基于協(xié)作模式的數(shù)字邏輯立體化教學(xué)研究

史月美，馮素琴

（忻州師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，山西 忻州 034000）

基于協(xié)作模式的數(shù)字邏輯立體化教學(xué)研究

史月美，馮素琴

（忻州師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，山西 忻州 034000）

《數(shù)字邏輯》是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、電子等專業(yè)的一門專業(yè)必修課程，是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)硬件系列課程的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不能實(shí)踐要求，文章提出了立體化教學(xué)思路，協(xié)作化教學(xué)模式。從教學(xué)課堂、教學(xué)資源、教學(xué)空間及教學(xué)交流等方面予以研究，經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，上述模式不僅可提高教學(xué)效能，還可提高學(xué)生的綜合能力。

協(xié)作模式；立體化教學(xué)；數(shù)字邏輯

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動(dòng)通訊技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)模式面臨著巨大的挑戰(zhàn)，如何利用好現(xiàn)有的教學(xué)媒介，成為教學(xué)改革的研究基礎(chǔ)。協(xié)作學(xué)習(xí)模式是在上世紀(jì)60年代被提出的[1]，目前，許多國(guó)家已經(jīng)展開(kāi)有關(guān)協(xié)作學(xué)習(xí)的研究和實(shí)踐。協(xié)作學(xué)習(xí)即為以目標(biāo)為導(dǎo)向，以學(xué)生為中心，以異質(zhì)分組的學(xué)習(xí)小組為單位，通過(guò)小組成員合作互助，小組間競(jìng)爭(zhēng)合作方式來(lái)提高學(xué)習(xí)效能的學(xué)習(xí)模式。

立體化教學(xué)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和移動(dòng)通訊技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，于近幾年提出的新課改的理念[2]。改變過(guò)去依賴紙質(zhì)課本、教師講授為主的教學(xué)模式，代之以多種教學(xué)資源和以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的多時(shí)空的教學(xué)模式。

1 協(xié)作教學(xué)課堂的創(chuàng)建

在協(xié)作教學(xué)課堂的創(chuàng)建中，協(xié)作學(xué)習(xí)模式的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。分析教學(xué)對(duì)象特征，主要從四個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)[5]：學(xué)習(xí)小組構(gòu)建設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)任務(wù)設(shè)計(jì)、協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)。具體流程如圖1.1所示。

圖1 .1協(xié)作教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)流程

學(xué)習(xí)小組的創(chuàng)建以異質(zhì)分組為主，兼顧學(xué)習(xí)能力、組織能力和表達(dá)能力等方面，一般以5到6人為一組，每一小組雙向選擇自己的小組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)組織本小組成員的協(xié)作學(xué)習(xí)活動(dòng)。在教學(xué)座位方面，也以小組為單位，方便小組進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)。

學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)要科學(xué)合理，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，既要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摶A(chǔ)，又須有配套的實(shí)踐環(huán)節(jié)。例如在學(xué)習(xí)組合邏輯電路設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，將生活中的“競(jìng)賽中評(píng)委多數(shù)表決器”作為教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)的案例，通過(guò)學(xué)生討論生活中的表決經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“邏輯問(wèn)題”，通過(guò)已學(xué)過(guò)的邏輯工具進(jìn)行表示、化簡(jiǎn)、繪制電路圖。在以往的教學(xué)中，到此基本就結(jié)束了。在協(xié)作模式的立體化教學(xué)中，將實(shí)驗(yàn)仿真系統(tǒng)引入教學(xué)課堂，學(xué)生將自己設(shè)計(jì)好的電路馬上進(jìn)行模擬仿真，驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)的正確性。在解決該教學(xué)任務(wù)的基礎(chǔ)上，可延伸提出“如果評(píng)委中有一個(gè)評(píng)委具有否決權(quán)”的問(wèn)題，供學(xué)生繼續(xù)討論解決。

在整個(gè)教學(xué)課堂中，學(xué)生是主體，教師則起到一個(gè)引導(dǎo)和協(xié)作學(xué)生的作用。在小組內(nèi)，學(xué)生之間相互協(xié)作；在小組間，既有競(jìng)爭(zhēng)又有協(xié)作；在協(xié)作學(xué)習(xí)的過(guò)程中，一般問(wèn)題都能得到很好的解決，遇到一些較難的問(wèn)題，就需要師生協(xié)作來(lái)解決。

2 立體化教學(xué)資源的創(chuàng)建

傳統(tǒng)的教學(xué)資源，以紙質(zhì)教材為主。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)資源也變得更加豐富和多元化。在紙質(zhì)教材的基礎(chǔ)上，筆者為學(xué)生提供了電子化的輔助教學(xué)資源，其中包含我們教學(xué)團(tuán)隊(duì)自己設(shè)計(jì)制作的電子課件、視頻課件，以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)課件等資源。

立體化教學(xué)資源的模型如圖2.1所示。

圖2 .1立體化教學(xué)資源模型

電子課件包含分章節(jié)的PowerPoint課件，鑒于數(shù)字邏輯中的邏輯符號(hào)和電路圖比較多，電子課件解決了板書(shū)畫圖影響教學(xué)效度的問(wèn)題；視頻課件包含學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的模擬仿真軟件的使用、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，視頻課件解決了學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的知識(shí)預(yù)備問(wèn)題；

通過(guò)平面的、多媒體的立體化教學(xué)資源，可以滿足多層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，以及學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，為建立協(xié)作型教學(xué)課堂提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，可以滿足教學(xué)中課前預(yù)習(xí)、課堂討論和課后延伸的學(xué)習(xí)需要。

3 立體化教學(xué)空間的創(chuàng)建

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和智能手機(jī)的普及，傳統(tǒng)的、單一的課堂教學(xué)已不能滿足教學(xué)改革的需求，如何在減課時(shí)不減質(zhì)量的基礎(chǔ)上，順應(yīng)當(dāng)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)及專業(yè)發(fā)展需求，成為我們構(gòu)建立體化教學(xué)空間噬待解決的問(wèn)題[1][7]。

在前述協(xié)作教學(xué)課堂的基礎(chǔ)上，筆者構(gòu)建了數(shù)字邏輯網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)群。網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)站主要提供“數(shù)字邏輯”課程的教學(xué)大綱、教學(xué)團(tuán)隊(duì)、PPT電子課件、視頻教學(xué)課件、模擬習(xí)題等相對(duì)穩(wěn)定的教學(xué)資源。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)群的創(chuàng)建，依然以協(xié)作小組為單位，每個(gè)小組有自己的討論組，主要用于協(xié)作教學(xué)中的發(fā)布通知、小組討論、即時(shí)答疑等環(huán)節(jié)；利用云空間，可以根據(jù)各個(gè)教學(xué)班的實(shí)際情況，實(shí)時(shí)靈活地補(bǔ)充相應(yīng)的教學(xué)輔助資源。

Mooc理念和模式的發(fā)展，拓寬了教學(xué)的時(shí)空維度，使得優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)共享[6]。Mooc的相關(guān)電路課程成為師生拓寬視野、提升專業(yè)知識(shí)的新途徑。將傳統(tǒng)教學(xué)空間與網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)空間相結(jié)合，不僅使學(xué)生的教學(xué)資源得到了擴(kuò)充，而且延伸了傳統(tǒng)的教學(xué)時(shí)空，在學(xué)生的課前預(yù)習(xí)，課堂討論，課后答疑環(huán)節(jié)都可得到及時(shí)、有益的協(xié)作，真正做到了減課時(shí)而升質(zhì)量的教改目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

順應(yīng)教學(xué)改革的形勢(shì)，對(duì)數(shù)字邏輯課程的傳統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行改革，提出基于協(xié)作模式的立體化教學(xué)。從學(xué)習(xí)小組的創(chuàng)建、學(xué)習(xí)任務(wù)的設(shè)計(jì)和教學(xué)資源的立體化創(chuàng)建及教學(xué)時(shí)空的拓展，都滲透了協(xié)作的理念。通過(guò)學(xué)生的實(shí)踐效果看，上述模式不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯課程的積極性，而且提高了學(xué)生自己學(xué)習(xí)、協(xié)作解決問(wèn)題的能力，同時(shí)也增強(qiáng)了教師與新時(shí)代特點(diǎn)學(xué)生的親密度，為教學(xué)過(guò)程奠定良好的情緒氛圍。

［1］劉紅霞，趙蔚，多召軍.移動(dòng)技術(shù)支持下課堂協(xié)作學(xué)習(xí)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐研究［J］.中國(guó)電化教育，2013，(06)：86-92.

［2］鄭鑫，張曉潔.虛擬實(shí)驗(yàn)室立體化教學(xué)資源平臺(tái)建設(shè)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014，33(08)：109-111.

［3］李雪珊.基于建構(gòu)主義理論的教學(xué)策略初探［J］.西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，39(02)：152-155.

［4］譚淼.仿真技術(shù)在數(shù)字邏輯電路課程教學(xué)中的優(yōu)越性［J］.Computer CD Software and Application，2013，(06)：106-108.

［5］封娜娜.云計(jì)算輔助教學(xué)平臺(tái)下協(xié)作學(xué)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)［D］.石家莊：河北師范大學(xué)碩士論文，2012.

［6］Carlos Alario-Hoyosl，Mar Perez-Sanagustinl， Carlos Delgado-Kloosl，Analyzing the Impact of Built-in and External Social Tools in a MOOC onEducationalTechnologies［J］.Scalingup Learning for Sustained Impact Lecture Notes in Computer Science，2013，(8095)：5-18.

［7］康桂珍，韓嘉懿.基于QQ交流平臺(tái)的教育教學(xué)應(yīng)用探析［J］.中國(guó)教育信息化，2014，(04)：22-26.

［8］裴曉芳，周曉彥.混合學(xué)習(xí)模式在EDA教學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究［J］.中國(guó)電力教育，2014，(08)：186-187.

Shi Yue-mei，F(xiàn)eng Su-qin
（Department of Computer Science＆Technology,Xinzhou Teachers University,Xinzhou Shanxi 034000）

（責(zé)任編輯 張劍妹）

G642.0

A

1673-2015（2015）05-0075-03

山西省高等學(xué)校教學(xué)改革項(xiàng)目（J2014099）；忻州師范學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目（JG201315）。

2015—06—09

史月美（1974—）女，山西忻州人，副教授，主要從事人工智能與數(shù)據(jù)挖掘研究。