數字電子技術課程的創新教學思維探討

趙年順 周云艷

【摘 要】在當前應用型人才培養目標下，傳統的填鴨式教學模式已與以實踐為目的的現代技術脫節，所培養的人才很難勝任現代先進科技的技術需求。本文對數字電子技術傳統教學模式的授課過程及知識接受效率進行分析。提出了討論、實踐、知識轉授的教學模式，變被動學習為主動學習。采用創新教學后發現，學生對知識的掌握和理解有明顯提高，并能很好地將所學知識應用到實踐中去。

【關鍵詞】數字電子技術；主動學習；思維慣性；虛擬仿真

中圖分類號： TN79-4；G642 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）18-0102-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.18.046

【Abstract】Under the talent training target of applied type， the traditional cramming teaching model has been disconnected with the modern technology which aims at practice. The trained personnel are difficult to meet the technical requirements of modern advanced technology. This paper analyzes the teaching process and knowledge absorption efficiency of the traditional teaching mode in the digital electronic technology. The teaching mode of discussion， practice and knowledge transfer has been proposed， and the passive learning has been changed into active learning. After the adoption of innovative teaching， we found that the students knowledge and the understanding of knowledge have improved significantly. Importantly， they could well apply their knowledge to practice.

【Key words】Digital electronic technology； Active learning； Thinking inertia； Virtual simulation

0 引言

應用型人才是當前社會各行業特別是一些高新技術行業所不可或缺的。因此，應用型人才培養也是各高校教育改革的目標和方向。這既要求學生能扎實地掌握課本上的基礎理論知識，又能很好地將理論知識應用到實踐中去。

數字電子技術是工科類專業如電子信息工程、機械電子、自動化等專業的主要技術課程，內容涵蓋了數字電路、集成電路和邏輯芯片相關分析與設計。隨著電子技術的集成化、智能化發展，數字電子技術的教學改革勢在必行。

1 傳統教學模式的存在的問題

1.1 偏重知識的“教”而忽略了“學”

傳統的數字電子技術教學采用單純聽講的方式，只注重理論知識的傳統，無法使學生建立電路系統的概念，更無法將理論應用于實踐，這阻礙了應用型人才的培養。傳統的教學模式只注重“教”而忽略了“學”，這種傳授型教學模式一味地將知識點灌輸給學生而忽略了學生的“學”，不考慮學生能掌握多少知識，也不考慮學生的個體差異。我們知道，教師就像醫生對每位病人對癥下藥一樣，對每位學生也應采用不同的方式和方法教學，否則，學生的主觀能動性下降，可創造的空間就太少。這樣就與應用型人才培養目標背道而馳。

據國外權威部門調查分析，學生在被動學習中學習效率很低。其中，學生一味的聽講，接收知識的留存率只有5%，而學生單純以閱讀的方式接收知識，留存率為10%。如果講授過程中配合視覺和聽覺的動畫效果，留存率則上升到20%，如果將過程演示給同學們看，知識的留存率將上升到30%。但是，這些都屬于被動學習的范疇，留存率不能得到有效提高，教學模式沒有本質改變，從根本上還是不能滿足應用型人才培養需求。

1.2 缺乏現代化課堂教學理念

俗話說興趣是最好的老師，教師講授的方式再多樣，也只是“教”的一面，只有讓學生掌握 “學”的一面，充分發揮學生的自由度，培養學生對知識的求知欲望，才能讓學生充分理解和掌握知識。此外，課本的知識只是原有技術的總結和概括，課堂上如果沒有學生創新能力培養的環節，就無法調動學生去掌握課本以外的社會前沿的知識，那么學生掌握的知識就會與市場脫節，也就不適應技術革新發展的需求。這樣學生在電路分析和設計方面都得不到鍛煉，只是機械地接受理論，主觀能動性不能有效發揮，培養出的學生也就缺乏創造力思維，更沒有創新可言。

1.3 缺乏現代化教學工具

隨著技術的發展，教學手段也在不斷變更，傳統教學只是簡單地采用口授，其次是采用粉筆加PPT的形式，雖然PPT教學也算比較現代的教學方式，它可以將知識點展示在黑板上，但是學生在接受知識的方式上并無二致，這種從教授—多媒體—學習的模式往往割裂了老師和學生之間的直接聯系，達不到提升教學效果的作用。

2 創新教學思維模式探討

2.1 重構學習流程

重構學習流程，即將被動學習變為主動學習。教師的“教”只是知識傳遞的第一階段，如果不能讓學生主動學習，對知識進行歸納吸收，信息將無法傳遞。學生們也將缺乏熱情和積極性并充滿了挫敗感。因此，需要重構學生的學習過程。

首先需要培養學生的思維習慣，即通過讓學生加入討論，教師做好學生的“方向盤”作用，如在講授數字電子技術理論知識后，在電腦上構建電路的數學模型，讓學生們對電子線路的運行行為進行分析，可以分小組進行討論，得出結論，最后與電腦仿真得到的結果相比較。也可以將完整的電子線路模型去掉部分元件，讓學生根據所學知識來填充元件，討論方案的可行性。教師只在其中起到拋磚引玉的效果，讓學生掌握課堂的節奏。

此外是利用實踐教學來調動學生的求知欲，培養和激發學生的熱情，在教授這種雙邊活動中，沒有熱情的學生就沒有好的教學效果，在多年的教學中總結得到，只有讓學生們參與實踐，培養他們的探究精神，包括分析和設計各種電路模型方案，從簡單到復雜，不局限于課堂也不局限于課本，才能充分調動學生的積極性，提高他們的創造性思維。也就是改變以往固定“教”的授課模式，形成一種融合了引導、互動、提問、思考、設計的“活力式”教學法。

當今學生由于可以通過網絡接受各方面最新知識，往往好奇、疑惑、求知欲望較高，對各類新鮮事物充滿興趣，而對單調枯燥的課堂教學表現得不耐煩。因此，在課堂教學中采用靈活多變的教學模式，使不同的學生都能對所學知識產生興趣。如將學生分成各個小組，以討論的形式促進知識的吸收。不愛討論的學生則以尋找伙伴的形式來合作完成實踐設計課題，在設計過程吸收所學理論知識。這種討論式、伙伴式、探究式教學模式，可以完全活躍課堂氣氛，保持了學生的活力和熱情。

其次是采用讓學生教授他人的形式，充分發揮學生的主人翁意識，讓學生來主動規劃所學知識和內容并進行歸納和總結，通過在網絡查閱或與他人討論完成知識積累，有疑問的可以先與老師進行交流，最終將自己所理解的知識和風格呈現給同學，以此促進學生的個性化學習，現代所提倡的翻轉課堂模式也是該模式的一部分，它與講授式、討論式學習相融合，使學生在學習上更靈活，更主動，即提高了學習興趣，對知識的吸收也更加牢固。

國外的一項調查充分說明了重構學習流程的重要性。其中指出，學生積極討論可以掌握知識的50%，采用實踐的模式，將理論知識應用到實踐中可以提高知識留存率到75%，而教授給他人的方法可以將知識留存率提高到90%。由此可見，重構學習流程是非常有必要的。三種方式相輔相成，相互融合，對信息的傳遞起到關鍵作用，促進了理論知識的吸收內化。

2.2 改革教學手段和評價體系

改革教學手段和評價體系，特別是采用計算機軟件輔助教學如EDA技術、Multisim等虛擬仿真軟件。數字電子技術的邏輯性很強，它不僅要求學生掌握理論知識，還需要學生掌握設計方法和實踐應用的能力。采用軟件仿真的形式構建數學模型，不僅能真實地演示電路工作狀態，還能虛擬電路電流的流向，使學生對電路知識產生濃厚的興趣。

我們知道，傳統教學模式不能直觀展現數字電路，學生對所學知識只能死記硬背，知識的吸收率自然非常低，通過虛擬仿真軟件的應用構建各種數字電路，如構建RS觸發器，虛擬輸入高、低電平信號，在輸出端直觀地看到電壓的高低變化，清楚地展示了輸出端的保持、低電平、高電平、不定態的系列過程。在搭建電路時，既可以虛擬小燈泡演示高低電平，也可以虛擬電壓表測量輸出電壓值，這演示過程中還可以加入討論環節，這樣學生很容易對觸發器的知識和相關工作原理進行記憶和理解。

虛擬仿真軟件還可以應用在驗證性場合。通過小組討論和實踐的方式，學生可以自由設計各類電路，在課堂上，教師可以對學生所設計的各類方案進行驗證。從而加深學生對基礎知識的理解。該過程即節省時間又可以降低成本。學生不僅知道了如何連接電路，也知道了錯誤的連接方式會產生哪些錯誤的結果。真正地提高了學生分析和解決問題的能力。

此外，教學評價體系也作出相應地改革，理論考核不再是唯一的手段，技能考核更加的注重，這樣才能將教師的教學重點轉移到學生的素質教育上，建立應用型人才培養觀。如課堂積極討論、設計數字電路實物、學生講課評分，以此來切實做好學生綜合能力的培養，使學生們掌握分析問題的能力，并在此基礎上能不斷創新，開拓進取，滿足社會需求。

3 結語

經過多年的教學創新改革證明，教師在教授知識的過程中，應化學生的被動學習為主動，積極引入討論、實踐、和給學生創造授課的方式。通過小組討論、伙伴式實踐設計，探究更多課外知識的思維方式，順應現代化技術發展趨勢，將應用型人才培養落實到實處。此外，將虛擬仿真技術引入數字電子技術相關理論教學中，可以充分調動學生的極性性和創造性思維，對理論知識的掌握更加牢固，活躍了課堂教學，使課堂教學化枯燥為生動，培養了學生的創新思維模型，為適應現代化社會需求打下堅實的基礎。

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