数字电子技术思维导图教学研究

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摘要：“数字电子技术”是电子、通信类专业本科生的一门重要的专业基础课。文章针对传统教学中存在的问题，结合自身教学体会，提出了将思维导图引入到“数字电子技术”课程教学中的新方法，并结合教学案例进行了探讨。经实践表明，思维导图提高了学生的学习兴趣，有利于学生构建知识网络，提高了学习效率。

关键词：数字电子技术；思维导图；教学案例

专业基础课程，在整个课程体系中占有重要地位，为后续如单片机原理与应用、微机原理、传感器与检测技术等课程的学习提供理论基础。该课程具有自身的系统性和实践性，知识点繁多，学生在学习过程中由于对知识点的掌握较为片面，缺乏系统性，容易造成“断章取义”、“不求甚解”的现象。因而，有必要在教学过程中融入新思想、新方法，帮助学生构建知识体系，提高学习效率。

1教学现状分析

当前，各高校均开设有“数字电子技术”课程，大部分仍然属于传统的教学方法，结合笔者在教学过程的一些体会，认为存在如下几个共性问题：（1）教材知识脉络不够清晰。应用型本科院校选用的教材大都是围绕数字逻辑基础、基本逻辑门、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形产生与变换几大部分，各自独立成为章节，逐层递进、由浅入深、依次学习。这样的编排虽然较为全面，但各章节知识点之间的联系不够紧密，学生反映在学习过程中存在“前面学了后面忘”的现象。（2）课程信息量大，笔记跟不上。信息化时代，大学课程的教学大多采用多媒体教学形式，即教师边讲解边使用ppt课件播放教学内容，这与传统的板书教学相比具有其优越性，但也不可避免的存在一些缺陷，比如重点内容一闪而过，学生记笔记跟不上，课后对照课件进行复习，又加重了学习任务。这样的问题受到教材编排内容、排版、纸张、印刷成本等条件以及课时与教学内容的限制，短时间内很难有质的变化，因而就需要从教学方法和学习方法上改善。

2思维导图

思维导图（MindMapping）是由英国大脑基金会主席、著名心理学家、教育家TonyBuzan依据人脑思维放射性特点于二十世纪70年代初提出的一种可视化思维方法——“思维导图”[1]。它是一种应用于记忆、学习、思考等的有效思维模式，是大脑放射性思维的外部表现，是一种将思维图像化的技巧，也是将知识结构图像化的过程[2]。思维导图的运用一般是以关键词为中心，向四周发散，类似人脑思维的特点，每个分支点均由各自的关键词构成,各分支之间形成相互连接的树形结构，与人脑的思维规律相吻合，彼此之间因内部关系形成网络。基于思维导图的这一特点，近年来，受到了国内外教育工作者的高度关注，例如[3]：上海师范大学的黎加厚教授在苏州、昆山、上海等地方举办了信息化研究型教师培训班，大力推广思维导图在教学中的应用。托尼•巴赞先生的学生董海韬从2003年开始，引进“思维导图”新方法并创立了HEARTMAP新生活方式，同时还创办了全国脑力锦标赛。目前，思维导图在国内的应用逐渐增多，作为应用型本科院校的教师，在充分了解该层次学生的学习特点，正确理解应用型本科人才培养的关键的基础上，应该在传授学生各课程知识点的同时，着重于引导学生建立本课程内部各知识点之间的联系，本课程和其他课程之间的联系，从而帮助学生构建起网状知识架构。将“思维导图”这一方法引入到“数字电子技术”课程的学习当中，使学生大脑潜能得到充分开发，有利于应用型人才的培养。

3思维导图在教学中的应用

3.1帮助教师准备教学课件

在传统的教学过程中，教师在书写教案、制作教学课件的过程中，仅仅是教材的搬运工，将教材内容归纳整理，按部就班地搬运到课堂上。为了提高教师教学水平，提高学生学习效率，教师在备课过程中应该将教材内容进行提炼、梳理、组织、总结，便于学生在脑海中形成知识网络。思维导图制作软件Mindmanger提供了便利快捷的工具。通过使用思维导图软件制作的课件，可以围绕某一核心知识点展开，将与之相关的知识完全地呈现出来，既有利于学生理解新知识的精髓，又加深了学生对已学知识的记忆，同时对于未学到的知识也能起到承上启下的作用。为了直观地描述思维导图的优越性，制作如图1所示的一张思维导图，以“思维导图在数电课程中的作用”作为核心。

3.2形成研讨式教学法

“数字电子技术”课程主要研究各种逻辑器件的性能、电路及其应用，元器件种类多，各个器件的特性不同，电路的花样繁多，概念方法也相应的较多，在教学过程中，需要帮助学生梳理各个知识点之间的关系，找出不同知识点之间的内部联系，以便学生在大脑中形成知识网络。在该课程“时序逻辑电路”这一章节，介绍了数字系统中广泛应用的几种典型时序逻辑功能电路——触发器、移位寄存器、计数器，它们与各种组合电路一起，可以构成不同逻辑功能的电路。我们在讲这部分内容的时候，要求学生发散思维，研讨不同的典型逻辑器件与组合电路在一起可以形成的功能电路，这时候就可以借助思维导图，分小组研讨。我们以典型逻辑器件——计数器为例，教材中讲到4种典型的计数器芯片[4]，分别是74LS90、74LS161、74LS161、74LS192，介绍了计数器的工作原理以及各自的工作特性。学生在学习该部分内容的时候，很容易混淆不同芯片的特点，以至于应用过程中产生诸多错误。于是，在教学过程中，笔者制作了如图2所示的思维导图课件，通过该图可以要求学生自行完善思维导图，既锻炼了学生的思维能力，又复习了相关知识点。另外，同学检查学生完成的思维导图的质量，可以及时发现学生在知识体系形成过程中的短板，在教学过程中可以有针对性地帮助他们巩固知识，加深理解，达到教学的目的。

3.3思维导图提高复习效率

在讲解完新内容之后，要求学生自行完成该部分内容的思维导图，促使学生主动参与重难点的复习，便于学生课后交流，极大地提高了学生的复习兴趣。如果对每章节的内容均绘制一张思维导图，那么学生课后复习任务量将大大降低，复习效率也将显著提高。学生无需翻阅课本和笔记，仅需按照思维导图的思路分层次回顾各个知识要点以及彼此之间的关联。学完整门课程之后，可以将每个章节的思维导图合并在一起，形成全书的思维导图，也即整个“数字电子技术”的知识网络，借助于这张“知识网”，图文并茂、言简意赅、重点突出、脉络清晰，可以快速理清思绪，在脑海中形成体系，从而到达灵活运用的境界。

4结语

本文针对传统教学中存在的问题，结合自身教学体会，提出了讲思维导图引入到“数字电子技术”课程教学中，并结合教学案例进行了探讨。此种教学方法一经引入，变引起了学生的共鸣，学生普遍反映思维导图对于他们的学习帮助较大，并且使得枯燥的工科专业课程的学习变得丰富有趣。思维导图在我院12、13级电气工程及其自动化专业应用以来，教学质量有了明显改善，为后续课程的开展打下了坚实的基础。针对当前应用型本科教育发展的现状，只有不断地引进先进的教学方法，大力推进教育教学改革，才能培养出适合社会发展需要的人才。

参考文献：

[1]BuzanTony,BuzanBarry.TheMindMapBook[M].Lon-don:BBCActive,2006:3-25

[2]徐茂萍.思维导图在教学中的应用[J].科技信息,2008(27):221-222

[3]高娜,成凌飞.思维导图在“数字信号处理”教学中的应用[J].中国电力教育,2012(6)

[4]江晓安,董秀峰,杨颂华.数字电子技术[M].西安电子科技大学出版社,2008

作者：李杰 叶冬 单位：郑州科技学院