基于职教云的项目式“数字电子技术”课的对分课堂教学改革

赵海君

(山西工程职业学院 山西太原 030009)

1 教学现状与学生现状

1.1 课堂教学现状

《数字电子技术》课程是电子信息工程技术专业的主干项目课程，属专业基础学习领域。它是学生专业学习的重要基础课程，也是现代电子技术赖以发展的基础，是电子产品、电子仪器仪表维护和维修必备的专业知识，对学生毕业后职业能力的提升和再教育的完成具有非常重要的作用。

从该课程的内容上来说，按照专业人才培养方案，该课程在第三学期开展教学，重点内容是：以基本门电路、组合电路分析与设计为基础后续对编码器、译码器、触发器、时序逻辑、定时器、模数转换器等器件进行介绍。该课程涉及电路基础、模拟电子技术知识较多，存在底子薄的现象。到目前为止，这门课的教学仍然采用的是传统教学方法，老师教授为主，习惯于滔滔不绝地把内容灌输给学生，讲授的时间占到80%～90%，学生的参与度不高，都是被动地接受知识，且课堂氛围不好，有必要对该课程进行改革[1]。

1.2 学生现状

从学生层面来说，该课程的授课对象是高职院校的大二学生，其生源45%来自于单招，45%来自于对口，10%来自于高考。一部分学生入学时没有参加文化课考试，另一部分学生文化课成绩偏低，再加上中学时代填鸭式学习，只记忆现成答案，死记硬背，缺乏主动学习的能力。学会一般都是独立式学习，也就缺乏团队合作，共同解决问题的能力。学习该课程困难很大，教学过程中往往出现刚接触该课程没有多长时间，就自动放弃、弃学的现象。这些学生也有很多优点，如思想活跃、动手能力强、适应性强等，根据学生的学情分析以及该课程的特点，需要对该课程进行教学改革。复旦大学的张学新教授在2014年提出的“对分课堂”，在很多高校都得到了教师的认可，所以有必要将对分课堂引入该课程[2]。

2 对分课堂与职教云

2.1 对分课堂概述

对分课堂分为当堂对分和隔堂对分两种模式。当堂对分指的是教师讲解、学生独立学习和学生讨论在同一堂课中完成，隔堂对分指的是这节课讲的内容在下节课讨论，自学内化及做作业在课后进行。基本课堂教学实施如下[3]。

（1）课堂讲授：讲授环节，教师以讲为主，讲解学习目标、讲解章节内容的逻辑结构、讲解重难点。告诉学生学什么、为何学和如何学，基本不向学生提问，也不组织讨论。（2）独立学习（内化）：当堂给予学生一定的时间阅读教材、完成作业，根据个人的兴趣、能力、需求，以最适宜自己的方式方法，深入理解，进行个性化的内化、吸收。（3）讨论和提问：要求学生围绕作业，针对各自的收获、困惑、疑难，互相切磋学习，交互式讨论时，教师巡回督促所有学生认真参与，但不要过多涉入。（4）全班交流和总结：教师邀请全班自由发言，有遗留的问题提出来，教师给予解答。最后教师做简单总结，把学生遗漏的，需要深化、提升的讲一下，结束整个过程。教学过程如图1所示。

图1 当堂对分教学过程

2.2 职教云平台概述

职教云是一款以学校为单位面向师生的线上教学平台，教师可以自己建课或者将职教云中的素材直接导入，开展授课。教师可以通过此平台观看每个人的学习动态，也可以实现线上点名、线上提问、线上讨论等与学生开展丰富多彩的课堂活动。学生可以通过App提交作业、看课件、看教学视屏、考试等，从而真正达到课堂翻转的目的[4]。

职教云是一种利用现代教育技术，实现多媒体教学、网络教学。在课堂教学上，利用视听媒体和课件的演示，提高了教学的直观性、趣味性和互动性。同时，将课程的授课PPT、授课录像等相关教学资料在校园网上发布，实现优质教学资源共享，方便学生在课外能够利用网上资源进行自主学习，通过手机App，在网上完成课下作业、实验等。

3 课程改革设计

以项目为导向、把每一个项目分成若干个任务，每个任务前后排序要符合学生的认知规律，考虑从简单到复杂、从单一到综合的排序过程；每个任务采用当堂对分的课堂教学模式展开。每个项目采用小组讨论、仿真的模式展开。因为对分课堂，主体在学生，所以可以在考核方式上多偏重于平时，加强平时成绩的考核比重。该课程采用平时成绩（出勤+课堂表现+实验）60%+终结性考核（期末卷面考核）40%的考核方式。

3.1 任务导入

下面以项目一表决器的设计为例，导入任务：举重比赛中，运动员的成绩是否合格，取决于裁判组的意见。表决器电路就是为解决裁判的表决问题而设计，裁判同意，只需按下对应的开关，结果可以通过灯光直接显示。制作表决器，重点是根据实际任务要求确定输入、输出的逻辑关系，选择合适逻辑门电路。

3.2 任务开展

要想设计出表决器，需要根据项目一的任务导入细分出下列任务：数制与码制、逻辑门电路、代数法化简、最小项、卡诺图、组合逻辑电路的分析与设计等（见表1）。下面以其中的一个任务数制与编码教学过程开展对分课堂。

表1 表决器设计教学安排

3.2.1 数制与编码对分课堂教学过程

课前，教师在职教云课堂学习平台发布新课相关的微视频、课件，学生可以提前预习。

课中包括以下几点。

（1）课堂讲授。数制就是一种计数的方法，拿中国的成语作为例子来引导学生对数制的理解，例如“屈指可数”指扳着手指就可以数清楚，形容数量很少。每个人的一双手有10根手指头，可以看作十进制。“掐指一算”，古时寓意以拇指点着其他指节来推算干支或占测吉凶，这只是一个计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。用十天干与十二地支之间的相互配合，有60种组合，可以看作六十进制。“半斤八两”指旧制半斤（旧制一斤为十六两）。半斤与八两轻重相等，可以看作十六进制。从3 个成语举例中可以看出，中华民族从古至今都在使用计数。引入课程思政也是对古人智慧、古人优秀文化的传承。随着电子产品的问世，所有的电子计算机中只有两种基本的状态“开”和“关”。也就是说，电子管的两种状态决定了以电子管为基础的电子计算机采用二进制来表示数字和数据也是一种计数方法，计数是一种传承。然后讲解数制之间的转换，最后以二进制为基础讲解数字电路采用的常见的BCD 编码方法。

（2）独立学习，内化吸收过程，职教云上发布电子作业，针对学生学情分析，主要因为有部分学生基础较差，布置的作业也相应比一般大学的简单。比如：①十进制数1 000对应二进制数，对应的十六进制数。②十进制数45用8421BCD码表示。③十六进制FFF.CH换成十进制等。给学生们预留出时间：一是通过教材学习，学习教材上的知识点；二是通过职教云建立的微课或大学生MOOC 网学习，采用教材和职教云相结合的方式，以教材为主，遇到知识难点再看视频[5]，完成作业，根据个人的兴趣、能力、需求，以最适宜自己的方式方法，深入理解，进行个性化的内化、吸收。

（3）学生围绕作业，教师在职教云发布讨论：①二进制、八进制、十六进制的转换关系；②BCD 码编码形式等。学生通过发布的讨论互相沟通，共同解决。教师在职教云随机摇号，提问看学生对所学知识的掌握情况。

（4）根据若干学生的回答，全班交流，给出自己理解的答案，如果学生经过讨论和提问，仍有共性问题，教师给出答疑，然后最后总结，结束这堂课。

课后，依据每个任务内容的不同效果，布置纸质作业，批改作业，反馈教学。

3.2.2 项目对分课堂教学过程

在教师将每一个任务以对分课堂的形式开展过后，考察每个学生的掌握情况，以项目实战加强学生的知识巩固再吸收，仍然以项目一表决器设计为例。

（1）课前，在职教云发布proteus8 professional 的使用方法和使用教学视频，学生利用课后的时间提前掌握。

（2）课中相关内容具体包括以下4点。

第一，课堂教授。教师再拉出项目一表决器的任务导入，与学生分析任务导入中的信息，举重员成绩只有合格和不合格两种情况，可用二进制0，1 表示。裁判是否同意举重员成绩合格也是同意和不同意两种情况，也可以用0，1 表示。经过分析也能看出裁判的同意与否直接会导致举重员是否合格，是一种因果关系，根据这种因果关系来确定输入与输出。

第二，独立学习。学生可以根据教师的分析，分析设计任务，确定输入输出变量，找到输出与输入的逻辑关系，列出真值表，写表达式，画出电路图，达到只是再巩固吸收的目的。采用proteus8 professional，选择合适的元器件，连线，画仿真电路图[6]。

第三，教师在职教云随机摇号，提问若干学生对项目的连线仿真情况。

第四，问题解决。根据若干学生的回答，全班交流，给出自己理解的答案，如果学生经过讨论和提问，仍有共性问题，教师给出答疑，然后做最后总结，结束这堂课。

（2）课后，收集学生的仿真图，反馈教学。图2 是项目教学实施图。

图2 项目教学实施

4 实施成效

通过利用职教云平台的共享资源和互动评价，以及视频和现场教学相结合，把平时讲不透、不易理解的内容结合专题项目进行直观的讲解。学生的学习效率、积极性、对知识理解与领悟明显提升，通过职教云平台的数据评价反馈，记录学生的学习成长数据和完成项目的成果评价，使得学生的学习更有成就感，学习信心明显增强。从图3 可以看出，107 人选课中，几乎所有人的学习进度都在80%～100%之间，能客观地体现学生的学习热情。

图3 学习进度

从图4中可以看出选课学生只有107人，但课件访问数就达到了7 049次，访问时间也达到了34 565 min。还有516 次对教学视频和课件做了评价，学生们还根据自己的见解，有69 次对课件做出了纠错。还有184次笔记、189次问答，充分反映出对分课堂模式对学生的影响。

图4 课件学习

从图5 中可以看出，在最后的线上考试中也可以看出63 人成绩分布在80～100 分之间，40 人成绩分布在60～80 之间，60 分以下的只有4 人。通过成绩充分反映对分课堂教学的成功，取得了不错的效果。

图5 学习成绩

从表2中可以看出，整门课，在对分课堂的实施过程中，主要的教学活动有教师发布的28 次讨论，参与度达到420 次；2 次投票，参与度达到187 次；7 次问卷调查，参与度达到142 次；随机提问47 次，参与度达到125 次；小组PK10 次，参与度达到514 次，可见学生们积极性。

表2 课堂教学活动

5 结语

相比于往届学生在传统教学模式下完成该课程，对分课堂教学模式下的学生，自主学习的能力大大提高，形成了具有一定理论深度的群体，而且对分课堂丰富的教学内容，对团队协作能力有提高。在平台资源共享背景下，学生有自主学习和独立思考的空间，每堂课都有详细的过程记录数据，可以做到及时反馈，时时反思，阶段性总结的效果。不过在对分课堂的教学过程中，我们也发现了一些问题和困扰，比如有学生反映每天大量的阅读教材、看视频、讨论、完成职教云作业等，任务太重，大一主要学基础课诸如思修、心理安全、军事理论、数学英语等，几乎不涉及专业课。大二这一年是专业课最多的一年，把大部分的精力用在这门课上，影响了其他课程的学习。此外对分课堂对教师的综合素养也有更高的要求，对课堂管理和随机产生突发事件的应变能力，都充满了很大的挑战性。这些都需要在以后的教学过程中不断改进。