甘家梁

(孝感學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)學(xué)院,湖北孝感 432000)

“數(shù)字電子技術(shù)”是電類專業(yè)重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,理論性和實(shí)踐性都較強(qiáng)。因涉及的知識(shí)面廣,對(duì)于許多邏輯數(shù)字的概念和相關(guān)邏輯器件的應(yīng)用無法產(chǎn)生相應(yīng)的實(shí)物映像,學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)往往感到抓不住要領(lǐng),枯燥難學(xué)。如何革新傳統(tǒng)的教學(xué)方法,提高數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)水平和質(zhì)量,把先進(jìn)的教學(xué)思想和理念應(yīng)用到課程教學(xué)中,一直是我們?cè)诮虒W(xué)上探索的方向。近年來,筆者把項(xiàng)目化教學(xué)法應(yīng)用在數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)中,取得了一定成效,對(duì)此作一總結(jié),與同行探討。

“項(xiàng)目教學(xué)法”是通過實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)。其目的是在課堂教學(xué)中把理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合起來,充分發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造潛能,提高學(xué)生解決實(shí)際問題的綜合能力。項(xiàng)目化教學(xué)法的特點(diǎn)是通過“教與學(xué)、學(xué)與做”的互動(dòng),促進(jìn)雙向交流。采用類似科學(xué)研究及實(shí)踐的方法,促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)積極發(fā)展。在教學(xué)活動(dòng)中,教師將需要解決的問題或完成的任務(wù)以項(xiàng)目的形式交給學(xué)生,在教師的指導(dǎo)下,以小組工作方式,由學(xué)生自己按照實(shí)際工作的程序,共同制定計(jì)劃、共同或分工完成整個(gè)項(xiàng)目。在項(xiàng)目教學(xué)中,學(xué)習(xí)過程成為一個(gè)人參與的具有創(chuàng)造性的實(shí)踐活動(dòng)。

在應(yīng)用型本科院校中采用項(xiàng)目法教學(xué),不僅給學(xué)生傳授基礎(chǔ)理論知識(shí),更重要的是為學(xué)生創(chuàng)造更多的研究機(jī)會(huì),提高了學(xué)生的科研意識(shí),促進(jìn)了學(xué)生實(shí)踐能力、研究能力和創(chuàng)新精神的形成。

1 項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用

在數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)的課程教學(xué)中,針對(duì)項(xiàng)目教學(xué)法的要求,對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、方法和手段等進(jìn)行了有益的探索,采取以實(shí)踐、應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)的“理論與實(shí)踐一體化”的項(xiàng)目教學(xué)理念,建立一套采用多媒體技術(shù)輔助理論傳授、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、實(shí)踐驗(yàn)證及綜合設(shè)計(jì)相結(jié)合的全方位的課程教學(xué)新體系[1],在講授理論基礎(chǔ)時(shí)貫穿項(xiàng)目來闡釋理論,然后在項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)過程中夯實(shí)理論基礎(chǔ),教學(xué)時(shí)根據(jù)對(duì)應(yīng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)出應(yīng)學(xué)習(xí)哪些知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)(選取原料),這些知識(shí)以什么樣的方式進(jìn)行銜接組合的,要讓學(xué)生心中有數(shù)(見圖1)。

圖1 知識(shí)庫(kù)與項(xiàng)目關(guān)系示意圖

在具體項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)引導(dǎo)下使深?yuàn)W的理論推導(dǎo)變得有形易懂、易掌握,使學(xué)生既能了解基本原理,又能動(dòng)手操作相關(guān)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,從而達(dá)到應(yīng)用型本科院校的課程教學(xué)目標(biāo)。

2.1 選擇項(xiàng)目

項(xiàng)目教學(xué)中項(xiàng)目的選取是關(guān)鍵。這里的項(xiàng)目主要是指針對(duì)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容而設(shè)計(jì)的能由學(xué)生獨(dú)立完成,同時(shí)可收到良好教學(xué)效果的任務(wù)。確立本課程的學(xué)習(xí)項(xiàng)目時(shí)注意到了以下幾個(gè)方面:

(1)既要突出學(xué)生對(duì)基本理論知識(shí)掌握的要求,也要培養(yǎng)電子器件操作能力的訓(xùn)練,滿足理論和動(dòng)手能力的需求,同時(shí)又充分考慮了學(xué)生升學(xué)讀研對(duì)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的需要。

(2)根據(jù)教學(xué)大綱要求的教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)分布,設(shè)計(jì)具有針對(duì)性的項(xiàng)目。從學(xué)生實(shí)際的知識(shí)水平和實(shí)現(xiàn)任務(wù)的能力來確定項(xiàng)目的難易程度,既要能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)又要能引起學(xué)生的思考和討論。在整門課程的內(nèi)容編排上,考慮到了學(xué)生的認(rèn)知水平,由淺入深、按教學(xué)任務(wù)的難易程度來安排課程內(nèi)容與項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)能力的逐步遞進(jìn)。

(3)把理論知識(shí)體系細(xì)化,把學(xué)生將來從事項(xiàng)目活動(dòng)中所需的基本知識(shí)和專業(yè)技能,分解到具體的、真實(shí)的項(xiàng)目中去,以項(xiàng)目的實(shí)施為主線,貫穿各個(gè)相關(guān)的理論知識(shí)點(diǎn)。真正實(shí)現(xiàn)“學(xué)中做,做中學(xué),學(xué)就會(huì)”。

2.2 項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施過程

要確保項(xiàng)目教學(xué)法在數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程順利實(shí)施,我們必須按教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)大綱要求,對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合,在各個(gè)主要的教學(xué)單元中貫穿實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,以教學(xué)和實(shí)驗(yàn)大綱為藍(lán)本,細(xì)化章節(jié)界限,結(jié)合物理、數(shù)學(xué)、門電路的知識(shí)和數(shù)字電路的知識(shí)進(jìn)行整合優(yōu)化,變成各個(gè)電子電路應(yīng)用單元,適時(shí)運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法,使得學(xué)習(xí)過程是一個(gè)不斷成功地完成項(xiàng)目的過程。

結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)計(jì)劃的具體要求,構(gòu)建了如圖2所示的數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)體系。在教學(xué)體系的實(shí)施過程中,課堂理論教學(xué)中采用的是理論傳授與之對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目分解相結(jié)合的教學(xué)模式,而實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)采用的是如圖3所示的以項(xiàng)目為中心的一體化模式[2]。整個(gè)模式是在整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系、各相關(guān)專業(yè)的專業(yè)背景和社會(huì)實(shí)際需求的基礎(chǔ)上構(gòu)建的,主要特色在于“理論知識(shí)項(xiàng)目化”、“以實(shí)為主,虛實(shí)結(jié)合”和“多元化”,根本目的在于縮短“專業(yè)基礎(chǔ)課”和“實(shí)際應(yīng)用”間的距離[3]。教學(xué)體系中,整個(gè)目的是培養(yǎng)應(yīng)用性人才,突出的是學(xué)生對(duì)數(shù)字電路的分析、設(shè)計(jì)能力以及硬件操作技能的提高,設(shè)計(jì)、創(chuàng)新理念的更新。

圖2 數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)體系框圖

在項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用中,實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、課程設(shè)計(jì)和開放創(chuàng)新構(gòu)成了有機(jī)的三角環(huán)節(jié)?！伴_放創(chuàng)新”是指在開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的相關(guān)軟、硬結(jié)合數(shù)字電路的仿真與設(shè)計(jì)、較為復(fù)雜的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的完成和實(shí)用數(shù)字綜合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等,是實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和課程設(shè)計(jì)的有益補(bǔ)充,也是學(xué)生對(duì)數(shù)字電路應(yīng)用能力提升的有效途徑,主要以學(xué)生自主設(shè)計(jì)與制作為主。

我們按照數(shù)字電子技術(shù)培養(yǎng)目標(biāo),根據(jù)教學(xué)大綱和實(shí)驗(yàn)大綱的要求,篩選具有代表性的5個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目(根據(jù)各學(xué)校的課時(shí)安排,可以選擇更多),理論知識(shí)點(diǎn)與具體項(xiàng)目設(shè)置見表1。

由表1可知,五個(gè)知識(shí)模塊對(duì)應(yīng)五個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K(五個(gè)階段項(xiàng)目),涵蓋了作為應(yīng)用型本科院校學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)需要掌握的主要內(nèi)容,其中既有基礎(chǔ)的項(xiàng)目也有提高項(xiàng)目,在最后一個(gè)綜合項(xiàng)目模塊里,要求對(duì)學(xué)生能力和職業(yè)素質(zhì)的總體訓(xùn)練。因此,在具體教學(xué)時(shí)將所需要的知識(shí)分成各個(gè)知識(shí)庫(kù),如:物理.數(shù)學(xué)、晶體管、基本門電路、組合門電路、觸發(fā)器、時(shí)序電路.脈沖波形產(chǎn)生與變化電路、D/A轉(zhuǎn)換等知識(shí)庫(kù)[5]。

表1 知識(shí)模塊與項(xiàng)目的對(duì)應(yīng)關(guān)系[4]

在項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施過程中,學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)只要掌握了相關(guān)知識(shí)庫(kù)的內(nèi)容,就能做出自己的作品。從學(xué)習(xí)第一個(gè)項(xiàng)目開始依次往后完成,使得學(xué)習(xí)過程是一個(gè)不斷成功地完成項(xiàng)目的過程。當(dāng)所有項(xiàng)目任務(wù)全部完成,大綱要求主要的知識(shí)點(diǎn)就全學(xué)完了,也掌握了。即便只完成部分項(xiàng)目任務(wù),也可以去做一些小電路了,事實(shí)并沒有必要學(xué)完全部知識(shí)才可以去做開發(fā)的。這樣對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性,無疑是個(gè)成功的引導(dǎo)。

2 項(xiàng)目化教學(xué)的體會(huì)

項(xiàng)目化教學(xué)的應(yīng)用能很好地構(gòu)建學(xué)生“知識(shí)、能力、素質(zhì)、創(chuàng)新”的統(tǒng)一。

(1)課堂教學(xué)貫穿項(xiàng)目剖析激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。數(shù)字電子技術(shù)的項(xiàng)目化教學(xué)讓學(xué)生全方位接受課程的內(nèi)容。同時(shí),學(xué)生自身的實(shí)踐參與加深了對(duì)數(shù)字電路的喜愛。

(2)增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性。大力推進(jìn)以學(xué)與做相結(jié)合的項(xiàng)目化教學(xué)法,教學(xué)計(jì)劃的細(xì)化和項(xiàng)目的選擇提高了教師的業(yè)務(wù)水平,拉近了學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識(shí)與實(shí)踐的距離。從學(xué)生積極參加智能小車等全國(guó)電子大賽結(jié)果來看,學(xué)生科研能力得到顯著提高。

(3)改進(jìn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。緊跟電子技術(shù)的發(fā)展步伐,減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),增加探索性實(shí)驗(yàn),刪除內(nèi)容陳舊的實(shí)驗(yàn),增加仿真等教學(xué)新方法。新技術(shù)和探討性的綜合性實(shí)驗(yàn)。

(4)鼓勵(lì)引導(dǎo)學(xué)生參與科研活動(dòng)。在應(yīng)用型本科生中,注重學(xué)生早期參加科研訓(xùn)練很有必要,讓學(xué)生獲得科研活動(dòng)的機(jī)會(huì),提高學(xué)生的研究能力。在教學(xué)過程中,學(xué)生學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)了創(chuàng)新,學(xué)會(huì)了做人,使學(xué)生的求真務(wù)實(shí)的科學(xué)精神得到加強(qiáng),良好的意志品質(zhì)得到鍛煉,為學(xué)生的成才奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 結(jié)束語

數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)改革,我們只是處于探索階段,雖取得一定的教學(xué)效果,但也面臨許多困難。從總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的角度,可把數(shù)字電子技術(shù)課程改革總結(jié)為:一是為適應(yīng)數(shù)字電子技術(shù)課程的現(xiàn)狀,教學(xué)手段的改革勢(shì)在必行,電子教案,網(wǎng)絡(luò)課件,仿真手段,與傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。二是以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為代表的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的改革,對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有重大意義,并將進(jìn)一步推進(jìn)數(shù)字電子技術(shù)等系列課程的改革深入發(fā)展。

[1] 楊玉強(qiáng),騰香,戴心來,等.電子技術(shù)課程的改革研究與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2006(4):12-14.

[2] 薛延俠,鄭燕.“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)改革的探討[J].西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào),2006(11):116-118.

[3] 張升義.《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)踐課程的教學(xué)改革與探索[J].孝感學(xué)院學(xué)報(bào),2009(6):121-123.

[4] 陳大欽,羅杰.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)[M].3版.北京:高等教育出版社,2006.

[5] 康華光,鄒壽彬,秦臻.電子技術(shù)基礎(chǔ):數(shù)字部分[M].5版.北京:高等教育出版社,2006.