啟發(fā)式教學(xué)在數(shù)字電子技術(shù)實驗課程中的應(yīng)用研究

劉燕

（嘉應(yīng)學(xué)院電子信息工程學(xué)院，廣東 梅州 514015）

啟發(fā)式教學(xué)在數(shù)字電子技術(shù)實驗課程中的應(yīng)用研究

劉燕

（嘉應(yīng)學(xué)院電子信息工程學(xué)院，廣東 梅州 514015）

數(shù)字電子技術(shù)是一門實踐性很強(qiáng)的課程。本文探討了在數(shù)字電子技術(shù)實驗課程中啟發(fā)式教學(xué)方法的應(yīng)用。介紹了啟發(fā)式教學(xué)的具體內(nèi)容及在數(shù)字電子技術(shù)實驗這門課程中的應(yīng)用方法，啟發(fā)式教學(xué)在該課程中應(yīng)用效果良好，能夠充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的自學(xué)能力和解決問題的能力。

啟發(fā)式教學(xué)；數(shù)字電子技術(shù)實驗；解決問題能力

1 引言

《數(shù)字電子技術(shù)》課程是電子通信類、自動化類和計算機(jī)類等專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的實踐性，因此實驗是《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。數(shù)字電子技術(shù)實驗對于學(xué)生加深對電路基本概念、原理和分析方法的理解具有極其重要的作用。目前我校數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)過程中普遍存在學(xué)生難學(xué)、教師厭教的現(xiàn)象，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣索然，實踐教學(xué)質(zhì)量不高[1]。分析上述問題的原因:（1）數(shù)字電子技術(shù)實驗內(nèi)容枯燥，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣。（2）當(dāng)前我校的數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)模式都是實驗指導(dǎo)教師講授實驗原理、內(nèi)容十分鐘左右，示范實驗過程、結(jié)果，學(xué)生聽講之后到實驗臺上做實驗。學(xué)生不重內(nèi)容，只重結(jié)果，專心復(fù)制老師的實驗過程，只會“模仿實驗”。（3）實驗設(shè)置都是單個知識點居多，缺少舉一反三的教學(xué)引導(dǎo)，學(xué)生不能融會貫通，不能系統(tǒng)地將掌握知識。這些問題的出現(xiàn)，都與數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)方法有關(guān)[2]。這種傳統(tǒng)的灌輸式實驗教學(xué)方法，只能讓學(xué)生被動地接受知識，只會“模仿實驗”，不重視啟發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力。如果在實驗教學(xué)中很好地運用啟發(fā)式教學(xué)，就可以避免以上問題的出現(xiàn)。啟發(fā)式教學(xué)能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，使學(xué)生在實驗的過程中能夠舉一反三，橫向聯(lián)合，融會貫通地掌握相關(guān)知識，從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

2 啟發(fā)式教學(xué)及其在數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

啟發(fā)式教學(xué)，就是教師根據(jù)教學(xué)目的、內(nèi)容、學(xué)生的知識水平和知識規(guī)律，運用各種教學(xué)手段，采用啟發(fā)誘導(dǎo)辦法傳授知識、培養(yǎng)能力，使學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)，以促進(jìn)身心發(fā)展。這里要著重說明，啟發(fā)式教學(xué)不僅是教學(xué)方法，更是一種教學(xué)思想，是教學(xué)原則和教學(xué)觀。當(dāng)代世界各國教學(xué)改革無一不是圍繞著啟發(fā)式或和啟發(fā)式相聯(lián)系[3]。

啟發(fā)式教學(xué)作為一種教學(xué)指導(dǎo)思想和總的教學(xué)方法，已為廣大教育工作者所熟悉和接受。在數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)中應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)方法，主要應(yīng)注重啟發(fā)學(xué)生的電路思想，培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字邏輯思維和實際動手操作能力。通過啟發(fā)引導(dǎo)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)實驗內(nèi)容的同時掌握對電路進(jìn)行設(shè)計、分析的技能和方法。

2.1 改進(jìn)實驗內(nèi)容，加入問題情境描述

將實驗指導(dǎo)書中的實驗內(nèi)容進(jìn)行分類，分為基礎(chǔ)性實驗和設(shè)計性、綜合性實驗。設(shè)置好每個基礎(chǔ)性實驗中的“啟發(fā)點”——學(xué)習(xí)目標(biāo)與問題情境，通過對學(xué)習(xí)目標(biāo)與問題情境思考，引導(dǎo)學(xué)生去思考“在什么情況下會出現(xiàn)這種問題？這個問題要達(dá)到的目標(biāo)是什么？”等等。并在設(shè)計性、綜合性實驗的設(shè)置上盡量貼近生活應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的好奇心。

例如，在基礎(chǔ)性實驗觸發(fā)器實驗中，針對不同類型的觸發(fā)器對時鐘信號和數(shù)據(jù)信號的要求各不相同，啟發(fā)學(xué)生思考問題：“邊沿觸發(fā)器與主從觸發(fā)器對時鐘信號和數(shù)據(jù)信號的要求

不同體現(xiàn)在哪些方面？”當(dāng)學(xué)生分析它們的觸發(fā)方式之后，并通過控制變量的方法實際驗證時鐘信號和數(shù)據(jù)信號對觸發(fā)器的影響之后，學(xué)生就會對邊沿觸發(fā)器的建立時間，保持時間、觸發(fā)邊沿陡度要求有了感性認(rèn)識和理性認(rèn)識，會發(fā)現(xiàn)主從觸發(fā)器對上述時間參數(shù)要求不高，但要求在CP=1期間，外加的數(shù)據(jù)信號不容許發(fā)生變化，否則將導(dǎo)致觸發(fā)器錯誤輸出。

對綜合性、設(shè)計性實驗的內(nèi)容進(jìn)行精心設(shè)計，只給出任務(wù)書或由學(xué)生自主命題。要求學(xué)生從計算——選定實驗裝置——制定實驗方案——實驗——數(shù)據(jù)處理——完成實驗報告——完成答辯——撰寫論文，獨立完成全過程，使學(xué)生得到了全面的鍛煉。對綜合性設(shè)計性實驗的教學(xué)，打破傳統(tǒng)教學(xué)中“學(xué)生被動接受”的弊端，引入啟發(fā)式的教學(xué)方法，使學(xué)生逐步形成以自助式、合作式、研究式相結(jié)合的學(xué)習(xí)方式，將實驗教學(xué)由“封閉式”變?yōu)椤伴_放式”，由“有解實驗”變?yōu)椤扒蠼鈱嶒灐?，由“知識積累”變?yōu)椤爸悄荛_發(fā)”。有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

2.2 啟發(fā)歸納思考，提高學(xué)生解決問題能力

指導(dǎo)教師在講解實驗內(nèi)容的時候，盡量只描述元器件功能，其內(nèi)部電路邏輯交給學(xué)生去探究。演示中盡量多試幾種方案，不完全按照指導(dǎo)書操作，盡量試錯，通過這樣的過程，引導(dǎo)學(xué)生歸納思考更深層次的問題，即如何讓電路在未按照操作規(guī)程操作的情況下仍保持設(shè)定的功能不出錯。這樣更貼近實際工作情況，啟發(fā)學(xué)生對實際電路的應(yīng)用有更直觀的理解。

通過學(xué)生自主進(jìn)行歸納思考，引導(dǎo)學(xué)生分組進(jìn)行各種討論、假設(shè)、比較、探索、試驗等活動，主動尋求結(jié)果或答案；最后再按預(yù)定目標(biāo)對結(jié)果予以評價。在此過程中，教師僅只是資源供應(yīng)者，對于學(xué)生在實驗中碰到的各種各樣的問題，教師應(yīng)該迂回引導(dǎo)、啟發(fā)提問,避免將結(jié)論直接告知學(xué)生。

例如，在集成觸發(fā)器的產(chǎn)品中，雖然每一種觸發(fā)器都有固定的邏輯功能，但可以利用轉(zhuǎn)換的方法得到其它功能的觸發(fā)器。如果把JK觸發(fā)器的JK端連在一起（稱為T端）就構(gòu)成T觸發(fā)器，狀態(tài)方程為：在這個知識點中，啟發(fā)學(xué)生歸納比較JK觸發(fā)器和T觸發(fā)器的功能差異，并讓學(xué)生在電路板上進(jìn)行操作，通過實驗得出其真值表，繼而寫出其狀態(tài)方程：

2.3 多課程聯(lián)合啟發(fā)，加強(qiáng)創(chuàng)新能力培養(yǎng)

在數(shù)字電子技術(shù)實驗課程中，大多數(shù)實驗均通過實驗箱進(jìn)行實驗，與別的課程聯(lián)系較少，不利于學(xué)生將所學(xué)的電子相關(guān)的知識融會貫通，舉一反三。并且這種傳統(tǒng)的實驗靈活性差，實驗內(nèi)容單一、設(shè)計手段落后、實驗裝置功能不靈活，使得學(xué)生思維受限，不利于創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)；擴(kuò)展性差，不利于具有復(fù)雜性、綜合性或創(chuàng)新性的實驗開設(shè)。針對不同基礎(chǔ)的學(xué)生，可以將EDA（Electronic DesignAutomation)、FPGA（Field－Programmable Gate Array）等課程與數(shù)字電子實驗結(jié)合[4]。EDA技術(shù)是以計算機(jī)為平臺，使用硬件描述語言在EDA工具軟件上完成系統(tǒng)邏輯描述，最終將設(shè)計系統(tǒng)集成到特定芯片中，實現(xiàn)電子系統(tǒng)芯片化設(shè)計。因此，通過將EDA技術(shù)引入到數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)中來，學(xué)生不僅對EDA技術(shù)及其開發(fā)軟件的基本使用方法更加熟練，針對中大規(guī)模的數(shù)字電路設(shè)計，加入EDA技術(shù)的實驗不僅能彌補(bǔ)實驗硬件條件的不足，而且利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力。

3 結(jié)語

本文將啟發(fā)式教學(xué)融入到數(shù)字電子技術(shù)實驗的教學(xué)中并取得了一定的成效，總體上學(xué)生對數(shù)字電子技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣增加，對各種電子設(shè)計大賽的參與度增加，啟發(fā)學(xué)生通過學(xué)習(xí)目標(biāo)與問題情境的思考，主動尋求結(jié)果，增強(qiáng)了學(xué)生歸納思考問題和解決問題的能力。在今后的教學(xué)中，我們將繼續(xù)對啟發(fā)式教學(xué)方法在具體實驗內(nèi)容的應(yīng)用中針對不同層次的學(xué)生做更進(jìn)一步的探索。

[1]段景山．以趣味實驗帶動啟發(fā)式教學(xué)_啟發(fā)式教學(xué)方法在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程中的應(yīng)用[J]．電子科技大學(xué)學(xué)報社科版增刊，2005(7)：100-104.

[2]王波，張巖，王美玲．“數(shù)字電子技術(shù)實驗”課程的改革[J]．實驗室研究與探索，2012，31(09)：121-123，127．

[3]王志軍．啟發(fā)式教學(xué)——啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維[J]．實驗技術(shù)與管理，2008，25(12)：17-18．

[4]薛英娟．?dāng)?shù)字電子技術(shù)實驗課程教學(xué)改革與創(chuàng)新[J]．實驗室科學(xué)，2006，19(1)：145-148．

Research on the Application of Heuristic Teaching in Digital Electronic Experiment

Liu Yan
(Jiaying University,Meizhou 514015,Guangdong)

Digital electronic is a very practical course.This paper discusses on the application of heuristic teaching method in the digital electronic experiment course.The specific content of heuristic teaching and the application methods in digital electronic experiment by heuristic teaching are introduced.The heuristic teaching has good effect in the application.It can fully mobilize student’s interest in digital electronics,and enhance the students'self-learning ability and problem-solving skills.

heuristic teaching；digital electronic experiment；problem-solving skills

TN79-4

A

1008-6609(2016)07-0039-02

劉燕，女，湖南永州人，碩士，助理實驗師，研究方向：控制科學(xué)與控制工程。

2016嘉應(yīng)學(xué)院教學(xué)改革項目，項目編號：416A52。