融合《EDA》的《數(shù)字電子技術(shù)》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

中國石油大學(xué)（北京）地球物理與信息工程學(xué)院 朱明達

融合《EDA》的《數(shù)字電子技術(shù)》翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)

中國石油大學(xué)（北京）地球物理與信息工程學(xué)院 朱明達

數(shù)字電子技術(shù)課程是電氣類、信息類等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。針對傳統(tǒng)數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)中存在忽視學(xué)生能力培養(yǎng)、實驗結(jié)果安排不合理、現(xiàn)代教學(xué)手段不足等問題，通過在教學(xué)過程中融合EDA課程內(nèi)容，為學(xué)生提供了實踐創(chuàng)新平臺，采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)形式，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容的在教學(xué)過程中的分布方式，達到了提高學(xué)生學(xué)習積極性、提升實驗效率、豐富實驗內(nèi)容、提高學(xué)生創(chuàng)新與工程能力的目的，從而提升了教學(xué)質(zhì)量，能夠進一步促進我國高等教育的教學(xué)改革。

數(shù)字電子技術(shù)；EDA；翻轉(zhuǎn)課堂；教學(xué)

《數(shù)字電子技術(shù)》是電氣類、信息類等專業(yè)學(xué)生進入高校后首先要學(xué)習的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，它與后續(xù)的專業(yè)課程密切相關(guān)，是培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)良專業(yè)素質(zhì)的關(guān)鍵課程。隨著信息、電子、通訊等技術(shù)的發(fā)展，使得《數(shù)字電子技術(shù)》課程內(nèi)容越來越復(fù)雜，分析方法也更加多樣化，很有必要對課程教學(xué)進行深入的改革。

1. 課程改革原因分析

1.1傳統(tǒng)教學(xué)模式存在問題分析

傳統(tǒng)的教學(xué)模式一般采用“填鴨式”教學(xué)方法，往往過多的注重了課程的講授，卻忽視了對學(xué)生的引導(dǎo)，沒有體現(xiàn)出對學(xué)生創(chuàng)造性與主體性的培養(yǎng)，違背了以學(xué)生為本的教學(xué)準則。傳統(tǒng)教學(xué)模式下，學(xué)生被動的接收知識，對教學(xué)過程的融入度不高，沒有培養(yǎng)出獨立思考問題的能力，形成了一種機械式的教學(xué)模式。

傳統(tǒng)教學(xué)模式由于課時安排和實驗條件的限制，在實驗教學(xué)環(huán)境中往往采用的是基礎(chǔ)性實驗，導(dǎo)致學(xué)生缺少動手與創(chuàng)新的培養(yǎng)環(huán)節(jié)，無法學(xué)習到前沿的知識與技能。最終導(dǎo)致學(xué)生難以適應(yīng)現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展需求。而且僅僅采用基礎(chǔ)性實驗教學(xué)，往往導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容空洞，難以引起學(xué)生學(xué)習的興趣，無法充分調(diào)動學(xué)生的積極性。

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師往往運用粉筆、幻燈片、模型等工具，采用課堂面授口述的教學(xué)方式。雖然計算機輔助教學(xué)已經(jīng)引入了教學(xué)過程中，但是其功能并沒有充分發(fā)揮，往往只是將教學(xué)內(nèi)容進行報告展示。因此，傳統(tǒng)教學(xué)模式并沒有充分發(fā)揮現(xiàn)代化教學(xué)手段的優(yōu)勢，還有很大的挖掘空間。

1.2融合《EDA》教學(xué)的優(yōu)勢分析

EDA（Electronic Design Automation）是電子設(shè)計自動化的簡稱。EDA技術(shù)是基于大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?、硬件描述語言、計算機、編程軟件等環(huán)節(jié)的應(yīng)用技術(shù)。它的發(fā)展與應(yīng)用不斷推動著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展。在《數(shù)字電子技術(shù)》課程中融入《EDA》的教學(xué)對課程改革具有積極的作用。

EDA教學(xué)的引入，可以使數(shù)字電子技術(shù)實驗電路設(shè)計與開發(fā)周期有效縮短，電路更改與調(diào)試也更加方便。這些優(yōu)點有助于學(xué)生更好的掌握數(shù)字電路的設(shè)計要領(lǐng)，使學(xué)生能夠進行綜合性更強的電路設(shè)計。從而有效提高學(xué)生學(xué)習的積極性，促進學(xué)生實踐動手能力的提高。

EDA的實物形式是一個具有仿真功能的實驗綜合平臺，具有良好的開放性。學(xué)生通過這樣的平臺可以根據(jù)自己的興趣結(jié)合教師設(shè)定的項目完成自己的設(shè)計。對于水平高一些的學(xué)生，可以更進一步參與到科研項目中，完成某個子課題或功能模塊。通過這樣的形式，能夠有效的調(diào)動學(xué)生學(xué)習的積極性，促使他們自己去積極的學(xué)習相關(guān)知識。

2. 基于翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)實施方法

翻轉(zhuǎn)課堂一般是指教師為學(xué)生提供教學(xué)視頻等學(xué)習資料，學(xué)生在課外通過觀看視頻學(xué)習資料完成對知識的先期學(xué)習，課內(nèi)教師與學(xué)生通過探討、提問、交流等形式一同完成對知識的深入學(xué)習。翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式很好的增加了教師與學(xué)生的互動，同時使得學(xué)生學(xué)習不再受時間與空間的限制，能夠更加自主的組織自己的學(xué)習。

2.1根據(jù)教學(xué)目標分解教學(xué)內(nèi)容

在教師備課的過程中，首先要根據(jù)教學(xué)目標，對數(shù)字電子技術(shù)課程中的重點難點進行分解，將課程內(nèi)容分解為各個知識點。根據(jù)各個知識點的內(nèi)容確定授課形式，制定好教學(xué)的思路、方法，對于合適的知識點融入相關(guān)EDA的內(nèi)容，設(shè)計好學(xué)生的課外學(xué)習內(nèi)容，制定好各個EDA設(shè)計實驗項目，同時錄制相應(yīng)知識點的學(xué)習視頻。

在融入EDA內(nèi)容的課程中，可以利用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的模式，把課外學(xué)習內(nèi)容分解為電路設(shè)計、程序設(shè)計、仿真分析三個部分。

2.2微視頻制作

在實施翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)前，必須準備好學(xué)生課前學(xué)習的資料，其中最重要的就是教學(xué)視頻。微視頻課程的時間控制在十分鐘左右，避免時間過長導(dǎo)致學(xué)生長時間觀看產(chǎn)生厭煩感。將數(shù)字電子技術(shù)課程按照知識點，根據(jù)教學(xué)目的以深入淺出的方式，分別制作成各個微視頻進行講授。

2.3課堂互動深化知識

翻轉(zhuǎn)課堂模式下融合EDA的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)，在課堂上的內(nèi)容主要包括課程知識點的傳授與EDA配合下的案例分析。主要形式是教師與學(xué)生之間的交流與討論。通過教師對學(xué)生疑問的解答，深化學(xué)生對課程知識點的理解與掌握。教師通過課前安排、課堂引導(dǎo)等形式，充分調(diào)動學(xué)生在課堂上發(fā)言積極性，將課堂真正的交還給學(xué)生。課堂上，教師根據(jù)不同的情況，決定是通過交流方式還是實踐方式完成知識點的傳授，教師可以對學(xué)生的作業(yè)完成情況進行評析，也可以安排學(xué)生在課堂上對作業(yè)進行講解。如果采用討論的課堂方式，可以以學(xué)生提出疑問，教師課堂講解為主，以組織學(xué)生之間積極展開討論為輔助方式。如果采用實踐的課堂方式式，教師需要組織學(xué)生基于EDA平臺進行實際操作并講解，教師對此過程學(xué)生暴露出來的問題進行評定與解決。

2.4引導(dǎo)學(xué)生課外學(xué)習

僅僅通過課堂教學(xué)是很難幫助學(xué)生掌握所有知識點的，因此引導(dǎo)學(xué)生課外學(xué)習是非常重要的。除了在課前組織學(xué)生學(xué)習知識點視頻與相關(guān)材料外，引導(dǎo)學(xué)生在各個知識模塊學(xué)習完成之后，繼續(xù)復(fù)習與鞏固是非常重要的。教師可以有針對性的在課后布置一些實踐性強的項目型作業(yè)給學(xué)生，從而加強學(xué)生對于知識的記憶和應(yīng)用。在數(shù)字電子技術(shù)課程課堂學(xué)時完成之后，教師可以給學(xué)生安排綜合性強的小型實踐項目，起到檢驗學(xué)生在微課與課堂上所學(xué)知識的掌握情況。這些工作不僅能夠引導(dǎo)學(xué)生對數(shù)字電子技術(shù)知識進行探索和反思，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐的能力，促使學(xué)生在實際操作的過程中逐步完成所學(xué)知識的不斷深化。

3. 結(jié)束語

數(shù)字電子技術(shù)課程是電氣類、信息類等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。本文深入分析了傳統(tǒng)數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)中存在忽視學(xué)生能力培養(yǎng)、實驗結(jié)果安排不合理、現(xiàn)代教學(xué)手段不足等問題。通過在教學(xué)過程中融合EDA課程內(nèi)容，為學(xué)生提供了實踐創(chuàng)新平臺；采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)形式，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容在教學(xué)過程中的分布方式。最終達到了提高學(xué)生學(xué)習積極性、提升實驗效率、豐富實驗內(nèi)容、提高學(xué)生創(chuàng)新與工程能力的目的。

通過克服傳統(tǒng)教學(xué)方式的存在的問題，提高學(xué)生對電子技術(shù)課程學(xué)習中的問題進行綜合分析的能力，給學(xué)生后面其他專業(yè)課的學(xué)習打下了堅實的基礎(chǔ)?？傮w上看，有效提升了教學(xué)質(zhì)量，對進一步促進我國高等教育的教學(xué)改革具有實際意義。

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朱明達（1983-），男，山東東營人，博士，講師，主要從事數(shù)字電路分析與設(shè)計的研究與教學(xué)。

引進人才科研啟動基金（2462014YJRC012）。