脈沖與數(shù)字電路課程教學(xué)模式改革探討

韓建，劉祥樓，周圍，李玉爽

摘要：建立分層次、模塊化的教學(xué)體系，對脈沖數(shù)字電路課程進(jìn)行整體調(diào)整。探索研究交互式、討論式、實(shí)踐式教學(xué)新方法，引導(dǎo)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)、調(diào)動學(xué)生的自主性，積極開展課外創(chuàng)新活動。并采用多媒體、仿真課件等輔助手段，使學(xué)生加深對所學(xué)知識的理解。實(shí)踐教學(xué)方面除更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增強(qiáng)設(shè)計性、綜合性、實(shí)用性和工程性外，還對開放性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)開展進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞：脈沖與數(shù)字電路；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）10-0019-02

一、引言

《脈沖與數(shù)字電路》是電子信息、通信、計算機(jī)控制等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是面向我院很多專業(yè)的一門基礎(chǔ)課。隨著“數(shù)字時代”的到來，該課程的作用與地位與日俱增。這不僅因?yàn)槠淅碚撝R在工科專業(yè)中占有重要的基礎(chǔ)性地位，更重要的這是一門理論聯(lián)系實(shí)際非常緊密的課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握課程的基本理論、基本知識和基本技能，為深入學(xué)習(xí)后續(xù)課程并與有關(guān)專業(yè)的結(jié)合打好基礎(chǔ)。

二、教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容改革

調(diào)整脈沖與數(shù)字電路課程的授課學(xué)期，建立層次化、模塊化的教學(xué)體系，對課程重新進(jìn)行整合。整合后的脈沖與數(shù)字課程包括：“理論體系”、“實(shí)驗(yàn)設(shè)計”、“電路仿真”以及“課程設(shè)計”。調(diào)整了實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段等方面進(jìn)行了改革，進(jìn)一步精簡小規(guī)模器件和傳統(tǒng)設(shè)計方法的介紹，加強(qiáng)現(xiàn)代設(shè)計方法的討論，提高了“脈沖與數(shù)字電路”課程的教學(xué)水平，使學(xué)生了解、掌握數(shù)字電子技術(shù)發(fā)展的最新知識。注重將課堂教學(xué)向課外延伸，鼓勵學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)掌握數(shù)字電路設(shè)計理論知識，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室自行開展創(chuàng)新活動，學(xué)生通過理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，提高了自身的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。依托綜合性大學(xué)文化優(yōu)勢，以大學(xué)生科技活動延伸課堂教育，積極開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動。學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)掌握的數(shù)字電路設(shè)計理論知識，在電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開發(fā)小制作等，通過理論與實(shí)際的結(jié)合，提高了自身的實(shí)踐能力和創(chuàng)新。

1.緊跟數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，適時引進(jìn)新的教學(xué)內(nèi)容。（1）“教、學(xué)、做相結(jié)合”的教學(xué)方法。教學(xué)中每章都從最基本的應(yīng)用實(shí)例出發(fā)，由實(shí)際問題入手通過技能訓(xùn)練引入相關(guān)知識和理論，由實(shí)訓(xùn)引出相關(guān)概念及相關(guān)電路。（2）“循環(huán)式”教學(xué)方法。通過實(shí)訓(xùn)得到感性認(rèn)識、定性認(rèn)識。在簡單電路的基礎(chǔ)上通過逐步完善的方式一步一步組合成復(fù)雜系統(tǒng)，通過對基本電路的多次重復(fù)，以循環(huán)向上的方式達(dá)到更高的程度。（3）“支架式”教學(xué)方法。將知識點(diǎn)分成基本邏輯器件、基本邏輯器件構(gòu)成的數(shù)字電路、基本數(shù)字電路構(gòu)成的簡單數(shù)字電路應(yīng)用系統(tǒng)等模塊，每個模塊處于不同的層次，只有掌握了前面的模塊，才能學(xué)習(xí)后面的模塊，就像攀登支架一樣。

2.多種教學(xué)手段相結(jié)合的教學(xué)方法。針對這門課程的教學(xué)特點(diǎn)，在授課過程中采用課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互交叉融合的教學(xué)結(jié)構(gòu)；制作《脈沖與數(shù)字電路》電子課件，利用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段教學(xué)；準(zhǔn)備建立《脈沖與數(shù)字電路》課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站，充分利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行輔助教學(xué)。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)所占比例高，實(shí)踐環(huán)節(jié)改革力度大。增加了軟件仿真環(huán)節(jié)，在教學(xué)內(nèi)容上更加注意體現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)要求的背景知識的教學(xué)特色，將最新的知識與技術(shù)納入教學(xué)內(nèi)容，同時將科研和教學(xué)改革中與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的成果引入教學(xué)過程中，通過理論與實(shí)際的結(jié)合，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

3.全新的考試方式。期末考試采用純理論試卷考試，占60%的成績；平時采用階段考試和實(shí)驗(yàn)考核結(jié)合的方式，分別給出成績，結(jié)合平時的出勤、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、課堂表現(xiàn)等方面給出40%的平時成績。

三、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革

在教學(xué)方法上，改變傳統(tǒng)的“滿堂灌”的教學(xué)模式，倡導(dǎo)并采用研究型學(xué)習(xí)。如針對“計算機(jī)輔助邏輯化簡”、“計算機(jī)輔助狀態(tài)化簡”等專題讓學(xué)生查閱資料、撰寫小論文，開發(fā)計算機(jī)輔助設(shè)計軟件。并讓學(xué)生走上講臺介紹各自的研究結(jié)果，鍛煉了學(xué)生的綜合素質(zhì)，取得了很好的效果。為了使學(xué)生學(xué)習(xí)、了解器件的基本知識和使用方法，根據(jù)設(shè)計要求，自己到市場選擇器件，使學(xué)生在實(shí)際工作中了解器件的價格，掌握器件選購的方法和注意事項(xiàng)，為今后走向社會打好基礎(chǔ)。教師注重將科研成果轉(zhuǎn)化成本科教學(xué)的內(nèi)容，一方面體現(xiàn)在編寫的教材中，另一方面將自己的科研成果、工程設(shè)計方法和經(jīng)驗(yàn)融入課堂教學(xué)中。如各種集成電路的特點(diǎn)、選擇方法以及正確使用方法等，如何根據(jù)集成電路的帶負(fù)載能力，在滿足應(yīng)用需求的條件下，正確選擇拉電流負(fù)載或灌電流負(fù)載以及采取必要的驅(qū)動方式。這種理論結(jié)合實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，取得了非常好的效果。注重將課堂教學(xué)向課外延伸。以大學(xué)生科技活動延伸課堂教育，積極開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動。學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)掌握的數(shù)字電路設(shè)計理論知識，通過理論與實(shí)際的結(jié)合，提高了自身的實(shí)踐能力和創(chuàng)新。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的教學(xué)手段必須體現(xiàn)在整個課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中。本課程的特點(diǎn)是內(nèi)容豐富、圖表較多，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)有一定的困難，而采用多媒體技術(shù)將復(fù)雜的圖表直觀、形象地展示出來，不僅便于教師的講解和學(xué)生的學(xué)習(xí)，而且還將大大增加課堂的信息量，解決課時少、內(nèi)容多的矛盾。但是課堂教學(xué)不能完全依靠多媒體課件，從調(diào)動學(xué)生思維、加強(qiáng)師生互動和循序漸進(jìn)講解以便學(xué)生理解等方面考慮，目前“脈沖與數(shù)字電路”課程中主要采用了PowerPoint課件和板書相結(jié)合的方法，可以相互取長補(bǔ)短，效果較好。利用脈沖與數(shù)字電路課程網(wǎng)站，將教學(xué)內(nèi)容制作成視頻資源、課件等資源鏈接等放在網(wǎng)絡(luò)平臺上，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)突破空間、距離限制的優(yōu)勢，讓學(xué)生能夠最大限度地利用學(xué)習(xí)資源，自主地學(xué)習(xí)和提高，彌補(bǔ)課堂上未能及時消化吸收的部分內(nèi)容。

四、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和方法的改革

在傳統(tǒng)的教學(xué)理念中，長期存在著重視理論教學(xué)而輕視實(shí)踐教育的問題。教師只注重對學(xué)生理論知識的講授與輔導(dǎo)，相對忽視了理論知識在實(shí)踐中的應(yīng)用，這導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)際動手能力普遍偏低。此外，大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是作為理論教學(xué)的補(bǔ)充，并不單獨(dú)設(shè)課，而且試驗(yàn)內(nèi)容往往都是驗(yàn)證性的，雖然能夠使學(xué)生加深對理論知識的理解，但是會在一定程度上造成學(xué)生的思維局限于相應(yīng)的理論課程。從總體教學(xué)計劃上來說，相對于理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時相對較少，這讓學(xué)生沒有足夠的時間消化實(shí)驗(yàn)老師講解的內(nèi)容，只能被動地按照要求完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，而不能有效利用做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會進(jìn)行實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

1.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效率。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式上，要改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，采用多樣化的實(shí)驗(yàn)課程組織方式。在實(shí)驗(yàn)課上教師可以只對實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹v解，對稍微復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場演示，給學(xué)生更大的自由發(fā)揮的空間。這樣學(xué)生會根據(jù)老師布置的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，積極開動腦筋，嘗試采用不同的試驗(yàn)方法來解決問題，從而達(dá)到實(shí)踐教學(xué)的目的。根據(jù)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的形勢，逐步改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，充分利用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)管理化系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)與監(jiān)控系統(tǒng)，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)之前可通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，熟悉儀器工作原理和使用方法，從而充分利用實(shí)驗(yàn)課堂時間，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和教學(xué)水平。

2.提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新型模式，建立“以人為本”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革，增加實(shí)驗(yàn)室對學(xué)生的吸引力，充分調(diào)動學(xué)生參與實(shí)踐的積極性。改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，變以老師為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式為教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生平等開放的教學(xué)方式，提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣。鼓勵學(xué)生認(rèn)真對待電子信息類專業(yè)中的每一個基礎(chǔ)的和專業(yè)的實(shí)驗(yàn)，把那種“質(zhì)疑一切，一絲不茍，勇于探索，努力學(xué)習(xí)，大膽動手”的精神，貫穿于每一個實(shí)驗(yàn)之中。循序漸進(jìn)，通過由簡單到復(fù)雜、由一般到個別的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的。學(xué)生在做完基本的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，在學(xué)有余力的前提下，可以根據(jù)個人的興趣和愛好，選擇參加一些層次較高的具有綜合性和研究性的開放性實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容大多是來源于具體的橫向的項(xiàng)目或縱向的科學(xué)研究與技術(shù)革新課題，具有先進(jìn)性、綜合性和科研性。教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)時，應(yīng)發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用，積極調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢于實(shí)踐的進(jìn)取精神。同時要鼓勵學(xué)生以市場為導(dǎo)向，尋找科研開發(fā)群體，運(yùn)用集體的智慧和力量，進(jìn)行創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生獲得發(fā)揮創(chuàng)造才能的機(jī)會。這種開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，拓寬學(xué)生知識面，增長學(xué)生動手能力的有效途徑。

五、結(jié)論

通過以上各項(xiàng)改革，提高了學(xué)生分析問題、綜合問題、解決問題的能力，既滿足學(xué)生對知識的渴求，又培養(yǎng)了獨(dú)立探索、富于創(chuàng)新、勇于開拓的精神；具有生動、形象、操作性強(qiáng)的特點(diǎn)；加強(qiáng)了現(xiàn)代設(shè)計方法的講授和討論；注重將新技術(shù)和教師的最新科研成果、工程設(shè)計方法和經(jīng)驗(yàn)融入課堂教學(xué)中，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性；注重將課堂教學(xué)向課外延伸，積極開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動；通過理論與實(shí)際的結(jié)合，進(jìn)一步提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

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