数字电子技术的混合式教学

李健　李智　彭韵陶

摘要：在数字电子技术课程中引入协作学习和翻转课堂教学。以小组为主体，课前让学生自主学习相关内容，课堂时间则用来完成作业、项目讨论、个别解答，老师和同学可以有更多的互动时间，学生则更加主动、灵活地学习，这种混合式教学改革实践，增加了学生的参与度，有助于学生更专注于主动的基于项目的学习，有助于创新能力的培养。

关键词：数字电子技术；协作学习；翻转课堂；混合式教学

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）04-0175-02

一、引言

数字电子技术课程实践性强，是电子信息类专业的重要基础课程。以讲授为主的教学方式，效果不尽人意。为了提高学习效率，使同学们对相关内容有更深层次的理解，我们在教学中引入协作学习和翻转课堂教学方式，取得了一定的成效。从以教为中心向以学为中心转换，同时探究二者的最优结合，这种混合教学改革实践，增加了学生的参与度，有助于学生更专注于主动的基于项目的学习，对知识点获得了更深层次的理解，培养了创新能力。

二、协作学习

协作学习是通过小组或团队的形式组织学生进行学习的一种策略，我们首先实施的是协作学习。

协作学习的首要任务是分小组，形成小组后，首先自学相关内容，然后组内同学协作参与部分章节的讲解，最后学生协作完成仿真题目。通过这三个步骤的协作学习，使学生达到了对理论知识的基本掌握。

1.分组及课前学习。课程开始3周后，对所学知识进行测试，按测试结果分成甲乙丙丁4个成绩段，分组原则是每个小组由4个不同成绩段的学生组成，让学生自主选择组员和组长形成小组，就可以开始协作学习了。各组按照要求的学习进度进行课前学习，为了监督学习质量，我们要求学生在上课前提交学习报告，教师在课前通过阅读报告，预知整体的学习情况以及各组的学习情况，做到心中有数。

2，学生协作参与部分章节的讲解。上课时教师会用一些时间讲解关键知识点，接着便随机抽选小组进行知识讲解，被抽中的小组选出学生以老师的角色为大家讲授相关知识点，这样可以加深理解，同时也起到督促作用。比如教材的第五章，组合逻辑电路，是前面基本逻辑门电路的组合，内容比较简单，容易理解，我们就抽选小组学生上讲台为大家讲解，也可以尊重同学的意见，由愿意讲的小组来讲，结果是，换了“老师”，同学们很乐意听讲并且主人翁的积极性充分发挥出来，当然也免不了老师随时补充讲解知识点，但老师只是个“打补丁”的角色。整个课堂，学生讲解尽兴，讨论热烈，所有同學都积极参与，效果很好。

3.系统应用仿真。讲解完成后是仿真环节。我们用的是英文原版教材[2]，编写得细致深入，可读性很好，在每一章节后面都有“理论实例化”和“系统应用”。该教材在开始就引入了一个制药厂的生产线系统，包括了编译码器、计数器、寄存器等等几乎所有的数字电路的知识点，随着课程的深入，各章所讲的内容就会在系统中清晰地呈现，并要求仿真，所以，所学知识点总是放到应用系统中，知识点学了以后，便可以看到其用途。由于该课程是针对卓越工程师班的同学开设，同学们的基础较好，所以这两个部分在课前已布置任务，让学生对其进行仿真。课堂上我们会随机再抽取小组进行仿真的演示讲解，其他组也随时可以补充纠正，由于有一个制药生产线的大框架引领，通过各章各个知识点对应的仿真练习演示，使学生在学习的同时又进行了应用，兴趣极高，进一步参与到课堂中，可以说是又一个课堂小高潮，效果超过了预期，有些小组在课后还进行了进一步深化拓展。

三、翻转课堂

翻转课堂则是在协作学习的基础上，进一步贯彻“以学为中心”的思想，更多地将学习的决定权由教师转移给学生。实际上，翻转课堂与协作学习是密不可分的，也是有所重叠的。我们在协作学习的基础上，进一步深化，提高对学生自主学习程度的要求，学生在进课堂前要先看相关章节内容及教学视频，并完成作业及教材上的仿真练习。关键是，最后要自己设计自选题目，从生活中发现问题，然后尝试解决问题，并在课前提交给老师。由于卓越班同学的基础好，自主学习能力强，我们大胆地把教师讲解时间拿掉，上课时间则由小组演示、讨论，教师个别解答，各小组同学互相帮助，进行自选题目的设计仿真，完成基于项目的学习。显然要完成这些过程，需要学生大量的课外学习与工作，可喜的是，大部分小组还是完成了。这些设计作业中有自动停车场、考勤系统、汽车灯设计、数字频率计、多功能数字钟、产品装配过程的计数装置、乒乓球台的计数器等等，有些小组还自学了单片机，将单片机作为控制中心，做成了一个控制小系统的雏形。最根本的是，从实际生活中发现问题，并且自己解决问题，使学生们感觉到数字电子技术这门课程并不是纸上谈兵。通过自选题目的仿真设计，也让学生们能够感受到团队合作的重要性；最重要的是让大家敢于用自己学到的理论知识解决实际生活中的问题，真正做到学以致用。许多同学通过这个过程，得到了创新和协作能力的培养，信心满满地申请到了学校的创新创业训练项目，调动了学生的创新思维和科学研究兴趣。

四、学生的评估反馈

除了平时的正常考试及期末考试之外，我们增加了学生的评估反馈环节，每个学生（不记名）写一篇自己对于教学改革方法的意见。统计结果是大多数学生对缩减老师讲授理论，增加自主学习、仿真练习和自主题目的教学方式，是比较满意的，感觉学到了很多课本上没有的东西，思想“飞起来”了，希望我们能够布置更多的涉及知识面更广的实践性的题目。当然也有同学反映太累，也希望老师能再多些讲授，可能接受起来更容易。引用一个同学的学习感受（该同学自己选题，设计了一个乒乓球台计数装置，花了不少的时间，最后终于成功了）：“课业的繁重让我们总以为学习离生活很远，设计一个计数报警装置不过是一次单纯的设计作业，意在锻炼对理论知识的掌握能力。但当我真正着手去设计一个完全是自发自选的生活中的用具，真正用所学知识成功设计出一个或复杂或简单的完整装置，我突然觉得，学习离生活真的可以很近。所以很显然，这次设计作业的收获并不仅仅是能够熟悉并运用了一款软件，掌握了一种电路设计，不夸张地说，我从中得到的是一次催人奋进的体会”。

五、结语

我们的课程除了一部分仍然沿用传统的讲授为主的教学外，大部分用于协作性教学，同时引入了翻转课堂，效果很显著，同学们的积极性和兴趣显然被调动起来了，所收获的不仅仅是书本知识，更重要的是如何应用知识发现问题、解决问题的能力，是思维的创新，把书本知识变“活”了。当然也有不足之处，比如：4人一组，成员有点多，存在“打酱油”的同学；教师需要花更多的精力，对老师也是更高的要求；对于自选题目，由于时间的关系数量上不去等等。从以教为中心向以学为中心转移的过程中，如何实现二者的最优结合，是需要老师根据课程和学生的水平动态把握好的，也是决定最终的教学效果的关键。

参考文献：

[1]肖春燕，赵婷婷.MIT电气科学与工程专业本科培养体系研究[J].电气电子教学学报，2015，37（6）：1-4.

[2]Thomas L.Floyd.Digital Fundamentals（Tenth Edition）[M].Phoenix Color Corp.

[3]董旭梅，陈怡.MIT电气工程和计算机科学系本科课程体系评价[J].2014，6（4）：4-9.endprint