三位一體化的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式改革研究

三位一體化的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式改革研究

何秉姣

（中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430074）

摘要：教學(xué)模式是有效完成教學(xué)任務(wù)的重要因素，是直接影響教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵一步。本文在分析數(shù)字電子技術(shù)課程傳統(tǒng)教學(xué)模式存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了三位一體化的教學(xué)模式，并從這種新型教學(xué)模式的具體對(duì)象和內(nèi)容方面予以研究分析，結(jié)合實(shí)際工作實(shí)驗(yàn)，收到一定的效果。對(duì)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、自學(xué)能力和與人協(xié)調(diào)溝通能力等方面具有極大的價(jià)值。

關(guān)鍵詞：教學(xué)模式；數(shù)字電子技術(shù)；三位一體化

自高教改革近多年來(lái)，本課程的教學(xué)模式進(jìn)行了一系列的改革，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)平臺(tái)、教師培訓(xùn)及其實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和考核方面也取得了一定的成效。但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日新月異，和社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)類人才實(shí)踐能力、運(yùn)用知識(shí)等綜合能力不斷提出更新更高的需求，這些需求倒逼著對(duì)本課程教學(xué)模式的改進(jìn)和創(chuàng)新。需要教師進(jìn)一步在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等合理調(diào)整、提高教師能力、遵循教學(xué)規(guī)律來(lái)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐能力，和課程考核等方面予以研究。

一、數(shù)字電子技術(shù)課程傳統(tǒng)教學(xué)模式存在問(wèn)題的分析

本課程傳統(tǒng)教學(xué)模式在教學(xué)內(nèi)容方面主要包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。理論教學(xué)以課堂教學(xué)形式進(jìn)行，學(xué)生被動(dòng)接納知識(shí)。實(shí)踐教學(xué)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，起到鞏固課堂學(xué)習(xí)的目的，最后進(jìn)行書面試卷的形式考核。結(jié)合社會(huì)人才的新需求，傳統(tǒng)教學(xué)模式存在一定的問(wèn)題。

（一）教學(xué)內(nèi)容細(xì)化分類不夠，教學(xué)平臺(tái)單一

一般采用簡(jiǎn)單教學(xué)模式，沒(méi)有充分利用先進(jìn)齊全的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，沒(méi)有合理分配和使用課程學(xué)時(shí)，把抽象的理論性強(qiáng)邏輯強(qiáng)的知識(shí)，用直觀的模式予以表達(dá)。另外由于專業(yè)學(xué)時(shí)壓縮的需要，一般高校處理方式不是簡(jiǎn)單縮減理論和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，就是干脆刪掉本課程，這是一種消極適應(yīng)的處理模式。

（二）強(qiáng)調(diào)教師遵循成人學(xué)習(xí)規(guī)律不夠，沒(méi)及時(shí)提供大學(xué)生動(dòng)手的機(jī)會(huì)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生的興趣，從而慢慢消除學(xué)生懼怕計(jì)算機(jī)硬件的心理困惑，不再逃避類似課程的學(xué)習(xí)

多年應(yīng)試教育下來(lái)，學(xué)生還沒(méi)有養(yǎng)成有效自我管理的好習(xí)慣和能力，[1]導(dǎo)致不少大學(xué)生課堂不上老師進(jìn)度，或者沒(méi)興趣聽課，玩手機(jī)，大把的課余玩游戲或者無(wú)所事事。幾年下來(lái)，專業(yè)沒(méi)學(xué)好，就業(yè)難，還養(yǎng)成很多不好的習(xí)慣。所以遵循成人學(xué)習(xí)規(guī)律，結(jié)合課程引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我管理好習(xí)慣的積累，培養(yǎng)自學(xué)能力，通過(guò)布置個(gè)性化有針對(duì)性的作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生思考、討論，消除學(xué)生抄襲作業(yè)的可能。[2-4]

（三）考核形式單一

傳統(tǒng)考核模式難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)激情，分?jǐn)?shù)至上的模式引導(dǎo)的是重視理論學(xué)習(xí)，輕視實(shí)踐動(dòng)手能力。

二、優(yōu)化教學(xué)模式對(duì)促進(jìn)教學(xué)工作、提高教學(xué)質(zhì)量的作用和意義

（一）完善本課程教學(xué)模式，提升教學(xué)質(zhì)量

從多方面完善教學(xué)模式，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，消除學(xué)生面對(duì)懼怕邏輯性強(qiáng)抽象性強(qiáng)知識(shí)，通過(guò)課外作業(yè)，和課內(nèi)及時(shí)有效動(dòng)手，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和潛力。這是教育的根本目的。[5]

（二）提升了教師的理論水平和引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手的能力

引導(dǎo)學(xué)生掌握Quartus II仿真軟件。老師課內(nèi)引導(dǎo)為輔，學(xué)生合理利用課外時(shí)間為主，鼓勵(lì)同學(xué)們討論、自學(xué)，熟練實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯電路圖和VHDL編程兩種輸入模式。在仿真平臺(tái)上加強(qiáng)本課程知識(shí)的學(xué)習(xí)和深入理解。這也為組成原理等后續(xù)課程學(xué)習(xí)提供更多學(xué)習(xí)平臺(tái)。

（三）強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)踐

更多提供學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)。這符合社會(huì)的實(shí)踐能力基本需求。

（四）通過(guò)分組協(xié)作完成課題

培養(yǎng)學(xué)生整合知識(shí)、收集整理資料的能力，訓(xùn)練學(xué)生組織能力、合作與協(xié)作能力，寫作和表達(dá)能力

在以上系統(tǒng)教學(xué)訓(xùn)練下，兼顧理論知識(shí)掌握的好壞和實(shí)踐動(dòng)手能力來(lái)考核評(píng)價(jià)學(xué)生，符合培養(yǎng)人才基本方向。在此基礎(chǔ)上，本文針對(duì)本課程提出三位一體化的課程教學(xué)模式來(lái)完善教學(xué)。

三、三位一體化的數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)模式

（一）具體研究對(duì)象和內(nèi)容

1.具體研究對(duì)象。在數(shù)字電子技術(shù)課程學(xué)時(shí)極其有限的情況下，進(jìn)一步細(xì)化分類教學(xué)內(nèi)容，提升教師專業(yè)水平和與學(xué)生互動(dòng)能力，將傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單理論加實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)模式改革，研究形成理論、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐一體化，課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和課外自主學(xué)習(xí)一體化課程教學(xué)模式。

2.研究?jī)?nèi)容。在符合教學(xué)大綱教學(xué)要求與內(nèi)容的前提下，把原有理論加實(shí)驗(yàn)機(jī)械分開教學(xué)的模式，有機(jī)整合成三位一體化的教學(xué)模式。本課程基本概念、數(shù)字邏輯代數(shù)和基本經(jīng)典的方法、習(xí)題的解答在教室授課，大約20學(xué)時(shí)。具體數(shù)字電路的分析和設(shè)計(jì)驗(yàn)證性的知識(shí)在實(shí)驗(yàn)室授課，在老師引導(dǎo)下演示，學(xué)生照著學(xué)會(huì)用仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)功能部件的分析與設(shè)計(jì)，大約34學(xué)時(shí)。引導(dǎo)學(xué)生合理利用課外時(shí)間自學(xué)掌握QuartusII仿真軟件的使用。較大復(fù)雜度和難度的課題，將分組來(lái)實(shí)現(xiàn)，大約12學(xué)時(shí)。每組分工嚴(yán)格，各行其值，各有收獲，并集中演示請(qǐng)學(xué)生講解課題實(shí)現(xiàn)的完整過(guò)程、體會(huì)和收獲。

教學(xué)內(nèi)容分成三部分：一是在課堂教室里，把邏輯推理性強(qiáng)的知識(shí)用多媒體設(shè)備演示和黑板逐一推導(dǎo)，構(gòu)建知識(shí)的整體框架。習(xí)題的解答也在教室進(jìn)行。二是需要立馬驗(yàn)證輔助理解的抽象知識(shí)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室多媒體設(shè)備和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，老師先講解一般方法，經(jīng)典例題，學(xué)生立馬練習(xí)相關(guān)習(xí)題，予以驗(yàn)證理解。老師可以及時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)等方式解答學(xué)生的疑惑。其優(yōu)點(diǎn)就是學(xué)生有機(jī)會(huì)動(dòng)手參與，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，符合成人學(xué)習(xí)特點(diǎn)。以上兩部分的學(xué)時(shí)就是傳統(tǒng)教學(xué)模式的理論學(xué)時(shí)，但新的教學(xué)模式既完成了理論知識(shí)的傳授，也完成的基本驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的任務(wù)。三是利用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的12學(xué)時(shí)，完成課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)的機(jī)會(huì)和能力?；驹瓌t：學(xué)生為主、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、過(guò)程透明、均有收獲。通過(guò)合理分組，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用學(xué)到的知識(shí)完成復(fù)雜度難度較大的課題。從課題驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)學(xué)生分組、課題的選擇、任務(wù)的劃分、過(guò)程管理、課題完成到文檔整理、演示評(píng)價(jià)，都嚴(yán)格管理，培養(yǎng)學(xué)生自我督促，互相激勵(lì)的機(jī)制。這可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)用好課外時(shí)間，也可以培養(yǎng)學(xué)生互相協(xié)調(diào)溝通能力、文檔的撰寫能力。對(duì)于課程設(shè)計(jì)實(shí)踐中遇到的問(wèn)題，老師在實(shí)驗(yàn)室予以一對(duì)一指導(dǎo)解答。

（二）研究擬達(dá)到的目標(biāo)

1.形成系統(tǒng)完善的本課程教學(xué)模式。任課教師授課水平和與學(xué)生互動(dòng)能力大大提到，受到學(xué)生認(rèn)可和好評(píng)。以本學(xué)院為樣本，形成完整合理的新的教學(xué)模式，整理完整的相關(guān)文檔。

2.引導(dǎo)學(xué)生掌握Quartus II仿真軟件，熟練實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯電路圖和VHDL編程兩種輸入模式。引導(dǎo)學(xué)生不僅理性掌握數(shù)字電子技術(shù)課程的基本概念和基本方法，通過(guò)基本驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和課題實(shí)踐還能感性了解計(jì)算機(jī)底層電路的分析與設(shè)計(jì)，做到理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。

3.通過(guò)課外作業(yè)，和課內(nèi)及時(shí)有效動(dòng)手，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和潛力。通過(guò)分組協(xié)作完成課題，培養(yǎng)學(xué)生整合知識(shí)、收集整理資料的能力，訓(xùn)練學(xué)生組織能力、合作與協(xié)作能力，寫作和表達(dá)能力。

（三）擬解決的主要問(wèn)題

1.激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們充分合理利用課余時(shí)間的好習(xí)慣，逐步熟練掌握Quartus II仿真軟件的使用。

2.規(guī)劃好銜接好教室課堂講授、實(shí)驗(yàn)室講授和學(xué)生分組實(shí)踐的內(nèi)容與進(jìn)度。實(shí)時(shí)關(guān)注學(xué)生理解掌握知識(shí)的程度，做動(dòng)態(tài)調(diào)整。

3.課題分組時(shí)，結(jié)合學(xué)生具體情況有機(jī)搭配，做到每個(gè)同學(xué)都有相應(yīng)的收獲。

本項(xiàng)目預(yù)期首先在本校推行實(shí)施，通過(guò)一段時(shí)間驗(yàn)證完善之后，將整理出來(lái)的各種資料成果進(jìn)一步在湖北省計(jì)算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)的七校聯(lián)盟，和相關(guān)高職高專類學(xué)校推行實(shí)施。另外，一旦該教學(xué)模式在本課程中運(yùn)作成熟后，還能推廣到其他課程，共同實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和逐步養(yǎng)成較強(qiáng)的自學(xué)能力、協(xié)調(diào)合作能力。

四、本教學(xué)模式的特色、創(chuàng)新

（一）以人為本，遵循成人學(xué)習(xí)多元理論規(guī)律，多模式有機(jī)結(jié)合教學(xué)模式

（二）強(qiáng)化提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐動(dòng)手能力

（三）有效解決課時(shí)不足的問(wèn)題

教改以來(lái)，本課程的學(xué)時(shí)從96減少到88，再減少到72，還減少到66。但除基本概念、基本方法等內(nèi)容是必須要講解外，還要介紹本課程的最新發(fā)展，例如新的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)等內(nèi)容。一少一多的矛盾，用本項(xiàng)目提出的教學(xué)模式能主動(dòng)有效解決。

（四）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自信，為后續(xù)課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)

激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，消除了學(xué)生對(duì)硬件課程的恐懼，額外掌握了仿真軟件的使用，對(duì)后續(xù)計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)以及單片機(jī)等課程的學(xué)習(xí)打下基本知識(shí)和學(xué)習(xí)自信等多方面的基礎(chǔ)

五、小結(jié)

本教學(xué)模式不僅完成基本教學(xué)任務(wù)，還額外培養(yǎng)了學(xué)生積極參與、自我管理，主動(dòng)自信學(xué)習(xí)以及與人協(xié)作互動(dòng)的能力，實(shí)現(xiàn)了教育本質(zhì)就是增強(qiáng)人的自信，提升人的能力。通過(guò)一個(gè)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)性實(shí)施該教學(xué)模式，獲得絕大部分學(xué)生的好評(píng)。另外。再通過(guò)不斷完善該模式的基礎(chǔ)上，可以把研究成果在本學(xué)校、兄弟院校予以推廣，共同達(dá)到多層次培養(yǎng)學(xué)生的目的。

（注：本文系中南民族大學(xué)校級(jí)教研項(xiàng)目）

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