基于翻转课堂模式的数字电路课程教学探索

郑创明

摘要：针对数字电路课程内容多与学时有限的矛盾，根据本课程特点，采用翻转课堂教学法对数字电路课程的教学进行改革，引导学生通过在线教学资源在课外完成相关基础知识的学习，在课堂教学中则通过集中答疑、分组讨论、练习指导等形式，完成教学内容中应用性、综合性知识的学习。教学实践结果表明，采用新的教学方法能有效提高学生的学习主动性，充分利用课堂教学时间，明显提高教学效果。

关键词：翻转课堂；数字电路；教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）02-0141-02

《数字电路》是电子信息类专业一门重要的专业基础课，学生通过对该课程的学习，应掌握数字电路的基本理论和一定的实践应用能力。该课程的传统教学方法往往都是采用课堂讲授、课后练习的教学模式，课堂上老师讲授基本概念和基本原理，课后要求学生自行练习，这种模式往往会造成课堂信息量大、概念易混，且课后练习时因指导不足而影响学习效果等问题。针对这种情况，本文将翻转课堂教学模式[1-3]应用于数字电路的课程教学中，对传统教学模式进行改革，并在教学过程中进行了实践。

1 翻转课堂教学模式

翻转课堂的概念最早出现在上世纪末和本世纪初，在国内外都出现了相关的教学尝试[2]。2007年，美国科罗拉多州的一名化学教师借助现代信息技术手段，在课堂中采用了“翻转课堂式”教学模式，此后，该模式美国各级各类学校中得到迅速发展，其中不乏诸如哈佛大学之类的著名高校。随着计算机技术和互联网技术的快速发展和普及，该教学模式在国内也逐渐流行起来，与传统教学模式形成了鲜明对比。传统教学模式一般包含知识传授和知识内化两个阶段，主要通过教师的课堂教学来完成基础知识的传授，通过学生的课后练习和实践等方式来完成知识内化。翻转课堂则“颠倒”了这种模式[4-5]，首先要求学生在课外借助于教学微视频、课程教学资源网站、听播客、看电子书等多媒体技术手段完成课程基础知识的学习，在课堂上则重点通过老师的指导、帮助以及与同学之间的交流、协助来完成知识的内化。在这种模式下，受教育者可通过计算机和网络获取丰富的教学资源，无需再单一依赖老师的知识讲授，教师的的角色也产生了改变，其更多的作用是总结、解决学生在学习过程中出现的问题以及引导学生怎样应用知识。课堂发生了翻转，教学过程也随之变化，学习的各个环节也有很大不同[6]。在翻转课堂教学模式中，教学环节一般包括课前任务布置、课堂的组织和实施、学习效果评价等几个模块。课前任务的布置主要要求学生完成相关教学视频的观看和对学生课前需完成任务的具体要求，目的是督促学生课前自主完成相关基础知识的学习。课堂的组织和实施主要采用重难点讲解、分组交流、指导练习等形式，总结、解决学生在学习过程中出现的问题以及引导学生怎样应用知识。学习效果的评价采用过程评价和结果评价、教师评价和学生评价相结合的方式，以达到鼓励、反馈和矫正的目的。

2 基于翻转课堂的数字电路课程教学探索

2.1 课前工作

一般包括网络教学资源的准备和学生课前需完成任务的说明。教学资源一般有多媒体课件、微视频、电子书等形式，都要在课堂教学实施前的2周左右提前存放在课程教学网站上，便与学生反复观看、学习。每次课前需要学生完成的准备工作也要通过表格等形式把其学习内容、学习要求、重难点、任务完成情况评价规则等说明清楚，并对学生的任务完成情况进行评价，形成平时成绩记录，既能鼓励学生的主动学习行为，也便与解学生学习情况，顺利实施课堂教学。通过课前学习和任务考核，绝大部分学生能够比较顺利地完成课前布置的任务，在课堂教学之前已具备一定的基础知识，同时会带着问题进入课堂学习中，学习兴趣和学习效果明显提高。

2.2 课堂教学的组织与实施

2.2.1 基本步骤

课堂教学的组织与实施一般包括教学内容导入、课堂关键教学环节实施、教学总结等部分，其核心是课堂关键教学环节和各环节时间的设计。内容导入部分要在常规内容导入之外，设置对本次课堂教学环节和教学设计的解读，让学生事先把握课堂教学的流程。课堂教学环节可通过对重难点的集中答疑、分组讨论、练习指导等形式，完成教学内容中应用性、综合性知识的学习。在具体实施中以知识的运用为目标，将学习内容划分为难度递增的若干个任务模块，并为每个模块安排合理的时间，让学生通过层层深入的若干任务来深刻理解和掌握学习内容，达到知识内化的目的。教学总结是对学习内容的梳理和总结，学生学习效果的评价等。这里以555定时器的学习为例进行说明如下。

表1为555定时器学习的课堂实施步骤，时间安排为2个学时100分钟，设计了内容导入、课前学习反馈、讨论、师生交流、知识应用练习、点评与总结、知识应用提高练习等环节。在课堂教学中先用10分钟进行学习内容的导入和课前学习情况的反馈，然后对学习的重难点进行讲授，同时针对学中答疑讲解。个性问题可通过分组讨论环节采用师生一对一交流或生生之间交流的形生先期学习过程中出现的共性问题进行集式对问题进行解决。案例演示可通过一个相对简单的基于555定时器的触摸开关设计过程对学生进行详细说明，强化所学知识的具体应用。知识应用练习安排20分钟要求学生综合运用本节课和此前所学知识设计难度一般的基于555定时器的低频振荡器，以增强学生对知识的深入理解和应用能力，老师在此过程中巡视答疑。点评总结的时间安排为10分钟，对本次课的学习内容进行梳理和总结，对典型的学生设计作品进行展示，并由老师或其他学生进行点评，评价设计的优点和不足，鼓励大家提出改进意见或方案。知识应用提高练习属于拔高环节，在课堂上只在点评总结环节后花短暂时间大致介绍设计思路和注意事项，具体过程供学有余力者在课后时间练习完成，不再具体安排课堂教学时间。

2.2.2灵活采用多种学习形式，提高学习效果

不同章节的学习内容，特点各有不同，在教学过程中还应该灵活采用多种形式的课堂活动来提高学生的主动性和学习兴趣，增强其参与度，更好地实现教学目标。常见的教学活动形式有学习游戏、分组活动、小组互动等，在课堂上可根据不同的学习内容选择合适的活动形式进行教学组织。这里介绍几种笔者在课堂上常采用的活动形式。

1）学习游戏

游戏是学生最喜欢的活动形式之一，可根据章节特点把学习内容合理地设计到游戏形式中，比如对555定时器芯片设计一个“管脚接龙”游戏，游戏开始时，老师随机说出某个管脚的序号，由学生抢答说出该管脚的有效电平和基本功能，答对着可说出另一个管脚的序号，其他同学则可继续抢答，答对者可以获得一定的平时成绩，即使答错也会留下深刻的印象，强化记忆效果。

2）分组合作。可把学生每5人左右分为一组，安排其合作解决一个问题或完成一个设计项目。如三人表决器的设计，可安排每组的小组长进行合理的分工合作，共同完成电路的设计过程，既能提高大家的团队合作意识，也能锻炼部分学生的管理和领导能力。

3）组间交流与互动。各个小组之间可以开展比赛、互评等活动，既可通过相互交流来解决一些问题，也可利用大家的竞争意识来提升各个小组的整体学习效果。

2.3 课程评价

数字电路课程的理论性和实践性都很强，在指导学生掌握牢固的基本理论知识的同时，还要着力提高学对数字电路的应用能力和动手能力，所以该课程的考核不宜采用期末一张卷的形式进行评价。笔者在教学过程中把平时成绩、设计练习、期末综合设计和期末成绩结合起来进行考核。评价内容和标准见表2。

3 结束语

在数字电路课程中采用翻转课堂的教学模式，引导学生通过信息技术的手段在课外完成相关基础知识的学习，在一定程度上解决了本课程教学内容多与学时相对紧张的矛盾，可更充分有效地利用课堂教学时间来引导学生进行知识的内化和应用。教学实践结果表明，采用新的教学方法有效调动学生的学习主动性，强化了对学生应用能力的培养，提高了课堂教学效率和教学效果。

参考文献：

[1] 卜彩丽， 马颖莹. 翻转课堂教学模式在我国高等院校应用的可行性分析[J]. 软件导刊， 2013，7（20）.

[2] 陈怡， 赵呈领. 基于翻转课堂模式的教学设计及应用研究[J]. 现代教育技术，2014，2（15）.

[3] 何朝阳， 欧玉芳， 曹祁. 美国大学翻转课堂教学模式的启示[J]. 高等工程教育研究， 2014，3（28）.

[4] 黄燕青. 翻转课堂中微课程教学设计模式研究[J]. 软件导刊， 2013，6（20）.

[5] 雷军环. 翻转课堂教学模式的研究与应用[J]. 长沙民政职业技术学院学报， 2013，9（30）.

[6] 张金磊， 王莹. 翻转课堂教学模式研究[J]. 远程教育杂志， 2012（4）.