针对大班教学过程中的实践与探索

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  [摘 要]为了节省教育资源,高校中大班教学越来越普遍。与小班教学相比,大班教学在调动课堂积极性,与学生互动方面存在不足,如何有效地提高大班教学中的课堂氛围,充分调动学生们的积极性,是文章探讨的主要内容。针对数字电路与逻辑设计课程的大班教学实践过程,文章结合该课程的具体内容,对大班教学的改进模式进行了探讨。
  [关键词]大班教学实践;数字电路与逻辑设计;大班教学改革
  [基金项目]2017年华南农业大学校级质量工程建设项目“精品资源共享课—数字电路与逻辑设计”(zlgc17024);2015年华南农业大学校级质量工程建设项目“数字电路与逻辑设计课程群教学团队”(JG15042);2019年华南农业大学校级教改项目“基于乐学思创理念的计算机专业多元化教学方法研究与实践”(JG18065)
  [作者简介]崔金荣(1984—),女,河南濮阳人,博士,华南农业大学数学与信息学院讲师(通信作者),主要从事模式识别、机器学习研究。
  [中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2020)32-0212-03 [收稿日期] 2020-01-16
  一、引言
  何为大班教学?以两个或三个自然班为一个整体同时上课,人数达到70或120人以上的班级,我们一般称为大班教学[1-2]。在高校中,为了节省教育资源,弥补高校专业课教师的不足,大班教学越来越普遍。与30人—40人左右的小班教学相比,大班教学明显更有难度,不管对学生还是老师而言,都存在比较大的困难[3]。如何上好大班教学的课程,如何充分調动学生的课堂积极性,如何提高课堂的效率,是我们面对的主要问题[4-5]。通过针对计算机类本科生一年级春季学期的数字电路与逻辑设计课程为例,本文总结了相应的大班教学的教学实践经验,给出了一些较为实用的教学改革模式。
  二、大班教学的困难及现状
  1.学生人数多。与30—40人的小班教学相比,大班教学普遍存在着学生人数多的现象。高校由于扩招造成师生比不足,同时为了节省教育资源,一般会开设大班教学。大学里的阶梯教室一般也普遍设为140—150人左右的大教室。大班教学普遍是3个自然班合到一个班级进行上课,以至于达到120左右的大班教学。学生普遍人数多,也会让教师感觉到教室的拥挤与不适。
  2.课堂管理难度大。大班教学的人数多,自然会造成课堂管理难度增大,不管是课堂纪律,还是课程进度,都会增加难度。学生人数多,同时也会普遍存在学生的接受程度存在严重的分层,课堂节奏和课堂进度也较难统一。
  3.针对学生的关注度不够。大班教学的课堂,学生一般倾向于坐在教室中后方,离讲台较远,无法很好地跟上老师的节奏;容易影响同学们的课堂参与积极性,很多时候普遍存在教室里面学生分区的情况,尤其是在教室后方的“舒适区”的学生容易沉迷于手机,自由懒散。
  4.针对学生的课程评测难度增大。大班教学过程中,很难实时掌握同学们的学习进度和掌握程度,很难得到一个教学的反馈。另外同学们也会感觉当着一百多位同学的面回答问题,很紧张。造成学生可能会觉得承受的风险较大,进而导致课堂变得更加沉默,没有反馈。每次布置课堂作业或者课下作业,老师也会迎来大量的批改工作和评分工作,难度加大。另外,还会造成一学期下来,老师不认识学生,学生之间也互不认识,群体感没有得到提升。
  5.就数字电路与逻辑设计课程的特点来说[6],数字电路与逻辑设计课程本身属于基础专业课,课程内容多,课程难度较大。学生普遍反映学起来比较吃力。一学期将设88课时,分为理论课56学时,实验课32学时。因此如何在有效的课堂时间内,让同学们充分地掌握课堂内容也是关键所在。
  三、大班教学的方向和目标
  针对以上我们列出的大班教学过程中存在的困难与不足,在教学实践中,我们总结出一些教学的方向和目标策略供参考。
  (一)提高学生互动的积极性,帮助同学们提高群体感
  不管是小班教学过程中多数使用的“翻转课堂”还是“微课堂”,目的都在于提高学生互动的积极性,帮学生建立和提高群体感。另外,还可以充分利用教学中的形式多样性和技巧性,弥补大班教学中的不足。
  1.多提出问题,让同学们引发思考。多布置任务,作为练习的基础。提出问题,让学生分组讨论,三人为小组合作,或者先独立思考再小组讨论完善答案。以数字电路与逻辑设计课程为例,讲授逻辑代数基础时,可以让同学们分组上讲台书写真值表、最小项、最大项以及卡诺图、卡诺图的最简与或式化简和最简或与式化简等。能帮助同学们加深概念,熟练掌握这门课的基础知识。特别是卡诺图的标准画法,还有卡诺图化简,很多同学需要反复练习才能熟练掌握。
  2.课堂中适当地增加错误案例给同学们做出展示,有时候往往你只列出正确的要求和概念,有些同学还是不太理解。这时候就要适当地增加错误案例,或者适当地给出错误结果造成的原因分析,多方面的剖析才能让同学们掌握得更全面。以数字电路与逻辑设计课程为例,较多同学会很难熟练掌握逻辑代数公式化简和卡诺图的化简,这时候就要给同学们做题的机会,遇到错误的结果后帮助同学们分析错误的原因,这样能加深同学们对正确概念的理解。
  3.针对学生人数多的局面,课程进度较难把握的困难,一定要有所取舍。保证大部分中间程度的同学们掌握好重要知识点的同时,可以适当地增添一些难度给程度比较好的同学。做到抓好70%,拔尖20%,不抛弃10%的同学。同样以数字电路与逻辑设计课程为例,讲授卡诺图化简后,大部分同学能熟练掌握逻辑代数公式化简和卡诺图化简逻辑代数表达式后,较为优秀的同学就可以提醒他们去发现两种化简方式之间存在的关联,课下激发他们学习的兴趣,也能较为熟练掌握课堂上的重点知识点。
  (二)技巧性管理课堂   1.每次上课铃响后,安排班长或学委喊起立,这样能给有些同学打打精神,形成仪式感。课前就规定好课堂上禁止做的一些事情,规范课堂纪律。
  2.教师要多从讲台上走下来,多到学生中去,跟同学们密切交流,多观察他们的表情和情绪变化,遇到较难的知识点时,多变换角度多方位去讲解,看哪种方式使得同学们接受较好。此外,还要多引发同学们的主动思考。
  3.最好偶尔站在教室的后面,让坐在后面的学生知道他们不能以侥幸心理躲过去。让坐在后排的同学们在你布置任务时也有激励感。课堂练习时,最好多走动一下,观察每位同学的分析和解题过程,会让你比较清晰同学们的接受程度,明确同学们在哪些地方容易出错,以便及时地纠正他们的错误。
  (三)课内练习安排
  1.课内练习基于的原则就是让学生们互动和反思,依托小组练习让同学们之间的交流更多,从而建立他们的群体感。
  2.另外,还可以利用好课堂最后的10分钟,及时地让同学们总结和反馈这堂课的知识点和掌握程度。例如让学生写下关于这堂课知识点的总结,或者提出两个与课堂内容有关的问题,或者让他们提出对你课堂的建议等。
  3.每次讲授完一个章节的课程之后,一定要多总结,多复习,多板书。让同学们进行思维扩展和逻辑延伸。以数字电路与逻辑设计课程为例,讲授组合逻辑电路章节时,虽然其与时序逻辑电路相比较为简单,但是也一定不能忽视其重要性。可以将PPT多媒体关掉,同学们只需要拿出一张白纸,先回忆本章节学习了哪些内容,进行知识点的回忆和梳理。等同学们讨论和梳理完自己的知识点后,老师再在黑板上写板书,带领同学们一起梳理一遍知识点,包括组合逻辑电路的分析和设计两大块。组合逻辑电路的分析模块需要逐级写出逻辑表达式,再进行化简。组合逻辑电路的设计就要在分析的基础上,列出真值表,写出表达式,再进行逻辑表达式化简后,画出逻辑电路。进而延伸出常用的中规模组合逻辑器件及应用,包括译码器、编码器、数据选择器、数据分配器、数值比较器等等。另外还可以鼓励同学们将中规模组合逻辑器件的逻辑符号画出来,这样每一种器件有多少输入,多少输出,多少使能端等等一目了然。
  4.数字电路与逻辑设计课程,基本按照每个章节都安排一次课堂测验的形式,检测同学们的掌握程度,以便于提高課堂教学效果。同时也让同学们更好地掌握知识点的难点和重点,通过课堂练习检测自己的学习程度。
  5.课上也可以安排同学们以班级为单位进行竞赛的形式,激发同学们的学习热情,同时也掌握好激励机制,促进同学们的成长。以数字电路与逻辑设计课程为例,讲授集成计数器时会涉及很多的逻辑器件,容易发生混淆。这时候就要丰富课堂的形式,让同学们积极思考。可以在黑板上板书,画出以同步集成二进制计数器74161、同步集成十进制计数器74160、二进制可逆集成计数器74169等逻辑器件组成的计数器,让同学们分析出计数器的模值。这里面可能涉及计数器的级联,反馈置0、同步置0、反馈置数法等等多个知识点的综合。相信这样的竞争形势可以促进大班同学学习的积极性。
  (四)课外小组作业布置
  1.争取做到每次课后都有相应的练习题,以便同学们及时地复习巩固所掌握的知识点,督促他们课后练习和扩展,以便有思考有问题再反馈到老师。
  2.利用好多媒体教学形式,建立课程网站,提供视频和其他丰富教学资源,以供同学们课下自学。
  (五)其他建议和想法
  1.需要在第一节课时,就把该门课程的评分规则给同学们,例如出勤、作业、考试等。因为大班教学的同学们数量较多,批改作业安排频繁难度较大,因此可以多安排小组互助批改。
  2.当堂交作业或者练习题时,可以让学委按照学号顺序叠加,以便整理和分发。
  3.减少回复重复性问题的次数,鼓励学生以小组形式来问问题,鼓励学生以邮件形式问问题,便于发现哪些问题是经常被学生们以为是难点的问题,最后可以总结出突出重点的问题汇总和答案,发给同学们参考。
  (六)关于实验部分
  数字电路与逻辑设计课程实验部分,教师分配32学时,因此安排8次实验课,每次4学时,鼓励同学们充分利用好实验课,将理论课上的知识点用到实验课中,多去实践摸索多执行,然后再去辅助同学们理解理论课上的知识。
  实验分8次,前面4次是以实验箱为主,后面4次实验课是以软件为主。
  实验箱的4次实验分为:
  实验一:熟悉数字逻辑实验箱的结构、基本功能和使用方法。安排同学们用实验箱搭出常用的与非门、或非门等,介绍常用的芯片以及功能。
  实验二:简单组合逻辑电路实验。安排同学们设计一个简单的组合逻辑电路,并且实验功能,可以多安排几个选择,让同学们分组完成。完成后再与其他同学讨论,多交流自己的想法,多对比,才能有更多收获。
  实验三:中规模组合逻辑电路的设计。可以练习74LS283加法器的应用及扩展。比如如何使用两个4位的并行加法器和适当的逻辑门电路实现乘法功能,或者使用2片74283实现2位十进制数8421码到二进制码的转换等。
  实验四:中规模组合逻辑电路的设计。可以练习74LS138译码器的应用及扩展。比如用两个3-8线译码器74138和适当的逻辑门实现2421码到8421码的转换,或者用3-8线译码器和其他门电路设计一个全加器等。实验的过程中可以让同学们自己动手能力增强,同时也可以强化同学们分组解决问题的能力,多交流多沟通。
  后面四次实验将使用软件设计,可以鼓励同学们分组完成,并且使用逻辑器件不限,同学们可以自由发挥,充分调动学习的积极性。
  实验五:熟练掌握各种触发器的构成和应用。理论课上讲解了多种触发器,包括RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器等,相信同学们比较容易混淆,在实验课上我们就可以鼓励同学们把书本上的触发器变成自己软件模拟上的真实逻辑器件,并且验证自己的逻辑电路结果和功能是否准确。
  实验六:时序逻辑电路的设计。可以设计一个按自然态序变化的有自启动功能的7进制同步加法器,或者设计一个模值为固定数字的可逆计数器。
  实验七:时序逻辑电路的设计。可以设计具有典型序列输出的序列检测器或者是任意进制的同步加法器。
  实验八:综合性设计实验。可以将更多的同学分为一个小组完成,并提交实验报告。综合性设计实验可以让同学们自己选题,并且发挥团队的力量自己去完成最后的设计与验证,充分体现他们的创新能力与解决问题的能力。
  分组实验的过程中,要充分利用好小组的资源,提高组员之间的积极相互依赖性,强调每位同学的个人责任感,增加面对面交流的时间,培养并适当使用团队合作技能,定期对团队运作进行自我评估,鼓励每位同学都能在团队中得到发挥和成长。
  四、总结
  虽然有效地教好一个大班是一项艰巨的工作,但是如果提前做好了必要的安排,课堂上提供大量积极有效的学习经验,而不是单纯讲课,充分利用好课上和课下工作团队的力量,也能让大班授课达到接近于小班课程的效果。最终教师们获得的成就感也会远远大于小班授课。
  参考文献
  [1]王德才.高校大班教学的问题及其解决对策[J].教育研究与实验,2009(4):44-47.
  [2]陈艳莲.高校大班教学存在的问题及教学方法的优化[J].教育与职业,2011,(12):164-165.
  [3]王爱菊,陈银凤.高校大班教学存在的问题及其解决措施[J].安庆师范学院学报(社会科学版),2003,22(4):107-108.
  [4]李玉侠.试论确定高校大班教学规模的依据[J].衡水学院学报,2005,7(1):62-63.
  [5]徐建博.论大班教学的不利之处及改进措施[J].煤炭高等教育,2001,(5):52-53.
  [6]殷建军,黄琼,尹令,等.数字电路与逻辑设计双语教学探索与实践[J].教育教学论坛,2017,(33):131-133.
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