《數字電子技術》教學方法改革的研究與實踐

孫上媛, 鄧蕾蕾

(1.吉林農業大學，長春 130117；2. 吉林農業大學，長春 130117)

《數字電子技術》教學方法改革的研究與實踐

孫上媛a, 鄧蕾蕾b

(1.吉林農業大學，長春 130117；2. 吉林農業大學，長春 130117)

“數字電子技術”這門課程在培養工科電器類專業學生的創新能力和實踐能力方面起著重要的作用。為了進一步提高教學質量，本文分別從教學方法、教材加工、實驗教學、考核測試、師生交流幾個方面對本科數字電子技術的教學改革提出了一些意見和實施方法，經實踐驗證，提高了學生的學習積極性和動手能力，并取得了一些良好的教學效果。

參與式教學法；教學導案；教學改革

數字電子技術是一門要求理論聯系實踐的課程，它是自動化專業的核心課。通過對本門課程的學習，學生獲得數字電子技術方面的基本理論、基本知識、基本能力，學會使用標準的集成電路，掌握分析和設計典型數字電路的方法，培養學生分析問題和解決問題的能力，為后續課程的學習打好基礎[1]。

目前隨著現代電子技術、計算機技術等各種網絡技術的不斷發展，課程內容更加復雜，而學時又呈現大幅度的刪減，所以，如何在有限的學時內把握重點難點使學生學到更多應用性強的知識，都對教學工作者提出了更加嚴格的要求[2]。多年的教學實踐使筆者對數字電子技術這門課程有了更深的理解和認識，根據多年來在教學一線工作的實踐經驗，筆者在這里談談對該課程教學改革的一些思考，期望能對教學改革工作貢獻一份力量。

1 教學方法的改革

傳統的教學方式多為填鴨式教學，即便教師使用了多媒體課件或是板書掛圖相結合，但也依然在教師主動講、學生被動聽中循環，這個過程中沒有學生的主動參與，必然導致學生的學習興趣難以高漲[3]，因此，參與式教學的引進是十分必要的。

參與式教學首先要求教師和同學同時轉換思想，教師再不是傳統的滿堂灌，而是要在備課之初就設計好自己的教學內容、教學環節。在哪個知識點，哪個時間段引入參與式教學，該如何把握課堂節奏等等，都需要教師用心仔細地設計，而且教師的課件也要做相應的調整[4]。

課堂上可以讓學生分組討論教師給出的議題，在學生已經掌握一定基礎知識的前題下，給出適合學生研討的議題，這樣學生在過程中就能夠積極主動地參與到其中，自然就不會覺得課堂枯燥乏味，而且自己動手動腦所總結的規律和學到的知識也當然更為深刻[5]。

例如在講授時序邏輯電路電路設計時，可以首先講授時序邏輯電路的設計步驟，以書上的例題“自動售貨機”的設計為例，讓學生主動參與到其中，因為這是學生身邊常見的事物，他們對此并不陌生，而且很感興趣。教師將設計過程拆分為幾個模塊，引導同學主動在每個模塊中根據自身使用自動售貨機的經驗進行參與式學習，最后共同完成電路的設計。這個過程中不再是教師一人唱獨角戲，而是充分調動起同學的積極性。經過這樣學習的知識也才真正變成了同學們自己的知識，這種教學方式也受到了同學們的認可，課堂氣氛活躍，教學效果良好。

在參與式教學的活動中，教師應站在學生的角度，從學生的心理特點出發，以平等的身份與學生一起自由地選擇問題、設計方案、討論問題，提出自己的不同見解，給學生以啟發、指導，給學生以平等和認同感，縮短師生間的心理距離，這樣學生就會由衷地展現自己真實的內心世界，積極大膽主動地參與到活動中。教師參與活動要切忌簡單地作出“對”“錯”“好”“壞” 的判斷和評語，要注意充分調動學生的積極性。與過去的舊的填鴨式教學相比，參與式教學法由于符合學生學習過程的心理學規律，因而更有利于培養出有獨立思考能力，有創新精神，有解決實際問題能力的人才[6]。

例如在某次的習題課上，筆者分別叫了幾名同學到黑板解題，解答后要求每名同學為下面的同學講解一下他的解題思路和步驟，這樣同學們“聽”過了老師的講解后，到黑板上“答”題，然后又給別人“講解”，這樣所有的感官都參與到聽課的過程中，“聽說讀寫” 樣樣俱到，學習的效果一定好于單純在下面聽老師自己“唱獨角戲”。每名同學講述完畢后，我并不急于給出正確答案，而是讓下面的同學上來改錯，這樣就又有更多的同學參與進來，同學間還會針對不同的答案而展開討論。而且對于同班同學在講臺上講解，大家都覺得很新鮮很有趣，所以注意力和關注力也格外集中。課堂氣氛融洽，看得出來這種參與式教學的效果確實不錯，而且也很受同學們的歡迎。

再比如，平時我們上課時常用的提問就有很多的技巧，在哪里問，問什么，怎么問，問題深淺的設置，而且每次提問后要給同學留一定的思考時間。提問同學時，要做到使其“有問必答”。如果同學回答較好，教師應再重復答案，并對知識進行整合，或考慮是否需要進一步給予更深入的問題；如果同學回答不上問題，教師應給予適當提示，或是給其可供選擇的答案，如果這樣學生還是無法回答，可以讓他主動尋求其他同學的幫助回答問題，這樣就真正做到了“有問必答”。

教師應主動研究更多對學生來說有趣好玩的教學方式，讓學生也參與進來，不再是教師唱獨角戲，而是積極尋求一些改變，突破課堂局限的形式，希望在創新的教學方式中，不但能使學習好的同學受益，更要使那些平時不愛學習的同學也參與到課堂中來。

2 教材內容二次加工，實施教學導案

作為教師，除了在課堂上講授知識以外，還應該在授課之初就對教材進行二次加工，形成系統性強、邏輯性強、應用性強的教學導案[7]。我們可以看到每一本教材的內容都十分繁瑣，那么教學中采取什么樣的教學策略，能夠使得教師可以精教，但是學生卻可以多學呢？那就是編寫高質量且實用性強的教學導案。教學導案是教師根據每節課教學知識的特點、教學目標、教學難點重點以及各個章節之間的相關性，并參考學生的認知水平、知識經驗，為學生進行主動的知識構建而編制的教學方案[8]。

教學導案可以使教師由學生學習的指導者變為學生學習的促進者和引導者，從而在根本上改變學生的學習方式。通過教學導案的實施可以在實際教學中起到以下幾個作用，幫助學生從課題的理論闡述中掌握問題的關鍵，使學生能夠獨立地將課本上的知識進行分析綜合、歸納整理，并形成一個完整的科學體系[9]。幫助學生進行一些針對性強的鞏固練習，不僅通過解題鞏固知識，掌握方法和培養技能，還能優化學生的認知結構，培養其創新能力[10]。

這里舉兩個例子。在脈沖波形的產生和整形這一章中，筆者將知識結構重新整合為一塊芯片和三種電路，芯片指的是555定時器，三種電路分別是施密特觸發器、單穩態觸發器和多諧振蕩器。首先講授555定時器的電路結構和工作原理，與同學一起總結出其工作特性表。在學生充分理解了555定時器的工作特點以后，再分別講授每種電路的特點，然后引導同學根據555定時器的特點該如何由其外接電阻電容以分別實現這三種電路。這樣調整教學內容，并循序漸進地引入知識點后，學生也感覺知識脈絡較課本上更清晰，教學內容邏輯性更強，更容易理解和掌握。

再比如，在講授完第二章邏輯代數基礎后，調整第三章和第四章的順序，直接講授第四章，因為第四章組合邏輯電路中有關電路分析和設計所應用到的邏輯函數各種形式的轉換都恰好是第二章中剛剛講授過的部分，因為學生還沒有遺忘，所以接受起來十分容易。這樣學習第四章知識的同時又恰好是對第三章重點內容的復習，這就起到了一箭雙雕的作用，既復習了學過的知識點，又學習了新的內容。而第三章門電路的主要內容是講解各種芯片的內部結構，在知識體系上與第二章和第四章少有交叉，所以調整教學順序對各個章節的學習也沒有影響。

教學過程中，引導同學根據以前學過的知識點對后續知識進行主動學習，而不是在教師講一點，學生學一點。例如，當講授組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析與設計時，教師先講授電路的分析步驟和過程。然后當講授電路的設計時，向學生指出，電路的設計與分析恰好是一個逆過程，也就是電路設計的最后一步是電路分析的第一步，從而引導學生復習電路分析的第一步，像這樣引導學生自己動手逐步地設計出一個電路。既復習了電路分析的各個步驟，又使學生主動參與到新知識的學習過程中，學生的學習效果當然要好于以往的填鴨式教學。

像這樣對教材進行抽絲剝繭的二次加工，形成教學導案，使知識點銜接更加緊密，知識結構安排更加合理，邏輯性更強，學生學習起來也反映調理清晰，學習效果更好。

3 實驗內容的改革

數字電子技術是一門實踐性很強的課程，通過實驗教學環節可以將理論課的知識與實踐有效地結合起來，提高同學們的動手能力并增強其學習興趣，所以實驗環節的設置和操作是十分重要的事情[11]。根據課程內容，將實驗分為驗證性實驗和設計性實驗兩種，通過驗證性實驗，幫助同學們將理論課上所學的知識進行更進一步的消化理解。傳統教學中實驗的設置只是根據教學大綱讓同學做一些驗證性的實驗，教學改革中更應重視同學的動手能力，多設置一些設計性的實驗內容。

在實驗課之前，提前布置好實驗課題，根據所學內容讓學生設計貼近生活的一些小實驗，同學需要在課后運用課堂所學內容進行分析，設計，繪制電路圖，在實驗課上用教師所提供的設備和元器件分組共同完成，這樣就真正做到了理論聯系實際和學以致用。當同學們利用課堂所學知識，通過自己動腦動手而完成一個實驗時，就會有一種小小的成就感，更激發了他們學習的興趣。

例如，在第三章組合邏輯電路的設計中，讓學生設計一個演唱會門票入口識別電路，其中男士持藍票可以進入，女士持紅票可以進入，而如果手中持有綠票，則不分男女都可以進入。這個電路的設計難度要高于課堂中所講授的電路，對于男女性別的設置就給學生提出了一個新的問題。因為電路貼近日常生活，所以同學們都很感興趣，積極地參與到了電路的設計和討論中。同學們自己選取變量，定義變量，畫真值表，簡化電路，畫電路圖，最后在實驗箱上動手實現了自己設計的電路時，都非常興奮。不但把理論課上所學的知識融會貫通，而且還增強了他們的動手能力和團隊協作能力，雖然實驗課時比以往時間長，但是同學們學到了更多的知識，更觸發了其熱愛本專業的熱心。

除了教學大綱所規定的實驗學時以外，我們還為學生創建了電子設計的興趣小組，提供開放實驗室，指導學生開展各種電子技術方面的實驗，這些同學已經在校內外的電子設計大賽和創新項目中取得了優異的成績。有效地培養了學生的創新精神，團隊協作能力，并使得其專業知識得到了進一步的精進。

4 考核方式的改變

傳統的考試方式只是憑借一張期末試卷就決定了學生在本學期的成績，而平時成績所占的比重較小，這種單一的考核方式局限性很大，面對這樣的考試，學生也必然都把重點放在期末的突擊上，而不重視平時對知識的探究和深入學習[12]。而且由于個別平時不認真學習的同學在考試時作弊，或是有的平時努力學習的同學考試時發揮失常，所以這種考試方式也略顯僵硬和死板，很難測試出同學學習的真實水平。所以應提高平時成績所占比重，而平時成績的給定又要通過靈活多樣的形式予以體現，除了課堂點名、提問、測試以外，筆者還采用了如下的幾種方式輔助平時成績的給定。

在參與式教學中的各種活動中，視各位學生的表現情況予以平時成績的記錄，對于積極主動參與到教學活動中的同學，平時成績上給予加分。課后布置需要同學查閱資料以形成匯報資料的議題，比如文本文件或是PPT課件展示，并要求學生上臺進行匯報。期末要求同學之間互相錄制視頻，視頻中每位學生對本學期各章所學的重點內容進行總結闡述。

通過多種形式對學生平時的學習進行實時的跟蹤考核，這樣既能夠多方位多角度全面地考核學生的真實學習情況，又能夠在這個過程中激發學生的學習興趣和參與程度，所以會在很大程度上督促其自主學習。

5 加強師生交流

現在通訊設備比較發達，而學生們也是經常使用手機上網，所以可以建立起教師和學生的微信群，方便學生有問題時隨時向教師提問，問題也可以及時得到解答。教師還可以在開課前將需要學生們查找的與課程有關的問題或資料發到微信群，使學生可以提前對所學的知識有所了解。在每章講授結束后教師在微信群發布本章重點內容，方便同學們記憶并及時地整理知識點，同學們之間也可以在群里交流課堂所學內容，有利于教師更好地掌握學生的學習情況。同學們也感到這種溝通的形式很新穎，有助于增強其學習熱情，這也更拉近了師生之間的關系，使得師生之間的溝通更加順暢。

6 結語

數字電子技術課程教學是一項復雜的系統工程，教學改革只是手段，隨著數字電子技術的不斷更新，也帶給教師新的挑戰，如何利用有限的學時傳授給學生更多的知識和信息，如何培養出創新型人才，使得高校的同學們能更好地適應社會，這都是作為教師都應該不斷思考和探討的問題，教學改革之路任重而道遠。在此，筆者對數字電子技術的改革提出了一些相關的想法，不正之處歡迎指正。

[1] 郁玲艷.“數字電路”教學改革探討[J].中國電力教育，2010(30)；80-81.

[2] 周遠情，姜言東.深化教學改革提高教學質量[N].中國教育報，2006-12-12(13).

[3] 藍良生.淺談數字電路實驗教學改革[J].科技信息(學術研究)，2008(36)：23-24.

[4] 閻石.數字電子技術基礎[M].第5版.北京：高等教育出版社，2006.

[5] 戴麗萍.EDA在“數字電子技術”課程教學中的應用[J].高等論壇，2006(6)：92-93.

[6] 郭玉華，龐學民，岳彩青.“數字電子技術基礎”理論實踐一體化教學改革初探[J].中國電力教育，2012(14)：69-70.

[7] 尹淑娟.《數字電路》課程教學改革初探[J].科技信息，2010(28)：22-23.

[8] 曹云明.參與式教學在高校課堂教學中的應用技巧[J].教改之窗，2012(11)：8-9.

[9] 單穎.參與式教學方法在高校課堂教學中的應用[J].皖西學院學報,2006(4)：15-16.

[10] 江捷.運用多媒體技術深化《數字電子技術》課程教學手段的改革[J].華北航天工業學院學報，2006(S1):87-89.

[11] 楊玉強，騰香，戴心來.電子技術課程的改革研究與實踐[J].電氣電子教學學報，2006,28(2)：32-34.

[12] 林屹.數字電子技術課程教學方法的改革與實踐[J].中國電力教育,2008(21)：71-72.

責任編輯：劉 琳

Research and Practice on Teaching Method Reform ofDigitalElectronicsTechnology

SUN Shangyuana, DENG Leileib

(a. College of Engineering and Technology; b. College of Information and Technology, Jilin Agricultural University, Changchun 130117, China)

DigitalElectronicsTechnologycourse plays an important role in cultivating innovative ability and practical ability of engineering majors. To further improve the quality of teaching, this paper puts forward some ideas and implementation methods for the teaching reform on digital electronics technology of undergraduates from teaching methods, teaching materials processing, experimental teaching, evaluation and test as well as communication between teachers and students. The results show that these methods have improved students’ learning enthusiasm and practical ability, having some good teaching effects.

participatory teaching method; teaching guidance case; teaching reform

2016-12-20

國家省級大學生創新創業訓練計劃項目(201610193052)；吉林省教育科學十三五規劃課題(GH16207)；2015年吉林省高等教育教學改革研究重點課題(SJZD201502)；2015年吉林省高等教育教學改革研究重點課題(SJZD2015002)；吉林農業大學決策咨詢課題(JCZX2016008)

孫上媛(1977-)，女，吉林長春人，講師，碩士，主要從事高等教育教學管理研究。

G642

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1009-3907(2017)04-0118-04