創(chuàng)新性研究性學(xué)習(xí)的數(shù)字電子技術(shù)課程改革

程雪 王彬 任振輝 曾立華

摘要介紹了數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的基本情況，探討了研究性學(xué)習(xí)的改革內(nèi)容，包括自主式學(xué)習(xí)、探索式學(xué)習(xí)、實踐性學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方式，認(rèn)為在數(shù)字電子技術(shù)課程中開展研究性教學(xué)，既可以激勵學(xué)生的創(chuàng)新意識，又可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。實踐表明，在人才培養(yǎng)方面堅持教學(xué)與科研相結(jié)合、師生互動可促進共同發(fā)展，充分利用課上課下2個課堂可以提高教學(xué)的有效性，建立有效的評價指標(biāo)，有利于推動研究性學(xué)習(xí)的開展。

關(guān)鍵詞數(shù)字電子技術(shù)；研究性學(xué)習(xí)；教學(xué)改革

中圖分類號S-01文獻標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2017）35-0254-02

AbstractBasic situation of digital electronic technology basic course was introduced， while the reform content of inquiry learning was discussed， and autonomous learning， exploratory learning and practical learning were emphasized. It was thought that researchbased teaching reform in digital electronic technology course can inspire the students' innovation consciousness and cultivate the students' practical and innovation ability. Practice showed that the combination of teaching and scientific research in terms of personnel training， interaction between teachers and students can promote common development， it make full use of class， the two classroom can improve the effectiveness of teaching， establish an effective evaluation index， which is conducive to promoting the development of inquiry learning.

Key wordsDigital electronic technology； ResearchBased Teaching； The teaching reform

數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)是河北農(nóng)業(yè)大學(xué)為電類專業(yè)設(shè)置的電子類多學(xué)時專業(yè)基礎(chǔ)課，是實現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)所必須的一門課程[1]?，F(xiàn)在教學(xué)仍然沿襲著課上教師教、課下學(xué)生作業(yè)的傳統(tǒng)教學(xué)模式，缺乏學(xué)習(xí)系統(tǒng)性和學(xué)生自主動手創(chuàng)新實踐性，因此需要嘗試以學(xué)生為主導(dǎo)的創(chuàng)新性研究性學(xué)習(xí)模式，其特點是重視實踐能力和創(chuàng)造性的培養(yǎng)，主要體現(xiàn)在實踐教學(xué)的開放性、參與的全員性、教師的指導(dǎo)性、學(xué)習(xí)活動的探究性、學(xué)生素質(zhì)提高的綜合性等[2]。

1課程基本情況

作為一所以農(nóng)業(yè)為主、開設(shè)多學(xué)科的綜合性大學(xué)，工科院系的人才培養(yǎng)目標(biāo)是為河北省工農(nóng)業(yè)提供服務(wù)的應(yīng)用型人才。通過課程的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練，應(yīng)使學(xué)生獲得數(shù)字電子技術(shù)方面的基礎(chǔ)知識、基本技能，為后續(xù)數(shù)字系統(tǒng)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。該課程是機電工程學(xué)院電氣工程及其自動化、農(nóng)業(yè)電氣化與自動化、電子信息工程、自動化和測控技術(shù)與儀器等專業(yè)本科生的必修課，每年約20個班開課。

1.1理論教學(xué)在總結(jié)電類專業(yè)教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，不斷修訂和完善課程的教學(xué)體系，重新修訂了電子教案，編制了教學(xué)課件、課程路線圖等，使課程建設(shè)具有更好的基礎(chǔ)，隊伍建設(shè)更具特色。根據(jù)不同專業(yè)性質(zhì)，確定講授內(nèi)容，在優(yōu)化整合中突出專業(yè)特點，按照專業(yè)特色劃分為3個平臺（電氣類、自動化類和電子信息類）進行建設(shè)，為實行學(xué)分制教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。

1.2實踐教學(xué)針對數(shù)字電子技術(shù)這門課程編寫了配套的實驗指導(dǎo)書，改革了實驗教學(xué)內(nèi)容，增加了新器件、新技術(shù)的內(nèi)容，鼓勵學(xué)生盡早投入科研活動；同時改革了實驗輔助環(huán)節(jié)，通過開放實驗室的辦法加強學(xué)生積極探索、努力創(chuàng)造的能力，為學(xué)生提供了更為廣闊的探索空間。實驗教學(xué)除芯片特性為驗證實驗，其他實驗由學(xué)生自主設(shè)計，理論聯(lián)系實際，從而提高了學(xué)生的自主創(chuàng)新能力[3]。

安排7 d做課程設(shè)計，主要設(shè)計一個數(shù)字化電子設(shè)備，通過面包板、電路板連接調(diào)試，提高了學(xué)生的動手能力；鼓勵學(xué)生積極參加電子設(shè)計大賽，且多次獲得全國電子設(shè)計大賽河北賽區(qū)二等獎、三等獎；獲得河北農(nóng)業(yè)大學(xué)課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一、二、三等獎多項。

1.3信息技術(shù)應(yīng)用改革傳統(tǒng)的教學(xué)手段，靈活、恰當(dāng)?shù)乩枚嗝襟w課件提高教學(xué)質(zhì)量。將課程難點、抽象內(nèi)容等進行直觀表現(xiàn)，使學(xué)生在趣味中學(xué)習(xí)和掌握知識。輔助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，為學(xué)生提供豐富的教學(xué)資源。課程教學(xué)資源在“精品課程”網(wǎng)頁運行情況良好，成為提高教學(xué)質(zhì)量的重要因素。遠(yuǎn)程輔導(dǎo)答疑成為現(xiàn)實，增強了與學(xué)生的實時交流，更有利于學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)，有利于教學(xué)運行。

2研究性學(xué)習(xí)改革內(nèi)容

為充分發(fā)揮學(xué)生主體作用，增強學(xué)生內(nèi)化知識的過程，從而推動人才培養(yǎng)進程，仍需對教學(xué)理念、教學(xué)模式進行改革，數(shù)字電子技術(shù)加入了學(xué)校研究性學(xué)習(xí)的課題研究[4]。其指導(dǎo)思想是深化課程教學(xué)模式改革，樹立“以學(xué)生為中心”的教學(xué)改革理念，以提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)，教師不再僅僅是知識的灌輸者，而是學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者和幫助者，教師通過課上講授，課下作品輔導(dǎo)的方式激發(fā)了學(xué)生提出問題、解決問題的能力[5]。

2.1培養(yǎng)興趣，自主式學(xué)習(xí)在研究性學(xué)習(xí)中，課堂上教師講授、學(xué)生作品展示，課堂下學(xué)生根據(jù)對課堂知識的理解與興趣自主提出設(shè)計題目，擬定設(shè)計方案，查資料設(shè)計電路完成作品。例如教師在講解組合邏輯電路、時序邏輯電路時，可結(jié)合日常生活中的家用電器、常見的儀器設(shè)備等，激發(fā)學(xué)生的想象力和學(xué)習(xí)興趣，從而提出及規(guī)劃設(shè)計選題。

2.2提出假設(shè)，探索式學(xué)習(xí)研究性學(xué)習(xí)中學(xué)生對課題主動參與，從設(shè)計題目的擬定到最后實施，學(xué)生不再是被動思維，而是主動完成，增強了學(xué)生解決問題和思維發(fā)展能力[6]。例如密碼鎖設(shè)計，有的學(xué)生根據(jù)對課上知識的理解，在設(shè)計之初提出了一種由最簡單的與門電路構(gòu)成的電路，當(dāng)幾個與邏輯門輸入端數(shù)字都正確時開鎖，看起來邏輯正確，但在學(xué)生進一步求證之后發(fā)現(xiàn)與邏輯門是組合邏輯電路，要求輸入端必須同時按下才會產(chǎn)生結(jié)果，然而在日常操作中是不合理的，所以還需對電路進行完善。搜集資料、系統(tǒng)論證、電路設(shè)計以及實驗調(diào)試，都是學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程，學(xué)生通過一次次失敗與嘗試、挑戰(zhàn)與探究，可以更深刻、更全面地掌握設(shè)計過程與方法。

2.3注重過程性、實踐性學(xué)習(xí)研究性學(xué)習(xí)不以結(jié)果為目的，更看重過程，學(xué)生通過系統(tǒng)設(shè)計學(xué)習(xí)可以有效掌握課堂知識內(nèi)容并應(yīng)用于實際，在信息能力獲取過程中可提高搜索資料、成員協(xié)作等能力，從而豐富自己的學(xué)習(xí)體驗，找到最合適自己的學(xué)習(xí)方法。例如在教師授課過程中采用慕課及翻轉(zhuǎn)課堂等形式，使學(xué)生通過多種學(xué)習(xí)手段有效學(xué)習(xí)；教授學(xué)生文獻檢索的方法，學(xué)生在搜集資料過程中可以有效利用網(wǎng)絡(luò)資源；給學(xué)生介紹一些常用的電路圖繪制調(diào)試軟件，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中增加相應(yīng)軟件的視頻教程，學(xué)生根據(jù)設(shè)計需要自主學(xué)習(xí)。

3實施方案

數(shù)字電路主要包括組合邏輯電路和時序邏輯電路2部分，學(xué)習(xí)完理論知識部分，學(xué)生具備動手設(shè)計的能力，課下每組可自行選題，通過查閱資料、思考、分析、討論來逐步完成電路的架構(gòu)和設(shè)計。在規(guī)定時間完成后，課上分組匯報、討論。

課題以河北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)2013級一班為實踐對象，對該班學(xué)生以研究小組形式分組，分組原則如下：①本班共27名學(xué)生，分為9個小組，每組3名學(xué)生。②每部分設(shè)計要求輪值組長1名，每組學(xué)生在本學(xué)期內(nèi)至少要擔(dān)任組長1次。③在講到課程相關(guān)內(nèi)容后，教師布置任務(wù)，組長組織本組學(xué)生課下查找資料，自行設(shè)計。設(shè)計完成，由該組組長代表本組上臺主講并回答提問，其他學(xué)生補充。

評價機制：①學(xué)生需分組交設(shè)計報告、PPT等電子文檔、設(shè)計電路圖紙、設(shè)計電路板等，根據(jù)材料上交情況打分，占總分的5%。②學(xué)生小組展開互評，即其他組成員為答辯組各個成員打分，每位學(xué)生的分?jǐn)?shù)=（評價總分-2個最高分-2個最低分）/（評價次數(shù)-4）評出每個學(xué)生的分?jǐn)?shù)，該分?jǐn)?shù)占匯報總評分的50%。③評委教師根據(jù)學(xué)生匯報答辯情況，按照評分標(biāo)準(zhǔn)進行評分，該分?jǐn)?shù)占匯報總評分的45%。④期末分?jǐn)?shù)中，匯報總評分占40%，其他平時成績（出勤狀況、作業(yè)完成情況、學(xué)業(yè)綜合評價等）占5%，卷面成績以及實驗成績占55%。

4結(jié)論

通過教學(xué)實踐，充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動性，取得了多方面的重要啟示。①研究性學(xué)習(xí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使課程內(nèi)容重點易于掌握，學(xué)習(xí)更加輕松。②教學(xué)過程中師生交流互動多，使學(xué)生的自學(xué)和創(chuàng)新能力都有很大提高。③將課堂教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合，改革課程考核的評價體系。④形成比較完善的“研究性學(xué)習(xí)”實施方案，進一步探索自主學(xué)習(xí)模式。

參考文獻

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