“數字電路實驗”課線上+線下混合式教學的革新與實踐

張 熙 孟 超 夏桂書 王 悠

（中國民用航空飛行學院 四川廣漢 618307）

隨著教育信息化2.0時代的到來，線上教學在我國高等院校的教學改革中逐漸廣泛的實施，相比于傳統課堂教學，它的優勢是顯而易見的，學習時間地點靈活，內容選擇豐富、便捷，遠程互動功能等等，滿足大學學習成員主動學習、自我提高的需求，教學管理平臺具有自動管理和處理功能，使教學管理更加高效，這些都體現了現代教育的特點。[1][2]

在開辟線上+線下實驗教學課程時，充分利用線上教學的優勢，提高教學效率和教學質量，達到“教育生產力的顯著提高”，是我們必須思考的問題。“所謂信息技術與課程深層次整合，就是通過將信息技術有效地融合于各學科的教學過程來營造一種信息化教學環境，實現一種既能充分發揮教師主導作用又能突出體現學生主體地位的以‘自主、探究、合作’為特征的新型教與學方式，從而把學生的主動性、積極性、創造性較充分地發揮出來，使傳統的課堂教學結構發生根本性變革—由‘以教師為中心’的教學結構轉變為‘主導—主體相結合’的教學結構。”，而其中課堂教學結構的變革，是信息技術與學科教學“深度融合”的確切內涵。[3]

基于以上內涵，在實驗教學中要摸索信息技術與學科教學“深度融合”的思路與途徑方法，就是要考慮怎樣設計與課堂教學相配合的信息化學習環境（線上教學資源內容及呈現方式）？線下課堂教學怎樣呼應線上教學，使兩者緊密地有機聯系成一體？實驗項目的組織環節應該做什么樣的變革，使線上+線下教學模式順利有效的實施？ 這些就是我們具體面臨的問題。

筆者在依托高等教育出版社ICC數字課程云平臺，進行實驗教學改革實踐中，對這些問題做了不斷思考和實踐，對教學各個環節持續做著調整、改進，這里結合數字電路實驗之一“基本RS、JK、D觸發器的邏輯功能測試”，與讀者、同行做一些探討。

一、制作適合在線上學習的PPT 與微視頻等教學資源

傳統教學使用的PPT，顯示的是教學要點，課堂上學生需要跟著教師的教學思路，聽取PPT的分解說明、對重點的詳細講解，以便在很短的時間里，掌握馬上要進行應用的實驗方法、操作細節。

而線上教學的PPT，首先需要內容更詳細，而且讓學生有興趣學習，并體會出實驗涉及的原理知識之間的內部邏輯聯系。需要借助圖片、文本框、動畫和其他版面設計等，使層次、邏輯、重點體現出來。同時再錄制一些配合PPT教學的微視頻，進行教學難點的演示，可以使學習效果得到進一步保證。

在“基本RS、JK、D觸發器的邏輯功能測試”實驗的線上教學PPT中，筆者對觸發器功能測試方法學習內容進行了由淺入深遞進式的安排，首先在基本RS觸發器邏輯測試這個基礎部分，用旁白的方式在功能表旁邊對應標出邏輯功能，每個端子標出名稱及含義，并且打出一道二選一的問題，引導學生思考實驗中怎么去觀察區分Qn與Qn+1，這是觀察理解觸發器功能的基礎。

到介紹D觸發器的功能測試時，就只標示觸發器每個端子的名稱，用比較多的篇幅重點介紹兩點：a）CP信號發出的前后過程和觀察方法，是后兩個觸發器測試觀察的關鍵，除了在用圖片結合文字框加以介紹，還引入了相應演示介紹的微視頻。b）測試內容要求設置好Qn后，再對D和CP端子功能進行測試。為解決這個難點，對設置Qn的方法加了文本框說明，特別對容易忽略的下降沿前設置好初始狀態做了提醒，再次引入有關操作演示的微視頻，以便學生充分學習掌握。

在最后的JK觸發器測試，重點就是促使學生消化前兩部分對實驗觀察和操作方法的理解掌握，通過思考自行列出實驗測試表，并用正確的方法完成測試觀察。那么，在PPT中要讓學生明確測試目的：重點觀察J、K端信號是否在CP信號的下降沿時，決定Q端輸出狀態。還要明確無特殊的測試條件。點明這個自擬的測試表是課前必須檢查的內容，引起其重視。

二、編寫課前在線測試題，了解學生前一環節學習情況，補充學習實驗細節。

筆者認為課前測試題不是隨便出幾道題，有個分數就行了，而是應該緊密結合PPT和教材介紹的實驗重點、難點、注意事項，針對性的出題，通過測試促使學生再次對理解實驗原理、方法進行深入的思考，加深印象，也可以對PPT的學習起到補充作用。

例如觸發器實驗測試題：

a）如果本實驗中J K 觸發器的R D、S D 都為1 電平，J=1，K=0，當正向脈沖CP信號按鈕按下時，輸出Qn+1狀態（ ）。

b）測表三時，如果要達到n=1要求，則以下對RD、SD的操作方法，正確的是（ ）。題a）考察學生對觸發器功能是否了解，是否會使用CP發生裝置；

題c）考察學生是否理解如何利用優先端子設置初始狀態。

三、利用線上課前通知公告，引導、激勵學生按新的教學模式完成各階段學習目標。

通知公告中除了可以通知實驗時間地點，還可以發揮更大的作用，為更好達到教學目的而服務，就是告知學生怎樣完成線上學習、怎樣準備課上學習的，指引本次實驗的學習程序和階段性目標。

觸發器實驗通知的內容，包括：

a）要求學生先學習相關課程資源（教材、PPT、微視頻等等）、PPT學習中要重點思考哪些問題、要準備哪些測試表。

b）在什么時段完成線上課前答題，在什么時間再查看答案。

c）告知教師在實驗課堂上將不再從頭講解實驗內容，而是對同學抽查提問實驗相關問題，回答正確后予以實驗加分獎勵，回答錯誤予以扣分。

d）告知實驗完成的規定時間是一個半小時。

e）告知實驗完成后，教師要學生現場動手演示部分測試操作程序，看是否正確無誤。

這些措施是要學生明白，線上學習不是一般的預習，它就是正式的學習，完成的好壞是跟他們的課堂操作、得分緊密相關的。促使其摒棄傳統課堂教學模式里，單純依賴老師課前講解，被動接受的學習習慣，變為主動地去理解、思考、掌握學習內容，增強學習的獲得感，和靠自己點點滴滴、真真切切學習完成實驗的成就感。

四、課后對教學設計及教學效果的調查、反思、改進。

從2017年試行線上教學起，筆者就對門電路、觸發器等數字電路實驗的PPT設計、視頻拍攝、試題庫建立、通知公告構建、教學各環節組織方式等環節，進行了一系列的嘗試和改進。課后，根據自己的反思和學生的反饋，把PPT的內容描述做得更加全面、精細、問題指向更準確；把通知公告變得對學生明確學習流程和要求，更具體指導作用；加寬了課堂交流討論環節的范圍以督促學生加強課前學習。從對實驗結束時的操作檢查考核來看，操作熟練程度和正確程度，比使用傳統教學方式時更好，平均完成實驗的時間，也有所縮短。

為了更貼近學生學習認知的需要，適應接受能力不同的各層次學生的學習，筆者近期就各個教學環節做了一些詳細調查。

比如：教學PPT環節，教學內容表達是否全部清楚？內容條理、邏輯是否清晰 ？微視頻部分，拍攝的教學操作演示是否有較好的教授效果？課前測試題環節，題目難易程度是否合適？通知公告部分，是否起到了指引學習方法的作用？課堂交流討論環節，有無做操作前討論和答疑解惑的必要？等等。

以上各項調查基本上都得到了正面肯定的答復，說明學生對觸發器實驗在線上、線下的教學設計和實施效果是積極認可的。

首先學生們歡迎使用這種模式，因為學習時間自己靈活掌握，可以滿足具有不同接受能力的學生的需求。能力強的學生課堂上不用再像傳統教學一樣，在課堂上花多余的時間陪著別人長時間聽講；能力弱的學生，有問題在課前可以多用點時間去把它解決一部分，在課上經過老師的重點內容討論環節也可完全解決。而且學生認為這種實驗教學方式通過自己的主動學習理解獲得了成功，感覺比較欣喜、有成就感，強于傳統課堂的被動接受型學習。

總之，筆者認為教師在教學設計及實施中如果努力做到，用線上教學資源引導、啟發學生主動獲取實驗學習信息，用測試題、討論、檢查等各種手段調動學生的學習積極性、輔助學生進一步掌握實驗知識、技能，線上與線下的教學安排互相呼應和促進，使教學結構轉變為“主導—主體相結合”，那么就能在新的教學模式和新的教學方式下，達到比較好的學習效果，提高實驗教學效率和質量。