基于職教云的項(xiàng)目式“數(shù)字電子技術(shù)”課的對(duì)分課堂教學(xué)改革

趙海君

(山西工程職業(yè)學(xué)院 山西太原 030009)

1 教學(xué)現(xiàn)狀與學(xué)生現(xiàn)狀

1.1 課堂教學(xué)現(xiàn)狀

《數(shù)字電子技術(shù)》課程是電子信息工程技術(shù)專業(yè)的主干項(xiàng)目課程，屬專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)領(lǐng)域。它是學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)課程，也是現(xiàn)代電子技術(shù)賴以發(fā)展的基礎(chǔ)，是電子產(chǎn)品、電子儀器儀表維護(hù)和維修必備的專業(yè)知識(shí)，對(duì)學(xué)生畢業(yè)后職業(yè)能力的提升和再教育的完成具有非常重要的作用。

從該課程的內(nèi)容上來(lái)說(shuō)，按照專業(yè)人才培養(yǎng)方案，該課程在第三學(xué)期開展教學(xué)，重點(diǎn)內(nèi)容是：以基本門電路、組合電路分析與設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)后續(xù)對(duì)編碼器、譯碼器、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯、定時(shí)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等器件進(jìn)行介紹。該課程涉及電路基礎(chǔ)、模擬電子技術(shù)知識(shí)較多，存在底子薄的現(xiàn)象。到目前為止，這門課的教學(xué)仍然采用的是傳統(tǒng)教學(xué)方法，老師教授為主，習(xí)慣于滔滔不絕地把內(nèi)容灌輸給學(xué)生，講授的時(shí)間占到80%～90%，學(xué)生的參與度不高，都是被動(dòng)地接受知識(shí)，且課堂氛圍不好，有必要對(duì)該課程進(jìn)行改革[1]。

1.2 學(xué)生現(xiàn)狀

從學(xué)生層面來(lái)說(shuō)，該課程的授課對(duì)象是高職院校的大二學(xué)生，其生源45%來(lái)自于單招，45%來(lái)自于對(duì)口，10%來(lái)自于高考。一部分學(xué)生入學(xué)時(shí)沒(méi)有參加文化課考試，另一部分學(xué)生文化課成績(jī)偏低，再加上中學(xué)時(shí)代填鴨式學(xué)習(xí)，只記憶現(xiàn)成答案，死記硬背，缺乏主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。學(xué)會(huì)一般都是獨(dú)立式學(xué)習(xí)，也就缺乏團(tuán)隊(duì)合作，共同解決問(wèn)題的能力。學(xué)習(xí)該課程困難很大，教學(xué)過(guò)程中往往出現(xiàn)剛接觸該課程沒(méi)有多長(zhǎng)時(shí)間，就自動(dòng)放棄、棄學(xué)的現(xiàn)象。這些學(xué)生也有很多優(yōu)點(diǎn)，如思想活躍、動(dòng)手能力強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng)等，根據(jù)學(xué)生的學(xué)情分析以及該課程的特點(diǎn)，需要對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)改革。復(fù)旦大學(xué)的張學(xué)新教授在2014年提出的“對(duì)分課堂”，在很多高校都得到了教師的認(rèn)可，所以有必要將對(duì)分課堂引入該課程[2]。

2 對(duì)分課堂與職教云

2.1 對(duì)分課堂概述

對(duì)分課堂分為當(dāng)堂對(duì)分和隔堂對(duì)分兩種模式。當(dāng)堂對(duì)分指的是教師講解、學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)和學(xué)生討論在同一堂課中完成，隔堂對(duì)分指的是這節(jié)課講的內(nèi)容在下節(jié)課討論，自學(xué)內(nèi)化及做作業(yè)在課后進(jìn)行?；菊n堂教學(xué)實(shí)施如下[3]。

（1）課堂講授：講授環(huán)節(jié)，教師以講為主，講解學(xué)習(xí)目標(biāo)、講解章節(jié)內(nèi)容的邏輯結(jié)構(gòu)、講解重難點(diǎn)。告訴學(xué)生學(xué)什么、為何學(xué)和如何學(xué)，基本不向?qū)W生提問(wèn)，也不組織討論。（2）獨(dú)立學(xué)習(xí)（內(nèi)化）：當(dāng)堂給予學(xué)生一定的時(shí)間閱讀教材、完成作業(yè)，根據(jù)個(gè)人的興趣、能力、需求，以最適宜自己的方式方法，深入理解，進(jìn)行個(gè)性化的內(nèi)化、吸收。（3）討論和提問(wèn)：要求學(xué)生圍繞作業(yè)，針對(duì)各自的收獲、困惑、疑難，互相切磋學(xué)習(xí)，交互式討論時(shí)，教師巡回督促所有學(xué)生認(rèn)真參與，但不要過(guò)多涉入。（4）全班交流和總結(jié)：教師邀請(qǐng)全班自由發(fā)言，有遺留的問(wèn)題提出來(lái)，教師給予解答。最后教師做簡(jiǎn)單總結(jié)，把學(xué)生遺漏的，需要深化、提升的講一下，結(jié)束整個(gè)過(guò)程。教學(xué)過(guò)程如圖1所示。

圖1 當(dāng)堂對(duì)分教學(xué)過(guò)程

2.2 職教云平臺(tái)概述

職教云是一款以學(xué)校為單位面向師生的線上教學(xué)平臺(tái)，教師可以自己建課或者將職教云中的素材直接導(dǎo)入，開展授課。教師可以通過(guò)此平臺(tái)觀看每個(gè)人的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，也可以實(shí)現(xiàn)線上點(diǎn)名、線上提問(wèn)、線上討論等與學(xué)生開展豐富多彩的課堂活動(dòng)。學(xué)生可以通過(guò)App提交作業(yè)、看課件、看教學(xué)視屏、考試等，從而真正達(dá)到課堂翻轉(zhuǎn)的目的[4]。

職教云是一種利用現(xiàn)代教育技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。在課堂教學(xué)上，利用視聽(tīng)媒體和課件的演示，提高了教學(xué)的直觀性、趣味性和互動(dòng)性。同時(shí)，將課程的授課PPT、授課錄像等相關(guān)教學(xué)資料在校園網(wǎng)上發(fā)布，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享，方便學(xué)生在課外能夠利用網(wǎng)上資源進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，通過(guò)手機(jī)App，在網(wǎng)上完成課下作業(yè)、實(shí)驗(yàn)等。

3 課程改革設(shè)計(jì)

以項(xiàng)目為導(dǎo)向、把每一個(gè)項(xiàng)目分成若干個(gè)任務(wù)，每個(gè)任務(wù)前后排序要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，考慮從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從單一到綜合的排序過(guò)程；每個(gè)任務(wù)采用當(dāng)堂對(duì)分的課堂教學(xué)模式展開。每個(gè)項(xiàng)目采用小組討論、仿真的模式展開。因?yàn)閷?duì)分課堂，主體在學(xué)生，所以可以在考核方式上多偏重于平時(shí)，加強(qiáng)平時(shí)成績(jī)的考核比重。該課程采用平時(shí)成績(jī)（出勤+課堂表現(xiàn)+實(shí)驗(yàn)）60%+終結(jié)性考核（期末卷面考核）40%的考核方式。

3.1 任務(wù)導(dǎo)入

下面以項(xiàng)目一表決器的設(shè)計(jì)為例，導(dǎo)入任務(wù)：舉重比賽中，運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)是否合格，取決于裁判組的意見(jiàn)。表決器電路就是為解決裁判的表決問(wèn)題而設(shè)計(jì)，裁判同意，只需按下對(duì)應(yīng)的開關(guān)，結(jié)果可以通過(guò)燈光直接顯示。制作表決器，重點(diǎn)是根據(jù)實(shí)際任務(wù)要求確定輸入、輸出的邏輯關(guān)系，選擇合適邏輯門電路。

3.2 任務(wù)開展

要想設(shè)計(jì)出表決器，需要根據(jù)項(xiàng)目一的任務(wù)導(dǎo)入細(xì)分出下列任務(wù)：數(shù)制與碼制、邏輯門電路、代數(shù)法化簡(jiǎn)、最小項(xiàng)、卡諾圖、組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)等（見(jiàn)表1）。下面以其中的一個(gè)任務(wù)數(shù)制與編碼教學(xué)過(guò)程開展對(duì)分課堂。

表1 表決器設(shè)計(jì)教學(xué)安排

3.2.1 數(shù)制與編碼對(duì)分課堂教學(xué)過(guò)程

課前，教師在職教云課堂學(xué)習(xí)平臺(tái)發(fā)布新課相關(guān)的微視頻、課件，學(xué)生可以提前預(yù)習(xí)。

課中包括以下幾點(diǎn)。

（1）課堂講授。數(shù)制就是一種計(jì)數(shù)的方法，拿中國(guó)的成語(yǔ)作為例子來(lái)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)數(shù)制的理解，例如“屈指可數(shù)”指扳著手指就可以數(shù)清楚，形容數(shù)量很少。每個(gè)人的一雙手有10根手指頭，可以看作十進(jìn)制?！捌敢凰恪保艜r(shí)寓意以拇指點(diǎn)著其他指節(jié)來(lái)推算干支或占測(cè)吉兇，這只是一個(gè)計(jì)算天干地支的方法而已，天干共十位，依次是甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。地支共十二位，依次是子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。用十天干與十二地支之間的相互配合，有60種組合，可以看作六十進(jìn)制?！鞍虢锇藘伞敝概f制半斤（舊制一斤為十六兩）。半斤與八兩輕重相等，可以看作十六進(jìn)制。從3 個(gè)成語(yǔ)舉例中可以看出，中華民族從古至今都在使用計(jì)數(shù)。引入課程思政也是對(duì)古人智慧、古人優(yōu)秀文化的傳承。隨著電子產(chǎn)品的問(wèn)世，所有的電子計(jì)算機(jī)中只有兩種基本的狀態(tài)“開”和“關(guān)”。也就是說(shuō)，電子管的兩種狀態(tài)決定了以電子管為基礎(chǔ)的電子計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制來(lái)表示數(shù)字和數(shù)據(jù)也是一種計(jì)數(shù)方法，計(jì)數(shù)是一種傳承。然后講解數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換，最后以二進(jìn)制為基礎(chǔ)講解數(shù)字電路采用的常見(jiàn)的BCD 編碼方法。

（2）獨(dú)立學(xué)習(xí)，內(nèi)化吸收過(guò)程，職教云上發(fā)布電子作業(yè)，針對(duì)學(xué)生學(xué)情分析，主要因?yàn)橛胁糠謱W(xué)生基礎(chǔ)較差，布置的作業(yè)也相應(yīng)比一般大學(xué)的簡(jiǎn)單。比如：①十進(jìn)制數(shù)1 000對(duì)應(yīng)二進(jìn)制數(shù)，對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)。②十進(jìn)制數(shù)45用8421BCD碼表示。③十六進(jìn)制FFF.CH換成十進(jìn)制等。給學(xué)生們預(yù)留出時(shí)間：一是通過(guò)教材學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)教材上的知識(shí)點(diǎn)；二是通過(guò)職教云建立的微課或大學(xué)生MOOC 網(wǎng)學(xué)習(xí)，采用教材和職教云相結(jié)合的方式，以教材為主，遇到知識(shí)難點(diǎn)再看視頻[5]，完成作業(yè)，根據(jù)個(gè)人的興趣、能力、需求，以最適宜自己的方式方法，深入理解，進(jìn)行個(gè)性化的內(nèi)化、吸收。

（3）學(xué)生圍繞作業(yè)，教師在職教云發(fā)布討論：①二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制的轉(zhuǎn)換關(guān)系；②BCD 碼編碼形式等。學(xué)生通過(guò)發(fā)布的討論互相溝通，共同解決。教師在職教云隨機(jī)搖號(hào)，提問(wèn)看學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握情況。

（4）根據(jù)若干學(xué)生的回答，全班交流，給出自己理解的答案，如果學(xué)生經(jīng)過(guò)討論和提問(wèn)，仍有共性問(wèn)題，教師給出答疑，然后最后總結(jié)，結(jié)束這堂課。

課后，依據(jù)每個(gè)任務(wù)內(nèi)容的不同效果，布置紙質(zhì)作業(yè)，批改作業(yè)，反饋教學(xué)。

3.2.2 項(xiàng)目對(duì)分課堂教學(xué)過(guò)程

在教師將每一個(gè)任務(wù)以對(duì)分課堂的形式開展過(guò)后，考察每個(gè)學(xué)生的掌握情況，以項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)加強(qiáng)學(xué)生的知識(shí)鞏固再吸收，仍然以項(xiàng)目一表決器設(shè)計(jì)為例。

（1）課前，在職教云發(fā)布proteus8 professional 的使用方法和使用教學(xué)視頻，學(xué)生利用課后的時(shí)間提前掌握。

（2）課中相關(guān)內(nèi)容具體包括以下4點(diǎn)。

第一，課堂教授。教師再拉出項(xiàng)目一表決器的任務(wù)導(dǎo)入，與學(xué)生分析任務(wù)導(dǎo)入中的信息，舉重員成績(jī)只有合格和不合格兩種情況，可用二進(jìn)制0，1 表示。裁判是否同意舉重員成績(jī)合格也是同意和不同意兩種情況，也可以用0，1 表示。經(jīng)過(guò)分析也能看出裁判的同意與否直接會(huì)導(dǎo)致舉重員是否合格，是一種因果關(guān)系，根據(jù)這種因果關(guān)系來(lái)確定輸入與輸出。

第二，獨(dú)立學(xué)習(xí)。學(xué)生可以根據(jù)教師的分析，分析設(shè)計(jì)任務(wù)，確定輸入輸出變量，找到輸出與輸入的邏輯關(guān)系，列出真值表，寫表達(dá)式，畫出電路圖，達(dá)到只是再鞏固吸收的目的。采用proteus8 professional，選擇合適的元器件，連線，畫仿真電路圖[6]。

第三，教師在職教云隨機(jī)搖號(hào)，提問(wèn)若干學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的連線仿真情況。

第四，問(wèn)題解決。根據(jù)若干學(xué)生的回答，全班交流，給出自己理解的答案，如果學(xué)生經(jīng)過(guò)討論和提問(wèn)，仍有共性問(wèn)題，教師給出答疑，然后做最后總結(jié)，結(jié)束這堂課。

（2）課后，收集學(xué)生的仿真圖，反饋教學(xué)。圖2 是項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施圖。

圖2 項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施

4 實(shí)施成效

通過(guò)利用職教云平臺(tái)的共享資源和互動(dòng)評(píng)價(jià)，以及視頻和現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)相結(jié)合，把平時(shí)講不透、不易理解的內(nèi)容結(jié)合專題項(xiàng)目進(jìn)行直觀的講解。學(xué)生的學(xué)習(xí)效率、積極性、對(duì)知識(shí)理解與領(lǐng)悟明顯提升，通過(guò)職教云平臺(tái)的數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)反饋，記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)數(shù)據(jù)和完成項(xiàng)目的成果評(píng)價(jià)，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)更有成就感，學(xué)習(xí)信心明顯增強(qiáng)。從圖3 可以看出，107 人選課中，幾乎所有人的學(xué)習(xí)進(jìn)度都在80%～100%之間，能客觀地體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

圖3 學(xué)習(xí)進(jìn)度

從圖4中可以看出選課學(xué)生只有107人，但課件訪問(wèn)數(shù)就達(dá)到了7 049次，訪問(wèn)時(shí)間也達(dá)到了34 565 min。還有516 次對(duì)教學(xué)視頻和課件做了評(píng)價(jià)，學(xué)生們還根據(jù)自己的見(jiàn)解，有69 次對(duì)課件做出了糾錯(cuò)。還有184次筆記、189次問(wèn)答，充分反映出對(duì)分課堂模式對(duì)學(xué)生的影響。

圖4 課件學(xué)習(xí)

從圖5 中可以看出，在最后的線上考試中也可以看出63 人成績(jī)分布在80～100 分之間，40 人成績(jī)分布在60～80 之間，60 分以下的只有4 人。通過(guò)成績(jī)充分反映對(duì)分課堂教學(xué)的成功，取得了不錯(cuò)的效果。

圖5 學(xué)習(xí)成績(jī)

從表2中可以看出，整門課，在對(duì)分課堂的實(shí)施過(guò)程中，主要的教學(xué)活動(dòng)有教師發(fā)布的28 次討論，參與度達(dá)到420 次；2 次投票，參與度達(dá)到187 次；7 次問(wèn)卷調(diào)查，參與度達(dá)到142 次；隨機(jī)提問(wèn)47 次，參與度達(dá)到125 次；小組PK10 次，參與度達(dá)到514 次，可見(jiàn)學(xué)生們積極性。

表2 課堂教學(xué)活動(dòng)

5 結(jié)語(yǔ)

相比于往屆學(xué)生在傳統(tǒng)教學(xué)模式下完成該課程，對(duì)分課堂教學(xué)模式下的學(xué)生，自主學(xué)習(xí)的能力大大提高，形成了具有一定理論深度的群體，而且對(duì)分課堂豐富的教學(xué)內(nèi)容，對(duì)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力有提高。在平臺(tái)資源共享背景下，學(xué)生有自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考的空間，每堂課都有詳細(xì)的過(guò)程記錄數(shù)據(jù)，可以做到及時(shí)反饋，時(shí)時(shí)反思，階段性總結(jié)的效果。不過(guò)在對(duì)分課堂的教學(xué)過(guò)程中，我們也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題和困擾，比如有學(xué)生反映每天大量的閱讀教材、看視頻、討論、完成職教云作業(yè)等，任務(wù)太重，大一主要學(xué)基礎(chǔ)課諸如思修、心理安全、軍事理論、數(shù)學(xué)英語(yǔ)等，幾乎不涉及專業(yè)課。大二這一年是專業(yè)課最多的一年，把大部分的精力用在這門課上，影響了其他課程的學(xué)習(xí)。此外對(duì)分課堂對(duì)教師的綜合素養(yǎng)也有更高的要求，對(duì)課堂管理和隨機(jī)產(chǎn)生突發(fā)事件的應(yīng)變能力，都充滿了很大的挑戰(zhàn)性。這些都需要在以后的教學(xué)過(guò)程中不斷改進(jìn)。