馮美仙

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院無錫交通分院，江蘇無錫214151）

翻轉(zhuǎn)課堂在電子CAD技術(shù)課程中的教學(xué)實踐研究*

馮美仙

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院無錫交通分院，江蘇無錫214151）

翻轉(zhuǎn)課堂是基于現(xiàn)代信息技術(shù)的教學(xué)模式，能夠有效提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。文章從課前、課中、課后三個方面詳細(xì)闡述了翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)設(shè)計，通過實驗為《電子CAD技術(shù)》課程的教學(xué)找到了新的教學(xué)模式。

翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)設(shè)計；模型；研究

一、引言

隨著信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，教學(xué)理念的更新已經(jīng)形成共識，利用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式的改革迫在眉睫，“翻轉(zhuǎn)課堂”的教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生。翻轉(zhuǎn)課堂中的“翻轉(zhuǎn)”并不是空間的顛倒，而是教學(xué)時序的翻轉(zhuǎn)，從“先教后學(xué)”到“先學(xué)后教”，實現(xiàn)“先學(xué)后教，以學(xué)定教”的模式。[1]翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的核心是課前學(xué)生利用各種資源自主學(xué)習(xí)，不再單純地依賴任課老師去教授知識。而課堂和老師的角色則發(fā)生了變化，老師更多的責(zé)任是去理解學(xué)生的問題和引導(dǎo)學(xué)生去運(yùn)用知識。從2013年起，我們就嘗試將這種教學(xué)模式應(yīng)用于電子CDA技術(shù)課程的教學(xué)中，為該課程的教學(xué)找到了新的教學(xué)模式。

二、翻轉(zhuǎn)的理由

我校電子CAD技術(shù)課程的教學(xué)軟件采用了Protel DXP 2004，該軟件是Altium公司于2004年推出的一款Protel系列EDA軟件，具有原理圖設(shè)計、PCB設(shè)計、電路仿真和PLD設(shè)計等功能，而且具有操作方便、功能強(qiáng)大、操作界面友好和個性化的特點，在我國電子電路設(shè)計和制板中應(yīng)用廣泛，是一套完整的板卡級設(shè)計系統(tǒng)軟件。[2]學(xué)習(xí)該軟件比較容易入門，但是要熟練掌握并且靈活處理軟件使用中所出現(xiàn)的一些問題并非易事，[3]有些問題需要教師多次重復(fù)講解才能解決。

在上課安排上，一般以2課時或4課時為單位組織教學(xué)。傳統(tǒng)2課時的教學(xué)安排，通常是先講后練，由于講課要用半小時左右，剩余時間學(xué)生訓(xùn)練，有部分學(xué)生不能按時完成學(xué)習(xí)任務(wù)。如果是4課時的教學(xué)安排，學(xué)生訓(xùn)練時間比較充分，但是學(xué)生在接受能力上面存在差異，做得快的學(xué)生比慢的學(xué)生一般要提前半小時完成任務(wù)，對于接受能力快的學(xué)生來說，造成了時間的浪費(fèi)。

三、翻轉(zhuǎn)內(nèi)容的選擇

在電子CAD技術(shù)課程的教學(xué)中，并不是所有的教學(xué)內(nèi)容都要采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式。我們在選擇翻轉(zhuǎn)內(nèi)容時主要考慮三個因素：一是大部分學(xué)生在課堂上不能按時完成的內(nèi)容；二是在訓(xùn)練中經(jīng)常犯錯的內(nèi)容；三是同一個內(nèi)容需要教師重復(fù)講解許多次的。

四、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)實踐

1.課程實施的條件

該課程的授課對象是五年制高職三年級的學(xué)生，有一定的信息獲取能力和自主學(xué)習(xí)能力；班級人數(shù)為36人，根據(jù)機(jī)房的布局，將學(xué)生分為9個小組，教師可以實施個性化的指導(dǎo)；具備能容納40名學(xué)生上課的計算機(jī)機(jī)房。

2.教學(xué)設(shè)計

下面以電子CAD技術(shù)課程中的 “載入網(wǎng)絡(luò)表”為例，設(shè)計整個教學(xué)流程，教學(xué)設(shè)計模型如圖1所示。

（1）課前學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)

教師活動：

①學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

載入網(wǎng)絡(luò)表的操作是將原理圖中的元件和元件引腳間的電氣連接關(guān)系導(dǎo)入到規(guī)劃好的印制電路板文件中。[4]在載入網(wǎng)絡(luò)表前要確保原理圖中的所有元件都要有封裝、原理圖的電氣規(guī)則檢查沒有錯誤、原理圖中所用的元件封裝庫都加載到了當(dāng)前的項目中。本課題在課程中占有比較重要的地位。學(xué)生在操作過程中，會急于求成，不對原理圖做仔細(xì)檢查，所以在載入網(wǎng)絡(luò)表，執(zhí)行“使變化生效”的命令時經(jīng)常會出錯。

圖1 教學(xué)設(shè)計模型

②制作教學(xué)資源

自主學(xué)習(xí)任務(wù)單的設(shè)計是翻轉(zhuǎn)課堂是否能有效實施的關(guān)鍵。通過任務(wù)單開啟“有效學(xué)習(xí)，主動學(xué)習(xí)”之門。從結(jié)構(gòu)上來看，自主學(xué)習(xí)任務(wù)單包括學(xué)習(xí)指南、學(xué)習(xí)任務(wù)、自主檢測、困惑與建議等4個組成部分。

學(xué)習(xí)指南包括課題名稱、達(dá)成目標(biāo)、學(xué)習(xí)方法建議、課堂學(xué)習(xí)形式預(yù)告等4個子項，達(dá)成目標(biāo)是教學(xué)目標(biāo)的轉(zhuǎn)化形式，反映要求學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)達(dá)到掌握學(xué)習(xí)材料的維度和程度，讓學(xué)生清晰地知道該怎樣做，要達(dá)到什么樣的目標(biāo)。在“載入網(wǎng)絡(luò)表”的任務(wù)單中，我們設(shè)定的達(dá)成目標(biāo)是：通過觀看PPT，掌握裝載元件庫和載入網(wǎng)絡(luò)表的方法；通過觀看微課，學(xué)會分析和解決網(wǎng)絡(luò)表載入時的常見問題；通過學(xué)習(xí)實訓(xùn)指南，完成實訓(xùn)內(nèi)容。教師提供學(xué)習(xí)方法建議的意義在于幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)上找到竅門，提高學(xué)習(xí)效果，從而樹立學(xué)習(xí)信心。課堂學(xué)習(xí)形式預(yù)告，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)與將要發(fā)生的課堂學(xué)習(xí)之間的關(guān)聯(lián)度，從而主動投入自主學(xué)習(xí)。

學(xué)習(xí)任務(wù)是自主學(xué)習(xí)任務(wù)單的主體，最好采用問題引導(dǎo)，將知識點轉(zhuǎn)化為問題，在問題的引導(dǎo)下，學(xué)生通過回答問題，就能達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。電子CAD技術(shù)課程的操作性很強(qiáng)，在問題設(shè)計時將問題與操作任務(wù)結(jié)合起來。例如：在照明自動控制電路.PCBDOC中，將電路中要用到的元件封裝，所在的元件庫都添加到可用元件庫中；載入網(wǎng)絡(luò)表時，如果有消息提示 “Footprint Not Found……”如何解決？在PCB板中發(fā)現(xiàn)少了元件，怎么辦？

當(dāng)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)理解了概念，掌握了操作步驟后，再提供兩個與“任務(wù)”難度相當(dāng)?shù)念}目讓學(xué)生練練手，進(jìn)行自主檢測，檢驗學(xué)習(xí)效果，使學(xué)生獲得成就感，從而產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。

困惑與建議欄目是為學(xué)生反饋自主學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的困惑，或者有什么建設(shè)性的意見而設(shè)置的。

微課是教學(xué)資源的核心。我們利用Camtasisa Studio 6.0來進(jìn)行微課的錄制與后期制作，共制作了載入網(wǎng)絡(luò)表常見問題的處理等三個微課。

③發(fā)布教學(xué)資源

提前一周將自主學(xué)習(xí)任務(wù)單、動畫、微課等學(xué)習(xí)資源上傳到藍(lán)墨云班。同時分時段上傳練習(xí)，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)完成時間段及學(xué)習(xí)情況，定時發(fā)布。藍(lán)墨云班是具有較強(qiáng)的資源上傳、交流互動的移動學(xué)習(xí)平臺。學(xué)生通過手機(jī)，可以達(dá)到隨時隨地學(xué)習(xí)的目的。提前一周上傳，以便學(xué)生有充裕的時間深度學(xué)習(xí)。

④學(xué)生分組

根據(jù)組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)的原則，將學(xué)生分成5組，指定組長。通過這種分組方式，以好帶差，互相協(xié)助，共同學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神。

⑤收集意見與評價

鼓勵學(xué)生隨時發(fā)布學(xué)習(xí)中遇到的問題和合理化建議。個別問題，學(xué)生之間可以線上或線下交流解決，共性問題可以在課堂上解決。根據(jù)學(xué)生的簽到及學(xué)習(xí)每個知識點所獲得的經(jīng)驗值，進(jìn)行學(xué)習(xí)態(tài)度的評價；根據(jù)自主檢測的得分情況進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的評價。

⑥制定輔導(dǎo)計劃

藍(lán)墨云班可以根據(jù)學(xué)生課前練習(xí)情況進(jìn)行總體分析、錯誤率較高題目單獨(dú)分析并且可以找出有哪些學(xué)生在這個知識點上還存在問題。通過分析，部分學(xué)生不能獨(dú)立解決網(wǎng)絡(luò)表時所出現(xiàn)的問題，需要在課堂上重點講解。對于學(xué)生在學(xué)習(xí)中普遍比較薄弱的知識點制訂統(tǒng)一講授的計劃，提高課堂講授的效率。

學(xué)生活動：

①觀看視頻等教學(xué)資源

登錄藍(lán)墨云班學(xué)習(xí)平臺，按照任務(wù)書中的學(xué)習(xí)目標(biāo)，結(jié)合動畫、微課、PPT和WORD文檔資料進(jìn)行自學(xué)。如有疑問，可以將問題發(fā)布到云班上，大家互相討論。通過自主學(xué)習(xí)任務(wù)單導(dǎo)學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，同時在云班課堂上的交流討論，也提高了學(xué)生的溝通協(xié)作能力。

②自主檢測

學(xué)生根據(jù)任務(wù)單的要求完成相關(guān)作業(yè)，并且將答案上傳到云班。翻轉(zhuǎn)課堂中的課前學(xué)習(xí)不是傳統(tǒng)課堂中的“預(yù)習(xí)”，而是深度學(xué)習(xí)。通過完成思考題和作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)內(nèi)容，也便于老師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

③反饋意見

發(fā)現(xiàn)問題或提出學(xué)習(xí)中的困惑與建議并上傳。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，也便于老師根據(jù)這些問題調(diào)整課堂活動。

（2）課中內(nèi)化環(huán)節(jié)

①任務(wù)展示

教師展示分享同學(xué)們課前自測練習(xí)所做的PCB板；抽取兩個小組的成員代表現(xiàn)場操作，并提出自學(xué)中的疑難問題。點評作業(yè)的完成情況，鼓勵激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

②引導(dǎo)答疑

教師引導(dǎo)學(xué)習(xí)本課題中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。載入網(wǎng)絡(luò)表的操作比較簡單，但是在載入網(wǎng)絡(luò)表的過程中，如果遇到元件找不到、少了元件或元件封裝的焊盤上沒有網(wǎng)絡(luò)等問題是難點。引導(dǎo)學(xué)生合作互學(xué)，微課助學(xué)，講解關(guān)鍵環(huán)節(jié)，化難為易，突破教學(xué)難點。

③作業(yè)檢測

布置作業(yè)，學(xué)生先進(jìn)行獨(dú)立思考，然后通過小組討論、互相協(xié)作的形式，明確操作步驟，最后獨(dú)立完成PCB板的制作。既培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立思考能力，又增強(qiáng)了學(xué)生交流溝通及團(tuán)隊協(xié)作能力。

④交流評價

各小組展示交流作業(yè)成果，按照自我評價表進(jìn)行自評；運(yùn)用藍(lán)墨云班課的組間互評機(jī)制進(jìn)行評價，得分最高的組可以額外獲得經(jīng)驗值。教師評價，肯定成績，取長補(bǔ)短。競爭機(jī)制的引入，增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊意識，激勵了學(xué)生的斗志，同學(xué)們互相學(xué)習(xí)，師生共同提高。

（3）課后鞏固環(huán)節(jié)

本課題的學(xué)習(xí)任務(wù)沒有完成的同學(xué)，課后繼續(xù)完成；已經(jīng)完成任務(wù)的同學(xué)根據(jù)上傳至云班課的其他類型的排序法相關(guān)學(xué)習(xí)資料及網(wǎng)址，繼續(xù)學(xué)習(xí)其他排序方法。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)能力的差異，完成不同的作業(yè)，體現(xiàn)了因材施教，同時激勵學(xué)生探索新知識的欲望。最后教師對學(xué)生學(xué)習(xí)課題內(nèi)容的情況進(jìn)行總體評價。

3.教學(xué)實踐

2016年2月至6月，我們對2013級機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)兩個班的《電子CAD》課程進(jìn)行了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實驗。具體實施情況如下：

①實驗?zāi)繕?biāo)：激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高自主學(xué)習(xí)能力，滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

②實驗對象：131321班、131322班，其中131321班為實驗班，131322班為普通班，這兩個班的整體學(xué)習(xí)情況相似。實驗班中對部分教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，普通班仍以原來的模式教學(xué)。

③實驗內(nèi)容：根據(jù)以前的教學(xué)經(jīng)驗，對這門課程中的易錯點和難點，雖然經(jīng)過多次重復(fù)講解，但是效果不理想。所以，我們以這些內(nèi)容作為實驗的重點。

④實驗過程

實驗班的教學(xué)過程：

課前一個星期將自主學(xué)習(xí)任務(wù)單及各種教學(xué)資源通過藍(lán)墨云班和微信公眾平臺發(fā)給學(xué)生，要求學(xué)生根據(jù)任務(wù)單的要求，利用資源庫學(xué)習(xí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)時間和學(xué)習(xí)進(jìn)度根據(jù)自己的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)自由掌握。課前一天學(xué)生將自主檢測的結(jié)果和學(xué)習(xí)中遇到的困惑發(fā)給老師，老師掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度并仔細(xì)批閱每一個圖，并找出存在的問題。課中對共性問題集體講解，對于個性問題個別指導(dǎo)，并布置作業(yè)讓學(xué)生進(jìn)一步鞏固所學(xué)內(nèi)容。

普通班的教學(xué)過程：

普通班的教學(xué)采用復(fù)習(xí)提問、引入新課、講授新課、示范操作、學(xué)生練習(xí)、教學(xué)小結(jié)、布置作業(yè)這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法。

⑤實驗結(jié)果：課程學(xué)習(xí)結(jié)束前，我們分別對這兩個班進(jìn)行了問卷調(diào)查，從調(diào)查結(jié)果來看，實驗班的學(xué)生學(xué)習(xí)興趣明顯高于普通班。學(xué)生學(xué)完電子CAD這門課程，要參加考證，從考證合格率來看，實驗班的考證合格率是97.3%，普通班的考證合格率是89.5%。

五、結(jié)束語

根據(jù)《電子CAD技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)，對學(xué)習(xí)者特征和學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行深刻分析，制作《自主學(xué)習(xí)任務(wù)單》，通過任務(wù)單開啟“有效學(xué)習(xí)，主動學(xué)習(xí)”之門；通過藍(lán)墨云班和微信的移動學(xué)習(xí)平臺，采用“先學(xué)后教，以學(xué)定交”的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式進(jìn)行雙邊活動，提高學(xué)習(xí)效果。

[1]胡小勇,馮智慧.理解翻轉(zhuǎn)課堂從十個問題說起[J].教育信息技術(shù),2015(11):3-6.

[2]姚四改.電子CAD技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社,2011.10.

[3]吳東升,謝偉.Protel 99 SE使用中的幾個問題及其解決方法[J].黃岡師范學(xué)院學(xué)報[J],2008,28(3):56-58.

[4]高銳.印制電路板的設(shè)計與制作[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.2.

(編輯：李曉萍)

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1673-8454（2017）02-0047-03

2015年江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院無錫交通分院A類課題“翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在《電子CAD》課程中的應(yīng)用研究”（編號：A2015004）。