黃川 童強(qiáng)
摘 要: 本文以“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的實施為背景,提出了我院《數(shù)字電子技術(shù)》理論與實踐課程改革的具體措施,通過在我院電子信息專業(yè)范圍內(nèi)實施的改革,推動了我院“卓越工程師”的教育培養(yǎng)計劃,為進(jìn)一步探索本門課程的教學(xué)改革奠定了良好的實踐基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞: 卓越工程師 教學(xué)改革 系統(tǒng)設(shè)計
2010年,教育部落實國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要的首個重大教育改革計劃——卓越工程師培養(yǎng)計劃推出,我院以此為契機(jī),在電子信息工程專業(yè)頒布并實施了《樂山師范學(xué)院“教改實驗班”實施辦法》,每個年級都成立“卓越工程師創(chuàng)新實驗班”。2012年,我院積極申報了四川省普通本科高等學(xué)校卓越工程師教育培養(yǎng)計劃試點專業(yè)。本著積極落實“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”這一具體目標(biāo),我們探索了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的基本思路,提出了計劃的具體內(nèi)容和實施效果及實施過程中遇到的問題。
一、數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)過程中存在的問題
根據(jù)我院的開課計劃,學(xué)生應(yīng)在大一第一學(xué)期就完成《數(shù)字電子技術(shù)》這門課程的學(xué)習(xí)。因為在此之前學(xué)生沒有接觸過《電路分析》和《模擬電子技術(shù)》,所以在數(shù)字電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)過程中存在以下問題:
1.部分學(xué)生把握不好理論課的學(xué)習(xí)重點。
課前沒有好好預(yù)習(xí),上課時沒有理清老師教學(xué)的思路,單純地指望老師在多媒體上展示章節(jié)的重難點。
2.部分學(xué)生上實驗課的主觀能動性不強(qiáng)。
大多數(shù)學(xué)生能夠獨(dú)立完成幾個基礎(chǔ)驗證性實驗,但是對實驗中遇到的問題無法正確地解決,而且很大一部分學(xué)生無法獨(dú)立完成綜合設(shè)計性較強(qiáng)的一些實驗。
3.學(xué)習(xí)中沒有進(jìn)取精神。
無論是理論課還是實驗課,很多學(xué)生都無法做到知其然并知其所以然。很多學(xué)生都習(xí)慣老師的“填鴨式”教學(xué)方式,不能舉一反三。
二、教學(xué)改革的初步探索
1.把握教學(xué)重點,理論與實踐相結(jié)合。
《數(shù)字電子技術(shù)》的課時有限,如何在有限的時間內(nèi)讓學(xué)生學(xué)會獨(dú)立分析簡單的數(shù)字電路是教學(xué)重點。傳統(tǒng)理論課教學(xué)模式往往通過PPT的形式給學(xué)生展示課程的主要內(nèi)容,讓學(xué)生在課堂45分鐘內(nèi)學(xué)會書本上的理論知識。我們將《數(shù)字電子技術(shù)》這門課程的主要教學(xué)內(nèi)容分成三部分:邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、組合邏輯電路的分析與設(shè)計及時序邏輯電路的分析與設(shè)計。從小規(guī)模的門電路和觸發(fā)器出發(fā),逐步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)中規(guī)模的編碼器、譯碼器、計數(shù)器等。
為了引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立自主地思考問題和解決問題,我們嘗試在理論課上穿插一些數(shù)字電路的軟件分析和設(shè)計。例如,當(dāng)講到用二極管構(gòu)成時,我們雖不能把實驗臺搬上講臺,但可以在課堂上用Multisim或Protues軟件畫出相應(yīng)的電路圖并進(jìn)行現(xiàn)場仿真,讓學(xué)生在理論課上就直觀地了解電路的構(gòu)成并且學(xué)會分析。
2.加強(qiáng)綜合設(shè)計性實驗,提高學(xué)生的實驗素質(zhì)。
做實驗一方面是為了驗證已有的理論知識,另一方面是通過合理的實驗設(shè)計及操作,掌握獨(dú)立搭接電路的技能。在實驗過程中,可以鍛煉學(xué)生的動手操作能力及利用已學(xué)理論解決實際問題的能力等。傳統(tǒng)實驗教學(xué)主要是驗證性實驗偏多,大多數(shù)實驗都只需要學(xué)生按照書本上的要求搭接電路,通過在實驗箱上進(jìn)行驗證從而掌握電路的基本工作原理。但是這種方法往往讓學(xué)生印象不深,收獲不大。在教學(xué)改革中,我們嘗試性地增加了綜合設(shè)計性實驗的比例,比如一學(xué)期的總實驗個數(shù)是8個,可以做4個驗證性實驗和4個綜合設(shè)計性實驗。學(xué)生通過做綜合設(shè)計性實驗,可以學(xué)會自行設(shè)計實驗方案,獨(dú)立搭接電路并進(jìn)行驗證。同時在實驗過程中會遇到一系列問題,通過解決這些問題,提高學(xué)生的工程實踐素養(yǎng),更進(jìn)一步地培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力。
3.強(qiáng)化軟件仿真,引入虛擬實驗內(nèi)容。
實驗課不應(yīng)局限在單純的數(shù)據(jù)測量和記錄上,更應(yīng)該側(cè)重于學(xué)生能夠?qū)﹄娐返男阅苓M(jìn)行比較及現(xiàn)場仿真,分析電路的故障,從而進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。尤其是有部分實驗由于靈活性強(qiáng),只能在軟件上完成。我們在綜合設(shè)計性實驗中要求學(xué)生在拿到題目的前一周自己查閱相關(guān)資料,擬定設(shè)計方案和步驟,自行選取器材,設(shè)計實驗電路。為了保證成品的正確率,我們要求學(xué)生在設(shè)計好電路之后先進(jìn)行軟件仿真。待軟件中電路的所有功能都能實現(xiàn)后,再進(jìn)行實物的裝配和調(diào)試。
4.改革電子技術(shù)課程設(shè)計內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。
傳統(tǒng)電子技術(shù)課程設(shè)計一般都是老師給出一系列題目,要求所有學(xué)生在一到兩周內(nèi)完成自己所選題目的電路設(shè)計、裝配和調(diào)試。在教學(xué)改革中提倡學(xué)生自擬課程設(shè)計的題目,給予學(xué)生充分的自主性和創(chuàng)新性,讓學(xué)生獨(dú)立選擇自己感興趣的題目。在具體實施過程中,不用等到教學(xué)實踐周再布置任務(wù),可以在學(xué)期中期就布置任務(wù),由學(xué)生自由組隊完成課程設(shè)計的題目。
三、達(dá)到的成效及發(fā)現(xiàn)的問題
通過近兩年的教學(xué)改革實踐發(fā)現(xiàn),《數(shù)字電子技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)收到了較好的教學(xué)成效。比如學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高了,同時也提前感知了電子信息工程專業(yè)今后的教學(xué)內(nèi)容。通過問卷調(diào)查,對本課程的滿意度明顯提升。但是在教學(xué)改革過程中遇到了很多問題,比如部分學(xué)生在組隊完成綜合設(shè)計性實驗的時候有懶惰情緒,經(jīng)常照抄同組人的實驗結(jié)果。上理論課之前有部分學(xué)生沒有預(yù)習(xí),導(dǎo)致教學(xué)效果還需進(jìn)一步強(qiáng)化。我們還將進(jìn)一步進(jìn)行教學(xué)改革,力求讓這門課程的教改上升到一個新的層次。
參考文獻(xiàn):
[1]王振義,王勇智.基于“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”的實驗教學(xué)改革探索[J].科技資訊,2012(9):184-185.
[2]何金兒,劉一清.改革《數(shù)字電路實驗》教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].教育教學(xué)論壇,2012(26):8-10.
[3]劉芳.淺談數(shù)字電路實驗教學(xué)中學(xué)生設(shè)計能力的培養(yǎng)[J].中國科技縱橫,2010(21):126-126.
[4]車永莉,曹小龍.數(shù)字電路基礎(chǔ)實驗教學(xué)研究[J].高校實驗室工作研究,2012(1):13-14.
[5]鮑寧寧.關(guān)于優(yōu)化數(shù)字電路實驗教學(xué)體系對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的探討[J].實驗室科學(xué),2011,14(2):193-194.