項(xiàng)目教學(xué)法在數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)中的實(shí)踐

林梅金 王 飛 李先祥

佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 廣東佛山 528000

數(shù)字電子技術(shù)是電子信息、電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有邏輯性、應(yīng)用性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。傳統(tǒng)教學(xué)分課堂講授和實(shí)踐操作兩部分，教學(xué)方法單一，理論講授與實(shí)踐操作在時(shí)間上往往存在脫節(jié)現(xiàn)象，教學(xué)效果不理想。為了使學(xué)生更好地掌握數(shù)字電子技術(shù)基本理論、數(shù)字電路分析和設(shè)計(jì)方法，并能較好地應(yīng)用數(shù)字集成電路進(jìn)行邏輯電路設(shè)計(jì)，為在后續(xù)工程實(shí)踐中解決數(shù)字系統(tǒng)問(wèn)題打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，筆者通過(guò)多年的教學(xué)實(shí)踐，在項(xiàng)目教學(xué)法思想的指導(dǎo)下，對(duì)數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)進(jìn)行了一系列改革。

1 目前數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)存在的問(wèn)題

幾年來(lái)，筆者負(fù)責(zé)電氣工程自動(dòng)化系3個(gè)班級(jí)約120人的數(shù)字電子技術(shù)課程理論教學(xué)，課程通常被安排在學(xué)期的1～14周，每周2次課。實(shí)驗(yàn)課程從第8周開(kāi)始，由實(shí)驗(yàn)教師負(fù)責(zé)。目前的理論教學(xué)順序都是按照教材的內(nèi)容設(shè)置進(jìn)行的，教材中各章知識(shí)點(diǎn)比較孤立，學(xué)生難以建立內(nèi)容間的聯(lián)系，在學(xué)習(xí)完本門課程之后，對(duì)所學(xué)知識(shí)沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)、完整的認(rèn)識(shí)。目前，實(shí)踐部分雖然包含了驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，但是為了配合實(shí)踐教學(xué)的順利開(kāi)展，很多設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均已給定，學(xué)生只需按照要求連線，完全不需要?jiǎng)幽X就可以完成，這樣的實(shí)驗(yàn)缺乏真正的鍛煉機(jī)會(huì)，無(wú)法達(dá)到提高學(xué)生實(shí)踐能力的目的。為了讓學(xué)生更好地掌握數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)會(huì)數(shù)字電路分析、設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試的技能，為后續(xù)印制電路板設(shè)計(jì)與制作、智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)等課程的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，很有必要對(duì)數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)進(jìn)行改革。

2 項(xiàng)目教學(xué)法

目前數(shù)字電子技術(shù)課程理論教學(xué)通常采用滿堂灌的方式向?qū)W生傳授專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，忽視了對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。這樣的教學(xué)方法難以發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，難以培養(yǎng)出實(shí)踐性強(qiáng)、具有創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人才。

項(xiàng)目教學(xué)法盛行于德國(guó)，它將傳統(tǒng)的特定課程知識(shí)轉(zhuǎn)化為一系列教學(xué)項(xiàng)目，是在教師的引導(dǎo)下，以學(xué)生為主體，為完成該教學(xué)項(xiàng)目而進(jìn)行的一種教學(xué)活動(dòng)。教師精心設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目，學(xué)生積極主動(dòng)地查找資料、學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)、設(shè)計(jì)方案、制作電路、檢查調(diào)試系統(tǒng)。整個(gè)過(guò)程在實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地進(jìn)行，將學(xué)生的專業(yè)理論知識(shí)和動(dòng)手操作能力有機(jī)結(jié)合起來(lái)，講練結(jié)合，做到“教、學(xué)、做”統(tǒng)一，達(dá)到讓學(xué)生理解和掌握課程要求的知識(shí)和技能的目的。項(xiàng)目教學(xué)法將傳統(tǒng)教學(xué)中以教師、課本和課堂為中心的“舊三中心”轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生、項(xiàng)目和實(shí)踐為中心的“新三中心”，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代教育的特征。

3 項(xiàng)目教學(xué)法在數(shù)字電子技術(shù)課程中的教學(xué)實(shí)踐

數(shù)字電子技術(shù)是一門邏輯性、應(yīng)用性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生普遍感到該課程理論知識(shí)抽象、電路原理難懂，對(duì)教材中各種單元電路在實(shí)際中的用途不是很明確，尤其是對(duì)如何應(yīng)用所學(xué)電子電路知識(shí)解決生產(chǎn)和生活中的實(shí)際問(wèn)題感到茫然。為了克服這些弊端，我們精心設(shè)計(jì)了一些涵蓋知識(shí)點(diǎn)比較多、實(shí)踐性較強(qiáng)、能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行信息收集、方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施，最后完成評(píng)價(jià)。通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施和任務(wù)的完成，學(xué)生能夠了解和把握項(xiàng)目每一個(gè)環(huán)節(jié)的基本要求與整個(gè)過(guò)程的重點(diǎn)與難點(diǎn)。在項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生既掌握了一般操作技能，又使相關(guān)理論知識(shí)在實(shí)踐中得到拓展。

3.1 優(yōu)選項(xiàng)目

項(xiàng)目是項(xiàng)目教學(xué)法的核心，也是教學(xué)任務(wù)的載體。項(xiàng)目的選擇要以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，以遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律為前提，既要與書(shū)本知識(shí)緊密結(jié)合，又要充分體現(xiàn)當(dāng)前的工程實(shí)際情況。筆者通過(guò)對(duì)教學(xué)實(shí)踐、企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐和學(xué)生接受能力的調(diào)查研究，總結(jié)了一些知識(shí)綜合性強(qiáng)、覆蓋面廣、理論與實(shí)踐結(jié)合緊密、可操作性強(qiáng)的項(xiàng)目作為課程實(shí)施對(duì)象。如三人表決器、籃球競(jìng)賽30s計(jì)時(shí)器、數(shù)字模擬骰子、低音調(diào)警笛電路、智力競(jìng)賽搶答計(jì)時(shí)器等。

3.2 布置項(xiàng)目任務(wù)

考慮到數(shù)字電子技術(shù)課程理論邏輯性強(qiáng)的特點(diǎn)，利用3～4節(jié)理論教學(xué)課為學(xué)生打基礎(chǔ)。在課程開(kāi)課后2周左右，將項(xiàng)目任務(wù)布置到各小組，每個(gè)項(xiàng)目按照班級(jí)人數(shù)的不同分為若干組，考慮到本專業(yè)總?cè)藬?shù)較多，每組人數(shù)定為4人左右。首先，教師幫助學(xué)生建立完成項(xiàng)目所應(yīng)具備的知識(shí)和課程知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目任務(wù)做進(jìn)一步分析，了解本課程及相關(guān)課程的作用、本課程各章知識(shí)點(diǎn)的重要性等，為學(xué)生的理論學(xué)習(xí)指明方向。

例如，以籃球競(jìng)賽30s計(jì)時(shí)器的設(shè)計(jì)為例，其項(xiàng)目任務(wù)可以分解為控制電路設(shè)計(jì)、秒脈沖發(fā)生器設(shè)計(jì)、30s計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)、譯碼顯示電路設(shè)計(jì)、報(bào)警電路設(shè)計(jì)等硬件部分。圖1為籃球競(jìng)賽30s計(jì)時(shí)器原理圖。

圖1 籃球競(jìng)賽30s計(jì)時(shí)器原理圖

3.3 項(xiàng)目的實(shí)施

任務(wù)確定后，每組學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目要求，明確要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，收集項(xiàng)目涉及的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。組內(nèi)成員分工協(xié)作，共同制定項(xiàng)目的工作計(jì)劃和工作流程細(xì)則，并確定項(xiàng)目所需要的元器件，每組學(xué)生共同完成電路的制作、檢查、調(diào)試及故障排除。在項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊設(shè)計(jì)，邊設(shè)計(jì)邊實(shí)踐，主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)，主動(dòng)分析和解決問(wèn)題，他們是教學(xué)中的主角，而教師則轉(zhuǎn)換為引導(dǎo)者和服務(wù)者的角色。

3.4 匯報(bào)項(xiàng)目實(shí)施結(jié)果

學(xué)生完成整個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和制作后，首先召開(kāi)項(xiàng)目匯報(bào)大會(huì)，每組以PPT形式匯報(bào)設(shè)計(jì)思路、關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)方法、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及存在的問(wèn)題和改進(jìn)措施等，并當(dāng)場(chǎng)演示自己制作的系統(tǒng)。然后，由指導(dǎo)教師根據(jù)項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)與細(xì)則對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行考核，并對(duì)每組學(xué)生在實(shí)施項(xiàng)目過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，與學(xué)生一起觀看項(xiàng)目的運(yùn)行結(jié)果，討論修改方案。最后，教師對(duì)本項(xiàng)目所涉及的關(guān)鍵理論知識(shí)進(jìn)行深入地歸納、總結(jié)，并對(duì)其在實(shí)踐中的拓展與應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行深入的實(shí)踐應(yīng)用研究。

3.5 項(xiàng)目執(zhí)行結(jié)果評(píng)價(jià)

科學(xué)的考核方案可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，改善學(xué)習(xí)風(fēng)氣，促進(jìn)教學(xué)。項(xiàng)目教學(xué)法注重的不是最終結(jié)果，而是完成項(xiàng)目的過(guò)程。為此，數(shù)字電子技術(shù)課程考核由三部分組成：理論知識(shí)考核(20%)+項(xiàng)目質(zhì)量考核(65%)+平時(shí)成績(jī)考核(15%)。其中，理論知識(shí)考核采用閉卷筆試的形式，考查學(xué)生對(duì)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度；項(xiàng)目質(zhì)量考核著重從學(xué)生參與項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，同時(shí)還要參考實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如項(xiàng)目的創(chuàng)新性以及達(dá)到預(yù)期結(jié)果的程度等；平時(shí)成績(jī)考核主要考查學(xué)生的考勤、課堂紀(jì)律、平時(shí)表現(xiàn)(積極提問(wèn)、回答問(wèn)題)等。

4 結(jié)束語(yǔ)

基于項(xiàng)目的數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)方法，突破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，使學(xué)習(xí)過(guò)程成為一個(gè)人人參與的實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程中，理解和掌握了課程教學(xué)要求的知識(shí)和技能，體驗(yàn)了實(shí)踐的艱辛與樂(lè)趣，培養(yǎng)了分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力以及團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，提高了創(chuàng)新能力。項(xiàng)目教學(xué)法在實(shí)施過(guò)程中還存在一些問(wèn)題，需要每位一線教學(xué)工作者去進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)和解決，積極探索適合各專業(yè)課程的教學(xué)方法，切實(shí)提高教育教學(xué)水平。

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