数字电子技术课程教学模式探索

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摘要:针对现行教学方式存在的问题，在教学组织、教学方式、考核方式等方面进行了改革，探索新教学模式。将大班讲授和小班研讨相结合的教学新模式引入至“数字电子技术”课程，在保持原教学主体内容的基础上，采用大班授课，夯实学生的基础知识，采用小班研讨，引导学生进行与课程内容相关的讨论，培养自主学习能力，激发创新精神。改革了课程考核形式，综合学生笔试、讨论课和创新活动表现等环节进行全方位考核。实践表明上述各方面的改革取得了良好效果。

关键词:大班讲授;小班研讨;学习特点“数字

电子技术”(以下简称“数电”)课程是所有电子类，自动化类专业学生的必修基础课。本课程建立在“模拟电子技术”、“电路基础”等先修课程的基础上，又与后续专业课程紧密衔接，是一门综合性较强的枢纽型课程，在教学中的地位举足轻重。根据教育事业发展的时代要求，贯彻国家教育方针政策，南开大学推出“素质教育实施纲要”，提出“公能”素质教育的核心理念。该教育理念强调知行合一，协调发展。在教学上从侧重“传授知识”转变为重在“提升素质”，更注意培养学生的学习能力、实践能力和创新能力，努力形成学生自觉学习的生动局面。“数电”作为一门重要的基础课，传统的课堂灌输式教学存在一定的局限性，不能适应新时代的教学要求，因此有必要进行相应的教学改革，引入新教学模式，积极发挥教师的引导作用，加强教学互动，激发学生的创新精神，培养自主学习能力。

1“数电”课程存在的教学问题

“数电”课程是必修基础课，理论性强，逻辑性强，涉及大量逻辑公式，教学上主要采取课堂讲授的灌输式教学法，师生缺乏交流，教学方式方法存在局限性和不足，具体来说具有如下几个方面。

1．1传统的教学方法学生参与度低

“数电”采用课堂讲授的灌输式教学方法，这种方式扼杀了学生学习的主动性和积极性，没有激发出学生的兴趣，没有启发学生对各知识点的背景和相互联系进行深入思考。造成学生对于各个定理、公式缺乏深入理解，不能灵活正确运用。例如:时序电路分为同步时序电路和异步时序电路，学生们往往掌握了两类电路的分析和设计方法，但是却回答不出下面的问题:两类电路的优缺点各是什么?在实际电路设计时该如何选用这两类电路?现在“素质教育”的教学目标要求教师不仅仅要传授专业知识，更要教会学生如何学习，培养他们的自主学习，独立思考能力，激发他们的学习兴趣。

1．2教学活动组织形式陈旧

实践证明好的教学组织形式能够有效促进师生互动，激发学生学习热情。“大课”这种教学组织形式具有较强的约束性，强调纪律性，可以高效的教授理论知识，让学生打下扎实的基础，培养良好的学习习惯。但这种教学形式不利于师生互动和培养学生主动学习能力。“数电”课逻辑性强，内容复杂枯燥，长期采用单一的“大课教学”组织形式会使学生思维产生钝化，渐渐失去学习兴趣甚至产生厌烦。此外，“大课教学”的课堂气氛比较严肃，很多学生自尊心强，怕答错，怕出丑，因此不愿主动和教师互动，很多师生互动往往流于形式，效果有限。

1．3学生考核方式有待调整

对于任何教学模式，学生考核方式都是十分重要的组成部分。它指导着学生学习目标，激发着学习动力。教学评价机制像一只无形的手，指挥着教学活动。“数电”作为一门主干课程，总评成绩与学生保研，出国，申请奖学金等息息相关。现行的“数电”考核方式有效督促了学生努力学习，激发了学习动力，但也有片面性。现行课程评价机制没有考察学生的创新性，团队合作能力，独立思考能力等方面，因此造成很多学生片面追求好成绩，只关心与成绩相关的要求，只学习与考试相关的内容，知识掌握很不全面，忽视了能力的培养。因此需要根据实际情况调整教学评价机制，指导教师教学，激励学生独立思考，主动学习，全面发展自己。

2教学改革的具体措施

上述教学中存在的问题是普遍存在的，对此国内外各院校教师做了大量教法创新和改革，提出了很多新教学思想和观点，如CDIO教学法［1－2］，探究式教学［3］，基于仿真技术的教学［4－5］，结合思维导图的教学［6－7］等。基于新教学思想，各院校对“数电”教学模式也进行了积极探索［8－10］。这些教法改革的新成果和各个兄弟院校课程教学改革经验给了我们极大启发。“教无常法，唯有得法”，根据各种教学模式的优缺点，兼顾大班制和小班制教学的优点，提出了“大班授课，小班讨论”的教学新模式。新教学模式由大班讲授课和小班讨论课组成，课时比例约为3∶1。“数电”课程总学时64课时，拿出其中16课时作为小班讨论课，占总课时1/4，其它课时还是以大班讲授为主。小班讨论课根据教学进度穿插安排，平均每34星期会安排1星期的讨论课。每学期安排6至8次讨论课，每次讨论课一个班90分钟，总学时保持64学时不变。这样没有给学生增加额外的负担。新教学模式兼顾了大班教学和小班讨论的优点，用较少的教学资源实现了较好的教学效果。大班讲授课以理论教学为主，使学生能够打下牢固扎实的理论基础。小班讨论课对重要知识点提出问题，进行讨论。在提出问题，探讨问题，解决问题的过程中，引导学生独立查阅资料，自主学习，鼓励学生大胆设想，小心求证，同时也强调团队合作，培养集体意识。讨论课是把大教学班按照30人一班的原则分成小讨论班。每个讨论班分成讨论组，5到6人一组。分组讨论时，教师深入每组参与讨论，每组课后要就讨论的问题提交报告，最后制作PPT，课上进行汇报。这样的组织形式拉近了师生距离，营造了活泼宽松的课堂氛围，非常有利于鼓励学生主动学习，积极探索。在讨论课上，鼓励学生采用PPT，动画演示，EDA仿真等多种表现形式，增加学习热情，提高学习兴趣，培养学生的表达能力。通过讨论课，让学生在亲身实践的过程中自然而然地加深对所学知识的理解。例如主从型JK触发器的分析有没有简便方法?维持阻塞型触发器的原理、如何用门电路设计计数器等问题。传统的教学方法是在课堂上直接讲授相关问题并给出解答方法。改革后，把学生分成讨论组，把上述问题分发下去，先不给答案，由学生讨论，提出解答。讨论课上所有讨论组发言汇报，最后由教师进行点评。在讨论中，学生慢慢领悟到各知识点的背景、联系，更加深入理解所学内容。再通过做PPT，进行汇报，把自己和小组成员的领悟条理化，使其更明确，更清晰。最后由教师做点评和总结。经过这个过程之后，学生对所学内容的理解和学习能力都得到很大提升。在学期末，教师会留一个综合性课程设计题目进行讨论，这个题目既要求学生综合运用过去所学的知识，也包括了后续课程的一些相关知识，起到承上启下，鼓励创新思维的作用。例如可以讨论电容测量电路的设计问题，楼道灯延时控制开关，汽车安全带警示器等问题。这样既复习了相关知识，又把所学与实际应用相结合，使学生能够融会贯通。新教学模式采用了新考核方式。新考核方式改变过去期末考试占比过重的情况，既注重学习结果也重视学习过程，既重知识记忆也重视能力培养，考查范围多元化以便能及时全面反馈学生学习情况，考查期覆盖整个学期以便学生可以及时掌握自己的学习欠缺。新的总评成绩组成是:总评成绩=期末成绩*60%+平时成绩*20%+小班讨论课成绩*20%。期末考试成绩占比由过去70%80%降至现在60%。反映学习能力和学习过程表现的平时成绩和讨论课成绩占比升至40%。这样做首先减轻学生对期末考试的忧虑和畏惧，可以用一个比较轻松的心态真正投入到学习中去。同时也督促学生抛弃“考前突击”，“死记硬背”的应试学习模式，转换到更注重培养自己主动学习能力，注重培养自己独立思考能力等方面。新的考核方式也包括考查学生团队合作能力，逻辑表达能力，报告写作水平，PPT制作水平等多方面。使学生通过学习“数电”课程能够全方位的锻炼自己，切实提高各方面素质。新的考核方式考查期贯穿整个学期，学生平时的课堂学习和小组讨论中的表现，都会及时反映在成绩中，这样教师可以及时掌握学生学习状况改进教法，学生也可以及时了解自己的不足加强学习，形成一个有效的“学习、考核、反馈、改进”循环，显著改善教学效果。

3教学改革的效果

实践证明教学改革增加了学生的学习热情，活跃了思维，学习主动性有了提高，取得了显著的效果，具体表现在如下几个方面。

3．1加强了学生对知识的理解

新的教学方法增强了学生对知识的理解深度和广度。比如，传输门结构虽然简单，但组成原理复杂，很多学生理解不透，知其然不知其所以然。通过讨论，理解了传输门的组成原理和互补结构的必要性。再比如，555定时器结构复杂，应用广泛，学生不易掌握。通过讨论课，学生熟悉了定时器内部结构，对555内部各组成部分的作用有了深入理解。

3．2启发了学生的创新性

教学改革激发了学生的发散思维，处理问题时更有创新性。例如，讨论主从JK触发器的“一次翻转”问题时，学生不仅对问题本身有了深入理解，而且在教师启发下，证明了一种分析主从JK触发器输出波形的简便方法。这种证明方法是本班师生自主创新，没有任何课本提到的新方法。再比如，期末考试试题特意出了一道课上从没讲过，学生也没见过的设计题。要求学生有创新性思维，灵活运用所学，用尽量简洁的电路解决问题。考试结果反映良好，大多数学生都展现了创新性思维。

3．3学生自身感受到了新教学模式的良好效果

任何教学改革，如果要取得成功，都必须要让学生能切身感受到良好的效果。在教学改革开始的动员阶段，学生对新教学模式的效果心存怀疑。经过一个学期的实践，学生内心的怀疑消失了，对教学效果普遍持积极肯定的态度。学生们说“……科研创新在近些年已经逐步从考验个人能力转换为考验团队协作能力。经历了这学期“数电”的几次讨论课，让我感受到了团队协作的重要性，真切地感受到了1+1＞2的事实。从最早开始老师讲授全部课程，到现在有一小部分内容需要小组讨论学习，这对于我来讲也是一个不小的挑战，很好地培养了我自学能力与自我总结能力。发现问题后经过小组的研究讨论，问题便得到了解决。讨论课上，老师的引导和启发让我对讨论内容印象特别深刻，同时也让我对相关知识有了更深层次的理解……”;“……在这个过程中，学生由一个学习中的被动地位转换到了主动的地位，学习的积极性提高了，同学们有了主动的意识去学习而不再是被动的了。学生在一个主动的学习过程中学习效率会更高……”。可以看出学生切身感受到了新教学模式的良好效果。4结语“数字电子技术”课程由于其内容复杂、枯燥，教法单一，教学效果一直不尽如人意。提升学生主动性，增加学生学习热情是改进教学方法的方向。根据教学规律和学生的学习特点，提出了“大班授课，小班讨论”的新教学模式，新模式兼顾了大班制和小班制教学的优点，既可以高效率的传授理论知识，让学生打下扎实的基础，培养良好的学习习惯，又可以兼顾新时代学生的学习特点，加强师生互动，培养学生自主学习能力，激发创新精神。实践结果表明，新教学模式增加了学生的学习热情，活跃了思维，学习主动性有了提高，取得了良好效果，本次改革也为其它基础课的教学改革提供了借鉴。

参考文献

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［2］余慧娟．CDIO在数字电子技术教学模式改革中的运用［J］．湖南科技学院学报，2016，37(5):19－21．

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［8］谢国民，丁会巧，李国华，等．数字电子技术教学改革探索与实践［J］．中国现代教育装备，2016(9):56－59．

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［10］黄丽燕．《数字电子技术》课程教学方法改革与实践［J］．电子制作，2016(8):60－61.

作者:郭澎 孙桂玲 任立儒 刘波 单位:南开大学电子信息与光学工程学院