基于職教云的項目式“數字電子技術”課的對分課堂教學改革

趙海君

(山西工程職業學院 山西太原 030009)

1 教學現狀與學生現狀

1.1 課堂教學現狀

《數字電子技術》課程是電子信息工程技術專業的主干項目課程，屬專業基礎學習領域。它是學生專業學習的重要基礎課程，也是現代電子技術賴以發展的基礎，是電子產品、電子儀器儀表維護和維修必備的專業知識，對學生畢業后職業能力的提升和再教育的完成具有非常重要的作用。

從該課程的內容上來說，按照專業人才培養方案，該課程在第三學期開展教學，重點內容是：以基本門電路、組合電路分析與設計為基礎后續對編碼器、譯碼器、觸發器、時序邏輯、定時器、模數轉換器等器件進行介紹。該課程涉及電路基礎、模擬電子技術知識較多，存在底子薄的現象。到目前為止，這門課的教學仍然采用的是傳統教學方法，老師教授為主，習慣于滔滔不絕地把內容灌輸給學生，講授的時間占到80%～90%，學生的參與度不高，都是被動地接受知識，且課堂氛圍不好，有必要對該課程進行改革[1]。

1.2 學生現狀

從學生層面來說，該課程的授課對象是高職院校的大二學生，其生源45%來自于單招，45%來自于對口，10%來自于高考。一部分學生入學時沒有參加文化課考試，另一部分學生文化課成績偏低，再加上中學時代填鴨式學習，只記憶現成答案，死記硬背，缺乏主動學習的能力。學會一般都是獨立式學習，也就缺乏團隊合作，共同解決問題的能力。學習該課程困難很大，教學過程中往往出現剛接觸該課程沒有多長時間，就自動放棄、棄學的現象。這些學生也有很多優點，如思想活躍、動手能力強、適應性強等，根據學生的學情分析以及該課程的特點，需要對該課程進行教學改革。復旦大學的張學新教授在2014年提出的“對分課堂”，在很多高校都得到了教師的認可，所以有必要將對分課堂引入該課程[2]。

2 對分課堂與職教云

2.1 對分課堂概述

對分課堂分為當堂對分和隔堂對分兩種模式。當堂對分指的是教師講解、學生獨立學習和學生討論在同一堂課中完成，隔堂對分指的是這節課講的內容在下節課討論，自學內化及做作業在課后進行?；菊n堂教學實施如下[3]。

（1）課堂講授：講授環節，教師以講為主，講解學習目標、講解章節內容的邏輯結構、講解重難點。告訴學生學什么、為何學和如何學，基本不向學生提問，也不組織討論。（2）獨立學習（內化）：當堂給予學生一定的時間閱讀教材、完成作業，根據個人的興趣、能力、需求，以最適宜自己的方式方法，深入理解，進行個性化的內化、吸收。（3）討論和提問：要求學生圍繞作業，針對各自的收獲、困惑、疑難，互相切磋學習，交互式討論時，教師巡回督促所有學生認真參與，但不要過多涉入。（4）全班交流和總結：教師邀請全班自由發言，有遺留的問題提出來，教師給予解答。最后教師做簡單總結，把學生遺漏的，需要深化、提升的講一下，結束整個過程。教學過程如圖1所示。

圖1 當堂對分教學過程

2.2 職教云平臺概述

職教云是一款以學校為單位面向師生的線上教學平臺，教師可以自己建課或者將職教云中的素材直接導入，開展授課。教師可以通過此平臺觀看每個人的學習動態，也可以實現線上點名、線上提問、線上討論等與學生開展豐富多彩的課堂活動。學生可以通過App提交作業、看課件、看教學視屏、考試等，從而真正達到課堂翻轉的目的[4]。

職教云是一種利用現代教育技術，實現多媒體教學、網絡教學。在課堂教學上，利用視聽媒體和課件的演示，提高了教學的直觀性、趣味性和互動性。同時，將課程的授課PPT、授課錄像等相關教學資料在校園網上發布，實現優質教學資源共享，方便學生在課外能夠利用網上資源進行自主學習，通過手機App，在網上完成課下作業、實驗等。

3 課程改革設計

以項目為導向、把每一個項目分成若干個任務，每個任務前后排序要符合學生的認知規律，考慮從簡單到復雜、從單一到綜合的排序過程；每個任務采用當堂對分的課堂教學模式展開。每個項目采用小組討論、仿真的模式展開。因為對分課堂，主體在學生，所以可以在考核方式上多偏重于平時，加強平時成績的考核比重。該課程采用平時成績（出勤+課堂表現+實驗）60%+終結性考核（期末卷面考核）40%的考核方式。

3.1 任務導入

下面以項目一表決器的設計為例，導入任務：舉重比賽中，運動員的成績是否合格，取決于裁判組的意見。表決器電路就是為解決裁判的表決問題而設計，裁判同意，只需按下對應的開關，結果可以通過燈光直接顯示。制作表決器，重點是根據實際任務要求確定輸入、輸出的邏輯關系，選擇合適邏輯門電路。

3.2 任務開展

要想設計出表決器，需要根據項目一的任務導入細分出下列任務：數制與碼制、邏輯門電路、代數法化簡、最小項、卡諾圖、組合邏輯電路的分析與設計等（見表1）。下面以其中的一個任務數制與編碼教學過程開展對分課堂。

表1 表決器設計教學安排

3.2.1 數制與編碼對分課堂教學過程

課前，教師在職教云課堂學習平臺發布新課相關的微視頻、課件，學生可以提前預習。

課中包括以下幾點。

（1）課堂講授。數制就是一種計數的方法，拿中國的成語作為例子來引導學生對數制的理解，例如“屈指可數”指扳著手指就可以數清楚，形容數量很少。每個人的一雙手有10根手指頭，可以看作十進制?！捌敢凰恪?，古時寓意以拇指點著其他指節來推算干支或占測吉兇，這只是一個計算天干地支的方法而已，天干共十位，依次是甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。地支共十二位，依次是子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。用十天干與十二地支之間的相互配合，有60種組合，可以看作六十進制?！鞍虢锇藘伞敝概f制半斤（舊制一斤為十六兩）。半斤與八兩輕重相等，可以看作十六進制。從3 個成語舉例中可以看出，中華民族從古至今都在使用計數。引入課程思政也是對古人智慧、古人優秀文化的傳承。隨著電子產品的問世，所有的電子計算機中只有兩種基本的狀態“開”和“關”。也就是說，電子管的兩種狀態決定了以電子管為基礎的電子計算機采用二進制來表示數字和數據也是一種計數方法，計數是一種傳承。然后講解數制之間的轉換，最后以二進制為基礎講解數字電路采用的常見的BCD 編碼方法。

（2）獨立學習，內化吸收過程，職教云上發布電子作業，針對學生學情分析，主要因為有部分學生基礎較差，布置的作業也相應比一般大學的簡單。比如：①十進制數1 000對應二進制數，對應的十六進制數。②十進制數45用8421BCD碼表示。③十六進制FFF.CH換成十進制等。給學生們預留出時間：一是通過教材學習，學習教材上的知識點；二是通過職教云建立的微課或大學生MOOC 網學習，采用教材和職教云相結合的方式，以教材為主，遇到知識難點再看視頻[5]，完成作業，根據個人的興趣、能力、需求，以最適宜自己的方式方法，深入理解，進行個性化的內化、吸收。

（3）學生圍繞作業，教師在職教云發布討論：①二進制、八進制、十六進制的轉換關系；②BCD 碼編碼形式等。學生通過發布的討論互相溝通，共同解決。教師在職教云隨機搖號，提問看學生對所學知識的掌握情況。

（4）根據若干學生的回答，全班交流，給出自己理解的答案，如果學生經過討論和提問，仍有共性問題，教師給出答疑，然后最后總結，結束這堂課。

課后，依據每個任務內容的不同效果，布置紙質作業，批改作業，反饋教學。

3.2.2 項目對分課堂教學過程

在教師將每一個任務以對分課堂的形式開展過后，考察每個學生的掌握情況，以項目實戰加強學生的知識鞏固再吸收，仍然以項目一表決器設計為例。

（1）課前，在職教云發布proteus8 professional 的使用方法和使用教學視頻，學生利用課后的時間提前掌握。

（2）課中相關內容具體包括以下4點。

第一，課堂教授。教師再拉出項目一表決器的任務導入，與學生分析任務導入中的信息，舉重員成績只有合格和不合格兩種情況，可用二進制0，1 表示。裁判是否同意舉重員成績合格也是同意和不同意兩種情況，也可以用0，1 表示。經過分析也能看出裁判的同意與否直接會導致舉重員是否合格，是一種因果關系，根據這種因果關系來確定輸入與輸出。

第二，獨立學習。學生可以根據教師的分析，分析設計任務，確定輸入輸出變量，找到輸出與輸入的邏輯關系，列出真值表，寫表達式，畫出電路圖，達到只是再鞏固吸收的目的。采用proteus8 professional，選擇合適的元器件，連線，畫仿真電路圖[6]。

第三，教師在職教云隨機搖號，提問若干學生對項目的連線仿真情況。

第四，問題解決。根據若干學生的回答，全班交流，給出自己理解的答案，如果學生經過討論和提問，仍有共性問題，教師給出答疑，然后做最后總結，結束這堂課。

（2）課后，收集學生的仿真圖，反饋教學。圖2 是項目教學實施圖。

圖2 項目教學實施

4 實施成效

通過利用職教云平臺的共享資源和互動評價，以及視頻和現場教學相結合，把平時講不透、不易理解的內容結合專題項目進行直觀的講解。學生的學習效率、積極性、對知識理解與領悟明顯提升，通過職教云平臺的數據評價反饋，記錄學生的學習成長數據和完成項目的成果評價，使得學生的學習更有成就感，學習信心明顯增強。從圖3 可以看出，107 人選課中，幾乎所有人的學習進度都在80%～100%之間，能客觀地體現學生的學習熱情。

圖3 學習進度

從圖4中可以看出選課學生只有107人，但課件訪問數就達到了7 049次，訪問時間也達到了34 565 min。還有516 次對教學視頻和課件做了評價，學生們還根據自己的見解，有69 次對課件做出了糾錯。還有184次筆記、189次問答，充分反映出對分課堂模式對學生的影響。

圖4 課件學習

從圖5 中可以看出，在最后的線上考試中也可以看出63 人成績分布在80～100 分之間，40 人成績分布在60～80 之間，60 分以下的只有4 人。通過成績充分反映對分課堂教學的成功，取得了不錯的效果。

圖5 學習成績

從表2中可以看出，整門課，在對分課堂的實施過程中，主要的教學活動有教師發布的28 次討論，參與度達到420 次；2 次投票，參與度達到187 次；7 次問卷調查，參與度達到142 次；隨機提問47 次，參與度達到125 次；小組PK10 次，參與度達到514 次，可見學生們積極性。

表2 課堂教學活動

5 結語

相比于往屆學生在傳統教學模式下完成該課程，對分課堂教學模式下的學生，自主學習的能力大大提高，形成了具有一定理論深度的群體，而且對分課堂豐富的教學內容，對團隊協作能力有提高。在平臺資源共享背景下，學生有自主學習和獨立思考的空間，每堂課都有詳細的過程記錄數據，可以做到及時反饋，時時反思，階段性總結的效果。不過在對分課堂的教學過程中，我們也發現了一些問題和困擾，比如有學生反映每天大量的閱讀教材、看視頻、討論、完成職教云作業等，任務太重，大一主要學基礎課諸如思修、心理安全、軍事理論、數學英語等，幾乎不涉及專業課。大二這一年是專業課最多的一年，把大部分的精力用在這門課上，影響了其他課程的學習。此外對分課堂對教師的綜合素養也有更高的要求，對課堂管理和隨機產生突發事件的應變能力，都充滿了很大的挑戰性。這些都需要在以后的教學過程中不斷改進。