基于協作模式的數字邏輯立體化教學研究

史月美，馮素琴

（忻州師范學院 計算機科學與技術系，山西 忻州 034000）

基于協作模式的數字邏輯立體化教學研究

史月美，馮素琴

（忻州師范學院 計算機科學與技術系，山西 忻州 034000）

《數字邏輯》是計算機科學與技術、電子等專業的一門專業必修課程，是學習計算機硬件系列課程的基礎。傳統的教學模式已不能實踐要求，文章提出了立體化教學思路，協作化教學模式。從教學課堂、教學資源、教學空間及教學交流等方面予以研究，經過實踐檢驗，上述模式不僅可提高教學效能，還可提高學生的綜合能力。

協作模式；立體化教學；數字邏輯

0 引言

隨著計算機技術、網絡技術和移動通訊技術的發展，傳統的教學模式面臨著巨大的挑戰，如何利用好現有的教學媒介，成為教學改革的研究基礎。協作學習模式是在上世紀60年代被提出的[1]，目前，許多國家已經展開有關協作學習的研究和實踐。協作學習即為以目標為導向，以學生為中心，以異質分組的學習小組為單位，通過小組成員合作互助，小組間競爭合作方式來提高學習效能的學習模式。

立體化教學是在計算機技術、網絡技術和移動通訊技術飛速發展的背景下，于近幾年提出的新課改的理念[2]。改變過去依賴紙質課本、教師講授為主的教學模式，代之以多種教學資源和以教師為主導、學生為主體的多時空的教學模式。

1 協作教學課堂的創建

在協作教學課堂的創建中，協作學習模式的設計顯得尤為重要。分析教學對象特征，主要從四個關鍵環節進行設計[5]：學習小組構建設計、學習任務設計、協作學習活動設計和評價環節設計。具體流程如圖1.1所示。

圖1 .1協作教學環節設計流程

學習小組的創建以異質分組為主，兼顧學習能力、組織能力和表達能力等方面，一般以5到6人為一組，每一小組雙向選擇自己的小組長，負責組織本小組成員的協作學習活動。在教學座位方面，也以小組為單位，方便小組進行協作學習。

學習任務的設計要科學合理，符合學生的認知規律，既要有嚴謹的理論基礎，又須有配套的實踐環節。例如在學習組合邏輯電路設計的相關知識點時，將生活中的“競賽中評委多數表決器”作為教學任務設計的案例，通過學生討論生活中的表決經驗，進而將實際問題轉化為“邏輯問題”，通過已學過的邏輯工具進行表示、化簡、繪制電路圖。在以往的教學中，到此基本就結束了。在協作模式的立體化教學中，將實驗仿真系統引入教學課堂，學生將自己設計好的電路馬上進行模擬仿真，驗證電路設計的正確性。在解決該教學任務的基礎上，可延伸提出“如果評委中有一個評委具有否決權”的問題，供學生繼續討論解決。

在整個教學課堂中，學生是主體，教師則起到一個引導和協作學生的作用。在小組內，學生之間相互協作；在小組間，既有競爭又有協作；在協作學習的過程中，一般問題都能得到很好的解決，遇到一些較難的問題，就需要師生協作來解決。

2 立體化教學資源的創建

傳統的教學資源，以紙質教材為主。隨著計算機軟硬件技術、網絡技術和多媒體技術的發展，教學資源也變得更加豐富和多元化。在紙質教材的基礎上，筆者為學生提供了電子化的輔助教學資源，其中包含我們教學團隊自己設計制作的電子課件、視頻課件，以及相關的實驗輔助教學課件等資源。

立體化教學資源的模型如圖2.1所示。

圖2 .1立體化教學資源模型

電子課件包含分章節的PowerPoint課件，鑒于數字邏輯中的邏輯符號和電路圖比較多，電子課件解決了板書畫圖影響教學效度的問題；視頻課件包含學生實驗中的模擬仿真軟件的使用、實驗項目的實現過程，視頻課件解決了學生實驗前的知識預備問題；

通過平面的、多媒體的立體化教學資源，可以滿足多層次學生的學習需求，以及學生的個性化學習需求，為建立協作型教學課堂提供了堅實的基礎，可以滿足教學中課前預習、課堂討論和課后延伸的學習需要。

3 立體化教學空間的創建

隨著計算機技術、網絡技術的發展和智能手機的普及，傳統的、單一的課堂教學已不能滿足教學改革的需求，如何在減課時不減質量的基礎上，順應當代大學生的學習特點及專業發展需求，成為我們構建立體化教學空間噬待解決的問題[1][7]。

在前述協作教學課堂的基礎上，筆者構建了數字邏輯網絡課程網站和網絡教學群。網絡課程網站主要提供“數字邏輯”課程的教學大綱、教學團隊、PPT電子課件、視頻教學課件、模擬習題等相對穩定的教學資源。網絡教學群的創建，依然以協作小組為單位，每個小組有自己的討論組，主要用于協作教學中的發布通知、小組討論、即時答疑等環節；利用云空間，可以根據各個教學班的實際情況，實時靈活地補充相應的教學輔助資源。

Mooc理念和模式的發展，拓寬了教學的時空維度，使得優質教學資源通過網絡實現共享[6]。Mooc的相關電路課程成為師生拓寬視野、提升專業知識的新途徑。將傳統教學空間與網絡化的教學空間相結合，不僅使學生的教學資源得到了擴充，而且延伸了傳統的教學時空，在學生的課前預習，課堂討論，課后答疑環節都可得到及時、有益的協作，真正做到了減課時而升質量的教改目標。

4 結語

順應教學改革的形勢，對數字邏輯課程的傳統教學進行改革，提出基于協作模式的立體化教學。從學習小組的創建、學習任務的設計和教學資源的立體化創建及教學時空的拓展，都滲透了協作的理念。通過學生的實踐效果看，上述模式不僅調動了學生學習數字邏輯課程的積極性，而且提高了學生自己學習、協作解決問題的能力，同時也增強了教師與新時代特點學生的親密度，為教學過程奠定良好的情緒氛圍。

［1］劉紅霞，趙蔚，多召軍.移動技術支持下課堂協作學習的設計與實踐研究［J］.中國電化教育，2013，(06)：86-92.

［2］鄭鑫，張曉潔.虛擬實驗室立體化教學資源平臺建設［J］.實驗室研究與探索，2014，33(08)：109-111.

［3］李雪珊.基于建構主義理論的教學策略初探［J］.西南師范大學學報（自然科學版），2014，39(02)：152-155.

［4］譚淼.仿真技術在數字邏輯電路課程教學中的優越性［J］.Computer CD Software and Application，2013，(06)：106-108.

［5］封娜娜.云計算輔助教學平臺下協作學習教學設計［D］.石家莊：河北師范大學碩士論文，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，韓嘉懿.基于QQ交流平臺的教育教學應用探析［J］.中國教育信息化，2014，(04)：22-26.

［8］裴曉芳，周曉彥.混合學習模式在EDA教學設計中的應用研究［J］.中國電力教育，2014，(08)：186-187.

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

（責任編輯 張劍妹）

G642.0

A

1673-2015（2015）05-0075-03

山西省高等學校教學改革項目（J2014099）；忻州師范學院教學改革項目（JG201315）。

2015—06—09

史月美（1974—）女，山西忻州人，副教授，主要從事人工智能與數據挖掘研究。