基于超星學(xué)習(xí)通的數(shù)字電路教學(xué)模式

李忠金 馮凱華

摘 要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)逐步進(jìn)入大眾視野，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)如何并入傳統(tǒng)教育成為一個(gè)可深入研究的話題?；趯W(xué)習(xí)通的教學(xué)模式，提供了教師與學(xué)生課下交流的機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)了課上課下無縫連接的學(xué)習(xí)模式。教學(xué)實(shí)驗(yàn)效果顯示，與傳統(tǒng)模式相比，該模式不僅養(yǎng)成了學(xué)生課前預(yù)習(xí)的習(xí)慣，幫助課上更好學(xué)習(xí)，而且增加了學(xué)生與教師之間的溝通方式，幫助教師更好地了解學(xué)生遇到的問題。

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

1 概述

數(shù)字電路是電子信息專業(yè)的基礎(chǔ)課。該課程實(shí)踐性較強(qiáng)，學(xué)生不僅需要掌握其基本理論知識(shí)，還要求熟練掌握數(shù)字電路的接線、設(shè)計(jì)等一些實(shí)際操作與應(yīng)用[1]。由于需要實(shí)際操作，那么將理論結(jié)合與實(shí)踐的能力就十分重要。超星學(xué)習(xí)通可以讓學(xué)生提前通過視頻學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)器材并掌握基礎(chǔ)操作，這些簡單的知識(shí)沒有必要在課上系統(tǒng)地進(jìn)行一一講解，完全可以通過課下讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，這大大節(jié)省了上課時(shí)間。進(jìn)而在上課時(shí)更多講解一些實(shí)驗(yàn)中學(xué)生出現(xiàn)的問題，幫助學(xué)生解決遇到的問題，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)技巧，讓學(xué)生能夠自己找出問題并自主解決。針對(duì)我院培養(yǎng)應(yīng)用型人才，加強(qiáng)我院學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力至關(guān)重要。

超級(jí)學(xué)習(xí)通是一款針對(duì)學(xué)習(xí)教育開發(fā)的APP[2]。此APP面向手機(jī)、平板等移動(dòng)終端，學(xué)生可以通過超星學(xué)習(xí)通APP在線瀏覽教學(xué)資源、自助完成圖書館書籍借閱、課程信息、學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)、完成作業(yè)、簽到、小組討論等[3]。有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加強(qiáng)教師與學(xué)生的溝通，方便教師統(tǒng)計(jì)到場(chǎng)情況、布置作業(yè)等[4]。對(duì)于教師，可以在超星學(xué)習(xí)通布置作業(yè)，在課上讓學(xué)生隨堂測(cè)驗(yàn)，做一些基礎(chǔ)的題目，上交后讓學(xué)生匿名交換批改，取均值作為成績，不僅讓學(xué)生知道了問題的答案，在課堂上就明白自己的錯(cuò)誤，便于及時(shí)改正，也極大地節(jié)省了教師批改作業(yè)的時(shí)間。讓學(xué)生課后可以布置一些具有設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的題目，讓學(xué)生多去思考，多去與教師溝通，及時(shí)向老師反映自己的想法與不明白的部分。通過超星學(xué)習(xí)通布置作業(yè)，可以讓平時(shí)分部分更加有依據(jù)、更加透明，讓學(xué)生清楚地知道自己具體的哪一部分有不足。超星學(xué)習(xí)通構(gòu)建了一座教師與學(xué)生交流討論的橋梁，極大地促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性以及教師的教學(xué)熱情。這種雙贏局面是我們教師和學(xué)生都想要得到的結(jié)果。

2 傳統(tǒng)數(shù)字電路教學(xué)分析

（1）數(shù)字電路在眾多高校中依舊采用傳統(tǒng)的教育方式，以理論為主，實(shí)踐為輔，且實(shí)驗(yàn)主要用來驗(yàn)證理論，脫離實(shí)際[5]。使得學(xué)生的知識(shí)面過于狹窄，只懂得書中所提到的方法理論，缺乏自主分析能力，沒有自己解決遇到的實(shí)際問題的能力。因此，我們課堂教育應(yīng)該改變思路，遵循時(shí)代的發(fā)展，將一些現(xiàn)實(shí)中遇到的簡單問題嘗試交給學(xué)生來處理[6]，改變課堂中理論與實(shí)驗(yàn)的比重，鼓勵(lì)學(xué)生去創(chuàng)新，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的綜合高素質(zhì)人才。

（2）目前我校數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)以小規(guī)模電路與中規(guī)模集成芯片電路實(shí)驗(yàn)為主，一些較為復(fù)雜的大規(guī)模實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無法開設(shè)，學(xué)生缺少接觸這些綜合性數(shù)電實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。這極大地抑制了學(xué)生的動(dòng)手能力，以及對(duì)挑戰(zhàn)高難度電路的欲望，并且在學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的過程中發(fā)現(xiàn)，部分實(shí)驗(yàn)器材出現(xiàn)老化、接口松動(dòng)導(dǎo)致接觸不良等現(xiàn)象，這些問題大大影響了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀是需要立馬改變的。及時(shí)地采集設(shè)備應(yīng)該是學(xué)校要保證的，這對(duì)于激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力有很大幫助，讓學(xué)生的實(shí)踐操作與社會(huì)先進(jìn)技術(shù)接軌是學(xué)校應(yīng)該去爭(zhēng)取的。

（3）數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容：門電路、譯碼器、編碼器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器等都是課堂教學(xué)的驗(yàn)證。這些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)雖然可以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)，但是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中，結(jié)論已經(jīng)先入為主地出現(xiàn)在腦中[7]，這扼殺了學(xué)生的求知欲望，即便實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差，也出現(xiàn)學(xué)生按照理論知識(shí)來修改實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來完成課堂任務(wù)的這種情況。新時(shí)代的實(shí)驗(yàn)課應(yīng)該激發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、分析能力，為日后進(jìn)入社會(huì)打好扎實(shí)的基礎(chǔ)，培養(yǎng)出對(duì)社會(huì)有用的科技型人才，而不是只會(huì)記結(jié)論、做題的大學(xué)生。

（4）數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的內(nèi)容總是一成不變，甚至每屆學(xué)生做出來的實(shí)驗(yàn)參數(shù)都是完全相同的。這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生若做出了與書上相近的數(shù)據(jù)值，就不會(huì)過多地去思考。這在別的學(xué)科中或許沒有什么問題，但是這在電路學(xué)習(xí)中是十分致命的。在電路實(shí)驗(yàn)中完全有可能出現(xiàn)多個(gè)錯(cuò)誤，但最后結(jié)果與理論值接近的所謂“正確”的情況。所以讓學(xué)生用不同的初始數(shù)據(jù)去完成實(shí)驗(yàn)，將電路實(shí)驗(yàn)的每個(gè)模塊的輸出數(shù)值都與理論計(jì)算值相近才是正確的。更多地讓學(xué)生去計(jì)算理論值、搞懂電路的原理這才是我們開設(shè)數(shù)字電路這門課的初衷。

（5）數(shù)字電路是電子信息專業(yè)的基礎(chǔ)課，學(xué)習(xí)路線是：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（邏輯運(yùn)算、一定的復(fù)數(shù)基礎(chǔ)）→小規(guī)模電路（門電路等）→中規(guī)模集成芯片電路（編碼器、譯碼器、計(jì)數(shù)器等）→大規(guī)模集成電路[8]?，F(xiàn)階段我們的課堂教學(xué)重心主要集中在小規(guī)模電路以及中規(guī)模的集成電路上。對(duì)于大規(guī)模的集成電路基本沒有涉及。這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是極為不利的。學(xué)校應(yīng)該更加重視這一塊的教學(xué)，采購更多設(shè)備，讓學(xué)生去創(chuàng)新、去設(shè)計(jì)更高難度的電路。挖掘出優(yōu)秀學(xué)生的潛力，在學(xué)科競(jìng)賽中，展現(xiàn)優(yōu)秀學(xué)生的風(fēng)采，帶給學(xué)校更多榮譽(yù)，也更好地帶動(dòng)其他學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，產(chǎn)生積極向上的學(xué)習(xí)風(fēng)氣，這對(duì)學(xué)校和學(xué)生而言都是極好的。

3 教改意見

（1）課題組應(yīng)該更多地去優(yōu)化教學(xué)計(jì)劃大綱，推行先進(jìn)的教學(xué)理念，增加討論、互動(dòng)、分析研究的教學(xué)方法。在課堂中，結(jié)合理論與先進(jìn)的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生學(xué)會(huì)去多多思考，鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)手操作，培養(yǎng)學(xué)生合作分析、解決問題的能力。借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，將課程的大綱、教案、教學(xué)視頻、教學(xué)PPT、相關(guān)電路知識(shí)資料、芯片引腳圖等相關(guān)教學(xué)資源發(fā)布出來，學(xué)生可以結(jié)合自身情況，隨時(shí)學(xué)習(xí)，提前預(yù)習(xí)，課后查漏補(bǔ)缺，有問題就及時(shí)答疑。這樣可以讓學(xué)生做到課上課下同步學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生預(yù)習(xí)→上課→提問→復(fù)習(xí)的正確學(xué)習(xí)習(xí)慣。

（2）充分利用學(xué)習(xí)通或者我校的泛雅平臺(tái)，為學(xué)生提供課程的教學(xué)資源、參考文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻等，鼓勵(lì)學(xué)生去提前預(yù)習(xí)，并為學(xué)生課后總結(jié)提供基礎(chǔ)。解決數(shù)電實(shí)驗(yàn)課課堂過多時(shí)間講解實(shí)驗(yàn)器材、簡單實(shí)驗(yàn)步驟導(dǎo)致上課時(shí)間不足的問題。放置一些基礎(chǔ)知識(shí)的網(wǎng)課方便學(xué)生查漏補(bǔ)缺。在課前就提前觀看相關(guān)的器材講解視頻，可以讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中更容易上手，節(jié)省出來的時(shí)間可以讓學(xué)生自主調(diào)試，排除錯(cuò)誤?；蛘呖梢栽诿抗?jié)課末尾加入一些附加內(nèi)容，讓學(xué)生去創(chuàng)新，設(shè)計(jì)一些課堂之外的模塊，作為加分項(xiàng)激勵(lì)學(xué)生去思考創(chuàng)造。

（3）有限的課堂時(shí)間難以使所有學(xué)生掌握所有知識(shí)，也無法及時(shí)判別學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為了能更好地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，可以通過學(xué)習(xí)通發(fā)布作業(yè)，在建好的題庫中選題發(fā)布，爭(zhēng)取在課上讓學(xué)生完成題目，在課堂上讓學(xué)生匿名交換批改，三人批改取平均分。對(duì)于教師可以知道自己上的課是否讓大多數(shù)學(xué)生聽懂，及時(shí)調(diào)整上課內(nèi)容答疑解惑，對(duì)于學(xué)生可以知道自身是否學(xué)會(huì)了課堂內(nèi)容，若沒有聽懂可以及時(shí)向老師提出疑問。課下也可以發(fā)布一些作業(yè)，教師可以通過學(xué)生提交的正確率來調(diào)節(jié)上課內(nèi)容，對(duì)于做錯(cuò)的題在后面的課堂上及時(shí)為學(xué)生答疑。隨堂作業(yè)和課下作業(yè)成績可以作為平時(shí)分的依據(jù)，使學(xué)生明白在此課程中哪一部分有所不足便于及時(shí)改正，也使得平時(shí)分更加透明，避免了給平時(shí)分不公正的情況出現(xiàn)。

（4）數(shù)字電路的仿真軟件Multisim對(duì)于學(xué)習(xí)數(shù)字電路是非常有幫助的，在學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課之前先讓學(xué)生用仿真軟件Multisim實(shí)現(xiàn)一遍再去做實(shí)驗(yàn)是事半功倍的。這時(shí)候就可以使用學(xué)習(xí)通或者我校的泛雅平臺(tái)提前發(fā)布作業(yè)，讓學(xué)生用仿真軟件Multisim實(shí)現(xiàn)電路，并用錄屏軟件記錄電路實(shí)現(xiàn)過程。通過布置作業(yè)這種方式督促學(xué)生提前學(xué)習(xí)，在課前就理解大致原理，其作業(yè)的分?jǐn)?shù)也可以作為結(jié)課時(shí)平時(shí)分的依據(jù)，方便教師給學(xué)生統(tǒng)計(jì)平時(shí)分。

（5）數(shù)字電路是一門較為模塊化的學(xué)科，一個(gè)集成電路可以封裝成多個(gè)模塊，每個(gè)模塊都是獨(dú)立的。流水線型的小組學(xué)習(xí)模式就非常適合這種模塊化的教學(xué)。一個(gè)大型集成電路由多個(gè)模塊形成，直接讓學(xué)生去學(xué)習(xí)，這是難以下手的。流水線型的小組學(xué)習(xí)模式就是讓學(xué)生組隊(duì)，人數(shù)與大型集成電路的模塊數(shù)相同，假設(shè)有n個(gè)模塊，學(xué)生也是n人，第一次1號(hào)學(xué)生學(xué)習(xí)1號(hào)模塊，2號(hào)學(xué)生學(xué)習(xí)2號(hào)模塊以此類推直至n號(hào)學(xué)生學(xué)習(xí)n號(hào)模塊，第二次n號(hào)學(xué)生學(xué)習(xí)1號(hào)模塊，1號(hào)學(xué)生學(xué)習(xí)2號(hào)模塊以此類推，每個(gè)學(xué)生每次嘗試不同的模塊直至學(xué)完所有模塊。這樣做的好處是讓每個(gè)學(xué)生清楚地認(rèn)識(shí)每個(gè)單獨(dú)的模塊的原理，以及此模塊在整個(gè)大型集成電路的作用。使得學(xué)生更加融會(huì)貫通，遇到不懂的地方可以先請(qǐng)教做過此模塊的同組的同學(xué)，小組出現(xiàn)的問題可以先通過小組內(nèi)部進(jìn)行消化吸收，對(duì)于同小組的沒有做過此模塊成員有預(yù)警作用使得他們?cè)诤罄m(xù)學(xué)習(xí)此模塊中不會(huì)再犯此類錯(cuò)誤，對(duì)于做過此模塊的成員相當(dāng)于復(fù)習(xí)了一遍此模塊，使得認(rèn)識(shí)更加深入。這種流水線型的小組學(xué)習(xí)模式，大大地減少了老師答疑的工作量，節(jié)省了上課時(shí)間，便于老師在課上講解更多拓展知識(shí)。這種不斷預(yù)警、不斷深入、不斷拓展的學(xué)習(xí)模式使得學(xué)生對(duì)于數(shù)字電路這種偏向?qū)嵺`的科目會(huì)有更深刻的認(rèn)識(shí)，反復(fù)回顧保證了學(xué)習(xí)的質(zhì)量，新學(xué)的模塊又保證了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

（6）超星學(xué)習(xí)通上可以放置一些拓展內(nèi)容，數(shù)字電路的課堂只能教授電路的基本知識(shí)，而電路設(shè)計(jì)這些拓展內(nèi)容只能讓學(xué)生自主去探索學(xué)習(xí)。網(wǎng)上的相關(guān)教程、博客多數(shù)是網(wǎng)友自己分享的，不能保證其質(zhì)量以及正確性。而通過超星學(xué)習(xí)通，學(xué)?？梢宰约悍窒硐嚓P(guān)教程，保證了資料的權(quán)威性，節(jié)省了學(xué)生篩選資料的時(shí)間。增添這些知識(shí)可以幫助那些學(xué)有余力的同學(xué)提升自己，幫助他們?cè)趯W(xué)科競(jìng)賽中更好地展現(xiàn)出自己的能力，從而學(xué)生間形成了積極學(xué)習(xí)的風(fēng)氣，有助于喚起更多學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。這對(duì)于學(xué)校來說，可以增添學(xué)校榮譽(yù)，提高知名度。

（7）通過傳統(tǒng)教育加上超星學(xué)習(xí)通的混合模式，加深了學(xué)生對(duì)課程了解的深度，結(jié)合先進(jìn)的知識(shí)，增添了學(xué)生自我學(xué)習(xí)的意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、深入學(xué)習(xí)。使得學(xué)生平時(shí)分成績更加透明，并且有所依據(jù)，統(tǒng)計(jì)所有學(xué)生平時(shí)作業(yè)成績、簽到情況，計(jì)算出每個(gè)學(xué)生的平時(shí)分成績，讓學(xué)生隨時(shí)看到自己的平時(shí)分狀況，督促自己努力學(xué)習(xí)。這種透明讓學(xué)生更加安心，避免了學(xué)生冤枉老師壓低平時(shí)分的情況出現(xiàn)。實(shí)踐證明，基于超星學(xué)習(xí)通的線上線下混合的教學(xué)模式，相比傳統(tǒng)教育模式，對(duì)學(xué)生的教學(xué)效果有明顯的積極影響。

結(jié)語

超星學(xué)習(xí)通是現(xiàn)代信息技術(shù)專為師生設(shè)計(jì)的線上教育平臺(tái)，具有豐富的功能來滿足當(dāng)今師生所需，筑起了學(xué)生與老師溝通的橋梁。通過線上學(xué)習(xí)，激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)，喚醒了學(xué)生的求知欲，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)創(chuàng)新，基于超星學(xué)習(xí)通創(chuàng)建的課堂教學(xué)模式給予了學(xué)生與教師深度交流的機(jī)會(huì)，以及學(xué)生小組討論的便捷機(jī)會(huì)。這種靈活的交互式教學(xué)模式是對(duì)傳統(tǒng)教育的創(chuàng)新，進(jìn)一步提高了教學(xué)質(zhì)量。在現(xiàn)在的數(shù)字電路教學(xué)中還是以傳統(tǒng)教育為主，超星學(xué)習(xí)通只能算是一個(gè)輔助工具，超星學(xué)習(xí)通上的教學(xué)視頻只能起到輔助的效果，最核心的東西還是得依靠課堂傳授給學(xué)生，不能過度依賴超星學(xué)習(xí)通，本末倒置。在信息化迅速發(fā)展的當(dāng)下，線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式是大勢(shì)所趨，應(yīng)當(dāng)順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，借助網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)的力量，幫助學(xué)生更好地掌握知識(shí)，讓學(xué)生獲得更優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，以及培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的優(yōu)秀習(xí)慣。

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作者簡介：李忠金（1986— ），男，漢族，江蘇句容人，博士，講師，研究方向：分布式計(jì)算;馮凱華（1997— ），男，漢族，浙江杭州人，碩士，研究方向：計(jì)算機(jī)視覺。