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【摘 要】针对数制转换的教学背景和传统数制转换教学存在的问题，分析微课的特征以及数制转换教学中引入微课的优势，提出数制转换教学中引入微课的步骤，从而提高教学实效，实现教学相长。
【关键词】微课 数制转换 自主学习
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2016）08C-0148-03
新时期我国高校进行教育教学改革和提高教学质量的突破口与重要抓手就是课程教学与信息技术的深度融合。数制在计算机中是一种常见的形式，所以在高校开设的多门计算机基础课程中都有数制转换的内容，掌握各种数制及其转换方法是高校学生必备的基础知识之一。在数制转换的传统课堂教学方式中，教师不厌其烦地重复讲解、演算，不但花费很多时间，消耗大量精力，而且影响时间效率，加上课时限制，教师无法在课堂上把各种方法逐一深入介绍，无力扩展教学内容，难以取得好的教学效果。本文利用微课翻转数制转换的课堂教学，将课程讲解内容和演算步骤录制成一个个的微课，让学生课前自行观看，引导学生自学。在数制转换课堂教学中，教师把微课融入自己的教学过程，重点进行师生互动、解决实践性问题。学生课下还可以反复学习来强化自己对知识的理解，大大提高了学生的学习效果。微课视频给学生直观感性认识，化抽象为具体，解决重点，突破难点。
一、数制转换的教学背景和传统数制转换教学存在的问题
二进制、八进制和十六进制都是计算机科学领域中常用的数制，但只有二进制被计算机直接识别。为什么呢？因为二进制是由“1”和“0”两个数码表示的，其运算简单明了，而且采用二进制在物理上易于实现、通用性强，所占用的空间较小，所消耗的能量较少，机器可靠性较高。在当前的自动化控制系统中，在数据采集、运算、交换、传输、输入和输出等所有环节中，无不以二进制数为核心。然而在现实生活中，当用数据解决实际问题如开发程序、进行信息交流、读取机器内码、输入输出数值等，通常使用十进制数来进行，因而在机器与人之间则涉及数制转换问题，同时在设计过程中也需要实现计算机内部数据的转换，所以大学生有必要掌握各种进制之间的互相转换。
在计算机基础教学中，数制转换是整个教学中的难点。因为数制、编码、数制转换的内容都是抽象的基础知识，要求进行记忆的，学习起来学生感到很吃力、费时，难免会失去热情、兴趣与积极性。再加上学生从幼儿园开始，课堂上学的和生活中用到的都是十进制，十进制和十进制的运算法则学生早就烂熟于心，受到思想习惯性思维的桎梏，当学生进行二进制运算时，经常会不自觉地被当成十进制来进行，频频出错。在现有教学条件下，为了保证课堂秩序和教学质量，教师无法在课堂上把各种方法逐一深入介绍和重复演算，无力扩展教学内容，也不可能有太多的时间与学生交流并引导学生演算导致教学效果不好，难以达到教学目标。如何在有限的课时内，既能完成课程本身的内容，又能达到很好的教学效果？办法就是采用微课翻转数制转换课堂教学。
“数制转换翻转课堂”是指学生在课前利用教师制作的微课视频自主学习课程，课堂上参与互动活动（讨论、探究、解惑、释疑等）并完成练习的一种教学形态。
二、微课及其特征分析
微课是指为了增强学生个性化的学习效果，组合各种资源进行信息化教学设计，并按照课程标准及教学实践要求，将某一教学环节或知识点或语言技能转化成自成一体的多媒体视频（时间不超过十分钟）并发布的课程实施方式。微课具有如下方面的特征：第一，主题鲜明。微课主要是针对某一教学环节或某一知识点或疑难点实施教学活动，所设定与达到的教学目标比传统教学录像或课件更具体化，教学主题更明确和突出。第二，时间短、内容精。微课的“微”就是它最突出的特点，短小的微课视频，是根据学生的行为习惯进行设计的，所以更适合学生的认知特点，更利于学生保持注意力和高效地建构知识。第三，资源多样和集成化。微课以视频为基本表现形式，要体现教学内容和教学程序的完整性，有效地辅助学生理解某一知识点，除了提供基本视频内容，还要提供学习课件、各种交流机制和强化练习等。第四，技术门槛低，有广泛的受众群体。制作课件或教学录像对设备和技术要求高，制作微课的工具和技术可以简单到“手机+白纸+录屏软件”，操作和制作流程容易学。
三、数制转换教学中引入微课的优势
（一）丰富课堂教学。微课是数制转换课堂教学的一种有益补充和学习资源的拓展。课堂上，教师可以更好地指导学生展开课堂讨论，促进学生吸收内化相关知识，可以有更充裕的时间关注学生课堂上的学习状态，参与学生的讨论并给予学生切实有效的提议，从而构建出良好的师生互动关系。学生可以随时、随地、按需的学习，不受教师教学进度的制约；还可以利用课余时间去查漏补缺或者进行知识的延伸。这样的教学模式提供了一个有效的学习框架，有助于学生建构自我世界的学习。
（二）以生为本。微课程是动态的课程活动，通过微课程的学习，学生不再受限于场地，不再受环境的制约，学习过程中拥有更多的自主权，这种学习方式有利于学生找到更适合的学习途径。学生通过多次观看微视频来强化巩固知识的学习方式，属于按需学习。
（三）提高兴趣。课程教学过程中引入微课，能最大限度地调动起学生学习的热情，充分发挥学生主观能动性，使学生自觉、努力和愉快地学习。
（四）促进教师角色的转换。课堂上，教师既是学习的援助者，又是联结未知世界与已知世界、联结课堂内外世界之桥梁的“介入者”的角色。
（五）构建高效课堂。在教学过程中推进信息技术的普遍应用，促进高校课程与信息技术的深度整合，可以使教学内容的呈现方式、教师的教学方式、学生的学习方式和师生互动方式逐步实现变革，使信息技术的优势得到充分发挥，为学生提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。
四、数制转换教学中引入微课的步骤
（一）工具准备。手机、白纸、手机支架、耳机（耳麦）、光源（台灯）、直尺、笔、写字台。 （二）操作和录制。具体如下：
1.选题。也就是知识点选取（重点、难点、易错点、考点），本文选取数制转换的重点和难点：二进制数十进制之间的转换。
2.准备工作。（准备脚本）数制转换的教案、数制转换的课件（PPT）、二进制数转换成十进制数的方法、公式、演算步骤；例题；练习题；将脚本中的解说词录制成声音；将脚本中的内容顺序制作成画面。
3.录制。固定手机支架，架上手机、画定位框，在白纸上顺序地、详细地写上例题的演算步骤，并加以讲解。尽量保证语音清晰、画面稳定、演算过程逻辑性强。
4.完善。内容录制好后，利用录屏软件进行编辑，众多编辑软件里推荐camtasia studio，如果用iphone手机录制，还需辅用格式工厂软件。存储格式建议存为.mp4或.avi，数制转换微课制作完成。
（三）数制转换微课视频所录制的内容。具体如下：
1.二进制数转换为十进制数。方法一：按权展开法（二进制数和十进制数间的传统转换法），把二进制数按位权进行展开，计算机出各项总和即可。方法二：（8421法）就是一种凑数法，从右至左按2 的n次方的值列出，根据不同的情况进行“凑数”。把凑好的数从左至右相加即可。
将每个1所对应的值相加，0对应的忽略即：16+8+2+1=27。因8421法并不适用于小数，故小数部分仍用按权展开法，此处略去。
由上可知，当要转换的二进制数位数较少或较单一时，8421法计算更简单、更适用。
2.十进制数转换为二进制数。将十进制数转换成二进制数时，十进制数的整数部分采用“除2取余法”来转换，十进制数的小数部分采用“乘2取整法”来转换。
除2取余法：首先将该十进制数的整数部分除以2，此时会得到一个商和余数；再将刚得到的商除以2，又会得到一个商和余数，如此进行，直到得到的商为0时停止计算，最后把先后得到的余数依次排列起来，作为二进制数的从低位到高位的有效位。
乘2取整法：首先将该十进制数的小数部分乘以2，此时会得到积，将积的整数部分取出，再将积中余下的小数部分乘以2，此时又得到一个新积，将新积的整数部分取出，新积中余下的小数部分乘以2，如此进行，直到积中的小数部分为零或者达到所要求的精度时停止计算。最后把先后取出的整数部分按顺序排列起来，作为二进制小数的由高位到低位的有效位。
方法一：（十进制数和二进制数间的传统转换法）整数部分采用除2取余法，小数部分采用乘2取整法。
方法二：（8421法）首先找出小于或者等于该十进制数的整数部分的2的最大次方值，然后从右至左按2的次方值列出，最左边的值为刚找出的2的最大次方值，最后将列出的各项次方值从左至右累加，累加和小于原值就置1，大于原值就置0且弃而不用，直到累加和完全等于原值。
所以十进制的179转换成二进制是10110011。
由于8421法只适用于整数部分，小数部分仍用乘2取整法，此处略去。
（四）数制转换微课分析。数制转换微课中详细讲授了课本的方法（方法一），又进行了知识的拓展（方法二），增大了课堂信息容量，丰富了课堂教学内容。数制转换微课有效地降低了数制转换理论教学内容的重复率，提高了时间效率。最重要的是数制转换微课是一种动态的课程活动，学生可以不受场地、环境的限制，课前可以反复观看解题过程，任意学习强化自己对知识的理解，大大提高学习效率，可以说数制转换微课间接培养了学生的自主学习能力。
学生课前观看了微课视频，课堂上教师解惑、分析、总结，学生更深刻地理解和掌握数制转换方法、步骤。微课视频教学给学生直观感性认识，化抽象为具体，解决重点，突破难点，为学生提供丰富的资源，培养学生多方面的能力。教师指导和协助学生学习，学生成为学习的主体。
可见，数制转换教学中引入微课，教学手段多样性化了，活跃了课堂教学气氛，增大了课堂信息容量，激发了学生学习的热情，使学生接受新知的环境变得轻松愉悦。同时给学生充分自主学习的机会，寓学于乐，提高教学效率。
五、数制转换教学中引入微课的反思
在数制转换教学中引入微课，是传统课堂教学模式的颠覆，也是以生为本教学理念的真正体现，这种教学模式能促使学生掌握适合自己的学习方法，促进学生个性的发展，挖掘出学生潜在的能力，提高学生的综合素养。教师选取一部分知识或重点、难点制作微课视频，给学生课前反复观看、学习以加深理解，显著提高了教学效果。但是，把微课引入课堂教学，对教师提出了更高的要求。第一，在整个教学过程中，教师应培养学生爱学习、会学习、自主学习的能力，让学生养成学习的习惯。第二，教师必须监管课前、课外学习。要保证微课的学习效果，教师必须了解、掌握和控制学生进行视频学习是否认真、是否完成视频上的思考题。面对难度较大的课外深度学习，学生只有达到这些要求才有可能保证提升学习成效。同时，教师在进行信息化教学设计时要提升微课内容的吸引力，因为学习自觉性强的学生毕竟少数，多数学生的自主学习意识较弱。第三，在课堂教学设计中，教师应当充分利用学生的身心发展特征，在学生注意力比较集中的时间内播放视频。在对微课视频进行编辑时，应当设置好诸如回放、暂停等功能，以方便学生自我控制学习进度，和方便学生开展自主学习。
六、结语
在数制转换教学实践中融入微课，能拓宽课堂教学内容、丰富课堂教学方式、增强课堂教学感染力、提高教学效果、促进教育教学的改革。同时，它也能为学生的自主学习提供最佳途径，实现在线、远程和移动等多元化模式的学习；对学生主观能动性的发挥、内在学习动力的提高、主动参与积极性的增强以及培养学生分析问题解决问题的能力具有积极的意义。它能够促使师生一起体验，共同领悟和思考，使教学相长，相得益彰。
【参考文献】
[1]王欢，夏良.基于SPOC的“大学计算机”课程分级教学改革实践[J].中国管理信息化，2016（5）
[2]丁海燕.计算机程序设计课程中计算思维的培养[J].实验技术与管理，2015（12）
[3]曾美华.使用“8421”法轻松进行数制转换[J].科技论坛，2015（31）
[4]彭敏.“翻转课堂”与微课教学在大学英语读写课中的应用研究[J].湖北经济学院学报（人文社会科学版），2015（9）
【作者简介】周秀梅（1972— ），女，广西上林人，南宁地区教育学院副教授，研究方向：计算机教学。
（责编 刘健华）
【关键词】微课 数制转换 自主学习
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2016）08C-0148-03
新时期我国高校进行教育教学改革和提高教学质量的突破口与重要抓手就是课程教学与信息技术的深度融合。数制在计算机中是一种常见的形式，所以在高校开设的多门计算机基础课程中都有数制转换的内容，掌握各种数制及其转换方法是高校学生必备的基础知识之一。在数制转换的传统课堂教学方式中，教师不厌其烦地重复讲解、演算，不但花费很多时间，消耗大量精力，而且影响时间效率，加上课时限制，教师无法在课堂上把各种方法逐一深入介绍，无力扩展教学内容，难以取得好的教学效果。本文利用微课翻转数制转换的课堂教学，将课程讲解内容和演算步骤录制成一个个的微课，让学生课前自行观看，引导学生自学。在数制转换课堂教学中，教师把微课融入自己的教学过程，重点进行师生互动、解决实践性问题。学生课下还可以反复学习来强化自己对知识的理解，大大提高了学生的学习效果。微课视频给学生直观感性认识，化抽象为具体，解决重点，突破难点。
一、数制转换的教学背景和传统数制转换教学存在的问题
二进制、八进制和十六进制都是计算机科学领域中常用的数制，但只有二进制被计算机直接识别。为什么呢？因为二进制是由“1”和“0”两个数码表示的，其运算简单明了，而且采用二进制在物理上易于实现、通用性强，所占用的空间较小，所消耗的能量较少，机器可靠性较高。在当前的自动化控制系统中，在数据采集、运算、交换、传输、输入和输出等所有环节中，无不以二进制数为核心。然而在现实生活中，当用数据解决实际问题如开发程序、进行信息交流、读取机器内码、输入输出数值等，通常使用十进制数来进行，因而在机器与人之间则涉及数制转换问题，同时在设计过程中也需要实现计算机内部数据的转换，所以大学生有必要掌握各种进制之间的互相转换。
在计算机基础教学中，数制转换是整个教学中的难点。因为数制、编码、数制转换的内容都是抽象的基础知识，要求进行记忆的，学习起来学生感到很吃力、费时，难免会失去热情、兴趣与积极性。再加上学生从幼儿园开始，课堂上学的和生活中用到的都是十进制，十进制和十进制的运算法则学生早就烂熟于心，受到思想习惯性思维的桎梏，当学生进行二进制运算时，经常会不自觉地被当成十进制来进行，频频出错。在现有教学条件下，为了保证课堂秩序和教学质量，教师无法在课堂上把各种方法逐一深入介绍和重复演算，无力扩展教学内容，也不可能有太多的时间与学生交流并引导学生演算导致教学效果不好，难以达到教学目标。如何在有限的课时内，既能完成课程本身的内容，又能达到很好的教学效果？办法就是采用微课翻转数制转换课堂教学。
“数制转换翻转课堂”是指学生在课前利用教师制作的微课视频自主学习课程，课堂上参与互动活动（讨论、探究、解惑、释疑等）并完成练习的一种教学形态。
二、微课及其特征分析
微课是指为了增强学生个性化的学习效果，组合各种资源进行信息化教学设计，并按照课程标准及教学实践要求，将某一教学环节或知识点或语言技能转化成自成一体的多媒体视频（时间不超过十分钟）并发布的课程实施方式。微课具有如下方面的特征：第一，主题鲜明。微课主要是针对某一教学环节或某一知识点或疑难点实施教学活动，所设定与达到的教学目标比传统教学录像或课件更具体化，教学主题更明确和突出。第二，时间短、内容精。微课的“微”就是它最突出的特点，短小的微课视频，是根据学生的行为习惯进行设计的，所以更适合学生的认知特点，更利于学生保持注意力和高效地建构知识。第三，资源多样和集成化。微课以视频为基本表现形式，要体现教学内容和教学程序的完整性，有效地辅助学生理解某一知识点，除了提供基本视频内容，还要提供学习课件、各种交流机制和强化练习等。第四，技术门槛低，有广泛的受众群体。制作课件或教学录像对设备和技术要求高，制作微课的工具和技术可以简单到“手机+白纸+录屏软件”，操作和制作流程容易学。
三、数制转换教学中引入微课的优势
（一）丰富课堂教学。微课是数制转换课堂教学的一种有益补充和学习资源的拓展。课堂上，教师可以更好地指导学生展开课堂讨论，促进学生吸收内化相关知识，可以有更充裕的时间关注学生课堂上的学习状态，参与学生的讨论并给予学生切实有效的提议，从而构建出良好的师生互动关系。学生可以随时、随地、按需的学习，不受教师教学进度的制约；还可以利用课余时间去查漏补缺或者进行知识的延伸。这样的教学模式提供了一个有效的学习框架，有助于学生建构自我世界的学习。
（二）以生为本。微课程是动态的课程活动，通过微课程的学习，学生不再受限于场地，不再受环境的制约，学习过程中拥有更多的自主权，这种学习方式有利于学生找到更适合的学习途径。学生通过多次观看微视频来强化巩固知识的学习方式，属于按需学习。
（三）提高兴趣。课程教学过程中引入微课，能最大限度地调动起学生学习的热情，充分发挥学生主观能动性，使学生自觉、努力和愉快地学习。
（四）促进教师角色的转换。课堂上，教师既是学习的援助者，又是联结未知世界与已知世界、联结课堂内外世界之桥梁的“介入者”的角色。
（五）构建高效课堂。在教学过程中推进信息技术的普遍应用，促进高校课程与信息技术的深度整合，可以使教学内容的呈现方式、教师的教学方式、学生的学习方式和师生互动方式逐步实现变革，使信息技术的优势得到充分发挥，为学生提供丰富多彩的教育环境和有力的学习工具。
四、数制转换教学中引入微课的步骤
（一）工具准备。手机、白纸、手机支架、耳机（耳麦）、光源（台灯）、直尺、笔、写字台。 （二）操作和录制。具体如下：
1.选题。也就是知识点选取（重点、难点、易错点、考点），本文选取数制转换的重点和难点：二进制数十进制之间的转换。
2.准备工作。（准备脚本）数制转换的教案、数制转换的课件（PPT）、二进制数转换成十进制数的方法、公式、演算步骤；例题；练习题；将脚本中的解说词录制成声音；将脚本中的内容顺序制作成画面。
3.录制。固定手机支架，架上手机、画定位框，在白纸上顺序地、详细地写上例题的演算步骤，并加以讲解。尽量保证语音清晰、画面稳定、演算过程逻辑性强。
4.完善。内容录制好后，利用录屏软件进行编辑，众多编辑软件里推荐camtasia studio，如果用iphone手机录制，还需辅用格式工厂软件。存储格式建议存为.mp4或.avi，数制转换微课制作完成。
（三）数制转换微课视频所录制的内容。具体如下：
1.二进制数转换为十进制数。方法一：按权展开法（二进制数和十进制数间的传统转换法），把二进制数按位权进行展开，计算机出各项总和即可。方法二：（8421法）就是一种凑数法，从右至左按2 的n次方的值列出，根据不同的情况进行“凑数”。把凑好的数从左至右相加即可。
将每个1所对应的值相加，0对应的忽略即：16+8+2+1=27。因8421法并不适用于小数，故小数部分仍用按权展开法，此处略去。
由上可知，当要转换的二进制数位数较少或较单一时，8421法计算更简单、更适用。
2.十进制数转换为二进制数。将十进制数转换成二进制数时，十进制数的整数部分采用“除2取余法”来转换，十进制数的小数部分采用“乘2取整法”来转换。
除2取余法：首先将该十进制数的整数部分除以2，此时会得到一个商和余数；再将刚得到的商除以2，又会得到一个商和余数，如此进行，直到得到的商为0时停止计算，最后把先后得到的余数依次排列起来，作为二进制数的从低位到高位的有效位。
乘2取整法：首先将该十进制数的小数部分乘以2，此时会得到积，将积的整数部分取出，再将积中余下的小数部分乘以2，此时又得到一个新积，将新积的整数部分取出，新积中余下的小数部分乘以2，如此进行，直到积中的小数部分为零或者达到所要求的精度时停止计算。最后把先后取出的整数部分按顺序排列起来，作为二进制小数的由高位到低位的有效位。
方法一：（十进制数和二进制数间的传统转换法）整数部分采用除2取余法，小数部分采用乘2取整法。
方法二：（8421法）首先找出小于或者等于该十进制数的整数部分的2的最大次方值，然后从右至左按2的次方值列出，最左边的值为刚找出的2的最大次方值，最后将列出的各项次方值从左至右累加，累加和小于原值就置1，大于原值就置0且弃而不用，直到累加和完全等于原值。
所以十进制的179转换成二进制是10110011。
由于8421法只适用于整数部分，小数部分仍用乘2取整法，此处略去。
（四）数制转换微课分析。数制转换微课中详细讲授了课本的方法（方法一），又进行了知识的拓展（方法二），增大了课堂信息容量，丰富了课堂教学内容。数制转换微课有效地降低了数制转换理论教学内容的重复率，提高了时间效率。最重要的是数制转换微课是一种动态的课程活动，学生可以不受场地、环境的限制，课前可以反复观看解题过程，任意学习强化自己对知识的理解，大大提高学习效率，可以说数制转换微课间接培养了学生的自主学习能力。
学生课前观看了微课视频，课堂上教师解惑、分析、总结，学生更深刻地理解和掌握数制转换方法、步骤。微课视频教学给学生直观感性认识，化抽象为具体，解决重点，突破难点，为学生提供丰富的资源，培养学生多方面的能力。教师指导和协助学生学习，学生成为学习的主体。
可见，数制转换教学中引入微课，教学手段多样性化了，活跃了课堂教学气氛，增大了课堂信息容量，激发了学生学习的热情，使学生接受新知的环境变得轻松愉悦。同时给学生充分自主学习的机会，寓学于乐，提高教学效率。
五、数制转换教学中引入微课的反思
在数制转换教学中引入微课，是传统课堂教学模式的颠覆，也是以生为本教学理念的真正体现，这种教学模式能促使学生掌握适合自己的学习方法，促进学生个性的发展，挖掘出学生潜在的能力，提高学生的综合素养。教师选取一部分知识或重点、难点制作微课视频，给学生课前反复观看、学习以加深理解，显著提高了教学效果。但是，把微课引入课堂教学，对教师提出了更高的要求。第一，在整个教学过程中，教师应培养学生爱学习、会学习、自主学习的能力，让学生养成学习的习惯。第二，教师必须监管课前、课外学习。要保证微课的学习效果，教师必须了解、掌握和控制学生进行视频学习是否认真、是否完成视频上的思考题。面对难度较大的课外深度学习，学生只有达到这些要求才有可能保证提升学习成效。同时，教师在进行信息化教学设计时要提升微课内容的吸引力，因为学习自觉性强的学生毕竟少数，多数学生的自主学习意识较弱。第三，在课堂教学设计中，教师应当充分利用学生的身心发展特征，在学生注意力比较集中的时间内播放视频。在对微课视频进行编辑时，应当设置好诸如回放、暂停等功能，以方便学生自我控制学习进度，和方便学生开展自主学习。
六、结语
在数制转换教学实践中融入微课，能拓宽课堂教学内容、丰富课堂教学方式、增强课堂教学感染力、提高教学效果、促进教育教学的改革。同时，它也能为学生的自主学习提供最佳途径，实现在线、远程和移动等多元化模式的学习；对学生主观能动性的发挥、内在学习动力的提高、主动参与积极性的增强以及培养学生分析问题解决问题的能力具有积极的意义。它能够促使师生一起体验，共同领悟和思考，使教学相长，相得益彰。
【参考文献】
[1]王欢，夏良.基于SPOC的“大学计算机”课程分级教学改革实践[J].中国管理信息化，2016（5）
[2]丁海燕.计算机程序设计课程中计算思维的培养[J].实验技术与管理，2015（12）
[3]曾美华.使用“8421”法轻松进行数制转换[J].科技论坛，2015（31）
[4]彭敏.“翻转课堂”与微课教学在大学英语读写课中的应用研究[J].湖北经济学院学报（人文社会科学版），2015（9）
【作者简介】周秀梅（1972— ），女，广西上林人，南宁地区教育学院副教授，研究方向：计算机教学。
（责编 刘健华）