基于协作模式的数字逻辑立体化教学研究

史月美，冯素琴

（忻州师范学院 计算机科学与技术系，山西 忻州 034000）

基于协作模式的数字逻辑立体化教学研究

史月美，冯素琴

（忻州师范学院 计算机科学与技术系，山西 忻州 034000）

《数字逻辑》是计算机科学与技术、电子等专业的一门专业必修课程，是学习计算机硬件系列课程的基础。传统的教学模式已不能实践要求，文章提出了立体化教学思路，协作化教学模式。从教学课堂、教学资源、教学空间及教学交流等方面予以研究，经过实践检验，上述模式不仅可提高教学效能，还可提高学生的综合能力。

协作模式；立体化教学；数字逻辑

0 引言

随着计算机技术、网络技术和移动通讯技术的发展，传统的教学模式面临着巨大的挑战，如何利用好现有的教学媒介，成为教学改革的研究基础。协作学习模式是在上世纪60年代被提出的[1]，目前，许多国家已经展开有关协作学习的研究和实践。协作学习即为以目标为导向，以学生为中心，以异质分组的学习小组为单位，通过小组成员合作互助，小组间竞争合作方式来提高学习效能的学习模式。

立体化教学是在计算机技术、网络技术和移动通讯技术飞速发展的背景下，于近几年提出的新课改的理念[2]。改变过去依赖纸质课本、教师讲授为主的教学模式，代之以多种教学资源和以教师为主导、学生为主体的多时空的教学模式。

1 协作教学课堂的创建

在协作教学课堂的创建中，协作学习模式的设计显得尤为重要。分析教学对象特征，主要从四个关键环节进行设计[5]：学习小组构建设计、学习任务设计、协作学习活动设计和评价环节设计。具体流程如图1.1所示。

图1 .1协作教学环节设计流程

学习小组的创建以异质分组为主，兼顾学习能力、组织能力和表达能力等方面，一般以5到6人为一组，每一小组双向选择自己的小组长，负责组织本小组成员的协作学习活动。在教学座位方面，也以小组为单位，方便小组进行协作学习。

学习任务的设计要科学合理，符合学生的认知规律，既要有严谨的理论基础，又须有配套的实践环节。例如在学习组合逻辑电路设计的相关知识点时，将生活中的“竞赛中评委多数表决器”作为教学任务设计的案例，通过学生讨论生活中的表决经验，进而将实际问题转化为“逻辑问题”，通过已学过的逻辑工具进行表示、化简、绘制电路图。在以往的教学中，到此基本就结束了。在协作模式的立体化教学中，将实验仿真系统引入教学课堂，学生将自己设计好的电路马上进行模拟仿真，验证电路设计的正确性。在解决该教学任务的基础上，可延伸提出“如果评委中有一个评委具有否决权”的问题，供学生继续讨论解决。

在整个教学课堂中，学生是主体，教师则起到一个引导和协作学生的作用。在小组内，学生之间相互协作；在小组间，既有竞争又有协作；在协作学习的过程中，一般问题都能得到很好的解决，遇到一些较难的问题，就需要师生协作来解决。

2 立体化教学资源的创建

传统的教学资源，以纸质教材为主。随着计算机软硬件技术、网络技术和多媒体技术的发展，教学资源也变得更加丰富和多元化。在纸质教材的基础上，笔者为学生提供了电子化的辅助教学资源，其中包含我们教学团队自己设计制作的电子课件、视频课件，以及相关的实验辅助教学课件等资源。

立体化教学资源的模型如图2.1所示。

图2 .1立体化教学资源模型

电子课件包含分章节的PowerPoint课件，鉴于数字逻辑中的逻辑符号和电路图比较多，电子课件解决了板书画图影响教学效度的问题；视频课件包含学生实验中的模拟仿真软件的使用、实验项目的实现过程，视频课件解决了学生实验前的知识预备问题；

通过平面的、多媒体的立体化教学资源，可以满足多层次学生的学习需求，以及学生的个性化学习需求，为建立协作型教学课堂提供了坚实的基础，可以满足教学中课前预习、课堂讨论和课后延伸的学习需要。

3 立体化教学空间的创建

随着计算机技术、网络技术的发展和智能手机的普及，传统的、单一的课堂教学已不能满足教学改革的需求，如何在减课时不减质量的基础上，顺应当代大学生的学习特点及专业发展需求，成为我们构建立体化教学空间噬待解决的问题[1][7]。

在前述协作教学课堂的基础上，笔者构建了数字逻辑网络课程网站和网络教学群。网络课程网站主要提供“数字逻辑”课程的教学大纲、教学团队、PPT电子课件、视频教学课件、模拟习题等相对稳定的教学资源。网络教学群的创建，依然以协作小组为单位，每个小组有自己的讨论组，主要用于协作教学中的发布通知、小组讨论、即时答疑等环节；利用云空间，可以根据各个教学班的实际情况，实时灵活地补充相应的教学辅助资源。

Mooc理念和模式的发展，拓宽了教学的时空维度，使得优质教学资源通过网络实现共享[6]。Mooc的相关电路课程成为师生拓宽视野、提升专业知识的新途径。将传统教学空间与网络化的教学空间相结合，不仅使学生的教学资源得到了扩充，而且延伸了传统的教学时空，在学生的课前预习，课堂讨论，课后答疑环节都可得到及时、有益的协作，真正做到了减课时而升质量的教改目标。

4 结语

顺应教学改革的形势，对数字逻辑课程的传统教学进行改革，提出基于协作模式的立体化教学。从学习小组的创建、学习任务的设计和教学资源的立体化创建及教学时空的拓展，都渗透了协作的理念。通过学生的实践效果看，上述模式不仅调动了学生学习数字逻辑课程的积极性，而且提高了学生自己学习、协作解决问题的能力，同时也增强了教师与新时代特点学生的亲密度，为教学过程奠定良好的情绪氛围。

［1］刘红霞，赵蔚，多召军.移动技术支持下课堂协作学习的设计与实践研究［J］.中国电化教育，2013，(06)：86-92.

［2］郑鑫，张晓洁.虚拟实验室立体化教学资源平台建设［J］.实验室研究与探索，2014，33(08)：109-111.

［3］李雪珊.基于建构主义理论的教学策略初探［J］.西南师范大学学报（自然科学版），2014，39(02)：152-155.

［4］谭淼.仿真技术在数字逻辑电路课程教学中的优越性［J］.Computer CD Software and Application，2013，(06)：106-108.

［5］封娜娜.云计算辅助教学平台下协作学习教学设计［D］.石家庄：河北师范大学硕士论文，2012.

［6］Carlos Alario-Hoyosl，Mar Perez-Sanagustinl， Carlos Delgado-Kloosl，Analyzing the Impact of Built-in and External Social Tools in a MOOC onEducationalTechnologies［J］.Scalingup Learning for Sustained Impact Lecture Notes in Computer Science，2013，(8095)：5-18.

［7］康桂珍，韩嘉懿.基于QQ交流平台的教育教学应用探析［J］.中国教育信息化，2014，(04)：22-26.

［8］裴晓芳，周晓彦.混合学习模式在EDA教学设计中的应用研究［J］.中国电力教育，2014，(08)：186-187.

Shi Yue-mei，Feng Su-qin
（Department of Computer Science＆Technology,Xinzhou Teachers University,Xinzhou Shanxi 034000）

（责任编辑 张剑妹）

G642.0

A

1673-2015（2015）05-0075-03

山西省高等学校教学改革项目（J2014099）；忻州师范学院教学改革项目（JG201315）。

2015—06—09

史月美（1974—）女，山西忻州人，副教授，主要从事人工智能与数据挖掘研究。