数字电子技术课程教学设计探讨

2010-08-15刘春玉

重庆科技学院学报（社会科学版） 2010年2期

刘春玉

数字电子技术课程教学设计探讨

刘春玉

在现代教学设计思想的指导下，将探究性教学理念应用于数字电子技术课程的教学设计中，从教学内容的选择、教学方法的改进、教学媒体的运用以及教学效果评价等方面对数字电子技术的教学设计进行了探讨。能否保证数字电子技术课程的教学质量，教师对该课程的教学设计是关键。

数字电子技术；教学设计；探究性教学

教师在进行一门课程的教学之前，必须以保证教学质量为中心，对整个教学过程有一个明确的思路，做到心中有数，即应进行教学设计。教学设计也称教学系统设计，它是运用系统方法分析教学问题和确定教学目标，建立解决教学问题的策略方案、试行解决方案、评价试行结果和对方案进行修改的过程。具体来讲它主要包括教学内容、教学方法、教学媒体、教学评价等内容。传统的教学设计通常注重于教学过程的设计,具体体现为以教师为中心的教育模式，知识的传输方式是“教师→学生”的单向传递方式，学生是被动的知识接受者。根据现代教学设计先进的教育教学理念，将探究性教学理念应用于数字电子技术课程的教学设计中，体现为既发挥教师主导作用，又充分体现学生认知主体作用的“主导—主体”教育模式，从创设问题情境出发，恰当运用必要的现代教育技术和信息资源，激发学生的兴趣和探究激情，引导学生自主探究和体验知识的发生过程，培养学生主动获取知识、运用知识、创新活动的能力。如何把现代教学设计的思想应用到数字电子技术课程教学中，笔者做了初步的探索和尝试。

一、教学内容设计

总体要求是优化教学内容，注重现代电子新技术的渗透，着重学生能力与综合素质的培养。在新的教学模式下，学生的学习能力和应用知识能力的培养是一个关键问题，因此在教学内容方面，需改革过去单纯的只注重理论知识上的完整性、系统性和严密性，忽视理论知识的实用性和实践性的弊端。在理论教学内容的把握上要做到在强化基本理论的同时，突出基本理论，基本分析方法和知识的应用，减少中、小规模器件内部电路分析，着重外部逻辑功能的描述、分析和应用，强调外特性和主要参数。从使用的角度讲，学生必须学会查阅器件手册和阅读技术资料，尤其是器件的功能表，以了解将要使用的器件的工作原理及逻辑功能。比如学习时序逻辑电路一章时，在介绍了计数器、寄存器和移位寄存器基本电路工作原理的基础上，重点介绍中规模集成计数器、移位寄存器功能表和使用，而简要介绍它们的内部逻辑电路。另外注重新技术的发展，可加重可编程逻辑器件的内容。为进一步拓展和延伸本课程的学习，可结合全国大学生电子设计大赛等活动，将模拟电子技术、数字电子技术、单片机技术等内容综合运用，强化学生的综合实践和探索创新的能力。

二、教学方法设计

在教学方法上，要考虑如何调动学生学习主动性，激发学生创造性，力求避免单纯的注入式，将探究性的教学方法运用于教学过程中，鼓励学生积极参与到教学过程中来。

首先，教师要多方引导，培养学生的学习兴趣。兴趣是最好的老师，它能够激发学生的求知欲和学习热情。首先要给学生树立信心，鼓励学生虽然电类课程学习起来有一定的难度，但只要掌握了正确的学习方法，用心去学习，就一定能学好这面课程。第一次课就要告诉学生通过这门课程的学习可以达到什么样的水准、能做出哪些实用器件，使学生了解学科特点和发展状况。教学中注重将理论知识和生活、生产实际联系起来，例如讲解计数器和LED内容时可以联系公交车IC打卡和显示系统，讲解555电路时可引入门铃电路等，培养学生探究知识的兴趣。

其次，在课程设计中，要提供给学生若干引导性问题，把学生的学习层层引向深入。老师所设计的这些问题，应能够引导学生指向关键性的概念，帮助学生全面思考问题，激励学生以多种观点来看待问题。创设问题情境是探究性教学设计的精髓，通过师生互动和双向交流的形式，激发学生探究新知识，促进学生自主思考能力的发展。

数字电子技术本身具有很强的实践性和应用性，因此在介绍一些重要章节前，列举一个设计实例或工程实际问题，引入相关知识和理论。例如：在学习中规模集成组合逻辑电路一章时，先让学生用已学过的SSI组合电路的设计方法设计一个交通灯故障报警电路：交通灯有红、黄、绿三色。只有当其中一只灯亮时为正常，其余状态为故障，要求用与非门实现。然后提出问题：“用SSI组合电路进行设计时，是以逻辑门作为电路的基本单元，我们能否用其它逻辑部件来实现这个电路的设计呢？”在给予学生一定的思考时间后，教师可以直接给出答案：“本节章将要学习的内容中，译码器、数据选择器这两种中规模逻辑器件都可以完成上述电路的逻辑功能”。这样学生的兴趣马上被调动起来，并产生疑问：什么是译码器、数据选择器,为什么它们也能实现上述电路设计,等等。在学习了译码器、数据选择器的原理及逻辑功能和用它们实现组合逻辑电路的方法后，学生的疑问终于得到解决，同时也使学生学会了采用多种方案实现同一逻辑要求的方法，提高了学生学习兴趣，调动了学生学习的主动性和创造性。

在课堂上随着课程内容的深入，不断提出问题和同学们共同探索。引导学生由求同思维 “为什么这样？”转向求异思维“不这样行吗？”、“还有没有更好的解法？”使学生从中领会思路，学会解决问题的方法。

第三，从培养能力出发，将理论教学与实践教学融为一体，并且加强教育的开放程度。我们对有些章节设置了相应的实践训练环节，它包括基本性技能训练和设计性技能训练两部分。基本性技能训练所涉及的内容与课堂教学内容紧密相关，充分体现课程的实践性；设计性技能训练是教师事先给出实际问题，由学生自己设计实现逻辑功能的电路、选用芯片、进行安装调试、排除故障。为了将课堂讲授与技能训练合理结合，有些教学内容可以安排在实验、实训中进行，边讲边练，讲练结合。比如可在实验室介绍集成电路工作原理后，由学生根据集成电路的功能表对电路的功能及外部特性进行测试，将教学过程放在实验室中，有利于学生实现由感性到理性的自然过渡。在边学边练中更深刻地领会所学知识，在头脑中建立起理论与实际的联系。通过理论课程的学习和实训课程的实践，使学生牢固地掌握电子技术基础知识和基本技能。

随着现代科学技术的迅猛发展，新知识、新技术大量涌现，必须加强学生在社会和业界的实践环节，而不是将学生的实践环节更多地封闭于学校之中。近几年，我们采取多种措施，逐步建立与企业合作的创新实验与实习基地的建设工作。而且，不仅要实现大学向社会的各种形式的知识转移，更不能忽视另外一个重要的知识转移，即社会或业界向大学的知识转移。应该让更多的社会或业界人士走上大学的讲坛，可以是讲座，还可以是授课。他们对社会或业界需要什么样的人才以及什么样的知识结构等方面无疑应该有很大的发言权。此外，在大学生的课外创新实践活动中，业界人士提供的指导咨询对于学生亦将大有裨益。

第四，从培养学生的自学能力出发，引导学生充分利用现代网络技术作为学习工具。高校学生已具备了一定的自学能力，而且熟练运用电脑也是他们的长项。所以，教学中除了培养他们如何查找、阅读书刊、使用工具书来进行学习，还经常布置一些他们感兴趣的学习内容，让他们上网搜索相关资料，以丰富、完善课堂教学内容。也可避免学生把电脑仅仅当做玩游戏、聊天等进行娱乐的工具。

三、教学媒体的设计

不同的教学媒体在传递教学信息时，其功能和作用是不同的，各种教学媒体都有其优势和不足，合理运用各种教学媒体，有利于调动学生多种感官对知识的感知，实现信息传递的多渠道化。要注重现代与传统媒体的有机结合，提高课堂教学效果。

教学中，利用先进的多媒体软件技术，根据教学内容和教学要求，精选适合于课堂教学的多媒体软件，开展多媒体教学课件（即CAI）辅助教学。与传统板书教学相比，CAI教学无疑存在很多优势。通过CAI可将一些抽象枯燥,在传统教学中难以用语言表达,常规方法无法演示的现象模拟出来；并能方便地多次重复再现整个分析过程；能将大量的电路、图形、表格预先储存在计算机中，可以大大降低老师在课堂上的简单劳动时间，提高课堂教学的效率。当然，多媒体教学也有其局限性，如学生长时间看投影屏幕易引起视觉疲劳；难以实现师生间面对面的直接情感交流，不利于实现师生互动等。教学实践也证明，全部采用多媒体教学，教学效果并不好。因此，需配合传统的教学方法组织教学，比如对一些公式推导、解题过程、电路分析过程和设计过程，一旦固化就会失去原有的灵活性，使教学变得死板而教条，就需要通过板书讲解。如何实现两种方法的有机结合，需要教师在教学实践中灵活掌握。

四、教学评价体系设计

探究性教学的课程考核应以重视学习过程为指导思想，实行课内教学与课外自主学习相结合的全程评价体系。应对课内教学和课外自主学习进行全面考核。一个好的教学评价体系应当鼓励学生去钻研课程的重点，真正掌握知识和技能；应当重视对日常学习的评定，其目的在于改进学习，而并不是只重视期中考试或期末考试。科学的评价体系应体现在两个方面：一是全面的考查，二是考核形式的多样化。理论教学可采用口头提问、书面作业、课堂练习、阶段测试、期末考试相结合的考评方式，进行全面考核；实验成绩可由准备实验成绩、操作成绩、报告成绩三部分组成，最后按照一定比例合成课程的总成绩。只有采用科学的评价体系才有助于督促学生在学习过程中注意不断努力，以提高学习成绩。