基于超星學習通的數字電路教學模式

李忠金 馮凱華

摘 要：隨著互聯網技術的高速發展，網絡教學逐步進入大眾視野，網絡教學如何并入傳統教育成為一個可深入研究的話題。基于學習通的教學模式，提供了教師與學生課下交流的機會，實現了課上課下無縫連接的學習模式。教學實驗效果顯示，與傳統模式相比，該模式不僅養成了學生課前預習的習慣，幫助課上更好學習，而且增加了學生與教師之間的溝通方式，幫助教師更好地了解學生遇到的問題。

關鍵詞：數字電路;教學改革;課堂教學

1 概述

數字電路是電子信息專業的基礎課。該課程實踐性較強，學生不僅需要掌握其基本理論知識，還要求熟練掌握數字電路的接線、設計等一些實際操作與應用[1]。由于需要實際操作，那么將理論結合與實踐的能力就十分重要。超星學習通可以讓學生提前通過視頻學習認識實驗器材并掌握基礎操作，這些簡單的知識沒有必要在課上系統地進行一一講解，完全可以通過課下讓學生自主學習，這大大節省了上課時間。進而在上課時更多講解一些實驗中學生出現的問題，幫助學生解決遇到的問題，培養學生自主學習技巧，讓學生能夠自己找出問題并自主解決。針對我院培養應用型人才，加強我院學生自主學習的能力至關重要。

超級學習通是一款針對學習教育開發的APP[2]。此APP面向手機、平板等移動終端，學生可以通過超星學習通APP在線瀏覽教學資源、自助完成圖書館書籍借閱、課程信息、學習專業知識、完成作業、簽到、小組討論等[3]。有利于提升學生的學習積極性，加強教師與學生的溝通，方便教師統計到場情況、布置作業等[4]。對于教師，可以在超星學習通布置作業，在課上讓學生隨堂測驗，做一些基礎的題目，上交后讓學生匿名交換批改，取均值作為成績，不僅讓學生知道了問題的答案，在課堂上就明白自己的錯誤，便于及時改正，也極大地節省了教師批改作業的時間。讓學生課后可以布置一些具有設計性、創新性的題目，讓學生多去思考，多去與教師溝通，及時向老師反映自己的想法與不明白的部分。通過超星學習通布置作業，可以讓平時分部分更加有依據、更加透明，讓學生清楚地知道自己具體的哪一部分有不足。超星學習通構建了一座教師與學生交流討論的橋梁，極大地促進了學生的學習積極性以及教師的教學熱情。這種雙贏局面是我們教師和學生都想要得到的結果。

2 傳統數字電路教學分析

（1）數字電路在眾多高校中依舊采用傳統的教育方式，以理論為主，實踐為輔，且實驗主要用來驗證理論，脫離實際[5]。使得學生的知識面過于狹窄，只懂得書中所提到的方法理論，缺乏自主分析能力，沒有自己解決遇到的實際問題的能力。因此，我們課堂教育應該改變思路，遵循時代的發展，將一些現實中遇到的簡單問題嘗試交給學生來處理[6]，改變課堂中理論與實驗的比重，鼓勵學生去創新，培養理論聯系實際的綜合高素質人才。

（2）目前我校數字電路實驗以小規模電路與中規模集成芯片電路實驗為主，一些較為復雜的大規模實驗內容無法開設，學生缺少接觸這些綜合性數電實驗的機會。這極大地抑制了學生的動手能力，以及對挑戰高難度電路的欲望，并且在學生做實驗的過程中發現，部分實驗器材出現老化、接口松動導致接觸不良等現象，這些問題大大影響了學生的實驗操作，這樣的實驗現狀是需要立馬改變的。及時地采集設備應該是學校要保證的，這對于激發學生創新能力有很大幫助，讓學生的實踐操作與社會先進技術接軌是學校應該去爭取的。

（3）數字電路實驗的內容：門電路、譯碼器、編碼器、觸發器、計數器等都是課堂教學的驗證。這些驗證性實驗雖然可以加深學生對理論知識的認識，但是學生在實驗過程中，結論已經先入為主地出現在腦中[7]，這扼殺了學生的求知欲望，即便實驗中出現數據偏差，也出現學生按照理論知識來修改實驗數據來完成課堂任務的這種情況。新時代的實驗課應該激發學生的求知欲，調動學生的學習積極性，培養學生的動手能力、分析能力，為日后進入社會打好扎實的基礎，培養出對社會有用的科技型人才，而不是只會記結論、做題的大學生。

（4）數字電路實驗課實驗項目的內容總是一成不變，甚至每屆學生做出來的實驗參數都是完全相同的。這會導致學生若做出了與書上相近的數據值，就不會過多地去思考。這在別的學科中或許沒有什么問題，但是這在電路學習中是十分致命的。在電路實驗中完全有可能出現多個錯誤，但最后結果與理論值接近的所謂“正確”的情況。所以讓學生用不同的初始數據去完成實驗，將電路實驗的每個模塊的輸出數值都與理論計算值相近才是正確的。更多地讓學生去計算理論值、搞懂電路的原理這才是我們開設數字電路這門課的初衷。

（5）數字電路是電子信息專業的基礎課，學習路線是：數學基礎（邏輯運算、一定的復數基礎）→小規模電路（門電路等）→中規模集成芯片電路（編碼器、譯碼器、計數器等）→大規模集成電路[8]。現階段我們的課堂教學重心主要集中在小規模電路以及中規模的集成電路上。對于大規模的集成電路基本沒有涉及。這對于培養學生的創新能力是極為不利的。學校應該更加重視這一塊的教學，采購更多設備，讓學生去創新、去設計更高難度的電路。挖掘出優秀學生的潛力，在學科競賽中，展現優秀學生的風采，帶給學校更多榮譽，也更好地帶動其他學生的學習積極性，產生積極向上的學習風氣，這對學校和學生而言都是極好的。

3 教改意見

（1）課題組應該更多地去優化教學計劃大綱，推行先進的教學理念，增加討論、互動、分析研究的教學方法。在課堂中，結合理論與先進的實例，引導學生，讓學生學會去多多思考，鼓勵學生多動手操作，培養學生合作分析、解決問題的能力。借助網絡教學平臺，將課程的大綱、教案、教學視頻、教學PPT、相關電路知識資料、芯片引腳圖等相關教學資源發布出來，學生可以結合自身情況，隨時學習，提前預習，課后查漏補缺，有問題就及時答疑。這樣可以讓學生做到課上課下同步學習，培養學生預習→上課→提問→復習的正確學習習慣。

（2）充分利用學習通或者我校的泛雅平臺，為學生提供課程的教學資源、參考文獻、實驗教學視頻等，鼓勵學生去提前預習，并為學生課后總結提供基礎。解決數電實驗課課堂過多時間講解實驗器材、簡單實驗步驟導致上課時間不足的問題。放置一些基礎知識的網課方便學生查漏補缺。在課前就提前觀看相關的器材講解視頻，可以讓學生在實驗過程中更容易上手，節省出來的時間可以讓學生自主調試，排除錯誤。或者可以在每節課末尾加入一些附加內容，讓學生去創新，設計一些課堂之外的模塊，作為加分項激勵學生去思考創造。

（3）有限的課堂時間難以使所有學生掌握所有知識，也無法及時判別學生的學習情況，為了能更好地了解學生的學習情況，可以通過學習通發布作業，在建好的題庫中選題發布，爭取在課上讓學生完成題目，在課堂上讓學生匿名交換批改，三人批改取平均分。對于教師可以知道自己上的課是否讓大多數學生聽懂，及時調整上課內容答疑解惑，對于學生可以知道自身是否學會了課堂內容，若沒有聽懂可以及時向老師提出疑問。課下也可以發布一些作業，教師可以通過學生提交的正確率來調節上課內容，對于做錯的題在后面的課堂上及時為學生答疑。隨堂作業和課下作業成績可以作為平時分的依據，使學生明白在此課程中哪一部分有所不足便于及時改正，也使得平時分更加透明，避免了給平時分不公正的情況出現。

（4）數字電路的仿真軟件Multisim對于學習數字電路是非常有幫助的，在學生上實驗課之前先讓學生用仿真軟件Multisim實現一遍再去做實驗是事半功倍的。這時候就可以使用學習通或者我校的泛雅平臺提前發布作業，讓學生用仿真軟件Multisim實現電路，并用錄屏軟件記錄電路實現過程。通過布置作業這種方式督促學生提前學習，在課前就理解大致原理，其作業的分數也可以作為結課時平時分的依據，方便教師給學生統計平時分。

（5）數字電路是一門較為模塊化的學科，一個集成電路可以封裝成多個模塊，每個模塊都是獨立的。流水線型的小組學習模式就非常適合這種模塊化的教學。一個大型集成電路由多個模塊形成，直接讓學生去學習，這是難以下手的。流水線型的小組學習模式就是讓學生組隊，人數與大型集成電路的模塊數相同，假設有n個模塊，學生也是n人，第一次1號學生學習1號模塊，2號學生學習2號模塊以此類推直至n號學生學習n號模塊，第二次n號學生學習1號模塊，1號學生學習2號模塊以此類推，每個學生每次嘗試不同的模塊直至學完所有模塊。這樣做的好處是讓每個學生清楚地認識每個單獨的模塊的原理，以及此模塊在整個大型集成電路的作用。使得學生更加融會貫通，遇到不懂的地方可以先請教做過此模塊的同組的同學，小組出現的問題可以先通過小組內部進行消化吸收，對于同小組的沒有做過此模塊成員有預警作用使得他們在后續學習此模塊中不會再犯此類錯誤，對于做過此模塊的成員相當于復習了一遍此模塊，使得認識更加深入。這種流水線型的小組學習模式，大大地減少了老師答疑的工作量，節省了上課時間，便于老師在課上講解更多拓展知識。這種不斷預警、不斷深入、不斷拓展的學習模式使得學生對于數字電路這種偏向實踐的科目會有更深刻的認識，反復回顧保證了學習的質量，新學的模塊又保證了學生的學習熱情。

（6）超星學習通上可以放置一些拓展內容，數字電路的課堂只能教授電路的基本知識，而電路設計這些拓展內容只能讓學生自主去探索學習。網上的相關教程、博客多數是網友自己分享的，不能保證其質量以及正確性。而通過超星學習通，學校可以自己分享相關教程，保證了資料的權威性，節省了學生篩選資料的時間。增添這些知識可以幫助那些學有余力的同學提升自己，幫助他們在學科競賽中更好地展現出自己的能力，從而學生間形成了積極學習的風氣，有助于喚起更多學生的學習熱情。這對于學校來說，可以增添學校榮譽，提高知名度。

（7）通過傳統教育加上超星學習通的混合模式，加深了學生對課程了解的深度，結合先進的知識，增添了學生自我學習的意識，鼓勵學生自主學習、深入學習。使得學生平時分成績更加透明，并且有所依據，統計所有學生平時作業成績、簽到情況，計算出每個學生的平時分成績，讓學生隨時看到自己的平時分狀況，督促自己努力學習。這種透明讓學生更加安心，避免了學生冤枉老師壓低平時分的情況出現。實踐證明，基于超星學習通的線上線下混合的教學模式，相比傳統教育模式，對學生的教學效果有明顯的積極影響。

結語

超星學習通是現代信息技術專為師生設計的線上教育平臺，具有豐富的功能來滿足當今師生所需，筑起了學生與老師溝通的橋梁。通過線上學習，激發了學生自主學習的意識，喚醒了學生的求知欲，實現了教學創新，基于超星學習通創建的課堂教學模式給予了學生與教師深度交流的機會，以及學生小組討論的便捷機會。這種靈活的交互式教學模式是對傳統教育的創新，進一步提高了教學質量。在現在的數字電路教學中還是以傳統教育為主，超星學習通只能算是一個輔助工具，超星學習通上的教學視頻只能起到輔助的效果，最核心的東西還是得依靠課堂傳授給學生，不能過度依賴超星學習通，本末倒置。在信息化迅速發展的當下，線上線下相結合的教學模式是大勢所趨，應當順應時代的發展，借助網上教學平臺的力量，幫助學生更好地掌握知識，讓學生獲得更優質的教學資源，以及培養學生自主學習的優秀習慣。

參考文獻：

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[8]鄒虹，周圍，王華東.基于工程教育認證的數字電路課程教改探索與實踐[J].教育教學論壇，2019（02）：147-148.

作者簡介：李忠金（1986— ），男，漢族，江蘇句容人，博士，講師，研究方向：分布式計算;馮凱華（1997— ），男，漢族，浙江杭州人，碩士，研究方向：計算機視覺。