三位一體化的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式改革研究

三位一體化的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式改革研究

何秉姣

（中南民族大學(xué)計算機科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430074）

摘要：教學(xué)模式是有效完成教學(xué)任務(wù)的重要因素，是直接影響教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵一步。本文在分析數(shù)字電子技術(shù)課程傳統(tǒng)教學(xué)模式存在問題的基礎(chǔ)上，提出了三位一體化的教學(xué)模式，并從這種新型教學(xué)模式的具體對象和內(nèi)容方面予以研究分析，結(jié)合實際工作實驗，收到一定的效果。對培養(yǎng)學(xué)生動手能力、自學(xué)能力和與人協(xié)調(diào)溝通能力等方面具有極大的價值。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；數(shù)字電子技術(shù)；三位一體化

自高教改革近多年來，本課程的教學(xué)模式進行了一系列的改革，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)平臺、教師培訓(xùn)及其實驗平臺和考核方面也取得了一定的成效。但隨著計算機技術(shù)的日新月異，和社會對計算機類人才實踐能力、運用知識等綜合能力不斷提出更新更高的需求，這些需求倒逼著對本課程教學(xué)模式的改進和創(chuàng)新。需要教師進一步在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等合理調(diào)整、提高教師能力、遵循教學(xué)規(guī)律來加強學(xué)生實驗實踐能力，和課程考核等方面予以研究。

一、數(shù)字電子技術(shù)課程傳統(tǒng)教學(xué)模式存在問題的分析

本課程傳統(tǒng)教學(xué)模式在教學(xué)內(nèi)容方面主要包括理論教學(xué)和實驗教學(xué)。理論教學(xué)以課堂教學(xué)形式進行，學(xué)生被動接納知識。實踐教學(xué)以驗證性實驗為主，起到鞏固課堂學(xué)習(xí)的目的，最后進行書面試卷的形式考核。結(jié)合社會人才的新需求，傳統(tǒng)教學(xué)模式存在一定的問題。

（一）教學(xué)內(nèi)容細(xì)化分類不夠，教學(xué)平臺單一

一般采用簡單教學(xué)模式，沒有充分利用先進齊全的實驗室設(shè)備，沒有合理分配和使用課程學(xué)時，把抽象的理論性強邏輯強的知識，用直觀的模式予以表達(dá)。另外由于專業(yè)學(xué)時壓縮的需要，一般高校處理方式不是簡單縮減理論和實驗學(xué)時，就是干脆刪掉本課程，這是一種消極適應(yīng)的處理模式。

（二）強調(diào)教師遵循成人學(xué)習(xí)規(guī)律不夠，沒及時提供大學(xué)生動手的機會，增強學(xué)生的感性認(rèn)識，激發(fā)學(xué)生的興趣，從而慢慢消除學(xué)生懼怕計算機硬件的心理困惑，不再逃避類似課程的學(xué)習(xí)

多年應(yīng)試教育下來，學(xué)生還沒有養(yǎng)成有效自我管理的好習(xí)慣和能力，[1]導(dǎo)致不少大學(xué)生課堂不上老師進度，或者沒興趣聽課，玩手機，大把的課余玩游戲或者無所事事。幾年下來，專業(yè)沒學(xué)好，就業(yè)難，還養(yǎng)成很多不好的習(xí)慣。所以遵循成人學(xué)習(xí)規(guī)律，結(jié)合課程引導(dǎo)學(xué)生進行自我管理好習(xí)慣的積累，培養(yǎng)自學(xué)能力，通過布置個性化有針對性的作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生思考、討論，消除學(xué)生抄襲作業(yè)的可能。[2-4]

（三）考核形式單一

傳統(tǒng)考核模式難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，分?jǐn)?shù)至上的模式引導(dǎo)的是重視理論學(xué)習(xí)，輕視實踐動手能力。

二、優(yōu)化教學(xué)模式對促進教學(xué)工作、提高教學(xué)質(zhì)量的作用和意義

（一）完善本課程教學(xué)模式，提升教學(xué)質(zhì)量

從多方面完善教學(xué)模式，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，消除學(xué)生面對懼怕邏輯性強抽象性強知識，通過課外作業(yè)，和課內(nèi)及時有效動手，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和潛力。這是教育的根本目的。[5]

（二）提升了教師的理論水平和引導(dǎo)學(xué)生動手的能力

引導(dǎo)學(xué)生掌握Quartus II仿真軟件。老師課內(nèi)引導(dǎo)為輔，學(xué)生合理利用課外時間為主，鼓勵同學(xué)們討論、自學(xué)，熟練實現(xiàn)數(shù)字邏輯電路圖和VHDL編程兩種輸入模式。在仿真平臺上加強本課程知識的學(xué)習(xí)和深入理解。這也為組成原理等后續(xù)課程學(xué)習(xí)提供更多學(xué)習(xí)平臺。

（三）強調(diào)學(xué)生實踐

更多提供學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的機會。這符合社會的實踐能力基本需求。

（四）通過分組協(xié)作完成課題

培養(yǎng)學(xué)生整合知識、收集整理資料的能力，訓(xùn)練學(xué)生組織能力、合作與協(xié)作能力，寫作和表達(dá)能力

在以上系統(tǒng)教學(xué)訓(xùn)練下，兼顧理論知識掌握的好壞和實踐動手能力來考核評價學(xué)生，符合培養(yǎng)人才基本方向。在此基礎(chǔ)上，本文針對本課程提出三位一體化的課程教學(xué)模式來完善教學(xué)。

三、三位一體化的數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)模式

（一）具體研究對象和內(nèi)容

1.具體研究對象。在數(shù)字電子技術(shù)課程學(xué)時極其有限的情況下，進一步細(xì)化分類教學(xué)內(nèi)容，提升教師專業(yè)水平和與學(xué)生互動能力，將傳統(tǒng)的簡單理論加實驗課程教學(xué)模式改革，研究形成理論、實驗和實踐一體化，課堂教學(xué)、實驗室教學(xué)和課外自主學(xué)習(xí)一體化課程教學(xué)模式。

2.研究內(nèi)容。在符合教學(xué)大綱教學(xué)要求與內(nèi)容的前提下，把原有理論加實驗機械分開教學(xué)的模式，有機整合成三位一體化的教學(xué)模式。本課程基本概念、數(shù)字邏輯代數(shù)和基本經(jīng)典的方法、習(xí)題的解答在教室授課，大約20學(xué)時。具體數(shù)字電路的分析和設(shè)計驗證性的知識在實驗室授課，在老師引導(dǎo)下演示，學(xué)生照著學(xué)會用仿真平臺實現(xiàn)功能部件的分析與設(shè)計，大約34學(xué)時。引導(dǎo)學(xué)生合理利用課外時間自學(xué)掌握QuartusII仿真軟件的使用。較大復(fù)雜度和難度的課題，將分組來實現(xiàn)，大約12學(xué)時。每組分工嚴(yán)格，各行其值，各有收獲，并集中演示請學(xué)生講解課題實現(xiàn)的完整過程、體會和收獲。

教學(xué)內(nèi)容分成三部分：一是在課堂教室里，把邏輯推理性強的知識用多媒體設(shè)備演示和黑板逐一推導(dǎo)，構(gòu)建知識的整體框架。習(xí)題的解答也在教室進行。二是需要立馬驗證輔助理解的抽象知識在實驗室進行，結(jié)合實驗室多媒體設(shè)備和實驗設(shè)備，老師先講解一般方法，經(jīng)典例題，學(xué)生立馬練習(xí)相關(guān)習(xí)題，予以驗證理解。老師可以及時通過實驗等方式解答學(xué)生的疑惑。其優(yōu)點就是學(xué)生有機會動手參與，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，符合成人學(xué)習(xí)特點。以上兩部分的學(xué)時就是傳統(tǒng)教學(xué)模式的理論學(xué)時，但新的教學(xué)模式既完成了理論知識的傳授，也完成的基本驗證性實驗的任務(wù)。三是利用傳統(tǒng)實驗的12學(xué)時，完成課程設(shè)計的實踐內(nèi)容，增強學(xué)生運用知識的機會和能力。基本原則：學(xué)生為主、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、過程透明、均有收獲。通過合理分組，引導(dǎo)學(xué)生運用學(xué)到的知識完成復(fù)雜度難度較大的課題。從課題驗收標(biāo)準(zhǔn)學(xué)生分組、課題的選擇、任務(wù)的劃分、過程管理、課題完成到文檔整理、演示評價，都嚴(yán)格管理，培養(yǎng)學(xué)生自我督促，互相激勵的機制。這可以充分調(diào)動學(xué)生主動用好課外時間，也可以培養(yǎng)學(xué)生互相協(xié)調(diào)溝通能力、文檔的撰寫能力。對于課程設(shè)計實踐中遇到的問題，老師在實驗室予以一對一指導(dǎo)解答。

（二）研究擬達(dá)到的目標(biāo)

1.形成系統(tǒng)完善的本課程教學(xué)模式。任課教師授課水平和與學(xué)生互動能力大大提到，受到學(xué)生認(rèn)可和好評。以本學(xué)院為樣本，形成完整合理的新的教學(xué)模式，整理完整的相關(guān)文檔。

2.引導(dǎo)學(xué)生掌握Quartus II仿真軟件，熟練實現(xiàn)數(shù)字邏輯電路圖和VHDL編程兩種輸入模式。引導(dǎo)學(xué)生不僅理性掌握數(shù)字電子技術(shù)課程的基本概念和基本方法，通過基本驗證性實驗和課題實踐還能感性了解計算機底層電路的分析與設(shè)計，做到理論與實踐的有機結(jié)合。

3.通過課外作業(yè)，和課內(nèi)及時有效動手，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和潛力。通過分組協(xié)作完成課題，培養(yǎng)學(xué)生整合知識、收集整理資料的能力，訓(xùn)練學(xué)生組織能力、合作與協(xié)作能力，寫作和表達(dá)能力。

（三）擬解決的主要問題

1.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們充分合理利用課余時間的好習(xí)慣，逐步熟練掌握Quartus II仿真軟件的使用。

2.規(guī)劃好銜接好教室課堂講授、實驗室講授和學(xué)生分組實踐的內(nèi)容與進度。實時關(guān)注學(xué)生理解掌握知識的程度，做動態(tài)調(diào)整。

3.課題分組時，結(jié)合學(xué)生具體情況有機搭配，做到每個同學(xué)都有相應(yīng)的收獲。

本項目預(yù)期首先在本校推行實施，通過一段時間驗證完善之后，將整理出來的各種資料成果進一步在湖北省計算機類專業(yè)人才培養(yǎng)的七校聯(lián)盟，和相關(guān)高職高專類學(xué)校推行實施。另外，一旦該教學(xué)模式在本課程中運作成熟后，還能推廣到其他課程，共同實現(xiàn)強化學(xué)生實踐動手能力的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和逐步養(yǎng)成較強的自學(xué)能力、協(xié)調(diào)合作能力。

四、本教學(xué)模式的特色、創(chuàng)新

（一）以人為本，遵循成人學(xué)習(xí)多元理論規(guī)律，多模式有機結(jié)合教學(xué)模式

（二）強化提高學(xué)生實驗和實踐動手能力

（三）有效解決課時不足的問題

教改以來，本課程的學(xué)時從96減少到88，再減少到72，還減少到66。但除基本概念、基本方法等內(nèi)容是必須要講解外，還要介紹本課程的最新發(fā)展，例如新的實現(xiàn)平臺等內(nèi)容。一少一多的矛盾，用本項目提出的教學(xué)模式能主動有效解決。

（四）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自信，為后續(xù)課程打下堅實基礎(chǔ)

激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，消除了學(xué)生對硬件課程的恐懼，額外掌握了仿真軟件的使用，對后續(xù)計算機組成原理、計算機接口技術(shù)以及單片機等課程的學(xué)習(xí)打下基本知識和學(xué)習(xí)自信等多方面的基礎(chǔ)

五、小結(jié)

本教學(xué)模式不僅完成基本教學(xué)任務(wù)，還額外培養(yǎng)了學(xué)生積極參與、自我管理，主動自信學(xué)習(xí)以及與人協(xié)作互動的能力，實現(xiàn)了教育本質(zhì)就是增強人的自信，提升人的能力。通過一個學(xué)期的實驗性實施該教學(xué)模式，獲得絕大部分學(xué)生的好評。另外。再通過不斷完善該模式的基礎(chǔ)上，可以把研究成果在本學(xué)校、兄弟院校予以推廣，共同達(dá)到多層次培養(yǎng)學(xué)生的目的。

（注：本文系中南民族大學(xué)校級教研項目）

參考文獻：

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