雨課堂在數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用

張曉輝 王 艷 于心俊 侯 燕

雨課堂作為當(dāng)今流行的一款智慧教學(xué)工具，在課堂中為師生互動(dòng)提供了便利。它賦予了傳統(tǒng)授課的各個(gè)環(huán)節(jié)一種全新的模式，具有靈活的課前學(xué)習(xí)、快捷的課上測(cè)驗(yàn)、創(chuàng)新的師生互動(dòng)方式、完善的作業(yè)題型、全景數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的教育等優(yōu)勢(shì)。它在學(xué)習(xí)方面給學(xué)生帶來(lái)了巨大的變化，從根本上改變了教師的教和學(xué)生的學(xué)[1]。

數(shù)字電子技術(shù)作為大學(xué)工科專業(yè)的一門必修課，在專業(yè)課程體系中的重要性不言而喻，能夠?yàn)閷W(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。該課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性、應(yīng)用性、邏輯抽象、課時(shí)少以及知識(shí)點(diǎn)覆蓋面廣等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的教學(xué)通常是在課堂上講授知識(shí)點(diǎn)，然后在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行理論知識(shí)的驗(yàn)證。這種一成不變的教學(xué)模式對(duì)于提高學(xué)生的實(shí)踐能力以及創(chuàng)新能力來(lái)說(shuō)效果不太明顯。另外，鑒于數(shù)字電子技術(shù)課程學(xué)時(shí)少的特點(diǎn)，課堂教學(xué)難以涵蓋全部知識(shí)點(diǎn)，因此教師只能選取重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行講解，這樣很容易導(dǎo)致學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)不系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生專業(yè)能力的提升，以及學(xué)生以后的職業(yè)發(fā)展帶來(lái)了很大的影響[2-3]。以數(shù)字電子技術(shù)課程為依托，借助雨課堂教學(xué)工具，兼顧不同層次和學(xué)習(xí)能力學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的最大化利用。對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的不足之處進(jìn)行有效改進(jìn)，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體，促進(jìn)學(xué)生對(duì)該課程知識(shí)的理解與掌握，使學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力得到強(qiáng)化，將來(lái)獲得更好的職業(yè)發(fā)展，并在高校本科教學(xué)工作的迎評(píng)促建方面進(jìn)行探索性的嘗試[4]。

一、雨課堂在數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用

基于雨課堂的線上線下混合式教學(xué)模式，可以使教師和學(xué)生實(shí)現(xiàn)線上和線下的交流互動(dòng)，能夠把當(dāng)今流行的慕課、微課、翻轉(zhuǎn)課堂等授課方式的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行集中應(yīng)用，使學(xué)生的個(gè)性化需求得到滿足，讓學(xué)生獲得更佳的學(xué)習(xí)體驗(yàn)[5-6]。本文主要從課前、課中和課后三個(gè)方面進(jìn)行基于雨課堂的教學(xué)實(shí)踐的探討。

（一）課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

在課前準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，分別從教師和學(xué)生兩個(gè)主體出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。教師需要提前把教學(xué)方案設(shè)計(jì)好，做好課前預(yù)習(xí)PPT以及上課時(shí)使用的PPT。這兩個(gè)PPT的內(nèi)容是有區(qū)別的，預(yù)習(xí)時(shí)的PPT內(nèi)容包括該節(jié)課的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)和當(dāng)前社會(huì)中與該節(jié)課相關(guān)的技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀、生產(chǎn)生活實(shí)例，需要具有一定的廣度和深度，要保證內(nèi)容的先進(jìn)性和時(shí)效性?？梢栽谡n件中使用優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻，也可以放入教師自己制作的語(yǔ)音講解視頻或音頻，以幫助學(xué)生進(jìn)行課前學(xué)習(xí)。而重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容僅需要讓學(xué)生簡(jiǎn)單了解即可，在后續(xù)的課堂中還需對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)講解。上課時(shí)使用的PPT內(nèi)容比預(yù)習(xí)階段的內(nèi)容要更豐富，更有深度和廣度。在課件中教師可以設(shè)置一些限時(shí)回答題目（比如選擇題），用來(lái)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)學(xué)生的聽(tīng)課效果；還可以通過(guò)設(shè)計(jì)彈幕教學(xué)，加強(qiáng)在課堂教學(xué)環(huán)節(jié)與學(xué)生的有效互動(dòng)；也可以設(shè)置發(fā)紅包功能，對(duì)積極互動(dòng)的學(xué)生進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。為了掌握學(xué)生的預(yù)習(xí)情況和預(yù)習(xí)質(zhì)量，預(yù)習(xí)課件需要注意兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是預(yù)習(xí)課件的時(shí)長(zhǎng)應(yīng)控制在20分鐘以內(nèi)，二是每個(gè)PPT頁(yè)面若停留超過(guò)15秒鐘則認(rèn)定為學(xué)生已完成當(dāng)頁(yè)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。上述內(nèi)容設(shè)定好以后，在授課前的一到兩天內(nèi)，教師可以通過(guò)雨課堂向?qū)W生推送預(yù)習(xí)任務(wù)，促使學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)任務(wù)進(jìn)行學(xué)習(xí)。

在該環(huán)節(jié)，學(xué)生可以通過(guò)智能終端設(shè)備接收教師推送的各項(xiàng)預(yù)習(xí)任務(wù)單，按照進(jìn)度要求學(xué)習(xí)，積極主動(dòng)地參與課前自主學(xué)習(xí)。針對(duì)預(yù)習(xí)任務(wù)中不理解的問(wèn)題，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)討論群（QQ群、微信群）中進(jìn)行交流，也可以通過(guò)雨課堂中的“報(bào)告老師”功能向教師提問(wèn)，這為教師在課堂上的講解提供了有依據(jù)、有價(jià)值的參考。這樣每個(gè)學(xué)生就能結(jié)合自身情況進(jìn)行學(xué)習(xí)，打破時(shí)間和空間上的限制，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、多樣化的學(xué)習(xí)，提高自主學(xué)習(xí)能力。

數(shù)字電子技術(shù)課程是一門強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)踐的課程，主要講解標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件以及基于TTL（Transistor-Transistor Logic）制造工藝的54/74系列和基于CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）制造工藝的4000系列的中小規(guī)模集成電路，但學(xué)生僅依靠課堂時(shí)間，很難掌握所有的知識(shí)點(diǎn)[7]。因此，在教學(xué)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，教師應(yīng)依據(jù)具體的情況盡量設(shè)計(jì)出合理的預(yù)習(xí)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)字電子技術(shù)在生活中的廣泛應(yīng)用，讓學(xué)生結(jié)合自身知識(shí)體系去理解相關(guān)知識(shí)，慢慢實(shí)現(xiàn)從掌握基本邏輯門電路到掌握組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的跨越。

（二）課中互動(dòng)環(huán)節(jié)

雨課堂可以自動(dòng)生成課堂的二維碼及課堂數(shù)字串碼，學(xué)生通過(guò)掃碼功能或輸入課堂數(shù)字串碼簽到進(jìn)入課堂。在上課的前幾分鐘，教師通過(guò)雨課堂對(duì)學(xué)生在預(yù)習(xí)過(guò)程中遇到的較難理解的問(wèn)題，集中給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，并對(duì)預(yù)習(xí)任務(wù)中存在的問(wèn)題和整體的完成情況給予點(diǎn)評(píng)，為即將開(kāi)始的新課做好準(zhǔn)備。

在上課過(guò)程中，該節(jié)課的內(nèi)容都可以在學(xué)生的智能終端顯示，學(xué)生可以選擇在智能終端上學(xué)習(xí)，也可以通過(guò)教室的多媒體學(xué)習(xí)。在聽(tīng)課過(guò)程中如有不懂的地方，學(xué)生也可以通過(guò)“不懂”按鈕即時(shí)反饋給教師，這樣教師可以實(shí)時(shí)接收到系統(tǒng)反饋的統(tǒng)計(jì)信息，例如某頁(yè)有幾人不懂，有幾人存在問(wèn)題。在講完一些知識(shí)點(diǎn)后，教師可通過(guò)雨課堂提供的課內(nèi)限時(shí)習(xí)題功能向?qū)W生發(fā)送之前設(shè)計(jì)好的習(xí)題，進(jìn)行測(cè)試，這樣有助于充分了解學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)情況。學(xué)生的答案會(huì)以數(shù)據(jù)報(bào)表以及柱狀圖的形式體現(xiàn)出來(lái)，此時(shí)教師還可以對(duì)回答正確的學(xué)生隨機(jī)發(fā)放獎(jiǎng)勵(lì)，以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師通過(guò)課堂學(xué)習(xí)效果數(shù)據(jù)分析功能隨時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)效果并及時(shí)對(duì)教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行調(diào)整，學(xué)生通過(guò)點(diǎn)擊“收藏”保存這些課件以便于后期復(fù)習(xí)。同時(shí)學(xué)生還可以通過(guò)彈幕功能隨時(shí)發(fā)表自己的觀點(diǎn)，與教師和同學(xué)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)互動(dòng)，教師也可以通過(guò)該手段觀察到學(xué)生的總體表現(xiàn)。通過(guò)雨課堂的投票功能，學(xué)生可以對(duì)該節(jié)課的教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，教師也可以實(shí)時(shí)接收到學(xué)生的投票結(jié)果，這樣有利于教師對(duì)教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整[8]。

鑒于數(shù)字電子技術(shù)課程的理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)的特點(diǎn)，學(xué)生很容易在課程教學(xué)中產(chǎn)生學(xué)習(xí)無(wú)趣的想法。對(duì)此，在基于雨課堂的課堂交互環(huán)節(jié)，教師應(yīng)主動(dòng)打破時(shí)空的限制，結(jié)合工程生產(chǎn)實(shí)例積極尋找學(xué)生感興趣的主題，與學(xué)生交流互動(dòng)，如十字路口交通信號(hào)燈、多功能數(shù)字時(shí)鐘、數(shù)字密碼鎖、搶答器等的設(shè)計(jì)。然后針對(duì)某一個(gè)主題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行PBL（Problem-Based Learning）分 組 討 論、小 組 匯報(bào)、互評(píng)、互相學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)中將理論與現(xiàn)實(shí)生活實(shí)例相結(jié)合。

（三）課后提升環(huán)節(jié)

在授課結(jié)束后，教師可以向?qū)W生發(fā)布復(fù)習(xí)任務(wù)，以此來(lái)檢驗(yàn)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果，引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)地鞏固課堂所學(xué)，并進(jìn)一步拓寬學(xué)生視野。通常情況下，在制定復(fù)習(xí)任務(wù)時(shí)可以讓學(xué)生通過(guò)完成相應(yīng)章節(jié)習(xí)題的形式鞏固并內(nèi)化知識(shí)，同時(shí)也可以讓學(xué)生借助EDA（Electronics Design Automation）設(shè)計(jì)軟件完成一定的項(xiàng)目仿真設(shè)計(jì)。數(shù)字電子技術(shù)課程的一個(gè)顯著特點(diǎn)是圖多表大、信息豐富，而且強(qiáng)調(diào)電路狀態(tài)的變化過(guò)程。如果能采用動(dòng)態(tài)的方式顯示這些內(nèi)容，一方面，可以減少繪圖時(shí)間、提高教學(xué)效率；另一方面，可以生動(dòng)形象的方式使學(xué)生理解一些難以理解的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)事半功倍的效果。如在講述“如何利用計(jì)數(shù)器的清零或預(yù)置端控制實(shí)現(xiàn)任意模值計(jì)數(shù)器”有關(guān)內(nèi)容時(shí)，可利用EDA軟件畫出不同控制方式的電路圖，并將對(duì)應(yīng)的仿真結(jié)果以波形圖的形式給出，讓學(xué)生很直觀地了解電路的工作過(guò)程和各個(gè)控制端的不同功能，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。學(xué)生完成復(fù)習(xí)任務(wù)后，將成果上傳至平臺(tái)，與同學(xué)進(jìn)行相互討論及互評(píng)，教師也可以對(duì)學(xué)生的完成情況進(jìn)行監(jiān)控、釋疑解惑和評(píng)價(jià)。在數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)中，筆者在每節(jié)課程結(jié)束后均會(huì)有針對(duì)性地在雨課堂上布置作業(yè)、思考題或拓展題，并檢查學(xué)生的完成情況，鼓勵(lì)學(xué)生積極反饋，及時(shí)解答學(xué)生存在的疑問(wèn)。

二、雨課堂在課程教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)及存在問(wèn)題

（一）學(xué)生主宰課堂，智能終端學(xué)習(xí)利弊共存

在雨課堂教學(xué)中，學(xué)生能夠主動(dòng)地進(jìn)行課前預(yù)習(xí)、課堂討論和課后復(fù)習(xí)，并且通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)也鍛煉了自身的團(tuán)隊(duì)合作能力。借助智能終端，學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程不再受時(shí)空等客觀條件的限制，學(xué)習(xí)過(guò)程變得更加輕松、自由、自主，這極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生成為教學(xué)的核心與主體，真正實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心、把課堂還給學(xué)生的教學(xué)目標(biāo)。但是，這在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)也增加了學(xué)生在課堂上看手機(jī)的機(jī)會(huì)，學(xué)生到底是在學(xué)習(xí)還是在玩手機(jī)則很難區(qū)分[9]。基于這樣的現(xiàn)實(shí)情況，教師要考慮制定相應(yīng)的監(jiān)督策略。

（二）教學(xué)資源共享與網(wǎng)絡(luò)擁擠并存

在雨課堂教學(xué)中，教師可以有效利用當(dāng)前良好的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)環(huán)境，給學(xué)生推送與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的各種資源。學(xué)生可以根據(jù)自身情況有針對(duì)性地開(kāi)展課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力，也可以通過(guò)豐富、前沿的網(wǎng)絡(luò)資源拓寬自己的知識(shí)面。但是雨課堂對(duì)教室中的網(wǎng)絡(luò)條件的要求比較高，要想保證教學(xué)工作的順利開(kāi)展必須有穩(wěn)定安全的網(wǎng)絡(luò)[10]。如今智能手機(jī)雖然已經(jīng)普及，但由于手機(jī)質(zhì)量不同、不同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商鏈路速度不同以及教室中公用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)速度的限制等，容易造成網(wǎng)絡(luò)擁堵，出現(xiàn)授課內(nèi)容與智能終端教學(xué)不同步的現(xiàn)象。

（三）實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)與數(shù)據(jù)信息的不準(zhǔn)確性共存

雨課堂的大數(shù)據(jù)分析能夠讓教師在課堂中了解到每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，實(shí)時(shí)掌控教學(xué)環(huán)節(jié)并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和改進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)，從而真正實(shí)現(xiàn)OBE（成果導(dǎo)向）工程認(rèn)證教育過(guò)程性評(píng)價(jià)的效果。這是傳統(tǒng)教學(xué)所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，但是這些都需要以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性為前提。筆者在運(yùn)用雨課堂進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生提交的數(shù)據(jù)結(jié)果并不是其真實(shí)的想法，存在著跟風(fēng)、抄襲等成分。因此，教師還應(yīng)該借助其他的方法，提高數(shù)據(jù)的廣度和深度。

綜上所述，針對(duì)2019級(jí)自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生，筆者利用雨課堂在數(shù)字電子技術(shù)課程中進(jìn)行了教學(xué)改革與實(shí)踐，與上屆同期班級(jí)學(xué)生比較，該年級(jí)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主動(dòng)性、學(xué)習(xí)熱情以及專注度都有了很大提升，出勤率達(dá)到98%，成績(jī)優(yōu)秀率達(dá)到60%，高于往屆的40%。通過(guò)雨課堂，教師的教學(xué)模式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式在很大程度上發(fā)生了改變，學(xué)生的主體地位得到進(jìn)一步體現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于數(shù)字電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性也有了很大的提高，自學(xué)、創(chuàng)新以及合作能力有了較好的提升，提高了專業(yè)素養(yǎng)，為未來(lái)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。