信息化高效課堂的研究與實(shí)踐

摘 要：本文分析了國(guó)內(nèi)外信息化教學(xué)的發(fā)展背景，總結(jié)了各學(xué)者對(duì)于高效課堂的分析和定義，并對(duì)在信息化背景下建設(shè)高效課堂的內(nèi)涵進(jìn)行了進(jìn)一步總結(jié)。最后，對(duì)常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院開(kāi)設(shè)課程《計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》所開(kāi)展的信息化教改情況進(jìn)行分析，從信息化教學(xué)平臺(tái)、信息化教育資源、信息化教學(xué)手段三方面入手，提煉出了信息化高效課堂的構(gòu)建策略。

關(guān)鍵詞：信息化 高效課堂 虛擬仿真 VR

中圖分類號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）09（b）-0147-02

近年來(lái)，得益于政府相應(yīng)政策的支持和信息技術(shù)日新月異的進(jìn)步，我國(guó)教育信息化的發(fā)展迅速：各級(jí)各類院校信息化基礎(chǔ)設(shè)施不斷更新，資源平臺(tái)日漸完善，每年的信息化大賽舉辦得如火如荼，各類微課、慕課數(shù)量豐富質(zhì)量提升、新形態(tài)一體化教材逐步推廣，虛擬仿真技術(shù)逐步普及，相應(yīng)的政策條例、管理團(tuán)隊(duì)、師資培訓(xùn)也在不斷跟進(jìn)中……信息技術(shù)作為學(xué)校教學(xué)和教育管理的輔助手段已經(jīng)大勢(shì)所趨，也給高效課堂的建設(shè)帶來(lái)了新的機(jī)遇。本文將以筆者所在的常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院所開(kāi)設(shè)課程《計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》為例，對(duì)信息化高效課堂進(jìn)行研究與實(shí)踐。

1 信息化教學(xué)的研究背景

20世紀(jì)90年代，“信息高速公路”發(fā)展迅速，“教育信息化”的理念隨之被正式提出[1]。在美國(guó)的“信息高速公路”計(jì)劃中，提出將信息技術(shù)運(yùn)用到教育中，并作為21世紀(jì)的重要教育改革途徑。世界各國(guó)也積極反響，相繼制定了信息技術(shù)在教育中應(yīng)用的相關(guān)計(jì)劃[2]。

中國(guó)在2012年正式頒布了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》，其中明確了教育信息化的發(fā)展目標(biāo)。同年，在職業(yè)教育領(lǐng)域，教育部印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)職業(yè)教育信息化發(fā)展的意見(jiàn)》，其中明確了改革和發(fā)展職業(yè)教育的重要途徑就是信息技術(shù)的創(chuàng)新，要求建立“政行企?！币惑w的職業(yè)教育信息化工作體系，并對(duì)職業(yè)院校信息化基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字化教學(xué)資源、數(shù)字校園等提出了建設(shè)要求[3]。2016年，江蘇省教育廳在《江蘇省教育廳2016年工作要點(diǎn)》中，再次提到“大力提升教育信息化水平”。

2 高效課堂的研究背景

目前為止，國(guó)內(nèi)外對(duì)于高效課堂的理論解讀較成熟，研究指出，高效課堂是指教學(xué)過(guò)程符合教學(xué)規(guī)律，能成功激發(fā)、維持、并促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有效地達(dá)到了預(yù)期教學(xué)效果的教學(xué)策略。

在對(duì)高效課堂教學(xué)策略的研究中，邵瑞珍表明，尤其需要看重教學(xué)策略中的目標(biāo)和組織架構(gòu)。王瑩和李曉文提出，靜態(tài)的教學(xué)內(nèi)容以及動(dòng)態(tài)的教學(xué)手段是教學(xué)策略的兩個(gè)主要組成部分，其中，更重要的是教學(xué)策略的具體實(shí)踐方法[4]。

3 信息化高效課堂的內(nèi)涵

信息化高效課堂的研究?jī)?nèi)涵是在信息化發(fā)展的大背景下，利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)手段，創(chuàng)新教學(xué)模式，拓寬學(xué)習(xí)平臺(tái)，讓學(xué)生真正在信息化時(shí)代中，提高學(xué)習(xí)效率，達(dá)到高效課堂的目的。

信息化在高效課堂中的應(yīng)用，帶來(lái)的不僅是教學(xué)模式上的變化，更是教學(xué)內(nèi)涵的更新，對(duì)信息化教學(xué)的內(nèi)涵應(yīng)該從工具論轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)論。

下面，以筆者所在的常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院開(kāi)設(shè)課程《計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》為例，總結(jié)出信息化高效課堂的構(gòu)建策略。

4 信息化高效課堂的構(gòu)建策略

以常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院物聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)信息化專業(yè)群建設(shè)的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)作為教學(xué)依據(jù)，《計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》的課程特點(diǎn)是：采取了以器件為載體的序化方式和以任務(wù)為導(dǎo)向的組織形式，有機(jī)地融合了理實(shí)一體化的內(nèi)容，是后續(xù)學(xué)習(xí)《C51單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》《物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作》等專業(yè)課程的基礎(chǔ)，也是支撐物聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)信息化專業(yè)崗位群中智能電子產(chǎn)品裝調(diào)、維修、開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)等工作崗位的基礎(chǔ)。

以本課程中教學(xué)章節(jié)“集成計(jì)數(shù)器及應(yīng)用”為例，其主要教學(xué)內(nèi)容是以引腳圖、功能表呈現(xiàn)的集成計(jì)數(shù)器芯片的邏輯功能和用其設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法與案例，是對(duì)邏輯分析、邏輯設(shè)計(jì)、集成邏輯門(mén)等的綜合應(yīng)用。

根據(jù)以上總結(jié)的教學(xué)內(nèi)容特點(diǎn)，選擇合適的信息化手段，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，將大大提高本課程的教學(xué)效果。

4.1 信息化教學(xué)平臺(tái)的選擇

在校園網(wǎng)普及的今天，利用QQ、微信等即時(shí)通信軟和資源庫(kù)平臺(tái)的教學(xué)資料共享等，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式已經(jīng)較為成熟。而隨著智能手機(jī)、平板電腦的更新?lián)Q代和4G網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步普及，移動(dòng)環(huán)境下的綜合教學(xué)平臺(tái)的應(yīng)用也逐步推廣開(kāi)來(lái)。云班課作為移動(dòng)環(huán)境下的即時(shí)互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)，融合了資源庫(kù)、即時(shí)通信、課堂管理等多項(xiàng)功能，進(jìn)一步提高了翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)效率。《計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)團(tuán)隊(duì)選擇了云班課作為新一代的教學(xué)平臺(tái)，教師和學(xué)生可以在移動(dòng)設(shè)備上就可以完成所有的教學(xué)活動(dòng)。

以授課章節(jié)“集成計(jì)數(shù)器及應(yīng)用”為例。課前，教師利用云班課上傳關(guān)于“集成邏輯門(mén)”“集成譯碼器”等相關(guān)教學(xué)資料，布置課前學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生利用移動(dòng)設(shè)備查閱資料、查收任務(wù)，可以不受地點(diǎn)、時(shí)間限制，完成預(yù)習(xí)任務(wù)。

課中，教師利用云班課中的課堂管理模塊，可以完成包括點(diǎn)名、搶答、投票、小組任務(wù)、測(cè)試等多項(xiàng)課堂活動(dòng)，并可以及時(shí)在移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行打分、點(diǎn)評(píng)。比如，利用云班課中的投屏功能，可以隨時(shí)在移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行芯片功能演示。通過(guò)小組活動(dòng)這一功能，為不同能力水平的學(xué)生，設(shè)置階梯化的教學(xué)任務(wù)，比如設(shè)置基本任務(wù)“十進(jìn)制計(jì)數(shù)器”、提升任務(wù)“多進(jìn)制計(jì)數(shù)器”。并且在云班課中設(shè)置學(xué)生互評(píng)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生相互借鑒。設(shè)置教師評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，及時(shí)監(jiān)控學(xué)生任務(wù)完成情況。

課后，教師利用云班課布置課后作業(yè)，學(xué)生在移動(dòng)設(shè)備上提交，教師在云班課中打分。學(xué)生遇到任何困難，都可以直接通過(guò)平臺(tái)中的即時(shí)通信功能隨時(shí)和教師進(jìn)行溝通。

云班課平臺(tái)的最大的優(yōu)點(diǎn)，在于集成了即時(shí)通信軟件、資源庫(kù)等多個(gè)軟件平臺(tái)的功能，可以保證各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)在統(tǒng)一的平臺(tái)上集中開(kāi)展，并且可以在移動(dòng)環(huán)境中進(jìn)行，大大提高了開(kāi)展教學(xué)的方便度，增加了師生互動(dòng)學(xué)習(xí)的趣味性，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4.2 信息化教學(xué)資源的選擇

作為理實(shí)一體化課程，《計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》運(yùn)用信息化手段，分別對(duì)知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

為了提高翻轉(zhuǎn)課堂的學(xué)習(xí)效率，針對(duì)知識(shí)點(diǎn)的講解，本課程開(kāi)發(fā)了配套的微課材料，借助云班課資源庫(kù)平臺(tái)發(fā)布，便于學(xué)生課后學(xué)習(xí)。

以本課程中教學(xué)章節(jié)“集成計(jì)數(shù)器及應(yīng)用”為例，其主要教學(xué)內(nèi)容是以引腳圖、功能表呈現(xiàn)的集成計(jì)數(shù)器芯片的邏輯功能和用其設(shè)計(jì)任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的方法與案例。教學(xué)重點(diǎn)是教學(xué)重點(diǎn)是用“74161芯片構(gòu)成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器的實(shí)現(xiàn)方法”，難點(diǎn)是“多芯片計(jì)數(shù)器的芯片級(jí)聯(lián)方法”。學(xué)生需要在學(xué)習(xí)過(guò)程中，反復(fù)對(duì)芯片的引腳和功能進(jìn)行熟悉，因此，我們開(kāi)發(fā)了芯片使用的微課。在課堂上，利用云班課的投屏功能進(jìn)行芯片的演示、講解。課后，學(xué)生就可以利用微課，隨時(shí)隨地對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)步一鞏固。

4.3 信息化教學(xué)手段的選擇

針對(duì)技能點(diǎn)的學(xué)習(xí)而言，多年來(lái)，《計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》配備了仿真軟件、實(shí)驗(yàn)箱等多種實(shí)踐操作手段，可以對(duì)所設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并可在實(shí)驗(yàn)箱中搭建電路、完成設(shè)計(jì)。

以教學(xué)章節(jié)“集成計(jì)數(shù)器及應(yīng)用”為例，我們運(yùn)用Proteus等電路仿真軟件搭建計(jì)數(shù)器電路，進(jìn)行功能仿真，最后在實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行計(jì)數(shù)器電路搭建。

近些年來(lái)，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，《計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》正著力開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）技術(shù)，簡(jiǎn)稱VR，是20世紀(jì)80年代新崛起的一種綜合集成技術(shù)，其中包含了傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、人工智能等多種技術(shù)。它由計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成的三維信息的人工環(huán)境——虛擬環(huán)境，可以逼真地模擬現(xiàn)實(shí)世界的事物和環(huán)境，人投入到這種環(huán)境中，立即有親臨其境的感覺(jué)，并可親自操作，自然地與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互[5]。

將虛擬仿真技術(shù)運(yùn)用到電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，相較于 Proteus等常規(guī)仿真軟件項(xiàng)目，學(xué)生可以直接看到元器件、芯片、電路的真實(shí)外形，增加學(xué)生對(duì)于操作電路的趣味性。

5 結(jié)語(yǔ)

信息化教學(xué)平臺(tái)，信息化資源和教學(xué)手段的運(yùn)用，帶來(lái)了豐富的教學(xué)活動(dòng)。這些教學(xué)活動(dòng)，首先，滿足學(xué)生對(duì)于新媒體技術(shù)的興趣和對(duì)互動(dòng)學(xué)習(xí)方式的喜愛(ài)，提升了學(xué)習(xí)興趣。其次，對(duì)于像《計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》這樣理實(shí)一體化的課程，通過(guò)豐富的學(xué)習(xí)活動(dòng)，將以往在教學(xué)過(guò)程中出現(xiàn)的“理論太抽象”“實(shí)踐太困難”的問(wèn)題一一破解，將抽象的內(nèi)容直觀化，將微觀的視域宏觀化，有效地提升了課堂教學(xué)和學(xué)習(xí)效果。一體化的學(xué)習(xí)實(shí)踐活動(dòng)，達(dá)成了知行合一的培養(yǎng)目標(biāo)。小組協(xié)作的學(xué)習(xí)方式，既彌補(bǔ)了生源差異，也鍛煉和培養(yǎng)了優(yōu)秀學(xué)生的領(lǐng)軍素質(zhì)，激發(fā)了弱勢(shì)學(xué)生的自信心、上進(jìn)心和求知欲，體現(xiàn)了以人為本的生態(tài)教育理念。

教無(wú)定法，學(xué)無(wú)止境；沒(méi)有最好，只有更好。高職院校中的信息化應(yīng)用依然在高速發(fā)展中，隨著新的信息化手段的不斷出現(xiàn)，持續(xù)優(yōu)化高效課堂也是各高職院校永遠(yuǎn)的目標(biāo)。

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