基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的數(shù)字電路課程教學(xué)探索

鄭創(chuàng)明

摘要：針對(duì)數(shù)字電路課程內(nèi)容多與學(xué)時(shí)有限的矛盾，根據(jù)本課程特點(diǎn)，采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法對(duì)數(shù)字電路課程的教學(xué)進(jìn)行改革，引導(dǎo)學(xué)生通過在線教學(xué)資源在課外完成相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，在課堂教學(xué)中則通過集中答疑、分組討論、練習(xí)指導(dǎo)等形式，完成教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)用性、綜合性知識(shí)的學(xué)習(xí)。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，采用新的教學(xué)方法能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，充分利用課堂教學(xué)時(shí)間，明顯提高教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；數(shù)字電路；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）02-0141-02

《數(shù)字電路》是電子信息類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生通過對(duì)該課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握數(shù)字電路的基本理論和一定的實(shí)踐應(yīng)用能力。該課程的傳統(tǒng)教學(xué)方法往往都是采用課堂講授、課后練習(xí)的教學(xué)模式，課堂上老師講授基本概念和基本原理，課后要求學(xué)生自行練習(xí)，這種模式往往會(huì)造成課堂信息量大、概念易混，且課后練習(xí)時(shí)因指導(dǎo)不足而影響學(xué)習(xí)效果等問題。針對(duì)這種情況，本文將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式[1-3]應(yīng)用于數(shù)字電路的課程教學(xué)中，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革，并在教學(xué)過程中進(jìn)行了實(shí)踐。

1 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式

翻轉(zhuǎn)課堂的概念最早出現(xiàn)在上世紀(jì)末和本世紀(jì)初，在國內(nèi)外都出現(xiàn)了相關(guān)的教學(xué)嘗試[2]。2007年，美國科羅拉多州的一名化學(xué)教師借助現(xiàn)代信息技術(shù)手段，在課堂中采用了“翻轉(zhuǎn)課堂式”教學(xué)模式，此后，該模式美國各級(jí)各類學(xué)校中得到迅速發(fā)展，其中不乏諸如哈佛大學(xué)之類的著名高校。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展和普及，該教學(xué)模式在國內(nèi)也逐漸流行起來，與傳統(tǒng)教學(xué)模式形成了鮮明對(duì)比。傳統(tǒng)教學(xué)模式一般包含知識(shí)傳授和知識(shí)內(nèi)化兩個(gè)階段，主要通過教師的課堂教學(xué)來完成基礎(chǔ)知識(shí)的傳授，通過學(xué)生的課后練習(xí)和實(shí)踐等方式來完成知識(shí)內(nèi)化。翻轉(zhuǎn)課堂則“顛倒”了這種模式[4-5]，首先要求學(xué)生在課外借助于教學(xué)微視頻、課程教學(xué)資源網(wǎng)站、聽播客、看電子書等多媒體技術(shù)手段完成課程基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，在課堂上則重點(diǎn)通過老師的指導(dǎo)、幫助以及與同學(xué)之間的交流、協(xié)助來完成知識(shí)的內(nèi)化。在這種模式下，受教育者可通過計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)獲取豐富的教學(xué)資源，無需再單一依賴?yán)蠋煹闹R(shí)講授，教師的的角色也產(chǎn)生了改變，其更多的作用是總結(jié)、解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題以及引導(dǎo)學(xué)生怎樣應(yīng)用知識(shí)。課堂發(fā)生了翻轉(zhuǎn)，教學(xué)過程也隨之變化，學(xué)習(xí)的各個(gè)環(huán)節(jié)也有很大不同[6]。在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，教學(xué)環(huán)節(jié)一般包括課前任務(wù)布置、課堂的組織和實(shí)施、學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)等幾個(gè)模塊。課前任務(wù)的布置主要要求學(xué)生完成相關(guān)教學(xué)視頻的觀看和對(duì)學(xué)生課前需完成任務(wù)的具體要求，目的是督促學(xué)生課前自主完成相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)。課堂的組織和實(shí)施主要采用重難點(diǎn)講解、分組交流、指導(dǎo)練習(xí)等形式，總結(jié)、解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題以及引導(dǎo)學(xué)生怎樣應(yīng)用知識(shí)。學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)采用過程評(píng)價(jià)和結(jié)果評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)和學(xué)生評(píng)價(jià)相結(jié)合的方式，以達(dá)到鼓勵(lì)、反饋和矯正的目的。

2 基于翻轉(zhuǎn)課堂的數(shù)字電路課程教學(xué)探索

2.1 課前工作

一般包括網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的準(zhǔn)備和學(xué)生課前需完成任務(wù)的說明。教學(xué)資源一般有多媒體課件、微視頻、電子書等形式，都要在課堂教學(xué)實(shí)施前的2周左右提前存放在課程教學(xué)網(wǎng)站上，便與學(xué)生反復(fù)觀看、學(xué)習(xí)。每次課前需要學(xué)生完成的準(zhǔn)備工作也要通過表格等形式把其學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)要求、重難點(diǎn)、任務(wù)完成情況評(píng)價(jià)規(guī)則等說明清楚，并對(duì)學(xué)生的任務(wù)完成情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，形成平時(shí)成績記錄，既能鼓勵(lì)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)行為，也便與解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，順利實(shí)施課堂教學(xué)。通過課前學(xué)習(xí)和任務(wù)考核，絕大部分學(xué)生能夠比較順利地完成課前布置的任務(wù)，在課堂教學(xué)之前已具備一定的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)會(huì)帶著問題進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)中，學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果明顯提高。

2.2 課堂教學(xué)的組織與實(shí)施

2.2.1 基本步驟

課堂教學(xué)的組織與實(shí)施一般包括教學(xué)內(nèi)容導(dǎo)入、課堂關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)實(shí)施、教學(xué)總結(jié)等部分，其核心是課堂關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)和各環(huán)節(jié)時(shí)間的設(shè)計(jì)。內(nèi)容導(dǎo)入部分要在常規(guī)內(nèi)容導(dǎo)入之外，設(shè)置對(duì)本次課堂教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)設(shè)計(jì)的解讀，讓學(xué)生事先把握課堂教學(xué)的流程。課堂教學(xué)環(huán)節(jié)可通過對(duì)重難點(diǎn)的集中答疑、分組討論、練習(xí)指導(dǎo)等形式，完成教學(xué)內(nèi)容中應(yīng)用性、綜合性知識(shí)的學(xué)習(xí)。在具體實(shí)施中以知識(shí)的運(yùn)用為目標(biāo)，將學(xué)習(xí)內(nèi)容劃分為難度遞增的若干個(gè)任務(wù)模塊，并為每個(gè)模塊安排合理的時(shí)間，讓學(xué)生通過層層深入的若干任務(wù)來深刻理解和掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，達(dá)到知識(shí)內(nèi)化的目的。教學(xué)總結(jié)是對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的梳理和總結(jié)，學(xué)生學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)等。這里以555定時(shí)器的學(xué)習(xí)為例進(jìn)行說明如下。

表1為555定時(shí)器學(xué)習(xí)的課堂實(shí)施步驟，時(shí)間安排為2個(gè)學(xué)時(shí)100分鐘，設(shè)計(jì)了內(nèi)容導(dǎo)入、課前學(xué)習(xí)反饋、討論、師生交流、知識(shí)應(yīng)用練習(xí)、點(diǎn)評(píng)與總結(jié)、知識(shí)應(yīng)用提高練習(xí)等環(huán)節(jié)。在課堂教學(xué)中先用10分鐘進(jìn)行學(xué)習(xí)內(nèi)容的導(dǎo)入和課前學(xué)習(xí)情況的反饋，然后對(duì)學(xué)習(xí)的重難點(diǎn)進(jìn)行講授，同時(shí)針對(duì)學(xué)中答疑講解。個(gè)性問題可通過分組討論環(huán)節(jié)采用師生一對(duì)一交流或生生之間交流的形生先期學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的共性問題進(jìn)行集式對(duì)問題進(jìn)行解決。案例演示可通過一個(gè)相對(duì)簡單的基于555定時(shí)器的觸摸開關(guān)設(shè)計(jì)過程對(duì)學(xué)生進(jìn)行詳細(xì)說明，強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)的具體應(yīng)用。知識(shí)應(yīng)用練習(xí)安排20分鐘要求學(xué)生綜合運(yùn)用本節(jié)課和此前所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)難度一般的基于555定時(shí)器的低頻振蕩器，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深入理解和應(yīng)用能力，老師在此過程中巡視答疑。點(diǎn)評(píng)總結(jié)的時(shí)間安排為10分鐘，對(duì)本次課的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行梳理和總結(jié)，對(duì)典型的學(xué)生設(shè)計(jì)作品進(jìn)行展示，并由老師或其他學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)和不足，鼓勵(lì)大家提出改進(jìn)意見或方案。知識(shí)應(yīng)用提高練習(xí)屬于拔高環(huán)節(jié)，在課堂上只在點(diǎn)評(píng)總結(jié)環(huán)節(jié)后花短暫時(shí)間大致介紹設(shè)計(jì)思路和注意事項(xiàng)，具體過程供學(xué)有余力者在課后時(shí)間練習(xí)完成，不再具體安排課堂教學(xué)時(shí)間。

2.2.2靈活采用多種學(xué)習(xí)形式，提高學(xué)習(xí)效果

不同章節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，特點(diǎn)各有不同，在教學(xué)過程中還應(yīng)該靈活采用多種形式的課堂活動(dòng)來提高學(xué)生的主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)其參與度，更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。常見的教學(xué)活動(dòng)形式有學(xué)習(xí)游戲、分組活動(dòng)、小組互動(dòng)等，在課堂上可根據(jù)不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容選擇合適的活動(dòng)形式進(jìn)行教學(xué)組織。這里介紹幾種筆者在課堂上常采用的活動(dòng)形式。

1）學(xué)習(xí)游戲

游戲是學(xué)生最喜歡的活動(dòng)形式之一，可根據(jù)章節(jié)特點(diǎn)把學(xué)習(xí)內(nèi)容合理地設(shè)計(jì)到游戲形式中，比如對(duì)555定時(shí)器芯片設(shè)計(jì)一個(gè)“管腳接龍”游戲，游戲開始時(shí)，老師隨機(jī)說出某個(gè)管腳的序號(hào)，由學(xué)生搶答說出該管腳的有效電平和基本功能，答對(duì)著可說出另一個(gè)管腳的序號(hào)，其他同學(xué)則可繼續(xù)搶答，答對(duì)者可以獲得一定的平時(shí)成績，即使答錯(cuò)也會(huì)留下深刻的印象，強(qiáng)化記憶效果。

2）分組合作?？砂褜W(xué)生每5人左右分為一組，安排其合作解決一個(gè)問題或完成一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目。如三人表決器的設(shè)計(jì)，可安排每組的小組長進(jìn)行合理的分工合作，共同完成電路的設(shè)計(jì)過程，既能提高大家的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，也能鍛煉部分學(xué)生的管理和領(lǐng)導(dǎo)能力。

3）組間交流與互動(dòng)。各個(gè)小組之間可以開展比賽、互評(píng)等活動(dòng)，既可通過相互交流來解決一些問題，也可利用大家的競爭意識(shí)來提升各個(gè)小組的整體學(xué)習(xí)效果。

2.3 課程評(píng)價(jià)

數(shù)字電路課程的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，在指導(dǎo)學(xué)生掌握牢固的基本理論知識(shí)的同時(shí)，還要著力提高學(xué)對(duì)數(shù)字電路的應(yīng)用能力和動(dòng)手能力，所以該課程的考核不宜采用期末一張卷的形式進(jìn)行評(píng)價(jià)。筆者在教學(xué)過程中把平時(shí)成績、設(shè)計(jì)練習(xí)、期末綜合設(shè)計(jì)和期末成績結(jié)合起來進(jìn)行考核。評(píng)價(jià)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)見表2。

3 結(jié)束語

在數(shù)字電路課程中采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生通過信息技術(shù)的手段在課外完成相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，在一定程度上解決了本課程教學(xué)內(nèi)容多與學(xué)時(shí)相對(duì)緊張的矛盾，可更充分有效地利用課堂教學(xué)時(shí)間來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的內(nèi)化和應(yīng)用。教學(xué)實(shí)踐結(jié)果表明，采用新的教學(xué)方法有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，強(qiáng)化了對(duì)學(xué)生應(yīng)用能力的培養(yǎng)，提高了課堂教學(xué)效率和教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 卜彩麗， 馬穎瑩. 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在我國高等院校應(yīng)用的可行性分析[J]. 軟件導(dǎo)刊， 2013，7（20）.

[2] 陳怡， 趙呈領(lǐng). 基于翻轉(zhuǎn)課堂模式的教學(xué)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù)，2014，2（15）.

[3] 何朝陽， 歐玉芳， 曹祁. 美國大學(xué)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的啟示[J]. 高等工程教育研究， 2014，3（28）.

[4] 黃燕青. 翻轉(zhuǎn)課堂中微課程教學(xué)設(shè)計(jì)模式研究[J]. 軟件導(dǎo)刊， 2013，6（20）.

[5] 雷軍環(huán). 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的研究與應(yīng)用[J]. 長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2013，9（30）.

[6] 張金磊， 王瑩. 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J]. 遠(yuǎn)程教育雜志， 2012（4）.