《數(shù)字電子技術(shù)》課程中應(yīng)用混合式教學(xué)的實(shí)踐與研究

廖宇峰

（1.武漢科技大學(xué)，湖北 武漢 430081；2.信息科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430081；3.人工智能學(xué)院，湖北 武漢 430081）

0 引言

作為電氣、電子信息類和部分非電氣類專業(yè)本科生在電子技術(shù)方面的專業(yè)基礎(chǔ)課，《數(shù)字電子技術(shù)》課程是一門實(shí)踐性、工程性、應(yīng)用性很強(qiáng)的課程。隨著國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，《數(shù)字電子技術(shù)》課程的作用愈發(fā)的重要，通過數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)，夯實(shí)學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和科學(xué)素養(yǎng)，為國(guó)家培養(yǎng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)人才奠定基礎(chǔ)。

然而，傳統(tǒng)的面對(duì)面單向傳輸式現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)模式已經(jīng)不能滿足生長(zhǎng)于數(shù)字時(shí)代的學(xué)生的需求，“互聯(lián)網(wǎng)+”浪潮下，線上+線下的混合式教學(xué)逐漸進(jìn)入人們的視野。 與傳統(tǒng)課堂教學(xué)相比，混合式教學(xué)具有很強(qiáng)的復(fù)雜性、不確定性與非線性特點(diǎn)，對(duì)軟硬件環(huán)境都有更高的要求。結(jié)合傳統(tǒng)課堂現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)與網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)優(yōu)勢(shì)的混合式教學(xué)將成為未來學(xué)校教學(xué)組織的主要方式[1-2]。

1 混合式教學(xué)的目標(biāo)

混合式教學(xué)的最終目的是要有效地提升絕大部分學(xué)生學(xué)習(xí)的深度。它強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用相結(jié)合，對(duì)教師的教學(xué)提出了新的要求。 結(jié)合《數(shù)字電子技術(shù)》課程的特點(diǎn)和具體要求，具體應(yīng)從以下方面重點(diǎn)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

1.1 優(yōu)化資源，重在能力培養(yǎng)

教師需要厘清《數(shù)字電子技術(shù)》課程在培養(yǎng)學(xué)生能力中的具體要求， 建設(shè)或選擇優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，從能力培養(yǎng)的角度構(gòu)建知識(shí)傳授的框架和途徑，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，讓學(xué)生能主動(dòng)參與學(xué)習(xí)，充分利用線上線下兩個(gè)教學(xué)場(chǎng)景，反復(fù)訓(xùn)練從而得到提高[3]。

1.2 促進(jìn)交互，重在提高素質(zhì)

教師的參與對(duì)有效交互非常重要。對(duì)學(xué)生提出的問題要及時(shí)反饋，還要在不同的學(xué)習(xí)階段提供不同的交互策略，將在線交互與課堂交流結(jié)合起來[4]。在此過程中，教師要充分滿足學(xué)生個(gè)性需求，促進(jìn)學(xué)生完成深度學(xué)習(xí)電子線路設(shè)計(jì)的過程。重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的提高，對(duì)學(xué)生進(jìn)行發(fā)展性評(píng)價(jià)。

2 混合式教學(xué)的實(shí)踐

結(jié)合授課對(duì)象的具體情況和本校已有的軟硬件資源，本課程教學(xué)采用線上線下、課上課下相結(jié)合的混合式教學(xué)。 教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容精心梳理，對(duì)教學(xué)形式合理設(shè)計(jì)，制作和充分利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)資源，主導(dǎo)和把控整個(gè)課堂教學(xué)環(huán)節(jié)。 通過近幾年的教學(xué)實(shí)踐，積累了一些教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

2.1 建設(shè)適合本校特點(diǎn)的優(yōu)質(zhì)SPOC

網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上已有很多成熟、 經(jīng)典的MOOC 或SPOC 課程可供選擇， 但并非完全契合實(shí)際的教學(xué)條件和風(fēng)格， 仍然需要結(jié)合本校的特點(diǎn)和軟硬件條件，制作適合本專業(yè)的優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)課程。要對(duì)現(xiàn)有課堂教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化分解并適當(dāng)壓縮，選取核心的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行資料的收集和視頻的錄制。分解和選取知識(shí)點(diǎn)的過程中要保留核心和特色的知識(shí)點(diǎn)，去掉細(xì)枝末節(jié)的內(nèi)容；要保持知識(shí)點(diǎn)的前后連貫，又要彼此間相互獨(dú)立成節(jié)，便于學(xué)生選??；要選取共性的知識(shí)點(diǎn)，也要選取體現(xiàn)專業(yè)特點(diǎn)的內(nèi)容。依照此種方式制作的數(shù)字電子技術(shù)SPOC 課程即將正式上線，為深入推進(jìn)我校數(shù)字電子技術(shù)混合式教學(xué)的優(yōu)化和改革奠定了基礎(chǔ)。

2.2 通過線上資源掌握基本知識(shí)點(diǎn)

對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，如數(shù)字電路的概念、邏輯代數(shù)和卡諾圖化簡(jiǎn)、邏輯門內(nèi)部結(jié)構(gòu)等較為成熟和經(jīng)典的內(nèi)容，完全可以通過線上課程自主學(xué)習(xí)。 學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行線上選課和觀看課程SPOC 視頻，自學(xué)掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，教師只須對(duì)部分學(xué)生的疑問做出及時(shí)的解答即可。在課堂教學(xué)時(shí)間越來越少的大趨勢(shì)下，這樣做節(jié)約了相當(dāng)多的課時(shí)以進(jìn)行課堂討論和案例研究。 近幾年的教學(xué)實(shí)踐表明，網(wǎng)上學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)并不影響學(xué)生對(duì)整個(gè)課程核心知識(shí)和技能的掌握。

2.3 線下課堂進(jìn)行重點(diǎn)知識(shí)討論和案例研究

課堂討論是整個(gè)教學(xué)模式的中心環(huán)節(jié)，對(duì)數(shù)字電路中的重點(diǎn)知識(shí)，組織線下課堂討論，引入“任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)”，以任務(wù)為牽引、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體。教師通過展示相關(guān)案例， 分析其中的技術(shù)要點(diǎn)和功能，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)與總結(jié)； 再布置相關(guān)的設(shè)計(jì)任務(wù)，逐步指引學(xué)生熟悉電子電路的設(shè)計(jì)思想、 方法和流程。例如，在學(xué)習(xí)計(jì)數(shù)器的應(yīng)用時(shí)，課堂上可以組織專題討論，讓學(xué)生相互介紹計(jì)數(shù)器的各種應(yīng)用場(chǎng)景。 熟練掌握計(jì)數(shù)器的基本使用方法之后，教師及時(shí)布置一個(gè)綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)任務(wù)——倒計(jì)時(shí)搶答器，讓學(xué)生嘗試自行分解任務(wù)， 了解倒計(jì)時(shí)搶答器與減法計(jì)數(shù)器、JK 觸發(fā)器、優(yōu)先編碼器、顯示譯碼器之間的聯(lián)系。 安排學(xué)生利用課后時(shí)間， 分小組進(jìn)行單元電路設(shè)計(jì)，提出完整的設(shè)計(jì)方案。 再在線下課堂上進(jìn)行展示，通過學(xué)生互評(píng)和教師點(diǎn)評(píng)的方式對(duì)任務(wù)成果進(jìn)行總結(jié)。

2.4 制定靈活多樣的評(píng)價(jià)方式

混合式教學(xué)需要多種考核方式相結(jié)合，才能對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)成效進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)內(nèi)容包括線上學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)、線上互動(dòng)評(píng)價(jià)、線下學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)結(jié)果評(píng)價(jià)等，探索合理的細(xì)節(jié)評(píng)價(jià)機(jī)制和權(quán)重比例分配，更注重線上線下學(xué)習(xí)和互動(dòng)等形成性過程的評(píng)價(jià)，適當(dāng)減少結(jié)果考核等總結(jié)性評(píng)價(jià)，重點(diǎn)考察學(xué)生的綜合能力和每位學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中的進(jìn)步程度，為學(xué)生在知識(shí)與技能、過程與方法以及情感態(tài)度與價(jià)值觀的三維目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供事實(shí)性判斷依據(jù)，更加全面地促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展[5]。

3 混合式教學(xué)總結(jié)與反思

近幾年對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)》課程進(jìn)行混合式教學(xué)的實(shí)踐結(jié)果證明，這種新型的教學(xué)方法改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，豐富了教學(xué)手段，創(chuàng)新了考核機(jī)制，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。 通過充分整合和利用線上資源，打破了原有教學(xué)的時(shí)空限制，學(xué)生可以隨時(shí)學(xué)，教師也可以隨時(shí)進(jìn)行幫扶指導(dǎo)，教學(xué)中遇到的問題能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并得到解決。同時(shí)節(jié)約了大量的課堂時(shí)間用來進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)，在越來越有限的課堂時(shí)間里充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和參與度， 體現(xiàn)了“學(xué)中做”和“做中學(xué)”的教學(xué)理念。在不斷的討論和實(shí)訓(xùn)的強(qiáng)化過程中，學(xué)生之間的溝通能力、協(xié)作意識(shí)也得到了很大的提高。

當(dāng)然，實(shí)踐過程中也發(fā)現(xiàn)了一些值得思考和解決的問題。 首先，混合式教學(xué)需要教師和學(xué)生投入比傳統(tǒng)教學(xué)多數(shù)倍的精力，這對(duì)教師的教學(xué)熱情和業(yè)務(wù)能力、 學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和基本技能都提出了更高的要求。其次，混合式教學(xué)需要一定的硬件條件支持，如實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、經(jīng)費(fèi)等，也需要學(xué)校的政策支持，例如鼓勵(lì)教師創(chuàng)新、允許更靈活的評(píng)價(jià)方式等。此外，每個(gè)學(xué)生的專業(yè)水平不盡相同，線下的案例教學(xué)難以覆蓋到全體學(xué)生， 部分學(xué)習(xí)困難的學(xué)生往往會(huì)有一定的挫敗感，需要教師在心理上進(jìn)行合適的引導(dǎo)，并在評(píng)價(jià)方法上進(jìn)行一定改變，避免“一刀切”。

4 結(jié)束語

在《數(shù)字電子技術(shù)》課程中開展混合式教學(xué)實(shí)踐研究，將學(xué)生塑造為整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的主體，課前通過網(wǎng)課自學(xué)基本知識(shí)，課上討論、交流與互評(píng)，課后擴(kuò)展任務(wù)訓(xùn)練，大大提高了學(xué)生的數(shù)字電路設(shè)計(jì)的綜合能力。整個(gè)教學(xué)過程中既發(fā)揮了教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)的主導(dǎo)作用，使教學(xué)對(duì)教學(xué)過程及規(guī)律進(jìn)行了深刻研究與反思，又充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，有效地提高了教學(xué)效果，值得不斷的探索與推進(jìn)。