“计算机电路基础”课程建设动态教学模式的探索

杨　洁　魏淑桃

摘要:本文针对上海第二工业大学教学特色阐述了“计算机电路基础”课程的建设过程。根据应用型计算机专业学生要求专业知识点不同、学时偏少以及后续课程设置的要求,对如何展开新的教学模式进行了探讨,提出了符合本科计算机学生学习,同时适应学校自身教学改革需要的动态教学模式。

关键词:计算机电路基础;动态教学模式;课程建设;教学现状;教学特色

中图分类号:G642 文献标识码:B

1引言

课程建设是高等学校教学质量与教学改革工程的重要组成部分。自2003年教育部开展精品课程建设以来,精品课程在实现优质教学资源的开放与共享、促进高校教学水平的提高、推动高校优化师资队伍结构、更新教学内容、创新教学方法和手段等方面显示了强大的生命力和良好的示范性。

“计算机电路基础”是我校计算机类专业的重要专业基础课程,它使学生通过学习计算机电路的基本概念、基本原理和典型电路的实用性分析,掌握计算机电路的有关知识,学会计算机电路的应用设计技巧,为计算机组成、数字信号处理、单片机技术应用等后续课程打下坚实的基础。但由于计算机专业和电子专业掌握的知识点不同,教学计划和各门课程的授课时数都有所限制,一些电类基础课程(如电工基础等)已经不可能作为独立的课程列入教学计划,那些沿袭传统的教学理念、教学模式已不适用于目前的教学环境。本文从课程的衔接、培养学生解决实际问题能力和课程建设几个角度入手,阐述了“计算机电路基础”课程的动态教学模式。

2课程存在的问题和改进方法

我校“计算机电路基础”课程存在以下一些问题。

首先,理论知识系统性太强。鉴于计算机专业和电子专业的侧重点不同,课程涉及电路的基本概念和基本分析方法、模拟电路和数字电路的基本知识和基本内容。这在大多数学校是作为三门课程开设的(分别为“电路分析基础”、“模拟电子技术基础”和“数字电子技术基础”),现在把它们压缩成一门课,而且总学时只有64学时,外加一个平均48学时的小学期实习课,这是学生感到学习有困难的根源。

其次,理论联系实际不够。学生对于理论知识学习的热情仅限于考试合格,并没有真正把理论知识和实践有机地结合起来,学习兴趣和信心,而且比较被动,通常是教师教什么学生就记什么。

最后,教学手段有待改进。“计算机电路基础”课程的教学方式仍旧比较传统,随着教学技术手段的快速发展,该课程也应当脱离一个粉笔一节课的模式,积极探索教学方法和手段的改革。

针对上述几个突出的问题,我们在建设“计算机电路基础”课程过程中也注意采取了相应方法。例如,在教材内容的选择上贯彻重点基础理论知识不能丢和实践联系密切的理论知识不能少的原则。针对计算机专业学生的特点,我们出版了《计算机电路基础》教材,达到因材施教的目的;在理论联系实际方面,除教材内容精心安排之外,还专门安排一个小学期进行集中实习,使学生可以真正理论联系实际,加强动手能力的训练,为毕业设计打好基础;在教学手段和方法上,任课教师都采用多媒体教学方式、多形式、多方位、多角度地展现教学材料,提高学生的学习兴趣,开通了对应的教学网站,网站上有丰富的教学资源供学生随时随地下载,有互动的论坛,供学生和教师答疑解惑。借助良好的交互性,学生学习更加主动,学习积极性学习效率显著提高。综上所述,这些都改变了传统的教学模式和方法,实现一种动态的教学模式。

3课程内容动态变化

学习“计算机电路基础”这门课程,要求学生有较扎实的数学、物理等知识,如果在授课时只考虑教材的逻辑体系而忽视学生的知识基础,学生听课就会如同雾里看花,教师课后辅导也是苦不堪言。因此从实际出发改革课程内容,打破学科性,减少理论性势在必行。我们强调基础理论部分要突破一成不变的格局,内容以必需、够用为度,着重基本概念、基本物理过程和基本公式的应用,淡化繁琐的理论推导。例如半导体器件部分,以建立必要的概念为一种尺度,不必过多讨论二极管、三极管、场效应管等半导体器件的内部结构,也不必在载流子如何运动等问题上花大量理论课时,而将重点放在掌握半导体器件的特性、测试和使用方法上。又例如逻辑门部分,也只需按要求了解它们的基本工作过程,不必详细讲解各种逻辑门内部电路的原理,只要在负载特性和连接特点上下功夫。教学内容的动态变化会使学生更快掌握并应用新知识。

讲授“计算机电路基础”的时候,也要突出计算机专业的特色,紧密结合计算机专业的后续专业课程学习。比如计算机组成原理等课程,就要涉及到寄存器、存储器、加法器、编码器、译码器等具体元器件的原理和使用。在讲授涉及到专业课程的知识单元时,要多选讲这些元器件能解决的具体问题或具体应用方法,使学生在学习专业课程时碰到类似问题可以迎刃而解。

4加强学生实践能力的培养

专业基础知识教学非常重要,但是学习基础知识的目的在于应用。如果只强调系统传授知识,而忽视知识应用能力的培养,教育出来的学生只能是没有实际本领的“书呆子”;如果只注意到教学要依赖于能力发展的一面而忽视教学可促进能力发展的一面,那么也势必使学生缺乏独立获取新知识的能力,缺乏知识应用能力和开拓创新精神。在课程建设的过程中,我们尝试从下面几方面切实培养学生应用基础理论知识的本领和分析解决实际问题的能力。

4.1培养训练学生的动手能力

在传统教学中,实验只是作为理论教学的辅助环节,内容多是验证基本定律和定理,更严重的是实验环节不重视操作和创新能力的培养。实习实践教学环节可以改变以往验证性实验为主的实验内容,增强实践操作性和设计创新性的内容;并在课程结束后开展集中实训课程,着重培养学生综合运用所学知识的能力。实验实习课程也可以作为一门独立的课程考核,从学生最关心的“问题”上动态加强学生动手能力的培养训练。

4.2培养学生独立分析和解决问题的能力

指导学生实习实验时,教师不应对过程讲得过于详细,否则学生没经过大脑思考就按照老师讲解的步骤照猫画虎,有的学生甚至连实习实验做的是什么都没搞清楚,更何谈动手能力的提高呢?要安排一些强制性预习内容(如要求学生在实验前选好仪表的量程;了解芯片各管脚的作用;熟悉实验步骤和相应的表格等)。培养学生查阅相关资料、分析和解决问题的能力,增强学生参与实习实验的深度。

4.3重视综合实习实训课

通过一个学期的理论学习,集中安排2～3周的综合实习实训是很必要的。学生通过对电路的设计、焊接、调试等步骤,加深对理论知识的理解,同时受到工程设计方面的训练,提高综合能力,提高实践动手能力和设计创新能力。我们的实习实训课内容按照循序渐进的原则,分验证型、设计型、综合设计型三阶段进行。

5课程建设的特色

在“计算机电路基础”课程建设中,我们的做法具有以下特色。

5.1课程内容的整合

“计算机电路基础”涵盖了三门主要课程的教学内容,教材的选择是比较大的问题。若选用现成的教材,学生至少要选择三门相关的参考书,这样会严重影响知识的连贯性,给学生学习带来很大困扰。为此,我们编写课程建设需要的教材,为慎重起见,先以讲义形式在校内使用,经过几年试用逐步完善,形成了适合课程建设要求的应用型教材。

5.2现代化教学手段

“计算机电路基础”课程有配套的多媒体课件,教师通过动画演示,对其中的重点、难点作详细讲解。本课程涉及到电路分析、中大规模集成芯片等内容,如果全部在黑板上作图演示,学生注意力很难集中,还很难完成课程的进度要求。而采用多媒体教学手段,直观易懂,单位课时内传授的信息量也比较大,可以开拓学生的视野,使复杂抽象的问题形象化。

5.3活跃课堂气氛

由于该课程理论性与逻辑性较强,学生学习时存在相当难度,对于一些基础差、反应慢的学生来说学习难度更大。为了调动大多数学生的学习主动性,除部分改变演讲

式的授课方式外,教师还在习题和思考题上作了一些设计。我们还经常征询学生的意见,调整授课内容、进度、方式,尽量使之与学生的认知水平相适应,鼓励学生随时提出问题,发表不同的见解。除固定答疑时间外,还在网络上设立讨论区,教师轮流值班,对提出的问题都会给予热情的回应。通过多样化、讨论式地解答问题,学生对所学的知识印象更加深刻,掌握得更加牢固。

5.4建立互动性较强的教学网站

“计算机电路基础”课程开发了交互性比较强的教学网站,网站上除了有电子版图书、教学资料、课堂讲义、多媒体课件等内容外,还提供在线测试、课程教学论坛、教学录像等互动性很强的内容,用于辅助课堂教学。网站不仅仅是课堂教学的补充,还是教师和学生讨论问题的乐园,学生也会把自己学习中得意的地方拿到讨论区“晒一把”,对课堂教学有较大的促进作用。

6结语

作为计算机专业的重要专业基础课程,“计算机电路基础”为后续课程打下基础。更为重要的是,要发挥计算机专业的特色,强调实用、够用的原则,动态调整教学内容和教学模式,加强学生分析、解决实际问题的能力和实际操作能力,这才是“计算机电路基础”教学改革的必由之路。

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