任 希,侯建軍,李趙紅,路 勇,曾 濤

(北京交通大學電子信息工程學院,北京100044)

0 引言

研究性教學的理念是通過教學過程引導學生進行研究性學習,從而讓學生掌握知識、培養(yǎng)學生的研究與創(chuàng)新能力。研究性教學的目的不僅是使學生掌握系統(tǒng)的科學知識,更重要的是使學生綜合運用知識去發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題,得到思維訓練,學會知識的應(yīng)用,學會研究與探索。因此,研究性教學的教學模式除保留了傳統(tǒng)的課堂教學模式以外,表現(xiàn)出更加靈活和多樣性,更具開放性[1]。

我們在“數(shù)字電子技術(shù)”課程中進行了研究性教學的探索和實踐。我們把“數(shù)字電子技術(shù)”的研究性教學分成了三個階段:準備階段是激發(fā)學生的學習熱情,增強學生的探知欲;學習階段是使學生獲取知識,訓練思維和培養(yǎng)能力;第三階段是實施階段。

1 準備階段

“數(shù)字電子技術(shù)”課程研究性教學的準備階段應(yīng)該以培養(yǎng)學生對“數(shù)字電子技術(shù)”課程的興趣和激發(fā)學習熱情為主,啟發(fā)他們的研究和創(chuàng)新意識。

教師在緒論課中要花較多的時間介紹數(shù)字電子技術(shù)的歷史和現(xiàn)狀,讓學生完成一篇小論文,內(nèi)容是反映數(shù)字電子技術(shù)在各個領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀,但要求學生結(jié)合專業(yè),比如通信、自動控制和計算機領(lǐng)域,也可以是消費電子領(lǐng)域。目的是激發(fā)學生的學習熱情,引起學生的求知欲,并籍此讓學生學會如何查找文獻。

2 學習階段

研究性教學重視教學的結(jié)果,但更注重教學過程以及學生在教學過程中的體驗與成長[2]。教師是主導者,引導學生完成研究性學習,激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。

我們在“數(shù)字電子技術(shù)”教學階段,有如下的研究性教學過程。

1)探究式教學

在探究式教學中需要教師去引導學生在學習中提出問題,培養(yǎng)他們主動提出問題的能力。為此,我們在“數(shù)字電子技術(shù)”課程中先由教師在課堂上提出問題,問題的提出由淺入深。比如用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)的依據(jù),T TL器件和COMS器件是否可以直接連接等[3]。而在組合邏輯電路和時序邏輯電路學習中,可以增大問題的難度和復(fù)雜度。

2)專題研討

我們在課程主要的知識點授課時增加了專題研討。比如,集成電路的工作過程、外部特性和三態(tài)總線傳輸數(shù)據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用;硬件描述語言VHDL的行為描述與結(jié)構(gòu)描述;維持阻塞D觸發(fā)器與邊沿JK觸發(fā)器結(jié)構(gòu)及工作原理與特點;同步和異步時序電路的分析設(shè)計;高性能A/D與D/A的外特性研究等[3]。

3)作業(yè)研討

研究性教學中,還可以讓學生參與課后作業(yè)與章節(jié)小結(jié)兩個過程。采用作業(yè)研討的方法,特別是對那些在教科書中不能直接找到答案或具有設(shè)計性質(zhì)的習題。通過討論可以得出多個結(jié)論,可以開闊學生的思路。學生寫章節(jié)小結(jié)可以提高學生對所學知識的歸納能力。

3 實施階段

在“數(shù)字電子技術(shù)”課程的實踐性教學中,我們依然分成為驗證性實驗、設(shè)計性實驗和課程設(shè)計三個部分。

1)驗證性實驗

在驗證性實驗中,我們除了讓學生掌握器件的使用和電路邏輯功能的驗證外,更強調(diào)參數(shù)對器件和電路的影響,比如不同電平、不同頻率信號對器件和電路的影響,器件和電路的帶負載能力等。

2)設(shè)計性實驗

在“數(shù)字電子技術(shù)”研究性教學實踐中,我們認為對于設(shè)計性實驗,教師提出的設(shè)計題目不宜過難和復(fù)雜。學生應(yīng)學會如何提出問題,如何查閱各種器件手冊和相關(guān)文獻資料,如何綜合運用已經(jīng)學過知識,如何學習還未學過的知識,如何設(shè)計電路及如何調(diào)試電路達到要求的指標等。

3)課程設(shè)計

我們把學生分成兩種類型。對于創(chuàng)新思想活躍的學生,鼓勵他們積極參與創(chuàng)新活動。讓他們自己選擇和完成課程設(shè)計題目,教師應(yīng)當控制學選題的難易程度和實現(xiàn)過程的復(fù)雜程度。比如所用的器件參數(shù)能否實現(xiàn)提出的技術(shù)指標,安裝技術(shù)能否實現(xiàn)電路正常工作等。對于創(chuàng)新思想不夠活躍的學生,應(yīng)由學生自主完成資料的查找,電路的設(shè)計、安裝和調(diào)試,最后達到設(shè)計的技術(shù)要求。

4 結(jié)語

在課程中適度增加新技術(shù)和新知識,有利于研究性教學的進行,有利于學生的研究性學習。我們在課程中增加了Multisim等電路仿真軟件的使用,鼓勵學生用電路仿真軟件去完成作業(yè)。我們還開設(shè)了EDA課程設(shè)計,增加了可編程邏輯器件的使用內(nèi)容,以此提高學生的學習和研究興趣。

在研究性教學中,不僅要在教學方法上進行改革,還要有時間和硬件條件加以保障,為此我們把“數(shù)字電子技術(shù)”課程的教學時間由原來的48學時,提高到現(xiàn)在的64學時。同時開放實驗室,增建創(chuàng)新技術(shù)實驗室,為學生研究性學習提供便利的條件。此外,我們還幫助學生參加全國和北京市的電子競賽,使他們的研究和創(chuàng)新得到可持續(xù)發(fā)展。

[1] 李宏祥.姚利民.史曼莉.康雯.蔣家瓊.大學研究性教學內(nèi)涵、特征和過程[J].長沙:湖南社會科學,2008年第5期

[2] 陳建平.范欽珊.鄧宗白.從工科基礎(chǔ)課程的特點出發(fā)開展研究性教學[J].北京:中國大學教學,2008年第5期

[3] 侯建軍主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)—2版[M].北京:高等教育出版社,2007.12

[4] 貢福海.研究性教學體系構(gòu)建:點、線、面、體結(jié)合[J].北京:中國大學教學,2009年第4期