馬艷娥 郭晉蜀山西農業(yè)大學信息學院 山西晉中 030800

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數(shù)字電子技術課程教學方法的創(chuàng)新探索與實踐

馬艷娥 郭晉蜀
山西農業(yè)大學信息學院 山西晉中 030800

摘 要：主要闡述了以CDIO模式為基本借鑒，以“兩條主線、三個環(huán)節(jié)、兩個空間”教學思路為基本載體的數(shù)字電子技術課程教學方法的創(chuàng)新探索與實踐。首先指出數(shù)字電子技術課程的重要性與先進性，提出以精講、多練、勤思實現(xiàn)課程教學提質、增效、升級的創(chuàng)新探索與實踐的思路；接著詳細介紹了該思路的具體內容以及在其指引下的創(chuàng)新探索與實踐的具體做法；最后強調了這些對策的教學實踐效果。

關鍵詞：數(shù)字電子技術；教學方法；創(chuàng)新與實踐

1　課程現(xiàn)狀與研究背景

數(shù)字電子技術課程既是電子、電氣、機電、自動化等工科本科專業(yè)最重要的專業(yè)基礎課之一，也是最有條件將構思、設計、實施、運行一體化工程應用能力培養(yǎng)融入其教學全過程中的課程之一。數(shù)字電子技術橫亙在工程電路分析、模擬電子技術等重要專業(yè)基礎課和微機原理與接口技術、單片機原理及應用、DSP技術、微機控制技術等重要專業(yè)課之間，其在這兩大部分課程之間上掛下聯(lián)、承上啟下的舉足輕重作用，已經使它的應用幾乎滲透到了現(xiàn)代工程領域的方方面面。隨著半導體集成電路的集成度和復雜程度的不斷提高，更加日益凸顯出數(shù)字電子技術的重要程度及其應用的廣泛程度［1］。

數(shù)字電子技術課程的重要性以及數(shù)字電子技術日新月異的先進性，使得如何千方百計地通過精講、多練、勤思來實現(xiàn)數(shù)字電子技術課程教學的提質、增效、升級，成為需要教學雙方持續(xù)探索的重要課題。

精講、多練、勤思的目的與重要意義分別是打好數(shù)字電子技術理論基礎、提高工程實踐的設計與實操技能和培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。CDIO作為舉世公認的21世紀高等工程技術人才的最新培養(yǎng)模式，其集先進性、科學性、系統(tǒng)性、實用性于一身的特點［2］，使其可以成為在數(shù)字電子技術課中實現(xiàn)精講、多練、勤思的基本借鑒。在教學實踐中應用“兩條主線、三個環(huán)節(jié)、兩個空間”教學思路替代傳統(tǒng)的教學方法，則是在數(shù)字電子技術課中實現(xiàn)精講、多練、勤思的重要載體。基本借鑒與重要載體相互結合，使得課堂教學的科學性和系統(tǒng)性與學生自主學習的積極性和主動性形成合力，從而實現(xiàn)了教學質量的提質、增效、升級。

2　教學方法突出“兩條主線、三個環(huán)節(jié)、兩個空間”的思路

“兩條主線”是指理論教學與實踐教學相互支撐。在數(shù)字電子技術課程的教學中，以“精講”的方式對理論課涉及的知識點、重點及難點進行闡述，實踐教學中的實驗驗證與課程設計，則是在系統(tǒng)理論指導下，使感性認識與理性認識相互轉化、相互促進、共同升華。如此相互支撐的“兩條主線”，不僅能夠使學生在“理性認識—感性認識—理性認識”的螺旋式上升過程中打好基礎、形成應用能力，還能夠使學生在產生學習興趣與學習成就感之間產生良性循環(huán)，使學習的“天天向上”成為可持續(xù)的“常態(tài)”。

“三個環(huán)節(jié)”是指理論教學環(huán)節(jié)、實驗教學環(huán)節(jié)和課程設計環(huán)節(jié)相互滲透。根據(jù)CDIO教學理念，通過“多練”的方式使學生能夠在“三個環(huán)節(jié)”中實現(xiàn)“互動、啟發(fā)、探究、體驗”的學習，引導學生利用所學理論知識提出問題和構思方案，從而找到解決問題的途徑，并逐步形成運用數(shù)字電子技術課程的知識解決實際問題的工程應用能力。

“兩個空間”是指課內教學與課外自主學習融為一體。由于數(shù)字電子技術課程理論與實際聯(lián)系十分密切，自主學習又是高校學生獲取知識增長能力的主要形式之一，引導、鼓勵、支持學生主動、積極、自覺地將課內教學活動與課外自主學習融為一體，是取得事半功倍教學效果的重要途徑。學生可以通過設法解決課外實際生活中遇到的問題培養(yǎng)“勤思”的習慣，根據(jù)課堂上學過的理論和簡單的實驗在課外自主學習中進一步開展實踐活動，將“勤思”更快地升華為實際的工程應用能力。

3　教學方法的創(chuàng)新探索與實踐的具體做法

3.1“兩條主線”中“精講”的創(chuàng)新教學方法

3.1.1以表演式教學與多媒體動畫技術創(chuàng)造理論教學中的“形象刺激”

通過創(chuàng)造性地應用“形象刺激”，可以顯著提升理論課的教學效果。采用表演式教學方式創(chuàng)造“形象刺激”，以此方式形成的精彩講解，其目的是來打破傳統(tǒng)的較為沉悶的課堂教學氛圍，讓學生感覺到聽教師講就像是在觀賞一幕戲。教師把所講的知識蘊含在了精彩的表演中，以此形成的“形象刺激”充分地吸引了學生的注意力。對于在數(shù)字電子技術課程中講到TTL電路中三極管符號這一知識點時，教師先畫出圖形符號，再用手做出像圖形的喇叭狀手勢，說明其具有放大的作用，再用手做出開關狀手勢，說明其具有開關的作用，這樣做既生動又形象，然后說明符號中箭頭的三層意義。在理論教學環(huán)節(jié)中融入表演式教學法，不僅使學生對理論性較強且較為抽象的數(shù)字電子技術課程變得感興趣，而且對所講內容記憶深刻。

采用多媒體動畫技術，是創(chuàng)造性地應用“形象刺激”的另一教學手段。應用多媒體動畫技術的目的，是以全新教學情境來精講重點知識，為課堂教學注入活力，把枯燥的專業(yè)知識轉變?yōu)閷W生易懂的實際問題。在數(shù)字電子技術課程中講解組合邏輯電路的設計這一重點內容時，以設計一個交通信號燈工作狀態(tài)的監(jiān)視電路為例［3］，在多媒體技術的輔助下，以動畫的形式替代靜止的圖片顯示，可以更加直觀地說明實際問題。先用紅黃綠燈閃爍的動態(tài)顯示，表明交通信號燈工作狀態(tài)是否正常，再根據(jù)學生在實際生活中接觸的交通信號燈進行分析判斷，最后應用所學理論知識解決實際問題。以這樣的多媒體動畫技術創(chuàng)造的“形象刺激”形式，既形象直觀又淺顯易懂，使學生理解快、印象深、用得上、記得牢，顯著改善了數(shù)字電路的教學效果。

3.1.2在課堂教學中使實踐教學與理論教學相互融入相互支撐

在課堂教學中融入實踐教學，其根本目的是解決了理論與實踐的連貫性數(shù)字電子技術課程是實踐性很強的課程，只有親自動手解決工程實際問題，才能使課堂上的理論知識得以鞏固，達到學以致用的工程技術人才培養(yǎng)初衷。在數(shù)字電子技術課程中以譯碼器部分為例，要求用74HC138譯碼器為例設計交通信號燈工作狀態(tài)的監(jiān)視電路［4］，對于這樣的小型設計實驗，可以花少量的時間進行隨堂實踐，將實驗箱放在課堂中演示設計過程，以驗證所學的理論知識，并利用課堂上所學的實踐過程，形成引導學生進行工程應用初步構思的效果，使學生對如何應用所學的理論知識去解決工程實際問題理解深刻并產生欲親手嘗試的沖動。

3.2“三個環(huán)節(jié)”中“多練”的創(chuàng)新教學方法

采用項目教學法，將CDIO的構思、設計、實施、運行融入其中。為了打破傳統(tǒng)的教學模式，以21世紀高級工程技術人員培訓的CDIO模式創(chuàng)新“三個環(huán)節(jié)”中“多練”的形式。構成以學生為中心，以工程應用貫穿教學全程為導引，以實現(xiàn)涉及課程大部分主干內容的工程設計項目為目的的項目教學法。在項目教學法中，通過教師的主導，使得理論教學環(huán)節(jié)、實驗教學環(huán)節(jié)和課程設計環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)緊扣、相互滲透，其目的是在教學中把理論與實踐有機結合，培養(yǎng)學生的工程應用創(chuàng)造能力和解決實際問題的綜合能力。

美國教育學家蘇娜丹戴克曾說過：“告訴我，我會忘記，做給我看，我會記住，讓我參加，我就會完全理解”。創(chuàng)新數(shù)字電子技術課程教學實踐中的“三個環(huán)節(jié)”，可以采用項目教學法，將“告訴我”“做給我看”和“讓我參加”融會貫通于其中。以設計表決電路的項目教學法為例，讓學生根據(jù)實際的項目按照所學理論知識進行邏輯電路的分析和設計，從“列真值表—用卡諾圖化簡—寫最簡表達式—畫出邏輯電路圖—選擇元器件—連接電路”直接到調試完成設計任務，這一系列的過程符合CDIO模式的構思、設計、實施、運行，促使學生利用學過的相關知識和技能去完成該任務，從而培養(yǎng)了學生自主發(fā)現(xiàn)、分析和處理問題的能力。通過項目教學法，充分激發(fā)學生的主觀能動性和創(chuàng)造性，引導并促進學生積極探索、主動發(fā)現(xiàn)、及時總結將理論與工程應用相互結合的規(guī)律，從而達到在工程實踐方向上對所學知識進行意義建構的目的。

3.3“兩個空間”中“勤思”的創(chuàng)新與實踐方法

如何才能使課內教學和課外自主學習這兩方面的教學具有可實踐性？在數(shù)字電子技術課程的教學中，可以組織學生人手購置一套數(shù)字電路常用芯片與分立元件的套件，外加安裝在絕緣板上的若干塊面包板、一組彩色漆包線和一個穩(wěn)壓電源。這些硬件投資的費用并不高，卻可以使得學生在課外自主學習過程中，按照CDIO模式進行構思、設計、仿真、實施、運行的一系列工程實踐活動時，就有了得以開展實際操作的最低硬件條件。其中的仿真環(huán)節(jié)可以在各自的計算機上進行，現(xiàn)在的學生，應該人手都有一臺計算機，無論是臺式機還是筆記本計算機。通過自己設計電路、制作電路板，然后利用所購買的套件做成電子產品，這樣的操作不僅增強了學生的學習興趣，更使學生真正懂得數(shù)字電子技術在工程實踐中的用途，而且將學生的學習納入了興趣與能力相互促進、共同增長的可持續(xù)發(fā)展軌道。

在課內教學和課外自主學習“兩個空間”中，還可以有多種方式促進兩者的融合。為了鼓勵、支持、促進學生課外自主學習的積極性，并使學生養(yǎng)成“勤思”的目的，成立電子協(xié)會、組織學生參加電子設計大賽等形式都被證明是可行且有效的。電子協(xié)會可以邀請有經驗的教師定期給相關專業(yè)的學生舉辦數(shù)字電子技術方面的講座，可以組織學生學習日常家電的維護和修理；組織學生參加各級各類的電子設計技能大賽，鼓勵學生積極參加各種形式電子產品的設計與制作，使學生在比賽中得到很好的學習和鍛煉［5］。通過組織這樣的活動，可以促使課內教學與課外自主學習更好地融為一體。

4　結束語

通過對教學方法創(chuàng)新探索與積極實踐，切實達到了促使數(shù)字電子技術課程的教學質量提質、增效、升級的目的。在教學方法上勇于創(chuàng)新探索與積極實踐的效果，加深了學生對理論知識的理解與掌握，激發(fā)了學生課外的學習興趣和積極性，提高了學生在工程實踐設計方面的能力，培養(yǎng)了學生分析問題和解決問題的創(chuàng)新思維，實現(xiàn)了對數(shù)字電子技術課程的精講、多練、勤思的目的，教學質量也達到了新的高度。隨著科學與技術水平的發(fā)展，我們還將不斷地在教學實踐中努力探索新的教學方法，持續(xù)提高教學質量，以達到更佳的教學效果。

參考文獻

［1］ 閻石.數(shù)字電子技術基礎［M］.北京:高等教育出版社，2006.

［2］ 顧佩華，沈民奮.重新認識工程教育:國際CDIO培養(yǎng)模式與方法［M］.北京:高等教育出版社，2009.

［3］ 林屹，葉小嶺.數(shù)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.

［4］ 劉雪鋒.“量體裁衣法”在《數(shù)字電子技術》教學中的應用［J］.現(xiàn)代計算機，2013（9）:54-56.

［5］ 金賽賽，龐博.高?！稊?shù)字電子技術》課程教學改革與探索［J］.科技信息，2013（22）:203-204.

Digital Electronic Technology Teaching Method Innovative Exploration and Practice

Ma Yane， Guo Jinshu
College of Information，Shanxi Agricultural University， Jinzhong， 030620， China

Abstract:This paper mainly expounds the CDIO mode as the basic model， the "two main lines， three links， two space" teaching idea as the basic carrier of digital electronic technology course of exploration and practice of teaching innovation. The paper pointed out the importance of the digital electronic technology course and advanced，and put forward to the idea of teaching earnestly，more practice， thinking frequently to realize the innovation and exploration of the improving the teaching quality and effciency.Then introduced the specifc content of the thought and innovation under the guidance of exploration and practice，the specifc method，fnally the paper emphasized the effect of the strategies and the teaching practice.

Key words:digital electronic technology； teaching methods； practice and innovation

收稿日期：2015-11-04

作者簡介：馬艷娥，碩士，助教。通訊作者：郭晉蜀，碩士，副教授。