任 玲, 張 寧, 岑紅蕾
(石河子大學(xué) 機(jī)械電氣工程學(xué)院, 新疆 石河子 832000)
在MOOC時(shí)代背景下,保持傳統(tǒng)課堂競(jìng)爭(zhēng)力成為很多課程需要解決的問(wèn)題?!皵?shù)字電子技術(shù)”是電類專業(yè)的基礎(chǔ)必修課。我院該課程的課程組從每堂課的教學(xué)設(shè)計(jì)入手,根據(jù)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的特點(diǎn)及知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系,結(jié)合以往學(xué)生學(xué)習(xí)這些知識(shí)點(diǎn)時(shí)存在的問(wèn)題,開展了研討式教學(xué)模式、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)模式和啟發(fā)互動(dòng)的教學(xué)模式。以教學(xué)模式設(shè)計(jì)的多樣性來(lái)實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中的教學(xué)理念,真正調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,發(fā)揮教學(xué)資源的優(yōu)勢(shì),提高課堂教學(xué)質(zhì)量和效果。
我們主要通過(guò)研討式教學(xué),實(shí)踐以學(xué)生為中心的教學(xué)思想,體現(xiàn)“研究性、實(shí)踐型、互動(dòng)式”特點(diǎn)的學(xué)習(xí)方式,提升課堂教學(xué)效果。
我們對(duì)“數(shù)字電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了梳理,完成了研討式教學(xué)的設(shè)計(jì)和組織。整個(gè)課程根據(jù)課程內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)劃分成8個(gè)研討主題,每個(gè)主題2學(xué)時(shí),主要通過(guò)分組討論、設(shè)計(jì)、演示、答疑以及總結(jié)五個(gè)步驟進(jìn)行。其中,討論、設(shè)計(jì)、演示三個(gè)環(huán)節(jié)由學(xué)生完成,答疑、總結(jié)則由教師主持,討論環(huán)節(jié)根據(jù)課程內(nèi)容不同,設(shè)計(jì)了不同的討論方式,主要有分組討論,宿舍討論,小組對(duì)抗等[3]。
在理論課程整個(gè)教學(xué)過(guò)程中,研究式教學(xué)方式與傳統(tǒng)的教學(xué)方式交叉進(jìn)行,通常是理論內(nèi)容的講解按傳統(tǒng)方式進(jìn)行,設(shè)計(jì)的研討專題安排在每個(gè)章節(jié)之后并將研討課程穿插在相關(guān)的教學(xué)過(guò)程中。
首先我們精選教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)行了知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)分析,選擇部分應(yīng)用型知識(shí)點(diǎn)制成視頻微課,采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式開展教學(xué)。這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)了理論知識(shí)點(diǎn)之后,以翻轉(zhuǎn)課堂的模式應(yīng)用理論來(lái)解決實(shí)踐問(wèn)題,給學(xué)生能力的提升創(chuàng)造了一定的空間。
這種教學(xué)模式就是先在課前將理論知識(shí)點(diǎn)通過(guò)微課展示給大家,以宿舍為單位進(jìn)行討論,形成設(shè)計(jì)思路,填寫設(shè)計(jì)任務(wù)單。在課堂上宿舍代表進(jìn)行設(shè)計(jì)思路的闡述,并提出疑惑的問(wèn)題,由教師和其他宿舍學(xué)生共同答疑解惑。這種翻轉(zhuǎn)的教學(xué)模式在一定程度上培養(yǎng)了學(xué)生主動(dòng)探索,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題的學(xué)習(xí)思路,同時(shí)提升了學(xué)習(xí)能力。
根據(jù)“數(shù)字電子技術(shù)”知識(shí)模塊的劃分,我們將理論性較強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn)采用傳統(tǒng)的授課方式講清理論知識(shí)內(nèi)涵,明確基本概念和基本理論。在每個(gè)理論模塊后進(jìn)行一次知識(shí)的應(yīng)用訓(xùn)練,此時(shí)采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。如在組合邏輯電路部分,我們先在課堂上講授組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法,進(jìn)而學(xué)習(xí)組合邏輯常用的器件如編碼器,譯碼器,加法器,數(shù)據(jù)選擇器和數(shù)值比較器。之后,便采用翻轉(zhuǎn)課堂模式組織學(xué)生進(jìn)行組合電路應(yīng)用的設(shè)計(jì),其間還為學(xué)生介紹常用的組合電路應(yīng)用案例,讓學(xué)生分組分析電路功能,并形成本組的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行電路仿真。這種翻轉(zhuǎn)課堂的授課模式給學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了平臺(tái),為學(xué)生的探究能力,合作能力,表達(dá)能力以及創(chuàng)新能力的發(fā)揮創(chuàng)造了條件。
我們對(duì)實(shí)驗(yàn)課程也進(jìn)行了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)嘗試,將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提前設(shè)計(jì)成微課的形式,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)給學(xué)生,學(xué)生觀看后填寫實(shí)驗(yàn)任務(wù)單,通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)任務(wù)單的填寫了解實(shí)驗(yàn)要解決的問(wèn)題,提出基本的實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)中以三人一組的合作模式,開展實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證,教師針對(duì)實(shí)驗(yàn)中具體出現(xiàn)的問(wèn)題給予個(gè)性化的指導(dǎo),并引導(dǎo)有能力的學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步研究。通過(guò)這種實(shí)驗(yàn)翻轉(zhuǎn)的模式,提升了實(shí)驗(yàn)課的效果,也對(duì)學(xué)生的自主探究能力以及自信心的養(yǎng)成起到了積極的作用。
充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)作為第二教學(xué)陣地的作用,以教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)為手段推進(jìn)課程改革。
目前我們開發(fā)了實(shí)驗(yàn)微課五個(gè),分別針對(duì)課程中的五個(gè)應(yīng)用模塊。還進(jìn)行了易錯(cuò)題型的收集和整理,針對(duì)易錯(cuò)題型開發(fā)了六個(gè)微課。收集了近三年學(xué)生的優(yōu)秀仿真電路設(shè)計(jì)近30例,錄制了學(xué)習(xí)仿真軟件的交流視頻近20學(xué)時(shí),并收集整理了歷屆學(xué)生的優(yōu)秀課程設(shè)計(jì)案例30例,這對(duì)學(xué)生課下學(xué)習(xí)提供了參考,也從網(wǎng)絡(luò)層面激發(fā)了興趣,為開展以學(xué)生為中心的教學(xué)模式奠定了資源基礎(chǔ)。
課程組教師積極參與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè),設(shè)計(jì)制作了“數(shù)字電子技術(shù)”多媒體教學(xué)課件和網(wǎng)絡(luò)助學(xué)課件,有效解決了課內(nèi)學(xué)習(xí)和課外學(xué)習(xí)的矛盾,初步形成了課內(nèi)課外的立體化的學(xué)模式。目前電子技術(shù)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)包含網(wǎng)上答疑,電子教材,課件下載,實(shí)驗(yàn)指導(dǎo),仿真實(shí)驗(yàn),元件庫(kù)等內(nèi)容,均已投入使用,拓寬了學(xué)生的視野,為學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)多角度學(xué)習(xí)、多方位交流的平臺(tái),改封閉式教學(xué)為開放式教學(xué),培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力和習(xí)慣。課題組教師完成了“數(shù)字電子技術(shù)”網(wǎng)絡(luò)課件獲得全國(guó)課件大賽優(yōu)秀獎(jiǎng)。
我們將虛擬仿真環(huán)節(jié)引入課堂,開展問(wèn)題引導(dǎo)的啟發(fā)式教學(xué)和案例教學(xué),同時(shí)進(jìn)行案例資源的積累和共享。
課堂上我們采用啟發(fā)式教學(xué),以實(shí)際的工程問(wèn)題引導(dǎo)啟發(fā),課程的章節(jié)順序也根據(jù)具體案例進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)與調(diào)整,收集了相關(guān)知識(shí)的典型案例十余例,通過(guò)案例的引入、知識(shí)點(diǎn)展開、知識(shí)點(diǎn)深入、問(wèn)題的提出以及問(wèn)題的分析五個(gè)過(guò)程,將課堂教學(xué)設(shè)計(jì)做得更有針對(duì)性,從教學(xué)理念上激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)承擔(dān)任務(wù),完成任務(wù)[4]。從教學(xué)內(nèi)容上,實(shí)現(xiàn)了以學(xué)生為中心的教學(xué)設(shè)計(jì)模式,同時(shí)也為學(xué)生理清了分析工程問(wèn)題的一般思路,培養(yǎng)了學(xué)生思維的邏輯性,提升了工程素養(yǎng)。
我們把虛擬仿真技術(shù)引入課堂和實(shí)踐環(huán)節(jié),與教學(xué)內(nèi)容融為一體,增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的感性認(rèn)識(shí),使得教學(xué)過(guò)程深入淺出,降低了學(xué)習(xí)難度,有效提高了課堂效率和教學(xué)效果,學(xué)生探究式學(xué)習(xí)能力顯著提高。
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,我們實(shí)施了以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)的自主式教學(xué)模式。教師引導(dǎo)學(xué)生自主獲取知識(shí),運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)驗(yàn)中的問(wèn)題。在教學(xué)上真正實(shí)現(xiàn)從“帶實(shí)驗(yàn)”到“指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)”的轉(zhuǎn)變,從而提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。
我們將虛擬仿真與硬件實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合,既克服了純仿真的非真實(shí)性缺陷,又能利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)指導(dǎo)實(shí)際電路調(diào)試,加快了實(shí)驗(yàn)進(jìn)程,讓學(xué)生積極、主動(dòng)地參與教學(xué)過(guò)程,最大限度發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力。
我們將“數(shù)字電子技術(shù)”課程設(shè)計(jì)的思路貫穿在課堂教學(xué)過(guò)程中,先期將課程內(nèi)容依據(jù)課程設(shè)計(jì)的需要進(jìn)行了模塊劃分,分成邏輯基礎(chǔ)、組合邏輯設(shè)計(jì)、時(shí)序邏輯設(shè)計(jì)、顯示模塊設(shè)計(jì)、計(jì)數(shù)模塊設(shè)計(jì)和波形產(chǎn)生模塊設(shè)計(jì)等六大部分,課程進(jìn)行到相應(yīng)模塊時(shí),教師根據(jù)此模塊的作用啟發(fā)學(xué)生開拓思路并講解相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例。學(xué)生通過(guò)模塊的大作業(yè)就可完成單元電路的設(shè)計(jì)和仿真,并且通過(guò)研討激發(fā)其設(shè)計(jì)潛能,使他們?cè)诤笃谡n程設(shè)計(jì)中能圓滿完成任務(wù)。大多數(shù)學(xué)生可以應(yīng)用已有的思路將前期完成的電路模塊進(jìn)行有效的組合和設(shè)計(jì),保證課程設(shè)計(jì)有足夠的設(shè)計(jì)時(shí)間,同時(shí)也使得學(xué)生的選題更具有個(gè)性。
我們本著細(xì)化過(guò)程管理,注重能力考查的理念,充分發(fā)揮課程實(shí)踐環(huán)節(jié)在理論教學(xué)中的主導(dǎo)作用,建立和實(shí)踐了新的考評(píng)體系,細(xì)化過(guò)程管理,將實(shí)驗(yàn)操作和設(shè)計(jì)納入考評(píng)范圍,建立了以理論,研討,實(shí)驗(yàn)三個(gè)模塊共同決定成績(jī)的模式??荚u(píng)方式設(shè)為筆試(40%)+仿真(30%)+實(shí)驗(yàn)(30%)。
筆試主要考察學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)和基本理論的理解和應(yīng)用。包含邏輯代數(shù),門電路,組合邏輯電路,觸發(fā)器,時(shí)序邏輯電路,555定時(shí)器等內(nèi)容。滿分100分。
仿真主要考察學(xué)生對(duì)仿真軟件的應(yīng)用能力和電路的分析設(shè)計(jì)能力。以八個(gè)研討主題的表現(xiàn)分別給出仿真成績(jī),前七個(gè)成績(jī)每個(gè)滿分10分,第八個(gè)滿分30分。八個(gè)成績(jī)的累積即為仿真考試的總成績(jī)。滿分100分。
實(shí)驗(yàn)主要考察學(xué)生的實(shí)際操作能力和儀器設(shè)備的使用能力。實(shí)驗(yàn)成績(jī)以實(shí)驗(yàn)考試為主,學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)抽題(我們已經(jīng)初步建立了實(shí)驗(yàn)考試題庫(kù)),根據(jù)題目要求完成實(shí)驗(yàn)(設(shè)計(jì),分析,原理圖設(shè)計(jì),原理分析,調(diào)試)。滿分100分。
最后將三項(xiàng)考試成績(jī)分別乘以權(quán)重,即可得到本學(xué)期該課程的成績(jī)。
我院在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)2012級(jí)和2013級(jí)的十個(gè)班級(jí)中進(jìn)行了“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)模式改革,覆蓋學(xué)生達(dá)330人年,取得了如下成績(jī)。
1)轉(zhuǎn)變了學(xué)生的學(xué)習(xí)思路
我們將課堂理論教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)有機(jī)的融合在一起,錄制整理了大量的視頻,仿真設(shè)計(jì)資料,課程設(shè)計(jì)案例等教學(xué)素材,錄制了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)微課和易錯(cuò)題型微課,實(shí)現(xiàn)了立體化教學(xué)資源的建設(shè),建立并充實(shí)了教學(xué)資源庫(kù)。實(shí)現(xiàn)了學(xué)生學(xué)習(xí)渠道的多元化,為工科學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)思路,提升工程意識(shí)起到了積極的作用。
2)創(chuàng)新考評(píng)體系
我們將考評(píng)分別從理論、仿真、實(shí)驗(yàn)三部分進(jìn)行,其中實(shí)驗(yàn)考評(píng)較為獨(dú)特,單人單桌,現(xiàn)場(chǎng)抽題,在30分鐘的時(shí)間內(nèi)完成相關(guān)電路的設(shè)計(jì)、測(cè)量或調(diào)試。學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性普遍提高,表現(xiàn)在學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的出勤率較以往大大提高,很多學(xué)生自行要求進(jìn)行課余實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)3屆學(xué)生的實(shí)踐,學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力,儀器儀表的使用能力,以及電路的分析調(diào)試能力顯著提高。
電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)2018年2期