應(yīng)用型本科“數(shù)字電子技術(shù)”課堂教學(xué)模式改革實(shí)踐

石黃霞 付濤 張海麗

【摘要】文章分析了“數(shù)字電子技術(shù)”課程傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式存在的問題及原因，重組教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行了基于示教儀和微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革實(shí)踐，通過對新疆工程學(xué)院該課程在兩種課堂教學(xué)模式下的學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行比較，得出了該項(xiàng)課程改革的優(yōu)點(diǎn)和推廣價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)模式；微課；翻轉(zhuǎn)課堂；示教儀

【基金項(xiàng)目】新疆維吾爾自治區(qū)教育廳高?？蒲杏?jì)劃科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目，項(xiàng)目號(hào)：XJEDU2016I013。

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問題及原因

（一）存在的問題

通過對本地相關(guān)高等院校的考察，“數(shù)字電子技術(shù)”課程在各院?；径际抢碚摻虒W(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)穿插的模式，課堂教學(xué)都是以理論講授為主并輔以多媒體教學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，由于課堂時(shí)間有限，老師兼顧不了不同程度的學(xué)生，利用課堂有限時(shí)間講授知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中都是被動(dòng)接受，這就要求學(xué)生注意力要集中，否則無法跟上老師的講課節(jié)奏。這種教學(xué)方式大大降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)出的學(xué)生缺乏自學(xué)能力和創(chuàng)新能力，學(xué)生普遍反映課堂理論學(xué)習(xí)抽象難懂，課下要花不少時(shí)間進(jìn)行消化，學(xué)習(xí)掌握的內(nèi)容有限，理論與實(shí)踐脫節(jié)。

（二）原因分析

究其原因，與數(shù)字電子技術(shù)課程的特點(diǎn)和目前的授課方式以及學(xué)生自身的特點(diǎn)都有關(guān)系。數(shù)字電子技術(shù)研究的是數(shù)字電路，在采用二進(jìn)制的數(shù)字電路中信號(hào)只有“0”和“1”兩種狀態(tài)，分析電路和設(shè)計(jì)電路都采用了邏輯代數(shù)的方法。怎么將其與實(shí)際電路聯(lián)系起來，學(xué)生理解起來有很大難度。尤其是新建應(yīng)用型本科院校的大多數(shù)學(xué)生自學(xué)能力和積極性都不高，課堂上沒聽懂，課下也不主動(dòng)學(xué)習(xí)，持續(xù)一段時(shí)間就干脆放棄了，理論沒學(xué)懂，就更無從談實(shí)踐能力，這種情況持續(xù)下去將極大影響應(yīng)用型本科學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量，無法完成應(yīng)用型本科學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)。針對這些問題，如何提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓其主動(dòng)參與進(jìn)來，提高課堂教學(xué)效果，是我們每一位教師迫切需要研究的課題。

二、課堂教學(xué)模式改革實(shí)踐

翻轉(zhuǎn)課堂是近年來教育改革和教育創(chuàng)新的熱點(diǎn)話題之一，它實(shí)現(xiàn)了學(xué)生個(gè)性化的自主學(xué)習(xí)，增加了更多的師生互動(dòng)環(huán)節(jié)，拓展了師生在課堂上討論問題的時(shí)間和空間，有利于學(xué)生探索精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。為此我們于2018年上半年進(jìn)行了“數(shù)字電子技術(shù)”課程的教學(xué)改革試點(diǎn)，實(shí)施了基于微課和示教儀的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實(shí)踐。試點(diǎn)對象是我校能源工程學(xué)院新能源科學(xué)與工程16級(jí)漢族班的44名學(xué)生，該班與電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)16級(jí)漢族班為平行班，兩個(gè)班在前一學(xué)期的“電路”課程學(xué)習(xí)中成績相當(dāng)。本學(xué)期的“數(shù)字電子技術(shù)”課程一個(gè)是44學(xué)時(shí)，一個(gè)是56學(xué)時(shí)，我們選擇了48學(xué)時(shí)的班進(jìn)行了改革試點(diǎn)，另一平行班仍采用傳統(tǒng)教學(xué)模式。

（一）前期準(zhǔn)備

想要做好翻轉(zhuǎn)課堂，就必須要從課前、課上、和課后三個(gè)環(huán)節(jié)來進(jìn)行教學(xué)組織和教學(xué)流程的精心設(shè)計(jì)。為了做好這三個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)，解決學(xué)生積極性不高、理論與實(shí)踐脫節(jié)的問題，光從課堂教學(xué)方式上改革是不夠的，根據(jù)以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，首先在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)工具和儀器上進(jìn)行了前期準(zhǔn)備。

（二）教學(xué)內(nèi)容重組

“數(shù)字電子技術(shù)”傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容中都是按章節(jié)先講邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、邏輯門電路，再講組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路，最后講脈沖波形、A/D、D/A轉(zhuǎn)換等內(nèi)容。學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)掌握組合和時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)。而邏輯代數(shù)就是分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)工具，在以往教學(xué)中會(huì)出現(xiàn)一些問題。例如學(xué)生反映學(xué)習(xí)邏輯代數(shù)基礎(chǔ)時(shí)，難以將之與電路聯(lián)系起來，感覺在學(xué)數(shù)學(xué)，整個(gè)學(xué)完才學(xué)門電路又突然覺得很難，不好將電路與邏輯關(guān)系聯(lián)系起來，等學(xué)完門電路到學(xué)習(xí)組合邏輯電路的分析設(shè)計(jì)就更難理解了，理論與實(shí)踐是脫節(jié)的。老師本可以在講前面內(nèi)容時(shí)穿插后面內(nèi)容，但由于課時(shí)有限，尤其是少學(xué)時(shí)班級(jí)，實(shí)驗(yàn)還占課時(shí)，課上講解時(shí)間非常有限，教學(xué)內(nèi)容又需要在課堂講授中全部完成，就限制了各部分內(nèi)容穿插的講解。本次教學(xué)改革，因?yàn)楹芏鄡?nèi)容可在課下利用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，因此課堂授課內(nèi)容上進(jìn)行了重新組合，將內(nèi)容穿插學(xué)習(xí)。例如學(xué)完邏輯代數(shù)的三種基本運(yùn)算，立刻學(xué)習(xí)邏輯門電路的三種基本電路，緊跟著就學(xué)習(xí)用之設(shè)計(jì)一個(gè)簡單組合邏輯電路，然后用自主研發(fā)的教學(xué)儀器搭建出來。

（三）微課視頻錄制

將內(nèi)容重組后，為保證課堂有足夠時(shí)間，學(xué)生需在課下進(jìn)行自學(xué)，由于學(xué)生的注意力集中時(shí)間有限，因此將主要內(nèi)容以微課小視頻（時(shí)間5—10分鐘）的形式傳給學(xué)生，可供學(xué)生課下反復(fù)學(xué)習(xí)。

（四）示教儀制作

在數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)過程中，為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性，嘗試了各種方法，做了各種嘗試，根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)課程的特點(diǎn)，最終制作了一個(gè)能隨身攜帶并能完成所有數(shù)字電路驗(yàn)證和大綱要求的電路設(shè)計(jì)的示教儀，用雙電源供電，可當(dāng)堂演示。在數(shù)字電子技術(shù)課上進(jìn)行了實(shí)踐，講完理論后立刻用它驗(yàn)證各集成數(shù)字電路的功能和搭接實(shí)現(xiàn)某種功能的實(shí)際電路，通過聲光反應(yīng)結(jié)果，吸引學(xué)生注意力。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)學(xué)生的反映很好，原來理解不了的現(xiàn)在變得很容易了。此次課改前，我們帶領(lǐng)上一屆學(xué)生自己動(dòng)手制作了30套示教儀，用于本次課程改革，已申請專利。

二、翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施

（一）課前學(xué)習(xí)

因?yàn)闆]有相應(yīng)的學(xué)習(xí)軟件平臺(tái)，所以采用了相對快捷簡單的方式，建立了“數(shù)字電子技術(shù)”課程學(xué)習(xí)專用群，上課前幾天，將錄制好的微課視頻上傳到學(xué)習(xí)群中，以供學(xué)生學(xué)習(xí)，也可線上答疑。為了掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，要求學(xué)生錄制課下學(xué)習(xí)視頻內(nèi)容的視頻，并發(fā)送給教師，在視頻中有的會(huì)設(shè)置一些有趣的點(diǎn)，有的通過設(shè)疑、示錯(cuò)等方法導(dǎo)入需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容、要求學(xué)生解決的問題，在下一次課上進(jìn)行提問，從而判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行記錄，并在最后考核中占一定比例的分值，以此督促學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)。

（二）課上設(shè)計(jì)

對“數(shù)字電子技術(shù)”課程24次課（實(shí)驗(yàn)用示教儀在課下完成，不占課時(shí)）的內(nèi)容進(jìn)行了精心的教學(xué)設(shè)計(jì)，每一次課都有獨(dú)特的設(shè)計(jì)點(diǎn)，授課完全以學(xué)生為主體，將學(xué)生分成了22個(gè)小組，編成7個(gè)大組，每一小組發(fā)放示教儀一臺(tái)，學(xué)生可隨身攜帶，每節(jié)課按教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)模式，例如，在學(xué)生自主學(xué)習(xí)完微課視頻內(nèi)容后，有些課上先讓每一大組推出一名學(xué)生（每次必須是不同學(xué)生）分別講授預(yù)習(xí)過的新課，講授內(nèi)容難易不同，抽簽決定講解內(nèi)容，講完后，其他學(xué)生可提出問題，由講課學(xué)生進(jìn)行講解，有不同意見的提出新的觀點(diǎn)、思路和方法，一起探討，然后采用自評、互評、老師評的方式?jīng)Q定成績。講課成績會(huì)成為每一位組員的成績，最后得分最高的講課學(xué)生會(huì)另外加分。這些講課分?jǐn)?shù)在最后成績里會(huì)占一定比例，最后由老師總結(jié)評價(jià)，將學(xué)生未講清楚的點(diǎn)進(jìn)一步講解，學(xué)生很快就掌握了。在有些課上，老師先提出問題，學(xué)生進(jìn)行大組或小組討論，教室都設(shè)置有無線網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生在課堂上可用手機(jī)或電腦查閱資料，分析問題，解決問題，最后用示教儀搭接電路。老師會(huì)按情況打分并總結(jié)，分?jǐn)?shù)也按比例計(jì)入總成績。有些課上在完成該節(jié)課內(nèi)容后，通過啟發(fā)，引入下節(jié)課電路設(shè)計(jì)內(nèi)容，在有限的時(shí)間內(nèi)讓小組進(jìn)行設(shè)計(jì)并搭接電路，搭接成功的小組進(jìn)行加分。諸如此類的各種設(shè)計(jì)貫穿在每一次教學(xué)中，學(xué)生會(huì)好奇下一次課將采用什么樣的方式，自己會(huì)得多少分，極大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生對相關(guān)知識(shí)點(diǎn)也有了更加深入的理解。同時(shí)，學(xué)生的成就感、自信心倍增，學(xué)習(xí)主動(dòng)性增強(qiáng)，從而達(dá)到良性循環(huán)的效果。示教儀的使用很好地解決了理論與實(shí)踐脫節(jié)的問題，各種以學(xué)生為主體的靈活教學(xué)方式讓學(xué)生積極性空前高漲，每一項(xiàng)工作的評分讓學(xué)生不敢脫節(jié)，每一次的課堂授課都在愉快又緊張的氣氛中結(jié)束。

（三）課后復(fù)習(xí)

下課后復(fù)習(xí)和布置作業(yè)不同于傳統(tǒng)的只有看書和課后練習(xí)作業(yè)的模式，大多是不用書寫的設(shè)計(jì)類、思考類作業(yè)，學(xué)生需用示教儀在課下將設(shè)計(jì)的電路搭接出來，以視頻形式上交。老師會(huì)根據(jù)上交作業(yè)打分，按一定比例計(jì)入總成績，課后還加大了以賽促學(xué)的力度，將理論授課、電子電路綜合實(shí)踐、電子大賽緊密結(jié)合，理論聯(lián)系實(shí)際培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

四、效果對比及學(xué)生評價(jià)

經(jīng)過一學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，學(xué)生反映雖然課下要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行學(xué)習(xí)，壓力較大，但他們樂意接受，覺得很有意思，很好地鍛煉了他們自學(xué)和解決問題的能力，收獲頗多。兩個(gè)平行班本學(xué)期學(xué)習(xí)的“數(shù)字電子技術(shù)”成績?nèi)匀幌喈?dāng)，但“數(shù)字電子技術(shù)”課程成績有很大的變化。課改學(xué)生優(yōu)秀率比傳統(tǒng)教學(xué)模式學(xué)生成績高出10%，良好率比傳統(tǒng)教學(xué)模式學(xué)生成績高出20%，不及格率比傳統(tǒng)教學(xué)模式學(xué)生成績低了20%，甚至有同學(xué)反映，某些幾乎不學(xué)習(xí)的學(xué)生都積極參與了進(jìn)來，只學(xué)習(xí)了這門課，成績還達(dá)到了“良”。

五、結(jié)論

“數(shù)字電子技術(shù)”課堂教學(xué)模式改革實(shí)踐效果明顯，這是一項(xiàng)成功的教學(xué)改革，也進(jìn)一步說明了以往不理想的教學(xué)現(xiàn)狀是可以改善的，就看老師怎么教，其中教學(xué)方式的改革和示教儀的使用起到了舉足輕重的作用。下一步可以在校內(nèi)推廣，完善后向校外推廣，為應(yīng)用型本科院校教學(xué)質(zhì)量的提升貢獻(xiàn)一份力量。

【參考文獻(xiàn)】

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