美國數(shù)字電路教學(xué)方法淺析

曲 偉，邱成軍，劉麗英，吳宇紅，王云霞

（黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150080）

1.引言

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展模式的多元化，世界范圍內(nèi)科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展和新技術(shù)革命的興起，用人單位對高校畢業(yè)生實踐能力和綜合素質(zhì)的要求越來越高，對掌握專業(yè)知識又掌握專業(yè)外語的高素質(zhì)、復(fù)合型、拔尖型人才的需求日益增長，尤其是迫切需求具有國際競爭力的工科電子類拔尖人才［1］。高等學(xué)校作為培養(yǎng)社會高端人才的主要基地，理應(yīng)主動適應(yīng)社會的需求，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的高素質(zhì)、復(fù)合型人才，培養(yǎng)這種人才是現(xiàn)階段中國高等教育發(fā)展的重要目標(biāo)之一。我國高等教育在繼全方位的體制改革和大范圍的的布局結(jié)構(gòu)調(diào)整之后，人才培養(yǎng)計劃、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等教學(xué)改革被提上了日程，綜合型大學(xué)正在向技術(shù)密集和知識密集的綜合型教學(xué)科研基地發(fā)展［2］。教學(xué)方法處于教學(xué)體系改革的中心地位，直接制約著高等教育課堂效果的好壞，是高等學(xué)校能否培養(yǎng)創(chuàng)新人才的關(guān)鍵。

由國家留學(xué)基金委員會資助，筆者于2006年以《教育部高?；A(chǔ)課教師雙語教學(xué)出國研修項目》到美國加州大學(xué)圣地亞哥分校（University ofCalifornia，San Diego，UCSD）學(xué)習(xí)了2學(xué)期，近距離考察美國高校的現(xiàn)代化教學(xué)方法。本文從課程目標(biāo)與學(xué)制設(shè)置、教材選用、教學(xué)方法、成績評定本等方面作一些拋磚引玉的介紹與分析，希望籍此促進園際教育的研究、合作與交流，促進中國高等教育教學(xué)改革適合創(chuàng)新人才、拔尖型人才培養(yǎng)的發(fā)展目標(biāo)［3］。

2.課程目標(biāo)與學(xué)制設(shè)置

美國加州大學(xué)圣地亞哥分校是一所擁有20名諾貝爾獎獲得者的國家公立性質(zhì)大學(xué)，建校于1960年，本科是四年制，其課程設(shè)置前兩年是基礎(chǔ)課程的教育，后兩年偏向于專業(yè)方面的教育。該校在學(xué)期的設(shè)定上與國內(nèi)高校不盡相同，一年分為四個學(xué)期，一個學(xué)期只有十周。這種學(xué)期制安排，使得課程安排更為緊湊，專業(yè)性更強，每個學(xué)期內(nèi)學(xué)生可以負(fù)擔(dān)的課程數(shù)相應(yīng)減少，大大縮短了學(xué)生的學(xué)習(xí)周期和教師的授課周期，便于學(xué)生在一段時間內(nèi)把精力集中到少數(shù)課程上，有利于提高學(xué)習(xí)質(zhì)量［4］。

美國加州大學(xué)圣地亞哥分校校電子電氣、電子通訊工程專業(yè)為本科生開設(shè)的《數(shù)字電路》課程，其課程目標(biāo)是：學(xué)習(xí)和發(fā)展數(shù)字電路的設(shè)計技術(shù)。主要學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識，如數(shù)制與碼制、卡諾圖等，門級電路設(shè)計方法，時序電路的設(shè)計方法，并利用計算機輔助設(shè)計。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能用邏輯電路實現(xiàn)一個簡單的工程實際應(yīng)用，并能用實驗方法實現(xiàn)。從課程目標(biāo)來看，美國加州大學(xué)圣地亞哥分校注重數(shù)字電路的設(shè)計應(yīng)用，注重與工程實際聯(lián)系，較好地起到了技術(shù)基礎(chǔ)課的平臺作用。

3.教材選用

該校《數(shù)字電路》課程的教材主要包括文字教材和網(wǎng)絡(luò)資料。文字教材由任課教師指定的名校大師編寫有權(quán)威性的教材，且長期修訂，多次再版，以適應(yīng)新的學(xué)科發(fā)展變化，保證教材的科學(xué)性與系統(tǒng)性。不同層次學(xué)校教師可在教學(xué)過程中添加新的資料或刪減某些內(nèi)容，以滿足不同層次學(xué)生的需求。網(wǎng)絡(luò)資料包括課程安排、參考書目、課程大綱、課程教學(xué)計劃、講授要點、實驗預(yù)習(xí)、實驗預(yù)約、作業(yè)和測驗等，學(xué)生可通過校園網(wǎng)下載。教師在教學(xué)過程中如果需要解答問題、提供與課程相關(guān)的背景材料、查看選課學(xué)生的基本信息、實驗預(yù)約情況等信息也需要在校園網(wǎng)上進行。校園網(wǎng)已經(jīng)成為學(xué)校師生非常重要的教學(xué)信息獲取的工具，在課程教學(xué)中起著重要的作用。

4.教學(xué)方法與教學(xué)手段的運用

美國加州大學(xué)圣地亞哥分?！稊?shù)字電路》課程任課教師采用的互動式教學(xué)法。

（1）課前準(zhǔn)備

教師每次上課之前為學(xué)生們精心設(shè)計本次課程的課程目標(biāo)、給出學(xué)生需要查閱的文獻、圖書、圖片、視頻等相關(guān)資料，并且要求學(xué)生要課前自己讀書預(yù)習(xí)，查閱教師列出有關(guān)的書名及重要章節(jié)，這些資料都可在校園網(wǎng)上下載，有時還要求學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上查找。另一方面，學(xué)生選修了這門課程，就意味著課外要花費大量的時間、精力，通過閱讀大量的書籍、資料去準(zhǔn)備上課所需的資料，以保證課堂互動效果。我所考察的班級學(xué)生一般要花費5～15學(xué)時來準(zhǔn)備，才能保證自己有足夠的知識儲備積極地參與到一堂兩學(xué)時的課堂教學(xué)。

（2）多樣化教學(xué)手段

美國加州大學(xué)圣地亞哥分?！稊?shù)字電路》課程與國內(nèi)基本相同，大班上課，階梯教室可容納200人，教室里無線上網(wǎng)，配有大屏幕的投影儀、實物幻燈機、多個大黑板，教室的布置盡可能地滿足不同教學(xué)風(fēng)格的教師使用。學(xué)生帶上筆記本電腦，記錄教師教授的內(nèi)容，也可隨時查閱教師的講義、大綱和課件。

（3）互動式教學(xué)法

美國加州大學(xué)圣地亞哥分?！稊?shù)字電路》課程的整個教學(xué)過程中看，講授法并不教師使用的惟一的教學(xué)方法，穿插使用提問-回答、啟發(fā)、互動、實習(xí)、實驗等教學(xué)方法把各種教學(xué)方法綜合在一起運用。課堂教學(xué)以講授為主，采用互動式教學(xué)法。整門課程分導(dǎo)論和布爾代數(shù)、二進制碼、最小項與最大項、卡諾圖、組合邏輯電路、觸發(fā)器和時鐘、時序邏輯電路設(shè)計等教學(xué)內(nèi)容，教師精講內(nèi)容，注重學(xué)生自學(xué)［5］。在一堂典型的課堂教學(xué)課上，教師在課堂教學(xué)中主要采用講授法進行教學(xué)80%，教師的講授時間大致在一個小時［6］。在講授結(jié)束后，教師通常都要安排提問，有學(xué)生的問題、自己的看法和自己的疑惑，教師回答。該?！稊?shù)字電路》課程的教學(xué)方法更注重培養(yǎng)學(xué)生運用知識的實際能力，注重培養(yǎng)學(xué)生對知識和權(quán)威的置疑與批判精神，注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新意識的養(yǎng)成。

5.學(xué)生成績的評定

美國加州大學(xué)圣地亞哥分?！稊?shù)字電路》課程管理及考核制度與國內(nèi)高校相比差別很大，比較注重學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)能力，在評定過程中引入多元化標(biāo)準(zhǔn)，以確保評定的準(zhǔn)確性和客觀性。學(xué)生的成績評定除了期中、期末考試成績之外，還包括平時作業(yè)成績、小測驗成績、上課出勤情況、實驗情況、上課思維活躍程度等等，更加重視學(xué)生學(xué)習(xí)的過程，重視平時的檢查和評價，重視學(xué)生的實驗。在這種考核體制下，學(xué)生必須注重平時成績的積累，使學(xué)生的成績能夠更直接地反映學(xué)生本人的水平，而不受考試難易程度等隨機因素的影響［7］。

6.結(jié)束語

通過美國加州大學(xué)圣地亞哥分校的《數(shù)字電路》課程教學(xué)實施過程中，課程目標(biāo)與學(xué)制設(shè)置、教材選用、教學(xué)方法與教學(xué)手段的運用、學(xué)生成績的評定等教學(xué)環(huán)節(jié)，可看出美國大學(xué)在教學(xué)理念和人才培養(yǎng)方面與國內(nèi)同類課程之間存在差別。無論從學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度重視程度、學(xué)生能力培養(yǎng)到對學(xué)生知識傳授方法上，可以引發(fā)我們對高等院校教學(xué)改革的整體思考，借鑒和學(xué)習(xí)以進一提高素質(zhì)教學(xué)的質(zhì)量。

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［2］周婷婷，王磊，曹素玲.當(dāng)前中國和美國高校課程改革的比較研究［J］.西北醫(yī)學(xué)教育，2007，（2）：8-10.

［3］顧小存.感受美國高校的現(xiàn)代化課堂教學(xué)模式［J］.中國高等教育，2010，（4）：59-63.

［4］藍(lán)江橋.中美大學(xué)“數(shù)字電路”課程教學(xué)的比較［J］.空軍雷達學(xué)院學(xué)報，2005，（12）：72-73.

［5］黃繼元，白志紅.中美兩國大學(xué)教學(xué)方法比較研究［J］.云南高教研究，1997，（2）：110-113.

［6］侯蓉.中美高校課堂教學(xué)方法比較［J］.湖南第一師范學(xué)報，2004，（12）：52-53.

［7］劉顯翠.中美兩國高等教育的差異比較［J］.牡丹江教育學(xué)院學(xué)報，2007，（4）：72-73.