“数字电路实验”课线上+线下混合式教学的革新与实践

张 熙 孟 超 夏桂书 王 悠

（中国民用航空飞行学院 四川广汉 618307）

随着教育信息化2.0时代的到来，线上教学在我国高等院校的教学改革中逐渐广泛的实施，相比于传统课堂教学，它的优势是显而易见的，学习时间地点灵活，内容选择丰富、便捷，远程互动功能等等，满足大学学习成员主动学习、自我提高的需求，教学管理平台具有自动管理和处理功能，使教学管理更加高效，这些都体现了现代教育的特点。[1][2]

在开辟线上+线下实验教学课程时，充分利用线上教学的优势，提高教学效率和教学质量，达到“教育生产力的显著提高”，是我们必须思考的问题。“所谓信息技术与课程深层次整合，就是通过将信息技术有效地融合于各学科的教学过程来营造一种信息化教学环境，实现一种既能充分发挥教师主导作用又能突出体现学生主体地位的以‘自主、探究、合作’为特征的新型教与学方式，从而把学生的主动性、积极性、创造性较充分地发挥出来，使传统的课堂教学结构发生根本性变革—由‘以教师为中心’的教学结构转变为‘主导—主体相结合’的教学结构。”，而其中课堂教学结构的变革，是信息技术与学科教学“深度融合”的确切内涵。[3]

基于以上内涵，在实验教学中要摸索信息技术与学科教学“深度融合”的思路与途径方法，就是要考虑怎样设计与课堂教学相配合的信息化学习环境（线上教学资源内容及呈现方式）？线下课堂教学怎样呼应线上教学，使两者紧密地有机联系成一体？实验项目的组织环节应该做什么样的变革，使线上+线下教学模式顺利有效的实施？ 这些就是我们具体面临的问题。

笔者在依托高等教育出版社ICC数字课程云平台，进行实验教学改革实践中，对这些问题做了不断思考和实践，对教学各个环节持续做着调整、改进，这里结合数字电路实验之一“基本RS、JK、D触发器的逻辑功能测试”，与读者、同行做一些探讨。

一、制作适合在线上学习的PPT 与微视频等教学资源

传统教学使用的PPT，显示的是教学要点，课堂上学生需要跟着教师的教学思路，听取PPT的分解说明、对重点的详细讲解，以便在很短的时间里，掌握马上要进行应用的实验方法、操作细节。

而线上教学的PPT，首先需要内容更详细，而且让学生有兴趣学习，并体会出实验涉及的原理知识之间的内部逻辑联系。需要借助图片、文本框、动画和其他版面设计等，使层次、逻辑、重点体现出来。同时再录制一些配合PPT教学的微视频，进行教学难点的演示，可以使学习效果得到进一步保证。

在“基本RS、JK、D触发器的逻辑功能测试”实验的线上教学PPT中，笔者对触发器功能测试方法学习内容进行了由浅入深递进式的安排，首先在基本RS触发器逻辑测试这个基础部分，用旁白的方式在功能表旁边对应标出逻辑功能，每个端子标出名称及含义，并且打出一道二选一的问题，引导学生思考实验中怎么去观察区分Qn与Qn+1，这是观察理解触发器功能的基础。

到介绍D触发器的功能测试时，就只标示触发器每个端子的名称，用比较多的篇幅重点介绍两点：a）CP信号发出的前后过程和观察方法，是后两个触发器测试观察的关键，除了在用图片结合文字框加以介绍，还引入了相应演示介绍的微视频。b）测试内容要求设置好Qn后，再对D和CP端子功能进行测试。为解决这个难点，对设置Qn的方法加了文本框说明，特别对容易忽略的下降沿前设置好初始状态做了提醒，再次引入有关操作演示的微视频，以便学生充分学习掌握。

在最后的JK触发器测试，重点就是促使学生消化前两部分对实验观察和操作方法的理解掌握，通过思考自行列出实验测试表，并用正确的方法完成测试观察。那么，在PPT中要让学生明确测试目的：重点观察J、K端信号是否在CP信号的下降沿时，决定Q端输出状态。还要明确无特殊的测试条件。点明这个自拟的测试表是课前必须检查的内容，引起其重视。

二、编写课前在线测试题，了解学生前一环节学习情况，补充学习实验细节。

笔者认为课前测试题不是随便出几道题，有个分数就行了，而是应该紧密结合PPT和教材介绍的实验重点、难点、注意事项，针对性的出题，通过测试促使学生再次对理解实验原理、方法进行深入的思考，加深印象，也可以对PPT的学习起到补充作用。

例如触发器实验测试题：

a）如果本实验中J K 触发器的R D、S D 都为1 电平，J=1，K=0，当正向脉冲CP信号按钮按下时，输出Qn+1状态（ ）。

b）测表三时，如果要达到n=1要求，则以下对RD、SD的操作方法，正确的是（ ）。题a）考察学生对触发器功能是否了解，是否会使用CP发生装置；

题c）考察学生是否理解如何利用优先端子设置初始状态。

三、利用线上课前通知公告，引导、激励学生按新的教学模式完成各阶段学习目标。

通知公告中除了可以通知实验时间地点，还可以发挥更大的作用，为更好达到教学目的而服务，就是告知学生怎样完成线上学习、怎样准备课上学习的，指引本次实验的学习程序和阶段性目标。

触发器实验通知的内容，包括：

a）要求学生先学习相关课程资源（教材、PPT、微视频等等）、PPT学习中要重点思考哪些问题、要准备哪些测试表。

b）在什么时段完成线上课前答题，在什么时间再查看答案。

c）告知教师在实验课堂上将不再从头讲解实验内容，而是对同学抽查提问实验相关问题，回答正确后予以实验加分奖励，回答错误予以扣分。

d）告知实验完成的规定时间是一个半小时。

e）告知实验完成后，教师要学生现场动手演示部分测试操作程序，看是否正确无误。

这些措施是要学生明白，线上学习不是一般的预习，它就是正式的学习，完成的好坏是跟他们的课堂操作、得分紧密相关的。促使其摒弃传统课堂教学模式里，单纯依赖老师课前讲解，被动接受的学习习惯，变为主动地去理解、思考、掌握学习内容，增强学习的获得感，和靠自己点点滴滴、真真切切学习完成实验的成就感。

四、课后对教学设计及教学效果的调查、反思、改进。

从2017年试行线上教学起，笔者就对门电路、触发器等数字电路实验的PPT设计、视频拍摄、试题库建立、通知公告构建、教学各环节组织方式等环节，进行了一系列的尝试和改进。课后，根据自己的反思和学生的反馈，把PPT的内容描述做得更加全面、精细、问题指向更准确；把通知公告变得对学生明确学习流程和要求，更具体指导作用；加宽了课堂交流讨论环节的范围以督促学生加强课前学习。从对实验结束时的操作检查考核来看，操作熟练程度和正确程度，比使用传统教学方式时更好，平均完成实验的时间，也有所缩短。

为了更贴近学生学习认知的需要，适应接受能力不同的各层次学生的学习，笔者近期就各个教学环节做了一些详细调查。

比如：教学PPT环节，教学内容表达是否全部清楚？内容条理、逻辑是否清晰 ？微视频部分，拍摄的教学操作演示是否有较好的教授效果？课前测试题环节，题目难易程度是否合适？通知公告部分，是否起到了指引学习方法的作用？课堂交流讨论环节，有无做操作前讨论和答疑解惑的必要？等等。

以上各项调查基本上都得到了正面肯定的答复，说明学生对触发器实验在线上、线下的教学设计和实施效果是积极认可的。

首先学生们欢迎使用这种模式，因为学习时间自己灵活掌握，可以满足具有不同接受能力的学生的需求。能力强的学生课堂上不用再像传统教学一样，在课堂上花多余的时间陪着别人长时间听讲；能力弱的学生，有问题在课前可以多用点时间去把它解决一部分，在课上经过老师的重点内容讨论环节也可完全解决。而且学生认为这种实验教学方式通过自己的主动学习理解获得了成功，感觉比较欣喜、有成就感，强于传统课堂的被动接受型学习。

总之，笔者认为教师在教学设计及实施中如果努力做到，用线上教学资源引导、启发学生主动获取实验学习信息，用测试题、讨论、检查等各种手段调动学生的学习积极性、辅助学生进一步掌握实验知识、技能，线上与线下的教学安排互相呼应和促进，使教学结构转变为“主导—主体相结合”，那么就能在新的教学模式和新的教学方式下，达到比较好的学习效果，提高实验教学效率和质量。