脈沖與數(shù)字電路課程教學(xué)模式改革探討

韓建，劉祥樓，周圍，李玉爽

摘要：建立分層次、模塊化的教學(xué)體系，對(duì)脈沖數(shù)字電路課程進(jìn)行整體調(diào)整。探索研究交互式、討論式、實(shí)踐式教學(xué)新方法，引導(dǎo)學(xué)生研究性學(xué)習(xí)、調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主性，積極開展課外創(chuàng)新活動(dòng)。并采用多媒體、仿真課件等輔助手段，使學(xué)生加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。實(shí)踐教學(xué)方面除更新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增強(qiáng)設(shè)計(jì)性、綜合性、實(shí)用性和工程性外，還對(duì)開放性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開展進(jìn)行了探索。

關(guān)鍵詞：脈沖與數(shù)字電路；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）10-0019-02

一、引言

《脈沖與數(shù)字電路》是電子信息、通信、計(jì)算機(jī)控制等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是面向我院很多專業(yè)的一門基礎(chǔ)課。隨著“數(shù)字時(shí)代”的到來(lái)，該課程的作用與地位與日俱增。這不僅因?yàn)槠淅碚撝R(shí)在工科專業(yè)中占有重要的基礎(chǔ)性地位，更重要的這是一門理論聯(lián)系實(shí)際非常緊密的課程，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握課程的基本理論、基本知識(shí)和基本技能，為深入學(xué)習(xí)后續(xù)課程并與有關(guān)專業(yè)的結(jié)合打好基礎(chǔ)。

二、教學(xué)體系和教學(xué)內(nèi)容改革

調(diào)整脈沖與數(shù)字電路課程的授課學(xué)期，建立層次化、模塊化的教學(xué)體系，對(duì)課程重新進(jìn)行整合。整合后的脈沖與數(shù)字課程包括：“理論體系”、“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”、“電路仿真”以及“課程設(shè)計(jì)”。調(diào)整了實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段等方面進(jìn)行了改革，進(jìn)一步精簡(jiǎn)小規(guī)模器件和傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的介紹，加強(qiáng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的討論，提高了“脈沖與數(shù)字電路”課程的教學(xué)水平，使學(xué)生了解、掌握數(shù)字電子技術(shù)發(fā)展的最新知識(shí)。注重將課堂教學(xué)向課外延伸，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)課堂學(xué)習(xí)掌握數(shù)字電路設(shè)計(jì)理論知識(shí)，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室自行開展創(chuàng)新活動(dòng)，學(xué)生通過(guò)理論與實(shí)際應(yīng)用的結(jié)合，提高了自身的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。依托綜合性大學(xué)文化優(yōu)勢(shì)，以大學(xué)生科技活動(dòng)延伸課堂教育，積極開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)。學(xué)生通過(guò)課堂學(xué)習(xí)掌握的數(shù)字電路設(shè)計(jì)理論知識(shí)，在電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開發(fā)小制作等，通過(guò)理論與實(shí)際的結(jié)合，提高了自身的實(shí)踐能力和創(chuàng)新。

1.緊跟數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，適時(shí)引進(jìn)新的教學(xué)內(nèi)容。（1）“教、學(xué)、做相結(jié)合”的教學(xué)方法。教學(xué)中每章都從最基本的應(yīng)用實(shí)例出發(fā)，由實(shí)際問(wèn)題入手通過(guò)技能訓(xùn)練引入相關(guān)知識(shí)和理論，由實(shí)訓(xùn)引出相關(guān)概念及相關(guān)電路。（2）“循環(huán)式”教學(xué)方法。通過(guò)實(shí)訓(xùn)得到感性認(rèn)識(shí)、定性認(rèn)識(shí)。在簡(jiǎn)單電路的基礎(chǔ)上通過(guò)逐步完善的方式一步一步組合成復(fù)雜系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)基本電路的多次重復(fù)，以循環(huán)向上的方式達(dá)到更高的程度。（3）“支架式”教學(xué)方法。將知識(shí)點(diǎn)分成基本邏輯器件、基本邏輯器件構(gòu)成的數(shù)字電路、基本數(shù)字電路構(gòu)成的簡(jiǎn)單數(shù)字電路應(yīng)用系統(tǒng)等模塊，每個(gè)模塊處于不同的層次，只有掌握了前面的模塊，才能學(xué)習(xí)后面的模塊，就像攀登支架一樣。

2.多種教學(xué)手段相結(jié)合的教學(xué)方法。針對(duì)這門課程的教學(xué)特點(diǎn)，在授課過(guò)程中采用課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)相互交叉融合的教學(xué)結(jié)構(gòu)；制作《脈沖與數(shù)字電路》電子課件，利用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段教學(xué)；準(zhǔn)備建立《脈沖與數(shù)字電路》課程學(xué)習(xí)網(wǎng)站，充分利用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行輔助教學(xué)。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)所占比例高，實(shí)踐環(huán)節(jié)改革力度大。增加了軟件仿真環(huán)節(jié)，在教學(xué)內(nèi)容上更加注意體現(xiàn)現(xiàn)代技術(shù)要求的背景知識(shí)的教學(xué)特色，將最新的知識(shí)與技術(shù)納入教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)將科研和教學(xué)改革中與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的成果引入教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)理論與實(shí)際的結(jié)合，進(jìn)一步提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

3.全新的考試方式。期末考試采用純理論試卷考試，占60%的成績(jī)；平時(shí)采用階段考試和實(shí)驗(yàn)考核結(jié)合的方式，分別給出成績(jī)，結(jié)合平時(shí)的出勤、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、課堂表現(xiàn)等方面給出40%的平時(shí)成績(jī)。

三、教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革

在教學(xué)方法上，改變傳統(tǒng)的“滿堂灌”的教學(xué)模式，倡導(dǎo)并采用研究型學(xué)習(xí)。如針對(duì)“計(jì)算機(jī)輔助邏輯化簡(jiǎn)”、“計(jì)算機(jī)輔助狀態(tài)化簡(jiǎn)”等專題讓學(xué)生查閱資料、撰寫小論文，開發(fā)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。并讓學(xué)生走上講臺(tái)介紹各自的研究結(jié)果，鍛煉了學(xué)生的綜合素質(zhì)，取得了很好的效果。為了使學(xué)生學(xué)習(xí)、了解器件的基本知識(shí)和使用方法，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，自己到市場(chǎng)選擇器件，使學(xué)生在實(shí)際工作中了解器件的價(jià)格，掌握器件選購(gòu)的方法和注意事項(xiàng)，為今后走向社會(huì)打好基礎(chǔ)。教師注重將科研成果轉(zhuǎn)化成本科教學(xué)的內(nèi)容，一方面體現(xiàn)在編寫的教材中，另一方面將自己的科研成果、工程設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)融入課堂教學(xué)中。如各種集成電路的特點(diǎn)、選擇方法以及正確使用方法等，如何根據(jù)集成電路的帶負(fù)載能力，在滿足應(yīng)用需求的條件下，正確選擇拉電流負(fù)載或灌電流負(fù)載以及采取必要的驅(qū)動(dòng)方式。這種理論結(jié)合實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，培養(yǎng)了學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，取得了非常好的效果。注重將課堂教學(xué)向課外延伸。以大學(xué)生科技活動(dòng)延伸課堂教育，積極開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)。學(xué)生通過(guò)課堂學(xué)習(xí)掌握的數(shù)字電路設(shè)計(jì)理論知識(shí)，通過(guò)理論與實(shí)際的結(jié)合，提高了自身的實(shí)踐能力和創(chuàng)新。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的教學(xué)手段必須體現(xiàn)在整個(gè)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中。本課程的特點(diǎn)是內(nèi)容豐富、圖表較多，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)有一定的困難，而采用多媒體技術(shù)將復(fù)雜的圖表直觀、形象地展示出來(lái)，不僅便于教師的講解和學(xué)生的學(xué)習(xí)，而且還將大大增加課堂的信息量，解決課時(shí)少、內(nèi)容多的矛盾。但是課堂教學(xué)不能完全依靠多媒體課件，從調(diào)動(dòng)學(xué)生思維、加強(qiáng)師生互動(dòng)和循序漸進(jìn)講解以便學(xué)生理解等方面考慮，目前“脈沖與數(shù)字電路”課程中主要采用了PowerPoint課件和板書相結(jié)合的方法，可以相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，效果較好。利用脈沖與數(shù)字電路課程網(wǎng)站，將教學(xué)內(nèi)容制作成視頻資源、課件等資源鏈接等放在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)突破空間、距離限制的優(yōu)勢(shì)，讓學(xué)生能夠最大限度地利用學(xué)習(xí)資源，自主地學(xué)習(xí)和提高，彌補(bǔ)課堂上未能及時(shí)消化吸收的部分內(nèi)容。

四、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和方法的改革

在傳統(tǒng)的教學(xué)理念中，長(zhǎng)期存在著重視理論教學(xué)而輕視實(shí)踐教育的問(wèn)題。教師只注重對(duì)學(xué)生理論知識(shí)的講授與輔導(dǎo)，相對(duì)忽視了理論知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用，這導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力普遍偏低。此外，大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是作為理論教學(xué)的補(bǔ)充，并不單獨(dú)設(shè)課，而且試驗(yàn)內(nèi)容往往都是驗(yàn)證性的，雖然能夠使學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，但是會(huì)在一定程度上造成學(xué)生的思維局限于相應(yīng)的理論課程。從總體教學(xué)計(jì)劃上來(lái)說(shuō)，相對(duì)于理論教學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)相對(duì)較少，這讓學(xué)生沒(méi)有足夠的時(shí)間消化實(shí)驗(yàn)老師講解的內(nèi)容，只能被動(dòng)地按照要求完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，而不能有效利用做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)進(jìn)行實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

1.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高教學(xué)效率。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式上，要改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，采用多樣化的實(shí)驗(yàn)課程組織方式。在實(shí)驗(yàn)課上教師可以只對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹v解，對(duì)稍微復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示，給學(xué)生更大的自由發(fā)揮的空間。這樣學(xué)生會(huì)根據(jù)老師布置的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，積極開動(dòng)腦筋，嘗試采用不同的試驗(yàn)方法來(lái)解決問(wèn)題，從而達(dá)到實(shí)踐教學(xué)的目的。根據(jù)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的形勢(shì)，逐步改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，充分利用多媒體等現(xiàn)代化教學(xué)手段于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源共享的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)絡(luò)管理化系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)與監(jiān)控系統(tǒng)，學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)之前可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，熟悉儀器工作原理和使用方法，從而充分利用實(shí)驗(yàn)課堂時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和教學(xué)水平。

2.提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。探索實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新型模式，建立“以人為本”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革，增加實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生的吸引力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)踐的積極性。改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，變以老師為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式為教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生平等開放的教學(xué)方式，提高學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣。鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真對(duì)待電子信息類專業(yè)中的每一個(gè)基礎(chǔ)的和專業(yè)的實(shí)驗(yàn)，把那種“質(zhì)疑一切，一絲不茍，勇于探索，努力學(xué)習(xí)，大膽動(dòng)手”的精神，貫穿于每一個(gè)實(shí)驗(yàn)之中。循序漸進(jìn)，通過(guò)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由一般到個(gè)別的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的。學(xué)生在做完基本的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，在學(xué)有余力的前提下，可以根據(jù)個(gè)人的興趣和愛好，選擇參加一些層次較高的具有綜合性和研究性的開放性實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容大多是來(lái)源于具體的橫向的項(xiàng)目或縱向的科學(xué)研究與技術(shù)革新課題，具有先進(jìn)性、綜合性和科研性。教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)時(shí)，應(yīng)發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體作用，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢于實(shí)踐的進(jìn)取精神。同時(shí)要鼓勵(lì)學(xué)生以市場(chǎng)為導(dǎo)向，尋找科研開發(fā)群體，運(yùn)用集體的智慧和力量，進(jìn)行創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生獲得發(fā)揮創(chuàng)造才能的機(jī)會(huì)。這種開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，拓寬學(xué)生知識(shí)面，增長(zhǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的有效途徑。

五、結(jié)論

通過(guò)以上各項(xiàng)改革，提高了學(xué)生分析問(wèn)題、綜合問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，既滿足學(xué)生對(duì)知識(shí)的渴求，又培養(yǎng)了獨(dú)立探索、富于創(chuàng)新、勇于開拓的精神；具有生動(dòng)、形象、操作性強(qiáng)的特點(diǎn)；加強(qiáng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的講授和討論；注重將新技術(shù)和教師的最新科研成果、工程設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)融入課堂教學(xué)中，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性；注重將課堂教學(xué)向課外延伸，積極開展大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)；通過(guò)理論與實(shí)際的結(jié)合，進(jìn)一步提高了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉輝，許先番.電子信息科學(xué)與工程類專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)踐與探索[D].2008年全國(guó)高等學(xué)校電子信息科學(xué)與工程類專業(yè)教學(xué)協(xié)作會(huì)議論文集，北京郵電大學(xué)出版社，2008.

[2]陳寧寧，等.開放實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與管理[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2004，23（7）：107-109.

[3]宋衛(wèi)星.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程規(guī)范化的思考與探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009，26（7）：125-127.