数字电子技术课程的创新教学思维探讨

赵年顺 周云艳

【摘 要】在当前应用型人才培养目标下，传统的填鸭式教學模式已与以实践为目的的现代技术脱节，所培养的人才很难胜任现代先进科技的技术需求。本文对数字电子技术传统教学模式的授课过程及知识接受效率进行分析。提出了讨论、实践、知识转授的教学模式，变被动学习为主动学习。采用创新教学后发现，学生对知识的掌握和理解有明显提高，并能很好地将所学知识应用到实践中去。

【关键词】数字电子技术；主动学习；思维惯性；虚拟仿真

中图分类号： TN79-4；G642 文献标识码： A 文章编号： 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

应用型人才是当前社会各行业特别是一些高新技术行业所不可或缺的。因此，应用型人才培养也是各高校教育改革的目标和方向。这既要求学生能扎实地掌握课本上的基础理论知识，又能很好地将理论知识应用到实践中去。

数字电子技术是工科类专业如电子信息工程、机械电子、自动化等专业的主要技术课程，内容涵盖了数字电路、集成电路和逻辑芯片相关分析与设计。随着电子技术的集成化、智能化发展，数字电子技术的教学改革势在必行。

1 传统教学模式的存在的问题

1.1 偏重知识的“教”而忽略了“学”

传统的数字电子技术教学采用单纯听讲的方式，只注重理论知识的传统，无法使学生建立电路系统的概念，更无法将理论应用于实践，这阻碍了应用型人才的培养。传统的教学模式只注重“教”而忽略了“学”，这种传授型教学模式一味地将知识点灌输给学生而忽略了学生的“学”，不考虑学生能掌握多少知识，也不考虑学生的个体差异。我们知道，教师就像医生对每位病人对症下药一样，对每位学生也应采用不同的方式和方法教学，否则，学生的主观能动性下降，可创造的空间就太少。这样就与应用型人才培养目标背道而驰。

据国外权威部门调查分析，学生在被动学习中学习效率很低。其中，学生一味的听讲，接收知识的留存率只有5%，而学生单纯以阅读的方式接收知识，留存率为10%。如果讲授过程中配合视觉和听觉的动画效果，留存率则上升到20%，如果将过程演示给同学们看，知识的留存率将上升到30%。但是，这些都属于被动学习的范畴，留存率不能得到有效提高，教学模式没有本质改变，从根本上还是不能满足应用型人才培养需求。

1.2 缺乏现代化课堂教学理念

俗话说兴趣是最好的老师，教师讲授的方式再多样，也只是“教”的一面，只有让学生掌握 “学”的一面，充分发挥学生的自由度，培养学生对知识的求知欲望，才能让学生充分理解和掌握知识。此外，课本的知识只是原有技术的总结和概括，课堂上如果没有学生创新能力培养的环节，就无法调动学生去掌握课本以外的社会前沿的知识，那么学生掌握的知识就会与市场脱节，也就不适应技术革新发展的需求。这样学生在电路分析和设计方面都得不到锻炼，只是机械地接受理论，主观能动性不能有效发挥，培养出的学生也就缺乏创造力思维，更没有创新可言。

1.3 缺乏现代化教学工具

随着技术的发展，教学手段也在不断变更，传统教学只是简单地采用口授，其次是采用粉笔加PPT的形式，虽然PPT教学也算比较现代的教学方式，它可以将知识点展示在黑板上，但是学生在接受知识的方式上并无二致，这种从教授—多媒体—学习的模式往往割裂了老师和学生之间的直接联系，达不到提升教学效果的作用。

2 创新教学思维模式探讨

2.1 重构学习流程

重构学习流程，即将被动学习变为主动学习。教师的“教”只是知识传递的第一阶段，如果不能让学生主动学习，对知识进行归纳吸收，信息将无法传递。学生们也将缺乏热情和积极性并充满了挫败感。因此，需要重构学生的学习过程。

首先需要培养学生的思维习惯，即通过让学生加入討论，教师做好学生的“方向盘”作用，如在讲授数字电子技术理论知识后，在电脑上构建电路的数学模型，让学生们对电子线路的运行行为进行分析，可以分小组进行讨论，得出结论，最后与电脑仿真得到的结果相比较。也可以将完整的电子线路模型去掉部分元件，让学生根据所学知识来填充元件，讨论方案的可行性。教师只在其中起到抛砖引玉的效果，让学生掌握课堂的节奏。

此外是利用实践教学来调动学生的求知欲，培养和激发学生的热情，在教授这种双边活动中，没有热情的学生就没有好的教学效果，在多年的教学中总结得到，只有让学生们参与实践，培养他们的探究精神，包括分析和设计各种电路模型方案，从简单到复杂，不局限于课堂也不局限于课本，才能充分调动学生的积极性，提高他们的创造性思维。也就是改变以往固定“教”的授课模式，形成一种融合了引导、互动、提问、思考、设计的“活力式”教学法。

当今学生由于可以通过网络接受各方面最新知识，往往好奇、疑惑、求知欲望较高，对各类新鲜事物充满兴趣，而对单调枯燥的课堂教学表现得不耐烦。因此，在课堂教学中采用灵活多变的教学模式，使不同的学生都能对所学知识产生兴趣。如将学生分成各个小组，以讨论的形式促进知识的吸收。不爱讨论的学生则以寻找伙伴的形式来合作完成实践设计课题，在设计过程吸收所学理论知识。这种讨论式、伙伴式、探究式教学模式，可以完全活跃课堂气氛，保持了学生的活力和热情。

其次是采用让学生教授他人的形式，充分发挥学生的主人翁意识，让学生来主动规划所学知识和内容并进行归纳和总结，通过在网络查阅或与他人讨论完成知识积累，有疑问的可以先与老师进行交流，最终将自己所理解的知识和风格呈现给同学，以此促进学生的个性化学习，现代所提倡的翻转课堂模式也是该模式的一部分，它与讲授式、讨论式学习相融合，使学生在学习上更灵活，更主动，即提高了学习兴趣，对知识的吸收也更加牢固。

国外的一项调查充分说明了重构学习流程的重要性。其中指出，学生积极讨论可以掌握知识的50%，采用实践的模式，将理论知识应用到实践中可以提高知识留存率到75%，而教授给他人的方法可以将知识留存率提高到90%。由此可见，重构学习流程是非常有必要的。三种方式相辅相成，相互融合，对信息的传递起到关键作用，促进了理论知识的吸收内化。

2.2 改革教学手段和评价体系

改革教学手段和评价体系，特别是采用计算机软件辅助教学如EDA技术、Multisim等虚拟仿真软件。数字电子技术的逻辑性很强，它不仅要求学生掌握理论知识，还需要学生掌握设计方法和实践应用的能力。采用软件仿真的形式构建数学模型，不仅能真实地演示电路工作状态，还能虚拟电路电流的流向，使学生对电路知识产生浓厚的兴趣。

我们知道，传统教学模式不能直观展现数字电路，学生对所学知识只能死记硬背，知识的吸收率自然非常低，通过虚拟仿真软件的应用构建各种数字电路，如构建RS触发器，虚拟输入高、低电平信号，在输出端直观地看到电压的高低变化，清楚地展示了输出端的保持、低电平、高电平、不定态的系列过程。在搭建电路时，既可以虚拟小灯泡演示高低电平，也可以虚拟电压表测量输出电压值，这演示过程中还可以加入讨论环节，这样学生很容易对触发器的知识和相关工作原理进行记忆和理解。

虚拟仿真软件还可以应用在验证性场合。通过小组讨论和实践的方式，学生可以自由设计各类电路，在课堂上，教师可以对学生所设计的各类方案进行验证。从而加深学生对基础知识的理解。该过程即节省时间又可以降低成本。学生不仅知道了如何连接电路，也知道了错误的连接方式会产生哪些错误的结果。真正地提高了学生分析和解决问题的能力。

此外，教学评价体系也作出相应地改革，理论考核不再是唯一的手段，技能考核更加的注重，这样才能将教师的教学重点转移到学生的素质教育上，建立应用型人才培养观。如课堂积极讨论、设计数字电路实物、学生讲课评分，以此来切实做好学生综合能力的培养，使学生们掌握分析问题的能力，并在此基础上能不断创新，开拓进取，满足社会需求。

3 结语

经过多年的教学创新改革证明，教师在教授知识的过程中，应化学生的被动学习为主动，积极引入讨论、实践、和给学生创造授课的方式。通过小组讨论、伙伴式实践设计，探究更多课外知识的思维方式，顺应现代化技术发展趋势，将应用型人才培养落实到实处。此外，将虚拟仿真技术引入数字电子技术相关理论教学中，可以充分调动学生的极性性和创造性思维，对理论知识的掌握更加牢固，活跃了课堂教学，使课堂教学化枯燥为生动，培养了学生的创新思维模型，为适应现代化社会需求打下坚实的基础。

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