數(shù)字電子技術(shù)課程的創(chuàng)新教學(xué)思維探討

趙年順 周云艷

【摘 要】在當(dāng)前應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)下，傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)模式已與以實踐為目的的現(xiàn)代技術(shù)脫節(jié)，所培養(yǎng)的人才很難勝任現(xiàn)代先進(jìn)科技的技術(shù)需求。本文對數(shù)字電子技術(shù)傳統(tǒng)教學(xué)模式的授課過程及知識接受效率進(jìn)行分析。提出了討論、實踐、知識轉(zhuǎn)授的教學(xué)模式，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。采用創(chuàng)新教學(xué)后發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對知識的掌握和理解有明顯提高，并能很好地將所學(xué)知識應(yīng)用到實踐中去。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電子技術(shù)；主動學(xué)習(xí)；思維慣性；虛擬仿真

中圖分類號： TN79-4；G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）18-0102-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.18.046

【Abstract】Under the talent training target of applied type， the traditional cramming teaching model has been disconnected with the modern technology which aims at practice. The trained personnel are difficult to meet the technical requirements of modern advanced technology. This paper analyzes the teaching process and knowledge absorption efficiency of the traditional teaching mode in the digital electronic technology. The teaching mode of discussion， practice and knowledge transfer has been proposed， and the passive learning has been changed into active learning. After the adoption of innovative teaching， we found that the students knowledge and the understanding of knowledge have improved significantly. Importantly， they could well apply their knowledge to practice.

【Key words】Digital electronic technology； Active learning； Thinking inertia； Virtual simulation

0 引言

應(yīng)用型人才是當(dāng)前社會各行業(yè)特別是一些高新技術(shù)行業(yè)所不可或缺的。因此，應(yīng)用型人才培養(yǎng)也是各高校教育改革的目標(biāo)和方向。這既要求學(xué)生能扎實地掌握課本上的基礎(chǔ)理論知識，又能很好地將理論知識應(yīng)用到實踐中去。

數(shù)字電子技術(shù)是工科類專業(yè)如電子信息工程、機(jī)械電子、自動化等專業(yè)的主要技術(shù)課程，內(nèi)容涵蓋了數(shù)字電路、集成電路和邏輯芯片相關(guān)分析與設(shè)計。隨著電子技術(shù)的集成化、智能化發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)改革勢在必行。

1 傳統(tǒng)教學(xué)模式的存在的問題

1.1 偏重知識的“教”而忽略了“學(xué)”

傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)采用單純聽講的方式，只注重理論知識的傳統(tǒng)，無法使學(xué)生建立電路系統(tǒng)的概念，更無法將理論應(yīng)用于實踐，這阻礙了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式只注重“教”而忽略了“學(xué)”，這種傳授型教學(xué)模式一味地將知識點灌輸給學(xué)生而忽略了學(xué)生的“學(xué)”，不考慮學(xué)生能掌握多少知識，也不考慮學(xué)生的個體差異。我們知道，教師就像醫(yī)生對每位病人對癥下藥一樣，對每位學(xué)生也應(yīng)采用不同的方式和方法教學(xué)，否則，學(xué)生的主觀能動性下降，可創(chuàng)造的空間就太少。這樣就與應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)背道而馳。

據(jù)國外權(quán)威部門調(diào)查分析，學(xué)生在被動學(xué)習(xí)中學(xué)習(xí)效率很低。其中，學(xué)生一味的聽講，接收知識的留存率只有5%，而學(xué)生單純以閱讀的方式接收知識，留存率為10%。如果講授過程中配合視覺和聽覺的動畫效果，留存率則上升到20%，如果將過程演示給同學(xué)們看，知識的留存率將上升到30%。但是，這些都屬于被動學(xué)習(xí)的范疇，留存率不能得到有效提高，教學(xué)模式?jīng)]有本質(zhì)改變，從根本上還是不能滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)需求。

1.2 缺乏現(xiàn)代化課堂教學(xué)理念

俗話說興趣是最好的老師，教師講授的方式再多樣，也只是“教”的一面，只有讓學(xué)生掌握 “學(xué)”的一面，充分發(fā)揮學(xué)生的自由度，培養(yǎng)學(xué)生對知識的求知欲望，才能讓學(xué)生充分理解和掌握知識。此外，課本的知識只是原有技術(shù)的總結(jié)和概括，課堂上如果沒有學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的環(huán)節(jié)，就無法調(diào)動學(xué)生去掌握課本以外的社會前沿的知識，那么學(xué)生掌握的知識就會與市場脫節(jié)，也就不適應(yīng)技術(shù)革新發(fā)展的需求。這樣學(xué)生在電路分析和設(shè)計方面都得不到鍛煉，只是機(jī)械地接受理論，主觀能動性不能有效發(fā)揮，培養(yǎng)出的學(xué)生也就缺乏創(chuàng)造力思維，更沒有創(chuàng)新可言。

1.3 缺乏現(xiàn)代化教學(xué)工具

隨著技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)手段也在不斷變更，傳統(tǒng)教學(xué)只是簡單地采用口授，其次是采用粉筆加PPT的形式，雖然PPT教學(xué)也算比較現(xiàn)代的教學(xué)方式，它可以將知識點展示在黑板上，但是學(xué)生在接受知識的方式上并無二致，這種從教授—多媒體—學(xué)習(xí)的模式往往割裂了老師和學(xué)生之間的直接聯(lián)系，達(dá)不到提升教學(xué)效果的作用。

2 創(chuàng)新教學(xué)思維模式探討

2.1 重構(gòu)學(xué)習(xí)流程

重構(gòu)學(xué)習(xí)流程，即將被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。教師的“教”只是知識傳遞的第一階段，如果不能讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)，對知識進(jìn)行歸納吸收，信息將無法傳遞。學(xué)生們也將缺乏熱情和積極性并充滿了挫敗感。因此，需要重構(gòu)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。

首先需要培養(yǎng)學(xué)生的思維習(xí)慣，即通過讓學(xué)生加入討論，教師做好學(xué)生的“方向盤”作用，如在講授數(shù)字電子技術(shù)理論知識后，在電腦上構(gòu)建電路的數(shù)學(xué)模型，讓學(xué)生們對電子線路的運行行為進(jìn)行分析，可以分小組進(jìn)行討論，得出結(jié)論，最后與電腦仿真得到的結(jié)果相比較。也可以將完整的電子線路模型去掉部分元件，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識來填充元件，討論方案的可行性。教師只在其中起到拋磚引玉的效果，讓學(xué)生掌握課堂的節(jié)奏。

此外是利用實踐教學(xué)來調(diào)動學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的熱情，在教授這種雙邊活動中，沒有熱情的學(xué)生就沒有好的教學(xué)效果，在多年的教學(xué)中總結(jié)得到，只有讓學(xué)生們參與實踐，培養(yǎng)他們的探究精神，包括分析和設(shè)計各種電路模型方案，從簡單到復(fù)雜，不局限于課堂也不局限于課本，才能充分調(diào)動學(xué)生的積極性，提高他們的創(chuàng)造性思維。也就是改變以往固定“教”的授課模式，形成一種融合了引導(dǎo)、互動、提問、思考、設(shè)計的“活力式”教學(xué)法。

當(dāng)今學(xué)生由于可以通過網(wǎng)絡(luò)接受各方面最新知識，往往好奇、疑惑、求知欲望較高，對各類新鮮事物充滿興趣，而對單調(diào)枯燥的課堂教學(xué)表現(xiàn)得不耐煩。因此，在課堂教學(xué)中采用靈活多變的教學(xué)模式，使不同的學(xué)生都能對所學(xué)知識產(chǎn)生興趣。如將學(xué)生分成各個小組，以討論的形式促進(jìn)知識的吸收。不愛討論的學(xué)生則以尋找伙伴的形式來合作完成實踐設(shè)計課題，在設(shè)計過程吸收所學(xué)理論知識。這種討論式、伙伴式、探究式教學(xué)模式，可以完全活躍課堂氣氛，保持了學(xué)生的活力和熱情。

其次是采用讓學(xué)生教授他人的形式，充分發(fā)揮學(xué)生的主人翁意識，讓學(xué)生來主動規(guī)劃所學(xué)知識和內(nèi)容并進(jìn)行歸納和總結(jié)，通過在網(wǎng)絡(luò)查閱或與他人討論完成知識積累，有疑問的可以先與老師進(jìn)行交流，最終將自己所理解的知識和風(fēng)格呈現(xiàn)給同學(xué)，以此促進(jìn)學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)，現(xiàn)代所提倡的翻轉(zhuǎn)課堂模式也是該模式的一部分，它與講授式、討論式學(xué)習(xí)相融合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)上更靈活，更主動，即提高了學(xué)習(xí)興趣，對知識的吸收也更加牢固。

國外的一項調(diào)查充分說明了重構(gòu)學(xué)習(xí)流程的重要性。其中指出，學(xué)生積極討論可以掌握知識的50%，采用實踐的模式，將理論知識應(yīng)用到實踐中可以提高知識留存率到75%，而教授給他人的方法可以將知識留存率提高到90%。由此可見，重構(gòu)學(xué)習(xí)流程是非常有必要的。三種方式相輔相成，相互融合，對信息的傳遞起到關(guān)鍵作用，促進(jìn)了理論知識的吸收內(nèi)化。

2.2 改革教學(xué)手段和評價體系

改革教學(xué)手段和評價體系，特別是采用計算機(jī)軟件輔助教學(xué)如EDA技術(shù)、Multisim等虛擬仿真軟件。數(shù)字電子技術(shù)的邏輯性很強(qiáng)，它不僅要求學(xué)生掌握理論知識，還需要學(xué)生掌握設(shè)計方法和實踐應(yīng)用的能力。采用軟件仿真的形式構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，不僅能真實地演示電路工作狀態(tài)，還能虛擬電路電流的流向，使學(xué)生對電路知識產(chǎn)生濃厚的興趣。

我們知道，傳統(tǒng)教學(xué)模式不能直觀展現(xiàn)數(shù)字電路，學(xué)生對所學(xué)知識只能死記硬背，知識的吸收率自然非常低，通過虛擬仿真軟件的應(yīng)用構(gòu)建各種數(shù)字電路，如構(gòu)建RS觸發(fā)器，虛擬輸入高、低電平信號，在輸出端直觀地看到電壓的高低變化，清楚地展示了輸出端的保持、低電平、高電平、不定態(tài)的系列過程。在搭建電路時，既可以虛擬小燈泡演示高低電平，也可以虛擬電壓表測量輸出電壓值，這演示過程中還可以加入討論環(huán)節(jié)，這樣學(xué)生很容易對觸發(fā)器的知識和相關(guān)工作原理進(jìn)行記憶和理解。

虛擬仿真軟件還可以應(yīng)用在驗證性場合。通過小組討論和實踐的方式，學(xué)生可以自由設(shè)計各類電路，在課堂上，教師可以對學(xué)生所設(shè)計的各類方案進(jìn)行驗證。從而加深學(xué)生對基礎(chǔ)知識的理解。該過程即節(jié)省時間又可以降低成本。學(xué)生不僅知道了如何連接電路，也知道了錯誤的連接方式會產(chǎn)生哪些錯誤的結(jié)果。真正地提高了學(xué)生分析和解決問題的能力。

此外，教學(xué)評價體系也作出相應(yīng)地改革，理論考核不再是唯一的手段，技能考核更加的注重，這樣才能將教師的教學(xué)重點轉(zhuǎn)移到學(xué)生的素質(zhì)教育上，建立應(yīng)用型人才培養(yǎng)觀。如課堂積極討論、設(shè)計數(shù)字電路實物、學(xué)生講課評分，以此來切實做好學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，使學(xué)生們掌握分析問題的能力，并在此基礎(chǔ)上能不斷創(chuàng)新，開拓進(jìn)取，滿足社會需求。

3 結(jié)語

經(jīng)過多年的教學(xué)創(chuàng)新改革證明，教師在教授知識的過程中，應(yīng)化學(xué)生的被動學(xué)習(xí)為主動，積極引入討論、實踐、和給學(xué)生創(chuàng)造授課的方式。通過小組討論、伙伴式實踐設(shè)計，探究更多課外知識的思維方式，順應(yīng)現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展趨勢，將應(yīng)用型人才培養(yǎng)落實到實處。此外，將虛擬仿真技術(shù)引入數(shù)字電子技術(shù)相關(guān)理論教學(xué)中，可以充分調(diào)動學(xué)生的極性性和創(chuàng)造性思維，對理論知識的掌握更加牢固，活躍了課堂教學(xué)，使課堂教學(xué)化枯燥為生動，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維模型，為適應(yīng)現(xiàn)代化社會需求打下堅實的基礎(chǔ)。

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