唐 求, 孟志強(qiáng), 銀 翔, 彭楚武
(湖南大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院, 湖南 長(zhǎng)沙 410082)
長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)高校大多采用教師課堂講授、學(xué)生被動(dòng)接受的教學(xué)模式,這一模式不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,難以發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性[1~2]。參考國(guó)內(nèi)外各名校的經(jīng)驗(yàn),我校近幾年開(kāi)始實(shí)施“大班授課、小班討論”的創(chuàng)新性教學(xué)模式,促使廣大學(xué)生由被動(dòng)型學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動(dòng)型學(xué)習(xí),推動(dòng)創(chuàng)造性思維,通過(guò)討論式教學(xué),提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力和表達(dá)溝通、團(tuán)隊(duì)合作能力。
“大班授課、小班討論”教學(xué)模式更加強(qiáng)調(diào)過(guò)程教學(xué),改變了單一的課堂教學(xué)模式,有效地將單純利用講課傳授知識(shí),改變?yōu)閺?qiáng)化多層次教學(xué)過(guò)程[3]。“大班授課”可充分發(fā)揮優(yōu)秀教師的作用,讓更多的學(xué)生能享受到精彩一課;但在課堂上,學(xué)生是被動(dòng)的,他們很少有機(jī)會(huì)對(duì)問(wèn)題提出自己的看法。通過(guò)有計(jì)劃地分配一定的課時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行“小班討論”,讓學(xué)生變被動(dòng)為主動(dòng),真正成為課堂的主角,體現(xiàn)學(xué)生的主體地位;有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性[4]。另外,通過(guò)“小班討論”課的概念討論、問(wèn)題分析與計(jì)算、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì),使學(xué)生更容易深刻掌握課程的教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)查閱、自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新性學(xué)習(xí)、有效溝通交流和團(tuán)隊(duì)合作的能力。因此這是一種值得改革、探索、推廣的新教學(xué)模式。
我院開(kāi)設(shè)的“微機(jī)原理及其應(yīng)用”課程是測(cè)控技術(shù)與儀器、電子信息工程、自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化等電氣信息類專業(yè)的主干專業(yè)基礎(chǔ)課,作為一門(mén)平臺(tái)課,二十多年來(lái)一直由院領(lǐng)導(dǎo)主抓,十分重視課程建設(shè)與教學(xué)質(zhì)量,取得了較好的教學(xué)效果。2014年,該課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)將“大班授課、小班討論”的教學(xué)模式引入至課程教學(xué)中,并根據(jù)這種教學(xué)模式的特點(diǎn),融入了網(wǎng)上答疑、小班演講、課程實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)踐等內(nèi)容。經(jīng)過(guò)2014-2017四個(gè)學(xué)年的教學(xué)實(shí)踐,證明這種方法具有明顯的教學(xué)效果。
本文闡述了該教學(xué)模式在“微機(jī)原理及其應(yīng)用”課程的實(shí)踐,為“大班授課、小班討論”教學(xué)模式在其它課程中的實(shí)施提供參考。
“微機(jī)原理及其應(yīng)用”包含了微機(jī)和單片機(jī)兩大部分內(nèi)容,“大班授課”學(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí),共16周?!靶“嘤懻摗闭n共安排8次16學(xué)時(shí),根據(jù)課程內(nèi)容與大班理論授課交叉進(jìn)行?!按蟀嗍谡n”仍采取集中授課方式,每個(gè)大班學(xué)生數(shù)在60人左右,“小班討論”課分散進(jìn)行,將一個(gè)大班分成2個(gè)小班,每個(gè)小班學(xué)生數(shù)在30人左右,根據(jù)討論內(nèi)容需要將學(xué)生分成5~6個(gè)小組,進(jìn)行合作式學(xué)習(xí)。為保證每個(gè)同學(xué)都積極參與課程討論,每次小班討論安排4~5個(gè)同學(xué)主講,每個(gè)同學(xué)在小班討論課上至少主講一次。
我院“微機(jī)原理及其應(yīng)用”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)由8~10名主講教師和十多名研究生助教組成。課程開(kāi)始前,教學(xué)團(tuán)隊(duì)共同制定“大班授課、小班討論”的教學(xué)目標(biāo),明確每次講授課程和討論課程的任務(wù)及達(dá)到的目的。課程主講教師負(fù)責(zé)1-2個(gè)大班的集中理論授課任務(wù),主講教師和研究生助教共同承擔(dān)小班討論課教學(xué)。小班討論課的內(nèi)容必須跟蹤大班課的進(jìn)度,密切結(jié)合課程教學(xué)的需要來(lái)進(jìn)行。此外,還可以根據(jù)學(xué)生對(duì)大班授課內(nèi)容的掌握程度以及上一次小班討論課程效果隨時(shí)調(diào)整下次小班討論課的內(nèi)容。
本教學(xué)模式組織實(shí)施的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在“小班討論”上,因此本節(jié)重點(diǎn)介紹這方面內(nèi)容。
1)助教選拔
“微機(jī)原理及其應(yīng)用”課程開(kāi)課前對(duì)小班討論課的研究生助教進(jìn)行了嚴(yán)格選拔與培訓(xùn),原則上由電氣信息類專業(yè)在校全日制非在職的2、3年級(jí)碩士研究生及1、2年級(jí)博士研究生擔(dān)任。要求研究生助教通過(guò)教務(wù)處助教培訓(xùn)并取得教學(xué)助理培訓(xùn)合格證書(shū),且研究生助教必須是“微機(jī)原理及其應(yīng)用”這門(mén)課程學(xué)習(xí)優(yōu)秀、責(zé)任心強(qiáng)、表達(dá)能力強(qiáng)的學(xué)生。
2)課前準(zhǔn)備
每一次討論課前,主講教師與助教共同明確討論問(wèn)題、布置討論任務(wù);學(xué)生領(lǐng)到具體任務(wù)后在課外進(jìn)行自主分工合作、查閱資料、展開(kāi)研究,研究生助教指導(dǎo)學(xué)生對(duì)收集資料進(jìn)行梳理歸類、安排講課內(nèi)容并制作 PPT講稿;讓學(xué)生做好了充分準(zhǔn)備再上講臺(tái),以有效保證討論課有較高的效率、良好的效果。
3)課堂組織
小班指導(dǎo)課以學(xué)生登臺(tái)演講、學(xué)生之間的討論為主,學(xué)生闡述研究觀點(diǎn)、展開(kāi)討論、回答其他同學(xué)的提問(wèn),在這個(gè)過(guò)程中很可能出現(xiàn)跑題、拖拉、思維混亂等各種現(xiàn)象,導(dǎo)致小班討論課效率低或失控。指導(dǎo)教師對(duì)討論課程中可能出現(xiàn)的質(zhì)疑和爭(zhēng)議必須心中有數(shù),要做好預(yù)案,對(duì)有可能出現(xiàn)的富余時(shí)間做好提前準(zhǔn)備。小班討論課上指導(dǎo)教師起到引導(dǎo)、協(xié)調(diào)和歸納總結(jié)作用,應(yīng)密切關(guān)注講臺(tái)上下學(xué)生討論情況,及時(shí)糾錯(cuò)、在關(guān)鍵時(shí)機(jī)準(zhǔn)確點(diǎn)評(píng)、把握好討論的方向,逐步引導(dǎo)學(xué)生深入探究。對(duì)每一個(gè)由學(xué)生主講的問(wèn)題討論結(jié)束時(shí),指導(dǎo)教師均應(yīng)當(dāng)適當(dāng)總結(jié):或梳理思路、或歸類方法、或理順邏輯、或給出準(zhǔn)確答案等,重要的是要取得畫(huà)龍點(diǎn)睛的效果。
4)課后總結(jié)
每次討論課結(jié)束前,指導(dǎo)教師應(yīng)及時(shí)對(duì)學(xué)生在討論課的表現(xiàn)進(jìn)行總結(jié),使學(xué)生了解自身的優(yōu)缺點(diǎn),幫助學(xué)生歸納討論內(nèi)容,表?yè)P(yáng)討論中表現(xiàn)好的同學(xué)及所表現(xiàn)的自主性、主動(dòng)性和創(chuàng)新精神等。要讓學(xué)生體驗(yàn)到成功的喜悅,增強(qiáng)學(xué)習(xí)的信心和動(dòng)力。討論課的總結(jié)可以有結(jié)論,也可以不作結(jié)論,留待學(xué)生今后進(jìn)一步思考和討論。討論課后,學(xué)生要對(duì)各自的研究問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)與完善,形成研究報(bào)告,對(duì)一些共性問(wèn)題,指導(dǎo)教師在下一次大班授課中結(jié)合理論知識(shí)進(jìn)行總結(jié)與反饋。
“微機(jī)原理及其應(yīng)用”課程包含微機(jī)和單片機(jī)兩大部分內(nèi)容,大班授課學(xué)時(shí)少,教師在課堂上無(wú)法對(duì)重難點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行深入展開(kāi)。“小班討論”課可針對(duì)某個(gè)重、難點(diǎn)概念展開(kāi)討論,通過(guò)對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)、重、難點(diǎn)分析與習(xí)題講解等專題演講方式幫助學(xué)生理解重、難點(diǎn)內(nèi)容。
教師根據(jù)教學(xué)要求與教學(xué)內(nèi)容,在“大班授課”的同時(shí),有計(jì)劃地把理論課上的疑難問(wèn)題、當(dāng)前的研究特點(diǎn)問(wèn)題以及現(xiàn)實(shí)生活中有待解決的難題等布置給學(xué)生,指導(dǎo)與組織學(xué)生以小組的形式針對(duì)某個(gè)主題收集資料、進(jìn)行討論與交流、得出結(jié)論、做好PPT,“小班討論”課上各組對(duì)研究結(jié)論進(jìn)行宣講。
每節(jié)“小班討論”課探討4~5個(gè)專題,演講及討論時(shí)間以10分鐘左右為宜。在專題演講過(guò)程中,主體是學(xué)生,教師是引導(dǎo)者。教師應(yīng)引導(dǎo)演講的學(xué)生提出問(wèn)題,同時(shí)調(diào)動(dòng)聽(tīng)講學(xué)生的積極性,根據(jù)討論課的情況讓學(xué)生自愿發(fā)言,或是采取一定的強(qiáng)制方式,如按學(xué)號(hào)、按桌位、點(diǎn)名發(fā)言等,以保證讓更多的學(xué)生參與討論。
例如,在“大班授課”中講述了微型計(jì)算機(jī)數(shù)制及轉(zhuǎn)換、定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)、原碼、反碼、補(bǔ)碼、數(shù)字與字符的編碼等內(nèi)容后,在隨后的“小班討論”課中可通過(guò)習(xí)題討論讓學(xué)生理解數(shù)字編碼原理、自行歸納補(bǔ)碼運(yùn)算中溢出與進(jìn)位的區(qū)別,進(jìn)而理解利用標(biāo)志位CF、ZF、SF、OF判斷兩數(shù)大小的方法。
微機(jī)指令系統(tǒng)具有數(shù)目龐大、形式多樣、功能強(qiáng)大的特點(diǎn),課堂上只可能分類講授,不可能一條條細(xì)說(shuō)[6]。同時(shí),課堂上也只可能按程序的功能結(jié)構(gòu)分類來(lái)講授微機(jī)系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的一般方法,無(wú)法詳細(xì)說(shuō)明某個(gè)具體程序的設(shè)計(jì)思路。“小班討論”課可針對(duì)某項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行分析,對(duì)計(jì)算過(guò)程編寫(xiě)程序,幫助學(xué)生熟悉各條指令的用法。
例如,在“大班授課”中講授了指令的運(yùn)行不但會(huì)影響源操作數(shù)與目的操作數(shù),大多還會(huì)對(duì)標(biāo)志位產(chǎn)生影響。在“小班討論”課上可通過(guò)具體程序編寫(xiě)與計(jì)算了解加減法運(yùn)算后,說(shuō)明兩個(gè)加數(shù)為補(bǔ)碼數(shù)與無(wú)符號(hào)數(shù)時(shí)分別對(duì)符號(hào)位有何影響。
“微機(jī)原理及其應(yīng)用”課程是一門(mén)應(yīng)用課程,“大班授課”只能傳授知識(shí)點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際,建立微機(jī)控制系統(tǒng)的宏觀意識(shí),無(wú)法對(duì)具體設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行深入展開(kāi)。“小班討論”上則可以密切結(jié)合與課程相關(guān)內(nèi)容,針對(duì)科研、生產(chǎn)、食品安全、環(huán)境保護(hù)等實(shí)際課題進(jìn)行應(yīng)用研究與設(shè)計(jì)。通過(guò)較復(fù)雜任務(wù)或系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),幫助學(xué)生將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)聯(lián)合貫通,培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)綜合應(yīng)用能力和解決問(wèn)題的能力,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目式教學(xué)。
例如,在“大班授課”中講授了單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)、程序設(shè)計(jì)方法,“小班討論”課布置學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)速表,要求:①直流電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)速為1000 轉(zhuǎn)/分鐘;②用于測(cè)速的光電脈沖個(gè)數(shù)為1024 個(gè)/轉(zhuǎn);③要求測(cè)速精度達(dá)到0.01%。除了要求學(xué)生設(shè)計(jì)數(shù)字轉(zhuǎn)速表外,還要討論如何保證能達(dá)到0.01%的測(cè)量精度,分析由光電脈沖計(jì)數(shù)結(jié)果到電機(jī)轉(zhuǎn)速的量綱轉(zhuǎn)換計(jì)算方法。
在教學(xué)內(nèi)容多、學(xué)時(shí)有限的情況下,“大班授課”主要講授教學(xué)大綱的主要內(nèi)容,很難針對(duì)某知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入探究,或以點(diǎn)帶面拓寬知識(shí)范圍。因此,在大班講課內(nèi)容的基礎(chǔ)上,“小班討論”課可針對(duì)一個(gè)實(shí)際課題(科研項(xiàng)目)作為應(yīng)用實(shí)例,在仿真與實(shí)際、模擬與數(shù)字、硬件與軟件、環(huán)節(jié)與系統(tǒng)相融合基礎(chǔ)上,將所學(xué)的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)用于系統(tǒng)分析,建立微機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。通過(guò)項(xiàng)目分析,幫助學(xué)生更好地理解、掌握和應(yīng)用知識(shí)要點(diǎn),達(dá)到知識(shí)拓展與復(fù)雜工程問(wèn)題訓(xùn)練的教學(xué)目的。
為配合工程教育認(rèn)證,“小班討論”課上將圍繞課程教學(xué)大綱,有針對(duì)性地調(diào)研國(guó)內(nèi)外微機(jī)或單片機(jī)生產(chǎn)行業(yè)所取得的成果或就某個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)行研究,并開(kāi)展現(xiàn)象分析與發(fā)展預(yù)測(cè),以培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益觀與環(huán)保意識(shí)等。討論課后還要求學(xué)生完成相應(yīng)討論內(nèi)容的小論文,并注明所參考的主要參考資料與討論小組。通過(guò)小班討論課上的分析探究,不單是達(dá)到具體教學(xué)目標(biāo), 還在非智力因素方面對(duì)學(xué)生產(chǎn)生良好的影響。
“微機(jī)原理及其應(yīng)用”課程的整個(gè)教學(xué)活動(dòng)由大班授課、小班討論、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)四個(gè)環(huán)節(jié)組成,其中課程實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)兩個(gè)環(huán)節(jié)要單獨(dú)給出成績(jī)。為提高各環(huán)節(jié)的實(shí)施效果,我們注重平時(shí)考核力度,強(qiáng)調(diào)過(guò)程考核,改革了成績(jī)?cè)u(píng)定方法。
教學(xué)團(tuán)隊(duì)將課程總成績(jī)分為期中考試成績(jī)、期末考試成績(jī)和平時(shí)成績(jī)?nèi)糠?。期中考試占總成?jī)的20%,采取開(kāi)卷考試,主要考核微機(jī)部分內(nèi)容;期末試卷卷面成績(jī)占課程成績(jī)的45%,由選擇、填空、簡(jiǎn)答和設(shè)計(jì)四種類型的試題組成,主要考核單片機(jī)部分內(nèi)容;平時(shí)成績(jī)占課程成績(jī)的35%,由小班討論、課后作業(yè)、出勤三部分組成。其中,小班討論占總成績(jī)的15%,根據(jù)學(xué)生在課堂回答問(wèn)題和小班討論課上表現(xiàn)評(píng)分。具體內(nèi)容是:課上隨機(jī)抽查,采用抽簽的方式確定匯報(bào)小組及匯報(bào)人,匯報(bào)評(píng)分按查閱文獻(xiàn)情況、問(wèn)題分析、PPT制作、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、現(xiàn)場(chǎng)敘述交流和回答問(wèn)題等情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。各考核內(nèi)容所占比例如表1所示。
表1 小班討論成績(jī)?cè)u(píng)定比例
為了對(duì)“微機(jī)原理及其應(yīng)用”課程“大班授課、小班討論”教學(xué)模式的實(shí)施效果進(jìn)行考察,教學(xué)團(tuán)隊(duì)在每學(xué)年課程結(jié)束后,以不記名問(wèn)卷調(diào)查的形式,請(qǐng)學(xué)生對(duì)教學(xué)模式進(jìn)行了客觀的評(píng)價(jià)。根據(jù)2014~2017四個(gè)學(xué)年課程任課教師對(duì)“大班授課、小班討論”教學(xué)模式實(shí)施的切身體會(huì),結(jié)合學(xué)生調(diào)查問(wèn)卷統(tǒng)計(jì)結(jié)果,以及2014~2017 學(xué)年學(xué)生“微機(jī)原理及其應(yīng)用”課程成績(jī),可知:課程采用“大班授課、小班討論”教學(xué)模式,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,訓(xùn)練了學(xué)生獨(dú)立思考能力,開(kāi)闊了學(xué)生的知識(shí)面,培養(yǎng)了學(xué)生文獻(xiàn)閱讀、團(tuán)隊(duì)合作、口頭表達(dá)與研究交流能力,有效拓展課堂教學(xué)空間,增加了師生互動(dòng)的機(jī)會(huì),并提高學(xué)生對(duì)教材知識(shí)點(diǎn)的掌握程度,證明了這是一種教學(xué)效果良好的教學(xué)模式。