雨課堂在數字電子技術課程教學中的應用

張曉輝 王 艷 于心俊 侯 燕

雨課堂作為當今流行的一款智慧教學工具，在課堂中為師生互動提供了便利。它賦予了傳統授課的各個環節一種全新的模式，具有靈活的課前學習、快捷的課上測驗、創新的師生互動方式、完善的作業題型、全景數據驅動的教育等優勢。它在學習方面給學生帶來了巨大的變化，從根本上改變了教師的教和學生的學[1]。

數字電子技術作為大學工科專業的一門必修課，在專業課程體系中的重要性不言而喻，能夠為學生的專業學習奠定基礎。該課程具有很強的實踐性、應用性、邏輯抽象、課時少以及知識點覆蓋面廣等特點。傳統的教學通常是在課堂上講授知識點，然后在實驗室中通過實驗進行理論知識的驗證。這種一成不變的教學模式對于提高學生的實踐能力以及創新能力來說效果不太明顯。另外，鑒于數字電子技術課程學時少的特點，課堂教學難以涵蓋全部知識點，因此教師只能選取重點內容進行講解，這樣很容易導致學生的知識結構不系統，對學生專業能力的提升，以及學生以后的職業發展帶來了很大的影響[2-3]。以數字電子技術課程為依托，借助雨課堂教學工具，兼顧不同層次和學習能力學生的學習進度，實現網絡資源的最大化利用。對傳統教學的不足之處進行有效改進，讓學生成為學習的主體，促進學生對該課程知識的理解與掌握，使學生的創新能力和實踐動手能力得到強化，將來獲得更好的職業發展，并在高校本科教學工作的迎評促建方面進行探索性的嘗試[4]。

一、雨課堂在數字電子技術課程教學中的應用

基于雨課堂的線上線下混合式教學模式，可以使教師和學生實現線上和線下的交流互動，能夠把當今流行的慕課、微課、翻轉課堂等授課方式的優勢進行集中應用，使學生的個性化需求得到滿足，讓學生獲得更佳的學習體驗[5-6]。本文主要從課前、課中和課后三個方面進行基于雨課堂的教學實踐的探討。

（一）課前準備環節

在課前準備環節，分別從教師和學生兩個主體出發進行設計。教師需要提前把教學方案設計好，做好課前預習PPT以及上課時使用的PPT。這兩個PPT的內容是有區別的，預習時的PPT內容包括該節課的基礎知識點和當前社會中與該節課相關的技術應用現狀、生產生活實例，需要具有一定的廣度和深度，要保證內容的先進性和時效性。可以在課件中使用優質的網絡教學視頻，也可以放入教師自己制作的語音講解視頻或音頻，以幫助學生進行課前學習。而重點和難點內容僅需要讓學生簡單了解即可，在后續的課堂中還需對其進行詳細講解。上課時使用的PPT內容比預習階段的內容要更豐富，更有深度和廣度。在課件中教師可以設置一些限時回答題目（比如選擇題），用來現場檢驗學生的聽課效果；還可以通過設計彈幕教學，加強在課堂教學環節與學生的有效互動；也可以設置發紅包功能，對積極互動的學生進行獎勵。為了掌握學生的預習情況和預習質量，預習課件需要注意兩個方面的問題：一是預習課件的時長應控制在20分鐘以內，二是每個PPT頁面若停留超過15秒鐘則認定為學生已完成當頁內容的學習。上述內容設定好以后，在授課前的一到兩天內，教師可以通過雨課堂向學生推送預習任務，促使學生根據預習任務進行學習。

在該環節，學生可以通過智能終端設備接收教師推送的各項預習任務單，按照進度要求學習，積極主動地參與課前自主學習。針對預習任務中不理解的問題，學生可以在學習討論群（QQ群、微信群）中進行交流，也可以通過雨課堂中的“報告老師”功能向教師提問，這為教師在課堂上的講解提供了有依據、有價值的參考。這樣每個學生就能結合自身情況進行學習，打破時間和空間上的限制，實現個性化、多樣化的學習，提高自主學習能力。

數字電子技術課程是一門強調理論聯系實踐的課程，主要講解標準邏輯器件以及基于TTL（Transistor-Transistor Logic）制造工藝的54/74系列和基于CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）制造工藝的4000系列的中小規模集成電路，但學生僅依靠課堂時間，很難掌握所有的知識點[7]。因此，在教學準備環節，教師應依據具體的情況盡量設計出合理的預習內容，引導學生發現數字電子技術在生活中的廣泛應用，讓學生結合自身知識體系去理解相關知識，慢慢實現從掌握基本邏輯門電路到掌握組合邏輯電路和時序邏輯電路的跨越。

（二）課中互動環節

雨課堂可以自動生成課堂的二維碼及課堂數字串碼，學生通過掃碼功能或輸入課堂數字串碼簽到進入課堂。在上課的前幾分鐘，教師通過雨課堂對學生在預習過程中遇到的較難理解的問題，集中給予適當的指導，并對預習任務中存在的問題和整體的完成情況給予點評，為即將開始的新課做好準備。

在上課過程中，該節課的內容都可以在學生的智能終端顯示，學生可以選擇在智能終端上學習，也可以通過教室的多媒體學習。在聽課過程中如有不懂的地方，學生也可以通過“不懂”按鈕即時反饋給教師，這樣教師可以實時接收到系統反饋的統計信息，例如某頁有幾人不懂，有幾人存在問題。在講完一些知識點后，教師可通過雨課堂提供的課內限時習題功能向學生發送之前設計好的習題，進行測試，這樣有助于充分了解學生的課堂學習情況。學生的答案會以數據報表以及柱狀圖的形式體現出來，此時教師還可以對回答正確的學生隨機發放獎勵，以進一步激發學生的學習積極性。教師通過課堂學習效果數據分析功能隨時掌握學生的學習效果并及時對教學進度進行調整，學生通過點擊“收藏”保存這些課件以便于后期復習。同時學生還可以通過彈幕功能隨時發表自己的觀點，與教師和同學實現實時互動，教師也可以通過該手段觀察到學生的總體表現。通過雨課堂的投票功能，學生可以對該節課的教學效果進行評價，教師也可以實時接收到學生的投票結果，這樣有利于教師對教學方法、教學內容以及教學進度進行及時的調整[8]。

鑒于數字電子技術課程的理論性和實踐性較強的特點，學生很容易在課程教學中產生學習無趣的想法。對此，在基于雨課堂的課堂交互環節，教師應主動打破時空的限制，結合工程生產實例積極尋找學生感興趣的主題，與學生交流互動，如十字路口交通信號燈、多功能數字時鐘、數字密碼鎖、搶答器等的設計。然后針對某一個主題引導學生進行PBL（Problem-Based Learning）分 組 討 論、小 組 匯報、互評、互相學習，鼓勵學生在學習中將理論與現實生活實例相結合。

（三）課后提升環節

在授課結束后，教師可以向學生發布復習任務，以此來檢驗學生的課堂學習效果，引導學生及時地鞏固課堂所學，并進一步拓寬學生視野。通常情況下，在制定復習任務時可以讓學生通過完成相應章節習題的形式鞏固并內化知識，同時也可以讓學生借助EDA（Electronics Design Automation）設計軟件完成一定的項目仿真設計。數字電子技術課程的一個顯著特點是圖多表大、信息豐富，而且強調電路狀態的變化過程。如果能采用動態的方式顯示這些內容，一方面，可以減少繪圖時間、提高教學效率；另一方面，可以生動形象的方式使學生理解一些難以理解的問題，實現事半功倍的效果。如在講述“如何利用計數器的清零或預置端控制實現任意模值計數器”有關內容時，可利用EDA軟件畫出不同控制方式的電路圖，并將對應的仿真結果以波形圖的形式給出，讓學生很直觀地了解電路的工作過程和各個控制端的不同功能，大大提高學生的學習效率。學生完成復習任務后，將成果上傳至平臺，與同學進行相互討論及互評，教師也可以對學生的完成情況進行監控、釋疑解惑和評價。在數字電子技術課程的教學中，筆者在每節課程結束后均會有針對性地在雨課堂上布置作業、思考題或拓展題，并檢查學生的完成情況，鼓勵學生積極反饋，及時解答學生存在的疑問。

二、雨課堂在課程教學中應用的優勢及存在問題

（一）學生主宰課堂，智能終端學習利弊共存

在雨課堂教學中，學生能夠主動地進行課前預習、課堂討論和課后復習，并且通過小組合作學習也鍛煉了自身的團隊合作能力。借助智能終端，學生的學習過程不再受時空等客觀條件的限制，學習過程變得更加輕松、自由、自主，這極大地提高了學生的學習興趣，使學生成為教學的核心與主體，真正實現了以學生為中心、把課堂還給學生的教學目標。但是，這在激發學生學習興趣的同時也增加了學生在課堂上看手機的機會，學生到底是在學習還是在玩手機則很難區分[9]?；谶@樣的現實情況，教師要考慮制定相應的監督策略。

（二）教學資源共享與網絡擁擠并存

在雨課堂教學中，教師可以有效利用當前良好的互聯網教學環境，給學生推送與教學內容相關的各種資源。學生可以根據自身情況有針對性地開展課前預習、課后復習，將知識轉化為能力，也可以通過豐富、前沿的網絡資源拓寬自己的知識面。但是雨課堂對教室中的網絡條件的要求比較高，要想保證教學工作的順利開展必須有穩定安全的網絡[10]。如今智能手機雖然已經普及，但由于手機質量不同、不同網絡運營商鏈路速度不同以及教室中公用無線網絡速度的限制等，容易造成網絡擁堵，出現授課內容與智能終端教學不同步的現象。

（三）實時動態評價與數據信息的不準確性共存

雨課堂的大數據分析能夠讓教師在課堂中了解到每個學生的學習情況，實時掌控教學環節并進行相應的調整和改進，可以實現實時、動態的評價，從而真正實現OBE（成果導向）工程認證教育過程性評價的效果。這是傳統教學所無法比擬的優勢，但是這些都需要以保證數據的準確性、完整性為前提。筆者在運用雨課堂進行教學實踐的過程中發現，部分學生提交的數據結果并不是其真實的想法，存在著跟風、抄襲等成分。因此，教師還應該借助其他的方法，提高數據的廣度和深度。

綜上所述，針對2019級自動化專業的學生，筆者利用雨課堂在數字電子技術課程中進行了教學改革與實踐，與上屆同期班級學生比較，該年級學生在學習過程中的主動性、學習熱情以及專注度都有了很大提升，出勤率達到98%，成績優秀率達到60%，高于往屆的40%。通過雨課堂，教師的教學模式和學生的學習方式在很大程度上發生了改變，學生的主體地位得到進一步體現，學生對于數字電子技術課程的學習興趣和積極性也有了很大的提高，自學、創新以及合作能力有了較好的提升，提高了專業素養，為未來的發展奠定了堅實的基礎。