基于啟發(fā)式教學的電子系統(tǒng)綜合設(shè)計課程

摘 要 啟發(fā)式教學是提升教學質(zhì)量的有效手段，文中通過“明了”、“聯(lián)合”、“系統(tǒng)”和“方法”四個啟發(fā)式教學步驟規(guī)劃電子系統(tǒng)綜合設(shè)計課程內(nèi)容，注重培養(yǎng)學生的自主學習能力，進一步鞏固教學效果，實現(xiàn)教學質(zhì)量的穩(wěn)步提升。

關(guān)鍵詞 啟發(fā)式教學 電子系統(tǒng)綜合設(shè)計 開放式實驗平臺 教學質(zhì)量

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計”是一門運用項目教學理念設(shè)計的電類綜合課程。通過較為完整的項目訓練，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力和工程素養(yǎng)?！半娮酉到y(tǒng)綜合設(shè)計”作為項目教學類課程，如按照傳統(tǒng)注入式教學方式設(shè)計教學內(nèi)容，顯然不利于學生自主學習能力的培養(yǎng)且無法滿足學生的個性化設(shè)計需求。

文中將德國教育家J.F.赫爾巴特所倡導的“明了”、“聯(lián)合”、“系統(tǒng)”、“方法”等啟發(fā)式教學方法運用于“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計”課程內(nèi)容的制定，①取得了良好的教學效果。

1 課程介紹

“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計”課程是我校為電子類專業(yè)三年級本科生開設(shè)的一門綜合設(shè)計類課程，主要包括模擬電路、數(shù)字電路以及單片機設(shè)計等。課程的教學目標是引導學生以“電子工程師”的角色完成從硬件到軟件的全部設(shè)計流程，通過較為完整的工程項目訓練，培養(yǎng)學生自主創(chuàng)新能力和工程素養(yǎng)。圖1是我們自主研發(fā)的“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計實驗平臺”，包括電源模塊、單片機模塊、可編程邏輯器件模塊、邏輯筆模塊和學生自主設(shè)計模塊。其中單片機和可編程邏輯器件模塊以插接方式與學生設(shè)計的萬用板連接。區(qū)別于傳統(tǒng)硬件電路固定的實驗箱模式，我們采用核心電路模塊、底層接口電路模塊與擴展電路相結(jié)合的方式，②要求學生自主焊接外圍電路元件，解決傳統(tǒng)實驗箱軟硬件脫節(jié)的缺陷。

2 啟發(fā)式課程教學規(guī)劃

“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計”課程較為新穎且綜合性強，現(xiàn)有教學內(nèi)容難以滿足教學需求，因此，亟需我們設(shè)計配合該開放式實驗平臺的教學內(nèi)容，以達到預(yù)期的教學效果（如圖1）。

圖1 “電子系統(tǒng)綜合設(shè)計”開放式實驗平臺

規(guī)劃的教學內(nèi)容中，每個項目均包括“明了”、“聯(lián)合”、“系統(tǒng)”、“方法”四部分內(nèi)容，我們將其具體化為：相關(guān)硬件知識、硬件架構(gòu)框圖、填空式程序配置、重難點詳解、課堂練習、總結(jié)與實驗報告等六個步驟，如圖2所示。

圖2 “電子系統(tǒng)綜合設(shè)計”教學內(nèi)容框架

“明了”作為啟發(fā)式教學的第一部分主要解決“是什么”的問題。具體分為相關(guān)硬件知識和硬件結(jié)構(gòu)。在該部分給學生講授相關(guān)硬件內(nèi)容，主要包括：硬件簡介、寄存器、硬件架構(gòu)、寄存器架構(gòu)、外圍相關(guān)電路圖，使學生對相關(guān)知識點有所了解，能夠從整體上把握各部分內(nèi)容的聯(lián)系。③

“聯(lián)合”解決“是什么與怎么做”的問題，側(cè)重學與用的結(jié)合。該部分要求學生在“明了”的基礎(chǔ)上，以填空的形式完成部分程序設(shè)計。經(jīng)過多章節(jié)的訓練，學生可以較為熟練地配置相關(guān)功能寄存器，掌握相關(guān)問題的解決方法。

“系統(tǒng)”的教學目的是將知識點和問題解決方法歸納為一個系統(tǒng)。該部分主要解決學生常遇到的問題，強調(diào)易混、易忽略的知識點。學生根據(jù)設(shè)計要求自主完成程序練習及變形程序練習，經(jīng)過反思后再次認識知識點，構(gòu)建自己的知識系統(tǒng)。④

“方法”作為啟發(fā)式教學的第四部分，需要學生在課后撰寫實驗報告。該部分是對課堂內(nèi)容的總結(jié)與歸納。學生在報告內(nèi)以框圖的形式總結(jié)設(shè)計中遇到的問題及解決方法，引導學生在總結(jié)中發(fā)現(xiàn)不足，尋找問題產(chǎn)生的根源，并以書面形式歸納。

3 教師在啟發(fā)式教學中的作用

啟發(fā)式教學以學生為主體，教師為主導。完善的教學規(guī)劃也不能替代教師在啟發(fā)式教學中的作用。

首先，教材僅提供了一套學習方法，仍需要教師在課堂引導學生完成教學。⑤相比學生，教師的開發(fā)經(jīng)驗更為豐富，可以解決教材中未列出的難點。其次，教師可以通過批閱學生的設(shè)計報告了解教學效果。有相關(guān)調(diào)查研究顯示，及時的信息反饋能夠鞏固學生所學知識。教師以書面或是面對面方式對學生設(shè)計報告中出現(xiàn)問題做出及時反饋，可達成一個良性的學習互動。⑥再次，教師根據(jù)教學反饋修正教材和教學方式，逐年積累教學經(jīng)驗，以達到更好的啟發(fā)式教學效果。

4 結(jié)語

文中將啟發(fā)式教學理念運用于“電子系統(tǒng)綜合設(shè)計”課程內(nèi)容的制定，注重學生自主學習能力的培養(yǎng)，經(jīng)過實踐教學檢驗，達到預(yù)期的教學效果。課程不僅提高了學生的軟硬件設(shè)計能力，還為學生創(chuàng)造了更多的創(chuàng)新空間。注重個性化層次化教學，穩(wěn)步提升教學質(zhì)量是對綜合設(shè)計類課程內(nèi)容制定的又一創(chuàng)新性探索。

基金項目：吉林大學本科教學改革重大項目（41905055 0039）； 吉林大學實驗技術(shù)項目（409020720029）

注釋

① 李慧勤，李紅君.現(xiàn)代啟發(fā)式教學的內(nèi)涵與實施[J].中國高等教育，2008（10）：21-23.

② 張日欣.啟發(fā)式、自主式實驗教學方式探究[J].實驗技術(shù)與管理，2005（22）：103-105.

③ 田運生，劉維華，王景春. 綜合性設(shè)計性實驗項目建設(shè)的探索與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2012（29）：126-129.

④⑥陶沼靈.啟發(fā)式教學方法研究綜述[J].中國成人教育，2007（4）：139-140.

⑤ 王新年，喬衛(wèi)東，晏克俊.用教育心理學方法做好啟發(fā)式實驗教學[J].實驗技術(shù)與管理，2005（22）：89-92.