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【战“疫”师说】胡香荣:以不变应万变:“数字电子技术”课程的线上教学思考

来源: 党委教师工作部(教师发展中心)  作者:胡香荣 ; 本期编辑:陈晓     日期:2020-04-03   点击数: 

编者按:随着新学期的教学任务以在线教学的形式开展,我交的教师们正根据各自学科和专业的要求与特点以及各自课程在线教学资源的建设情况,全线铺开了在线教与学的工作,对如何更好地开展线上教学,他们有着自己的经验与感悟。党委教师工作部(教师发展中心)在网站和本平台推出的“战‘疫’师说”专栏,专此记录战“疫”期间云课堂的教学片段,与您共同聆听师生们的教学故事。本期,我们邀请信息科学与技术学院胡香荣老师分享她关于“数字电子技术”课程的线上教学思考。

庚子年不平凡,线上教学成了不得不为之的普及手段。老师们从忐忑不安到得心应手,学生们从新奇有趣到倦怠消极,似乎“教”与“学”在不同时期有着不一样的表现。但是万变不离其宗,那就是实现“有效教学”的目标,教学活动围绕着这一中心而进行,不管是面授还是线上课堂,都是需要老师的精心设计。这阶段学习了很多优秀案例,观摩了一些课程,也在自己的“数字电子技术”课程当中进行了反思,初步进行了一些探索和实践。

一、前期准备

针对线上教学平台的特点,联系学生并了解他们的网络条件,筛选合适的慕课资源,进行集体备课和教学设计,并在正式上课前进行直播测试。

1. 学生

第一步是了解学生的网络条件和先修课程基础。任课教师建立了QQ群,按照教务网提供的联系方式,群发邮件告知学生加入课程群,个别没有及时回应的同学进行了电话确认。然后做了两个调查,得知上学期学过模电的占80%以上,为这学期的数电学习奠定了较好的基础。网络情况统计如下表所示,可以看出有电脑的同学占比86%左右,那么对后面安排仿真设计就有了底。

2. 平台

学校教务处和教发中心提供了较好的条件,组织老师们进行线上教学培训,各平台功能都很不错,当时做的几大平台比较,有些还没有摸透。现在每个平台都进行了扩容和新功能开发,更加强大和实用。

课程组老师经过讨论,征求学生意见之后,采用了如下的教学工具和平台,不需要学生另外安装app,涵盖了课前预习、课中互动、课后回放等,可以完成整个学习活动。

3. 资源

学习资源是教材和视频。任课教师首先和出版社联系,取得教材“电子技术基础(数字部分 第六版)”的电子版,开课两周前就发给学生一睹为快。还有网络上相关课程资源非常丰富,而且课堂很是精彩。不搜不知道,一看吓一跳。看了这些有即将下岗的危机感,但是资源太多怎么选取也是问题,慕课不能随时答疑和互动,因而任课教师的身份就由讲授者变为引导者和组织者,从浩瀚的课程资源中选取合适的片段提供给学生使用,每个学校的使用教材和教学要求不同,不能直接拿来主义。课程组老师进行分工,选取清华、哈工大、电子科大等几所学校的MOOC视频进行借鉴和剪辑,筛选合适的知识点,重新编辑成15分钟左右一个节点,没有合适资源的内容任课教师进行录屏补充,这样保证课程体系不变的情况下,融入自己学校特色。

例如课程组近几年一直在对数电进行教学改革,增加了课程设计环节,需要学生用quartus和multisim软件编程、仿真、设计电路,使用的开发器是电子实验室自主研发,因此对MFB-5开发器相关的问题,就采取直播演示和录屏示范让学生对照练习。还有教材例题用verilog程序设计,学生检查代码是没有问题的,但是在quartus里编译不通过,这是什么问题呢?这样经过现场演示让大家明白“顶层文件名”,学生也就记住了如果偷懒拷贝别人的程序为什么会出错。因此结合网上资源和课程组老师成果,进行重新剪辑、录制视频发给学生学习。

4. 测试

正式开课前对选取的平台要熟悉功能,保证做到万无一失。因而在对家人演习数遍后,通知学生进行了直播测试,力争做到心中有数。

二、开课初期

开学第一天,周一的第一讲就是“数字电子技术”,学院反复叮嘱,一定要做好预案,提前把各种准备告知学生,而且各位领导和督导全都进入课堂旁听以防突发事故。作为95后的学生对于网络接受度非常高,而且因为新鲜感早上7点就有同学进入课堂了,老师也很激动。第一次课是“绪论”,课程内容本身就比较简单,用思维导图给学生做了课程体系的介绍,然后进行概念知识的测试,单选、多选、主观题、弹幕、随机点名等等各种交互方式都使用了,而且给学生放了交大上课+下课的铃音,让学生感觉很有仪式感,一直不肯下课,反馈也比较有趣。

三、课程中期

经过几周的反馈、调整、磨合之后,老师对各平台的使用已经得心应手,但是学生的新鲜感降低,课程内容也逐渐增加了难度,学生的倦怠和消极情绪慢慢体现出来,有的同学月底流量限制预习不再积极,还有的同学上课中间才进入课堂,还有的同学互动参与少了。长时期天天盯着电脑、各科作业都还不少的情况很容易产生倦怠情绪,为了拉回学生飘走的心,任课老师也是使尽了浑身解数。

1. 和学生建立情感联系,时不时刷刷存在感。

充分利用QQ群,晚饭后随手发些半导体和电路前沿发展,在群里和大家讨论;有时候转发一些校园风景配上小诗和大家分享。4月1日那天和大家聊一聊张国荣。总之,还是可以找到共同话题,不要让学生感觉到老师高冷难以接近。

2. 课堂上通过讲故事引入,分组开展任务讨论。

学生预习之后,任课教师通过相关故事的补充,增加趣味性。比如在“数制”这部分,让大家运用不同数制唱一唱与数字有关的儿歌;在“电路结构”中引入半导体知识,介绍晶体管之父的故事:两次获得物理诺贝尔奖的约翰.巴丁不仅出得厅堂而且入得厨房的趣事让同学捧腹大笑;在“电路设计”这部分介绍中国芯片的发展,通过“厉害了我的国”电影导入;在“仿真设计”任务分组时,引入西游记三队友的案例,告诉大家师傅不重要,队友选得好,可以度过九九八十一难,打败各种妖魔鬼怪;在“优先编码器”这部分,介绍病房呼叫系统和各种火车的调度系统,让大家对知识点一目了然。总之只要善于发现,枯燥难懂的电路也能让学生接受。

3. 选拔学生助手引导,展示优秀作业和笔记。

一个人坐在电脑前,自律性不强的同学容易分心。这时候同龄人的分享和互助就很重要了。除了学院选出的课堂助手外,又增加了几个小老师,各个平台的打卡考勤、互动交流、分享答疑、作业提醒等等,他们就可以帮忙组织和带动气氛。再有各小组组长的加入,让课堂活动几乎可以覆盖到每个同学。

课程群里除了签到,还有投票可以做些简单的选择题,群相册可以随时展示课堂笔记和优秀作业,也给其他同学提供了解题思路。作业的整体情况也会及时在群里通报。

四、课程后期

“数字电子技术”课程是电类专业的基础课,都是超过百人的教学班,网上签到、批改作业比面授要快捷方便,因而返校后,网上互动的部分还是保留。现场教学增加实践环节,往年的课内设计包括了几十个课题,学生也可以自拟题目,利用这一学期的理论知识进行verilog编程设计,用multisim进行仿真验证。如果返校就可以发给大家MFB-5开发器进行下载调试。

通过这门课的学习,让学生获得以下成果:能够掌握数字电子技术的基本理论和基础知识;能够掌握数字电路和数字系统分析和设计的一般方法;能够掌握硬件描述语言Verilog HDL编程和EDA基本设计方法;学会使用虚拟实验室系统,做线上仿真和设计,掌握EDA技术设计实现数字电路及系统的能力;能够锻炼编程能力和实际动手能力,获得参与大学生课外科技活动的能力;可以为深入学习有关专业课程及进行电子电路设计打下坚实的基础;掌握相关控制领域的专业英语词汇,通过阅读外文资料,培养外文文献的阅读能力及口头表达能力。

总之,不管是线上还是线下,课程目标不能变,教学方式改变但是要求不能降低,围绕着“有效教学”这个中心,根据“理论知识→编程技能→动手实践→反馈→示范→学习”这样的闭环学习过程,实现教学相长,共同进步。

作者简介

胡香荣,信息科学与技术学院教师,主讲课程《模拟电子技术》《数字电子技术》 ,主持和参与了十多项教改项目。是第二届教师教学能力提升研修班学员,在教发中心的组织和资助下,聆听和观摩过多位专家讲座并且外出交流学习,在教学理论方面得到了提升,应用到自己的课堂实践中,教学效果有了很大提高!