蔡春曉，李曉冬，周 巍

（電子電路國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心（桂林電子科技大學(xué)），廣西 桂林541004）

在新冠肺炎疫情發(fā)生的情況下，教育部提出“停課不停教，停課不停學(xué)”的要求，本校提出任課教師應(yīng)按照課程性質(zhì)與特點(diǎn)，選擇合適的教學(xué)平臺(tái)，合理制定教學(xué)進(jìn)程，確保疫情防控期間在線教學(xué)活動(dòng)平穩(wěn)有序開展。據(jù)此，結(jié)合數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)課程特點(diǎn)，展開了疫情下數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)混合式教學(xué)的探索與實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果。

1 線上授課方案

線上實(shí)驗(yàn)課程與線下相比，具有不同的教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)方式。線上實(shí)驗(yàn)課程有其自身的特點(diǎn)要求，在保證學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作的前提下，需要線上教師教授、線下學(xué)生動(dòng)手設(shè)計(jì)、仿真以完成實(shí)驗(yàn)課，具體實(shí)施如下。

1.1 線上教師講授

線上直播，主要是由教師講授實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)步驟。首選需要選擇合適的線上教學(xué)平臺(tái)，釘釘直播或騰訊課堂直播性能穩(wěn)定，操作簡便，使用方便，界面友好，便于師生互動(dòng)，是實(shí)體課堂的高度仿真，適合非專業(yè)用戶使用。實(shí)驗(yàn)面向全校各專業(yè)學(xué)生開設(shè)，實(shí)行的是自由選課學(xué)分制。釘釘直播只需要發(fā)布課堂ID號(hào)，學(xué)生即可進(jìn)入課堂，操作方便，組織便捷，因此選擇了釘釘直播作為線上教學(xué)平臺(tái)。

1.2 線下學(xué)生動(dòng)手

每次直播授課后要求利用Quartus軟件完成實(shí)驗(yàn)功能驗(yàn)證，內(nèi)容圍繞授課內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)掌握的內(nèi)容設(shè)計(jì)要求，提交實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證結(jié)果。采用“云班課”平臺(tái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程指導(dǎo)，并在線上每周采用“云班課”平臺(tái)進(jìn)行單元測試和實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交，及時(shí)了解學(xué)生知識(shí)掌握情況。

2 在線教學(xué)課堂組織與實(shí)施

區(qū)別于傳統(tǒng)線下教學(xué)過程中的“以教師為中心”，在線教學(xué)模式則強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心”，對在線教學(xué)設(shè)計(jì)的組織與實(shí)施等環(huán)節(jié)提出了更高的要求。將教學(xué)計(jì)劃中每個(gè)實(shí)驗(yàn)的授課與學(xué)習(xí)過程劃分為三個(gè)主要環(huán)節(jié)，如圖1所示。

圖1 教學(xué)組織環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)

2.1 課前預(yù)習(xí)

任課教師首先在騰訊QQ群內(nèi)發(fā)布本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排與視頻學(xué)習(xí)資源，組織學(xué)生通過“愛課程”平臺(tái)觀看教學(xué)視頻及配套的電子講義和PPT等資料。

2.2 在線錄播導(dǎo)學(xué)與答疑

任課教師首先通過“云班課”平臺(tái)發(fā)布簽到通知，組織學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成在線簽到，確認(rèn)參與在線錄播學(xué)生人數(shù)，接著在線講解本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)，并總結(jié)學(xué)生在錄播教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。

2.3 在線直播授課與在線作業(yè)

首先，任課教師基于“釘釘”平臺(tái)發(fā)布簽到通知，組織學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成在線簽到，確認(rèn)參與在線直播學(xué)生人數(shù)。講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)化學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解與運(yùn)用。以典型設(shè)計(jì)問題為例，引導(dǎo)學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方法；通過共享屏幕方式，引導(dǎo)學(xué)生熟悉基于Quartus軟件開發(fā)平臺(tái)的EDA設(shè)計(jì)流程。在本環(huán)節(jié)的最后階段，基于“云班課”平臺(tái)在線發(fā)布課堂作業(yè)并組織學(xué)生按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交。

3 線上線下實(shí)驗(yàn)銜接方案

2020-05下旬高校陸續(xù)開學(xué)恢復(fù)線下教學(xué)。線下實(shí)驗(yàn)課程安排，要結(jié)合線上已開設(shè)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目特點(diǎn)進(jìn)行，具體安排參考表1。實(shí)驗(yàn)一：“TTL邏輯門功能與參數(shù)測試”，是數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)入門的第一次實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)箱結(jié)構(gòu)和芯片功能測試方法，學(xué)生錯(cuò)鋒返校后需重點(diǎn)講解引導(dǎo)入門，參數(shù)測試方法可以由學(xué)生開放時(shí)間來選擇。實(shí)驗(yàn)二：“組合邏輯電路設(shè)計(jì)與測試”，介紹組合邏輯電路設(shè)計(jì)與測試方法，是數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)的核心和基礎(chǔ)，需要學(xué)生熟練掌握并重點(diǎn)講解。實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二合并集體授課在回校后的第一周完成。學(xué)生有了基礎(chǔ)之后，后續(xù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容可以合并授課并通過開放實(shí)驗(yàn)加以鞏固。非標(biāo)準(zhǔn)化考核采用“云班課”軟件出測試題，鞏固實(shí)驗(yàn)效果。知識(shí)點(diǎn)主要是針對線上授課部分“TTL邏輯門功能與參數(shù)測試”“組合邏輯電路設(shè)計(jì)與測試”“數(shù)據(jù)選擇器和譯碼器及其應(yīng)用”。

表1 線下實(shí)驗(yàn)周次安排

4 教學(xué)效果

為調(diào)查數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)線上教學(xué)效果，聽取師生對線上教學(xué)工作的意見和建議，特設(shè)計(jì)了“線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展形式”“教師的教學(xué)態(tài)度”“教師的課程準(zhǔn)備”“教師的指導(dǎo)效果”“學(xué)生的預(yù)習(xí)情況”“學(xué)生的學(xué)習(xí)效果”“學(xué)生總體評價(jià)”等設(shè)計(jì)調(diào)查問題。

在“云班課”發(fā)布調(diào)查問題，收回有效問卷353份，從調(diào)查數(shù)據(jù)中，可以得到以下結(jié)論：①線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)以直播形式開展，以教師講授為主，配合課后答疑。②在線上開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師的教學(xué)態(tài)度工作熱情高、工作較認(rèn)真；教師能提前到位準(zhǔn)備，按時(shí)上下課；教師對課程的準(zhǔn)備充分，條理清楚；教師的指導(dǎo)效果好。③在線上開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，大部分學(xué)生會(huì)提前預(yù)習(xí)；上課時(shí)對于沒聽懂的知識(shí)，或落下的課程，能通過與教師交流或與學(xué)生交流得以解決。④對于線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生整體感覺較有興趣；線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)效果較好；線上學(xué)習(xí)效率與原來的在校線下實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效率基本持平。⑤線上實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和活躍程度都比較高；對目前開展的線上實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的整體評價(jià)比較好。

總之，疫情下數(shù)字邏輯實(shí)驗(yàn)通過線上采取釘釘直播授課+在線普通作業(yè)+線下Quartus功能仿真驗(yàn)證測試+線下課前自學(xué)+Q群在線答疑結(jié)合的方式開展，效果良好，但由于硬件條件缺乏，學(xué)生難以接觸硬件，線下教學(xué)時(shí)需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)特點(diǎn)做進(jìn)一步復(fù)習(xí)鞏固，切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手能力。混合式教學(xué)模式符合時(shí)代發(fā)展的需求，有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文提出的混合式教學(xué)模式更新了教學(xué)理念和傳統(tǒng)課堂教與學(xué)的過程，不僅可保證疫情期間線上教學(xué)的質(zhì)量，還可有效提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，有助于提升地方高校教育教學(xué)質(zhì)量。