教學(xué)一樣，在課堂上花多余的時(shí)間陪著別人長(zhǎng)時(shí)間聽(tīng)講；能力弱的學(xué)生，有問(wèn)題在課前可以多用點(diǎn)時(shí)間去把它解決一部分，在課上經(jīng)過(guò)老師的重點(diǎn)內(nèi)容討論環(huán)節(jié)也可完全解決。而且學(xué)生認(rèn)為這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式通過(guò)自己的主動(dòng)學(xué)習(xí)理解獲得了成功，感覺(jué)比較欣喜、有成就感，強(qiáng)于傳統(tǒng)課堂的被動(dòng)接受型學(xué)習(xí)。

總之，筆者認(rèn)為教師在教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施中如果努力做到，用線上教學(xué)資源引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)獲取實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)信息，用測(cè)試題、討論、檢查等各種手段調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、輔助學(xué)生進(jìn)一步掌握實(shí)驗(yàn)知識(shí)、技能，線上與線下的教學(xué)安排互相呼應(yīng)和促進(jìn)，使教學(xué)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲗?dǎo)—主體相結(jié)合”，那么就能在新的教學(xué)模式和新的教學(xué)方式下，達(dá)到比較好的學(xué)習(xí)效果，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和質(zhì)量。