雨课堂在数字电子技术课程教学中的应用

张晓辉 王 艳 于心俊 侯 燕

雨课堂作为当今流行的一款智慧教学工具，在课堂中为师生互动提供了便利。它赋予了传统授课的各个环节一种全新的模式，具有灵活的课前学习、快捷的课上测验、创新的师生互动方式、完善的作业题型、全景数据驱动的教育等优势。它在学习方面给学生带来了巨大的变化，从根本上改变了教师的教和学生的学[1]。

数字电子技术作为大学工科专业的一门必修课，在专业课程体系中的重要性不言而喻，能够为学生的专业学习奠定基础。该课程具有很强的实践性、应用性、逻辑抽象、课时少以及知识点覆盖面广等特点。传统的教学通常是在课堂上讲授知识点，然后在实验室中通过实验进行理论知识的验证。这种一成不变的教学模式对于提高学生的实践能力以及创新能力来说效果不太明显。另外，鉴于数字电子技术课程学时少的特点，课堂教学难以涵盖全部知识点，因此教师只能选取重点内容进行讲解，这样很容易导致学生的知识结构不系统，对学生专业能力的提升，以及学生以后的职业发展带来了很大的影响[2-3]。以数字电子技术课程为依托，借助雨课堂教学工具，兼顾不同层次和学习能力学生的学习进度，实现网络资源的最大化利用。对传统教学的不足之处进行有效改进，让学生成为学习的主体，促进学生对该课程知识的理解与掌握，使学生的创新能力和实践动手能力得到强化，将来获得更好的职业发展，并在高校本科教学工作的迎评促建方面进行探索性的尝试[4]。

一、雨课堂在数字电子技术课程教学中的应用

基于雨课堂的线上线下混合式教学模式，可以使教师和学生实现线上和线下的交流互动，能够把当今流行的慕课、微课、翻转课堂等授课方式的优势进行集中应用，使学生的个性化需求得到满足，让学生获得更佳的学习体验[5-6]。本文主要从课前、课中和课后三个方面进行基于雨课堂的教学实践的探讨。

（一）课前准备环节

在课前准备环节，分别从教师和学生两个主体出发进行设计。教师需要提前把教学方案设计好，做好课前预习PPT以及上课时使用的PPT。这两个PPT的内容是有区别的，预习时的PPT内容包括该节课的基础知识点和当前社会中与该节课相关的技术应用现状、生产生活实例，需要具有一定的广度和深度，要保证内容的先进性和时效性。可以在课件中使用优质的网络教学视频，也可以放入教师自己制作的语音讲解视频或音频，以帮助学生进行课前学习。而重点和难点内容仅需要让学生简单了解即可，在后续的课堂中还需对其进行详细讲解。上课时使用的PPT内容比预习阶段的内容要更丰富，更有深度和广度。在课件中教师可以设置一些限时回答题目（比如选择题），用来现场检验学生的听课效果；还可以通过设计弹幕教学，加强在课堂教学环节与学生的有效互动；也可以设置发红包功能，对积极互动的学生进行奖励。为了掌握学生的预习情况和预习质量，预习课件需要注意两个方面的问题：一是预习课件的时长应控制在20分钟以内，二是每个PPT页面若停留超过15秒钟则认定为学生已完成当页内容的学习。上述内容设定好以后，在授课前的一到两天内，教师可以通过雨课堂向学生推送预习任务，促使学生根据预习任务进行学习。

在该环节，学生可以通过智能终端设备接收教师推送的各项预习任务单，按照进度要求学习，积极主动地参与课前自主学习。针对预习任务中不理解的问题，学生可以在学习讨论群（QQ群、微信群）中进行交流，也可以通过雨课堂中的“报告老师”功能向教师提问，这为教师在课堂上的讲解提供了有依据、有价值的参考。这样每个学生就能结合自身情况进行学习，打破时间和空间上的限制，实现个性化、多样化的学习，提高自主学习能力。

数字电子技术课程是一门强调理论联系实践的课程，主要讲解标准逻辑器件以及基于TTL（Transistor-Transistor Logic）制造工艺的54/74系列和基于CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）制造工艺的4000系列的中小规模集成电路，但学生仅依靠课堂时间，很难掌握所有的知识点[7]。因此，在教学准备环节，教师应依据具体的情况尽量设计出合理的预习内容，引导学生发现数字电子技术在生活中的广泛应用，让学生结合自身知识体系去理解相关知识，慢慢实现从掌握基本逻辑门电路到掌握组合逻辑电路和时序逻辑电路的跨越。

（二）课中互动环节

雨课堂可以自动生成课堂的二维码及课堂数字串码，学生通过扫码功能或输入课堂数字串码签到进入课堂。在上课的前几分钟，教师通过雨课堂对学生在预习过程中遇到的较难理解的问题，集中给予适当的指导，并对预习任务中存在的问题和整体的完成情况给予点评，为即将开始的新课做好准备。

在上课过程中，该节课的内容都可以在学生的智能终端显示，学生可以选择在智能终端上学习，也可以通过教室的多媒体学习。在听课过程中如有不懂的地方，学生也可以通过“不懂”按钮即时反馈给教师，这样教师可以实时接收到系统反馈的统计信息，例如某页有几人不懂，有几人存在问题。在讲完一些知识点后，教师可通过雨课堂提供的课内限时习题功能向学生发送之前设计好的习题，进行测试，这样有助于充分了解学生的课堂学习情况。学生的答案会以数据报表以及柱状图的形式体现出来，此时教师还可以对回答正确的学生随机发放奖励，以进一步激发学生的学习积极性。教师通过课堂学习效果数据分析功能随时掌握学生的学习效果并及时对教学进度进行调整，学生通过点击“收藏”保存这些课件以便于后期复习。同时学生还可以通过弹幕功能随时发表自己的观点，与教师和同学实现实时互动，教师也可以通过该手段观察到学生的总体表现。通过雨课堂的投票功能，学生可以对该节课的教学效果进行评价，教师也可以实时接收到学生的投票结果，这样有利于教师对教学方法、教学内容以及教学进度进行及时的调整[8]。

鉴于数字电子技术课程的理论性和实践性较强的特点，学生很容易在课程教学中产生学习无趣的想法。对此，在基于雨课堂的课堂交互环节，教师应主动打破时空的限制，结合工程生产实例积极寻找学生感兴趣的主题，与学生交流互动，如十字路口交通信号灯、多功能数字时钟、数字密码锁、抢答器等的设计。然后针对某一个主题引导学生进行PBL（Problem-Based Learning）分 组 讨 论、小 组 汇报、互评、互相学习，鼓励学生在学习中将理论与现实生活实例相结合。

（三）课后提升环节

在授课结束后，教师可以向学生发布复习任务，以此来检验学生的课堂学习效果，引导学生及时地巩固课堂所学，并进一步拓宽学生视野。通常情况下，在制定复习任务时可以让学生通过完成相应章节习题的形式巩固并内化知识，同时也可以让学生借助EDA（Electronics Design Automation）设计软件完成一定的项目仿真设计。数字电子技术课程的一个显著特点是图多表大、信息丰富，而且强调电路状态的变化过程。如果能采用动态的方式显示这些内容，一方面，可以减少绘图时间、提高教学效率；另一方面，可以生动形象的方式使学生理解一些难以理解的问题，实现事半功倍的效果。如在讲述“如何利用计数器的清零或预置端控制实现任意模值计数器”有关内容时，可利用EDA软件画出不同控制方式的电路图，并将对应的仿真结果以波形图的形式给出，让学生很直观地了解电路的工作过程和各个控制端的不同功能，大大提高学生的学习效率。学生完成复习任务后，将成果上传至平台，与同学进行相互讨论及互评，教师也可以对学生的完成情况进行监控、释疑解惑和评价。在数字电子技术课程的教学中，笔者在每节课程结束后均会有针对性地在雨课堂上布置作业、思考题或拓展题，并检查学生的完成情况，鼓励学生积极反馈，及时解答学生存在的疑问。

二、雨课堂在课程教学中应用的优势及存在问题

（一）学生主宰课堂，智能终端学习利弊共存

在雨课堂教学中，学生能够主动地进行课前预习、课堂讨论和课后复习，并且通过小组合作学习也锻炼了自身的团队合作能力。借助智能终端，学生的学习过程不再受时空等客观条件的限制，学习过程变得更加轻松、自由、自主，这极大地提高了学生的学习兴趣，使学生成为教学的核心与主体，真正实现了以学生为中心、把课堂还给学生的教学目标。但是，这在激发学生学习兴趣的同时也增加了学生在课堂上看手机的机会，学生到底是在学习还是在玩手机则很难区分[9]。基于这样的现实情况，教师要考虑制定相应的监督策略。

（二）教学资源共享与网络拥挤并存

在雨课堂教学中，教师可以有效利用当前良好的互联网教学环境，给学生推送与教学内容相关的各种资源。学生可以根据自身情况有针对性地开展课前预习、课后复习，将知识转化为能力，也可以通过丰富、前沿的网络资源拓宽自己的知识面。但是雨课堂对教室中的网络条件的要求比较高，要想保证教学工作的顺利开展必须有稳定安全的网络[10]。如今智能手机虽然已经普及，但由于手机质量不同、不同网络运营商链路速度不同以及教室中公用无线网络速度的限制等，容易造成网络拥堵，出现授课内容与智能终端教学不同步的现象。

（三）实时动态评价与数据信息的不准确性共存

雨课堂的大数据分析能够让教师在课堂中了解到每个学生的学习情况，实时掌控教学环节并进行相应的调整和改进，可以实现实时、动态的评价，从而真正实现OBE（成果导向）工程认证教育过程性评价的效果。这是传统教学所无法比拟的优势，但是这些都需要以保证数据的准确性、完整性为前提。笔者在运用雨课堂进行教学实践的过程中发现，部分学生提交的数据结果并不是其真实的想法，存在着跟风、抄袭等成分。因此，教师还应该借助其他的方法，提高数据的广度和深度。

综上所述，针对2019级自动化专业的学生，笔者利用雨课堂在数字电子技术课程中进行了教学改革与实践，与上届同期班级学生比较，该年级学生在学习过程中的主动性、学习热情以及专注度都有了很大提升，出勤率达到98%，成绩优秀率达到60%，高于往届的40%。通过雨课堂，教师的教学模式和学生的学习方式在很大程度上发生了改变，学生的主体地位得到进一步体现，学生对于数字电子技术课程的学习兴趣和积极性也有了很大的提高，自学、创新以及合作能力有了较好的提升，提高了专业素养，为未来的发展奠定了坚实的基础。