任 希,侯建軍,李趙紅,路 勇,曾 濤

(北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院,北京100044)

0 引言

研究性教學(xué)的理念是通過教學(xué)過程引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí),從而讓學(xué)生掌握知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生的研究與創(chuàng)新能力。研究性教學(xué)的目的不僅是使學(xué)生掌握系統(tǒng)的科學(xué)知識(shí),更重要的是使學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)去發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題,得到思維訓(xùn)練,學(xué)會(huì)知識(shí)的應(yīng)用,學(xué)會(huì)研究與探索。因此,研究性教學(xué)的教學(xué)模式除保留了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式以外,表現(xiàn)出更加靈活和多樣性,更具開放性[1]。

我們?cè)凇皵?shù)字電子技術(shù)”課程中進(jìn)行了研究性教學(xué)的探索和實(shí)踐。我們把“數(shù)字電子技術(shù)”的研究性教學(xué)分成了三個(gè)階段:準(zhǔn)備階段是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,增強(qiáng)學(xué)生的探知欲;學(xué)習(xí)階段是使學(xué)生獲取知識(shí),訓(xùn)練思維和培養(yǎng)能力;第三階段是實(shí)施階段。

1 準(zhǔn)備階段

“數(shù)字電子技術(shù)”課程研究性教學(xué)的準(zhǔn)備階段應(yīng)該以培養(yǎng)學(xué)生對(duì)“數(shù)字電子技術(shù)”課程的興趣和激發(fā)學(xué)習(xí)熱情為主,啟發(fā)他們的研究和創(chuàng)新意識(shí)。

教師在緒論課中要花較多的時(shí)間介紹數(shù)字電子技術(shù)的歷史和現(xiàn)狀,讓學(xué)生完成一篇小論文,內(nèi)容是反映數(shù)字電子技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀,但要求學(xué)生結(jié)合專業(yè),比如通信、自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,也可以是消費(fèi)電子領(lǐng)域。目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,引起學(xué)生的求知欲,并籍此讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何查找文獻(xiàn)。

2 學(xué)習(xí)階段

研究性教學(xué)重視教學(xué)的結(jié)果,但更注重教學(xué)過程以及學(xué)生在教學(xué)過程中的體驗(yàn)與成長[2]。教師是主導(dǎo)者,引導(dǎo)學(xué)生完成研究性學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

我們?cè)凇皵?shù)字電子技術(shù)”教學(xué)階段,有如下的研究性教學(xué)過程。

1)探究式教學(xué)

在探究式教學(xué)中需要教師去引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中提出問題,培養(yǎng)他們主動(dòng)提出問題的能力。為此,我們?cè)凇皵?shù)字電子技術(shù)”課程中先由教師在課堂上提出問題,問題的提出由淺入深。比如用卡諾圖化簡邏輯函數(shù)的依據(jù),T TL器件和COMS器件是否可以直接連接等[3]。而在組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路學(xué)習(xí)中,可以增大問題的難度和復(fù)雜度。

2)專題研討

我們?cè)谡n程主要的知識(shí)點(diǎn)授課時(shí)增加了專題研討。比如,集成電路的工作過程、外部特性和三態(tài)總線傳輸數(shù)據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用;硬件描述語言VHDL的行為描述與結(jié)構(gòu)描述;維持阻塞D觸發(fā)器與邊沿JK觸發(fā)器結(jié)構(gòu)及工作原理與特點(diǎn);同步和異步時(shí)序電路的分析設(shè)計(jì);高性能A/D與D/A的外特性研究等[3]。

3)作業(yè)研討

研究性教學(xué)中,還可以讓學(xué)生參與課后作業(yè)與章節(jié)小結(jié)兩個(gè)過程。采用作業(yè)研討的方法,特別是對(duì)那些在教科書中不能直接找到答案或具有設(shè)計(jì)性質(zhì)的習(xí)題。通過討論可以得出多個(gè)結(jié)論,可以開闊學(xué)生的思路。學(xué)生寫章節(jié)小結(jié)可以提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的歸納能力。

3 實(shí)施階段

在“數(shù)字電子技術(shù)”課程的實(shí)踐性教學(xué)中,我們依然分成為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)三個(gè)部分。

1)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中,我們除了讓學(xué)生掌握器件的使用和電路邏輯功能的驗(yàn)證外,更強(qiáng)調(diào)參數(shù)對(duì)器件和電路的影響,比如不同電平、不同頻率信號(hào)對(duì)器件和電路的影響,器件和電路的帶負(fù)載能力等。

2)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

在“數(shù)字電子技術(shù)”研究性教學(xué)實(shí)踐中,我們認(rèn)為對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),教師提出的設(shè)計(jì)題目不宜過難和復(fù)雜。學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)如何提出問題,如何查閱各種器件手冊(cè)和相關(guān)文獻(xiàn)資料,如何綜合運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過知識(shí),如何學(xué)習(xí)還未學(xué)過的知識(shí),如何設(shè)計(jì)電路及如何調(diào)試電路達(dá)到要求的指標(biāo)等。

3)課程設(shè)計(jì)

我們把學(xué)生分成兩種類型。對(duì)于創(chuàng)新思想活躍的學(xué)生,鼓勵(lì)他們積極參與創(chuàng)新活動(dòng)。讓他們自己選擇和完成課程設(shè)計(jì)題目,教師應(yīng)當(dāng)控制學(xué)選題的難易程度和實(shí)現(xiàn)過程的復(fù)雜程度。比如所用的器件參數(shù)能否實(shí)現(xiàn)提出的技術(shù)指標(biāo),安裝技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)電路正常工作等。對(duì)于創(chuàng)新思想不夠活躍的學(xué)生,應(yīng)由學(xué)生自主完成資料的查找,電路的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試,最后達(dá)到設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。

4 結(jié)語

在課程中適度增加新技術(shù)和新知識(shí),有利于研究性教學(xué)的進(jìn)行,有利于學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)。我們?cè)谡n程中增加了Multisim等電路仿真軟件的使用,鼓勵(lì)學(xué)生用電路仿真軟件去完成作業(yè)。我們還開設(shè)了EDA課程設(shè)計(jì),增加了可編程邏輯器件的使用內(nèi)容,以此提高學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究興趣。

在研究性教學(xué)中,不僅要在教學(xué)方法上進(jìn)行改革,還要有時(shí)間和硬件條件加以保障,為此我們把“數(shù)字電子技術(shù)”課程的教學(xué)時(shí)間由原來的48學(xué)時(shí),提高到現(xiàn)在的64學(xué)時(shí)。同時(shí)開放實(shí)驗(yàn)室,增建創(chuàng)新技術(shù)實(shí)驗(yàn)室,為學(xué)生研究性學(xué)習(xí)提供便利的條件。此外,我們還幫助學(xué)生參加全國和北京市的電子競賽,使他們的研究和創(chuàng)新得到可持續(xù)發(fā)展。

[1] 李宏祥.姚利民.史曼莉.康雯.蔣家瓊.大學(xué)研究性教學(xué)內(nèi)涵、特征和過程[J].長沙:湖南社會(huì)科學(xué),2008年第5期

[2] 陳建平.范欽珊.鄧宗白.從工科基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)出發(fā)開展研究性教學(xué)[J].北京:中國大學(xué)教學(xué),2008年第5期

[3] 侯建軍主編.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)—2版[M].北京:高等教育出版社,2007.12

[4] 貢福海.研究性教學(xué)體系構(gòu)建:點(diǎn)、線、面、體結(jié)合[J].北京:中國大學(xué)教學(xué),2009年第4期