《數(shù)字電子技術(shù)》開放式實驗?zāi)Ｊ窖芯?/h1>
2015-09-10 07:22李書杰等
考試周刊 2015年66期
李書杰等
摘 要： 為組織研究建立一個完善的《數(shù)字電子技術(shù)》專業(yè)實踐性教學(xué)體系，培養(yǎng)電類專業(yè)學(xué)生綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，本文結(jié)合高校現(xiàn)行實驗條件闡述了課程改革的必要性，并構(gòu)建了一套較為完善的實驗體系用于本校教學(xué)。該模式提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，有效提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性和知識掌握水平，解決了器材損耗與浪費的問題。
關(guān)鍵詞： 教學(xué)改革 數(shù)字電子技術(shù) 實驗教學(xué)
1.引言
當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，企業(yè)和社會對于具備理論知識和較強操作能力的高技術(shù)者提出更大需求。高校逐漸從以理論課程為主向著重培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?！稊?shù)字電子技術(shù)實驗》作為電氣信息類專業(yè)學(xué)生必修的一門重要學(xué)科技術(shù)基礎(chǔ)課程，是為鞏固學(xué)生數(shù)字電路的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、數(shù)字電路知識應(yīng)用能力及數(shù)字電路設(shè)計創(chuàng)新能力，掌握數(shù)字電路的分析、設(shè)計和開發(fā)而開設(shè)的一門重要實驗課，具有很強的工程實踐性[1]。教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握數(shù)字集成電路的實際應(yīng)用并可以利用數(shù)字集成電路解決實際問題[2]。
本教改課題借助電子技術(shù)實驗室平臺，依托設(shè)備齊全的專業(yè)實驗室，具備項目實施的政策環(huán)境及硬件基礎(chǔ)。同時，實驗內(nèi)容應(yīng)該減少驗證性實驗，增加設(shè)計性、實用性與綜合性實驗，引入開放式的實驗教學(xué)模式，不斷提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力和興趣。通過實驗加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生分析、設(shè)計、組裝和調(diào)試電路的能力[3]。
2.數(shù)電實驗改革體系構(gòu)建與評價
2.1理論分析
在以往的數(shù)電實驗教學(xué)中，通常是教師先對該實驗原理進行講解并提出要求和結(jié)果，然后學(xué)生根據(jù)實驗方法選取實驗器件進行功能實現(xiàn)。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式對學(xué)生的獨立思考能力和動手能力要求很低，實驗相對簡單，只需要按照老師安排實現(xiàn)功能即可，大多學(xué)生在不理解原理的情況下互相借鑒實驗方法和步驟，并且教學(xué)模式并不適合所有類型的實驗。這樣，完成實驗之后，學(xué)生不能對各種實驗理論和器材有較深入的了解，教學(xué)目標(biāo)往往難以很好地實現(xiàn)。另外，學(xué)生對實驗缺乏了解也造成實驗器件特別是各種芯片引腳的高損壞率，難以回收利用，造成較大浪費和損失。
針對傳統(tǒng)實驗教學(xué)中產(chǎn)生的諸多問題，我們急需改變教學(xué)模式和方法。教師要從以講解原理和實驗方法為主的傳統(tǒng)教學(xué)方式中走出來，試著將學(xué)生的研究方法向正確的方向引導(dǎo)，使學(xué)生更獨立地發(fā)現(xiàn)、思考問題，進而更主動地解決實驗中遇到的各種問題并完成實驗內(nèi)容[4]。
圖1 實驗課程改革流程圖
首先，學(xué)生要根據(jù)自己獨立設(shè)計的實驗線路圖、自主選擇實驗器件。學(xué)生可以利用課堂理論知識依據(jù)網(wǎng)絡(luò)、虛擬實驗室等熟悉已發(fā)到手的器件的原理及使用方法，著重于培養(yǎng)自學(xué)與創(chuàng)新能力。其次，數(shù)電實驗教學(xué)要增強開放性，逐步從僅完成課時內(nèi)的學(xué)習(xí)向既要有課上學(xué)時又要保證學(xué)生隨時可以查閱資料轉(zhuǎn)變，完善課程內(nèi)容。再次，在實驗結(jié)果的考核方面，將實驗過程和結(jié)果結(jié)合起來。教師不再主要進行講解和說明，更多是監(jiān)督、引導(dǎo)和輔導(dǎo)，并在指導(dǎo)的同時對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、積極性和知識掌握能力進行評價，對學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)產(chǎn)生督促作用。最后，對于實驗器件（主要是集成芯片）采取學(xué)校補貼加個人購買的形式進行發(fā)放，學(xué)生在熟悉器件使用注意事項的情況下?lián)碛袀€人器件，可以單獨使用。在學(xué)期末再對實驗器材進行統(tǒng)一測試回收，杜絕一些學(xué)生不愛護實驗設(shè)備的行為，提高器件回收率。
2.2開放式實驗?zāi)Ｊ降脑u價
目前，我校電氣信息類專業(yè)《數(shù)字電子技術(shù)》課程實驗單獨設(shè)課，共16學(xué)時，本學(xué)期課程均采用開放式實驗?zāi)Ｊ竭M行教學(xué)。如下表所示，通過一學(xué)期的實踐，廣大師生反應(yīng)良好，學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和自我評價能力明顯提高，教師按照教學(xué)目標(biāo)對學(xué)生成績考核的評價更高。同時，相比于上學(xué)期，學(xué)生更關(guān)注器件的正確使用方法，器材的回收率有所提高。
表 課改前后數(shù)據(jù)綜合數(shù)據(jù)統(tǒng)計表
通過本次數(shù)電實驗教學(xué)改革，我們摒棄老舊的傳統(tǒng)教學(xué)方法，將“以教師為主”的模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的模式。這種啟發(fā)式的教學(xué)方法更有利于提高學(xué)生的獨立思考能力，并引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析和解決問題，發(fā)揮每一名學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新意識，保證對每一名學(xué)生的培養(yǎng)都能達到預(yù)期目標(biāo)[5]。同時，在教學(xué)期內(nèi)，學(xué)生擁有自己實驗所需的基本芯片，除了正常的教學(xué)安排學(xué)生還在課下時間到實驗室繼續(xù)完成實驗內(nèi)容，或者在實驗室外完成相關(guān)內(nèi)容。這樣即使在實驗結(jié)束后也可以引導(dǎo)學(xué)生積極解決實驗中碰到的各種問題，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力。這樣不僅能滿足學(xué)生自主實驗的需求，并且能最大化地利用實驗資源，提高儀器設(shè)備利用率。
3.存在的問題和改進
開放式實驗?zāi)Ｊ教岣呓虒W(xué)質(zhì)量，但在教學(xué)過程中仍存在一些問題。課程實驗是驗證器件的邏輯功能，基本上不使用大規(guī)模集成器件，這與現(xiàn)代硬件技術(shù)和信息技術(shù)緊密結(jié)合的現(xiàn)狀不相符合，導(dǎo)致學(xué)生的自主創(chuàng)新與設(shè)計能力較弱；實驗內(nèi)容與生產(chǎn)生活的關(guān)聯(lián)性太差，且實用型不強，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)動力；實驗場地有限，為了完成教學(xué)任務(wù)只能統(tǒng)一安排實驗時間和內(nèi)容，影響學(xué)生主動性。這就對實驗室硬件條件和開放水平及教師的教學(xué)水平提出更高要求。
為了進一步提高實驗教學(xué)水平，從各個方面使廣大師生從中受益，今后我們將會從多個方面改進。首先要積極安排實驗教學(xué)內(nèi)容，提高元器件參數(shù)的測試和新器件的應(yīng)用，改變僅要求掌握數(shù)字集成電路使用的數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)目標(biāo)，著重培養(yǎng)利用數(shù)字集成電路進行電子系統(tǒng)開發(fā)的能力和自主設(shè)計能力，團隊合作能力和責(zé)任心。其次，在實驗教學(xué)中更多地利用現(xiàn)代技術(shù)方法，授課中盡量形象地將電路原理、仿真等過程更直觀地展現(xiàn)給學(xué)生，便于記憶與理解。同時便捷的技術(shù)手段可以更好更快地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與能力。最后，要進一步提升實驗室開放水平，保證對學(xué)生全天開放，實驗隨到隨做。要做到真正開放還需要保證學(xué)生能夠使用儀器進行興趣性科技活動，最大化地提高自主使用性，以使實驗資源得到合理利用[6]。
4.結(jié)語
通過本次教學(xué)改革鍛煉教師隊伍，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力和學(xué)習(xí)積極性，有效地杜絕實驗器件的浪費。
實驗教學(xué)是《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，抓好該課程的實驗教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計、技術(shù)實現(xiàn)、綜合測試等工程能力具有十分重要的意義。提高高校數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)水平和質(zhì)量，為后續(xù)電子技術(shù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)，以緊跟數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和社會對創(chuàng)新性電子技術(shù)人才的需求，是電類專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)中的一個十分重要的課題。
參考文獻：
[1]唐勝春，高晶敏，柴海莉，陳福彬.數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)改革探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2013，09：48-50.
[2]池雪蓮.國家級電工電子實訓(xùn)基地建設(shè)的探索與實踐[J].科技信息，2011，10：46，49.
[3]章華幸.單片機實驗教學(xué)探索[J].中國電力教育，2014，05：184-185.
[4]丁超.“數(shù)字電子技術(shù)”實驗教學(xué)改革探索[J].中國成人教育，2012，04：134-135.
[5]楊建良.電類基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)“虛實結(jié)合”模式的構(gòu)建[J].實驗室研究與探索，2014，07：101-104，280.
[6]過希文，李國麗，陳權(quán)，胡存剛，錢喆，張倩，周睿.電氣工程基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)模式的研究與實踐[J].中國電力教育，2013，29：87-88，101.
項目：華北理工大學(xué)教學(xué)改革項目（Y1392-62）
猜你喜歡
小議初中化學(xué)演示實驗教學(xué)甘肅教育(2020年4期)2020-09-11 電容器的實驗教學(xué)物理之友(2020年12期)2020-07-16 對初中化學(xué)實驗教學(xué)的認識和體會甘肅教育(2020年8期)2020-06-11 EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)實驗中的應(yīng)用電子技術(shù)與軟件工程(2016年20期)2016-12-21 EDA技術(shù)在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中的探索大學(xué)教育(2016年11期)2016-11-16 《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)研究和探索科技視界(2016年24期)2016-10-11 基于人才培養(yǎng)的技工學(xué)校德育實效性研究成才之路(2016年25期)2016-10-08 現(xiàn)代信息技術(shù)在高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革中的應(yīng)用研究科技視界(2016年20期)2016-09-29 以職業(yè)技能競賽為導(dǎo)向的高職單片機實踐教學(xué)改革研究科技視界(2016年20期)2016-09-29 微課時代高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革的實踐與探索科技視界(2016年20期)2016-09-29
李書杰等
摘 要： 為組織研究建立一個完善的《數(shù)字電子技術(shù)》專業(yè)實踐性教學(xué)體系，培養(yǎng)電類專業(yè)學(xué)生綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，本文結(jié)合高校現(xiàn)行實驗條件闡述了課程改革的必要性，并構(gòu)建了一套較為完善的實驗體系用于本校教學(xué)。該模式提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，有效提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性和知識掌握水平，解決了器材損耗與浪費的問題。
關(guān)鍵詞： 教學(xué)改革 數(shù)字電子技術(shù) 實驗教學(xué)
1.引言
當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，企業(yè)和社會對于具備理論知識和較強操作能力的高技術(shù)者提出更大需求。高校逐漸從以理論課程為主向著重培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?！稊?shù)字電子技術(shù)實驗》作為電氣信息類專業(yè)學(xué)生必修的一門重要學(xué)科技術(shù)基礎(chǔ)課程，是為鞏固學(xué)生數(shù)字電路的理論知識，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、數(shù)字電路知識應(yīng)用能力及數(shù)字電路設(shè)計創(chuàng)新能力，掌握數(shù)字電路的分析、設(shè)計和開發(fā)而開設(shè)的一門重要實驗課，具有很強的工程實踐性[1]。教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握數(shù)字集成電路的實際應(yīng)用并可以利用數(shù)字集成電路解決實際問題[2]。
本教改課題借助電子技術(shù)實驗室平臺，依托設(shè)備齊全的專業(yè)實驗室，具備項目實施的政策環(huán)境及硬件基礎(chǔ)。同時，實驗內(nèi)容應(yīng)該減少驗證性實驗，增加設(shè)計性、實用性與綜合性實驗，引入開放式的實驗教學(xué)模式，不斷提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力和興趣。通過實驗加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生分析、設(shè)計、組裝和調(diào)試電路的能力[3]。
2.數(shù)電實驗改革體系構(gòu)建與評價
2.1理論分析
在以往的數(shù)電實驗教學(xué)中，通常是教師先對該實驗原理進行講解并提出要求和結(jié)果，然后學(xué)生根據(jù)實驗方法選取實驗器件進行功能實現(xiàn)。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式對學(xué)生的獨立思考能力和動手能力要求很低，實驗相對簡單，只需要按照老師安排實現(xiàn)功能即可，大多學(xué)生在不理解原理的情況下互相借鑒實驗方法和步驟，并且教學(xué)模式并不適合所有類型的實驗。這樣，完成實驗之后，學(xué)生不能對各種實驗理論和器材有較深入的了解，教學(xué)目標(biāo)往往難以很好地實現(xiàn)。另外，學(xué)生對實驗缺乏了解也造成實驗器件特別是各種芯片引腳的高損壞率，難以回收利用，造成較大浪費和損失。
針對傳統(tǒng)實驗教學(xué)中產(chǎn)生的諸多問題，我們急需改變教學(xué)模式和方法。教師要從以講解原理和實驗方法為主的傳統(tǒng)教學(xué)方式中走出來，試著將學(xué)生的研究方法向正確的方向引導(dǎo)，使學(xué)生更獨立地發(fā)現(xiàn)、思考問題，進而更主動地解決實驗中遇到的各種問題并完成實驗內(nèi)容[4]。
圖1 實驗課程改革流程圖
首先，學(xué)生要根據(jù)自己獨立設(shè)計的實驗線路圖、自主選擇實驗器件。學(xué)生可以利用課堂理論知識依據(jù)網(wǎng)絡(luò)、虛擬實驗室等熟悉已發(fā)到手的器件的原理及使用方法，著重于培養(yǎng)自學(xué)與創(chuàng)新能力。其次，數(shù)電實驗教學(xué)要增強開放性，逐步從僅完成課時內(nèi)的學(xué)習(xí)向既要有課上學(xué)時又要保證學(xué)生隨時可以查閱資料轉(zhuǎn)變，完善課程內(nèi)容。再次，在實驗結(jié)果的考核方面，將實驗過程和結(jié)果結(jié)合起來。教師不再主要進行講解和說明，更多是監(jiān)督、引導(dǎo)和輔導(dǎo)，并在指導(dǎo)的同時對學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、積極性和知識掌握能力進行評價，對學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)產(chǎn)生督促作用。最后，對于實驗器件（主要是集成芯片）采取學(xué)校補貼加個人購買的形式進行發(fā)放，學(xué)生在熟悉器件使用注意事項的情況下?lián)碛袀€人器件，可以單獨使用。在學(xué)期末再對實驗器材進行統(tǒng)一測試回收，杜絕一些學(xué)生不愛護實驗設(shè)備的行為，提高器件回收率。
2.2開放式實驗?zāi)Ｊ降脑u價
目前，我校電氣信息類專業(yè)《數(shù)字電子技術(shù)》課程實驗單獨設(shè)課，共16學(xué)時，本學(xué)期課程均采用開放式實驗?zāi)Ｊ竭M行教學(xué)。如下表所示，通過一學(xué)期的實踐，廣大師生反應(yīng)良好，學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和自我評價能力明顯提高，教師按照教學(xué)目標(biāo)對學(xué)生成績考核的評價更高。同時，相比于上學(xué)期，學(xué)生更關(guān)注器件的正確使用方法，器材的回收率有所提高。
表 課改前后數(shù)據(jù)綜合數(shù)據(jù)統(tǒng)計表
通過本次數(shù)電實驗教學(xué)改革，我們摒棄老舊的傳統(tǒng)教學(xué)方法，將“以教師為主”的模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的模式。這種啟發(fā)式的教學(xué)方法更有利于提高學(xué)生的獨立思考能力，并引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析和解決問題，發(fā)揮每一名學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)新意識，保證對每一名學(xué)生的培養(yǎng)都能達到預(yù)期目標(biāo)[5]。同時，在教學(xué)期內(nèi)，學(xué)生擁有自己實驗所需的基本芯片，除了正常的教學(xué)安排學(xué)生還在課下時間到實驗室繼續(xù)完成實驗內(nèi)容，或者在實驗室外完成相關(guān)內(nèi)容。這樣即使在實驗結(jié)束后也可以引導(dǎo)學(xué)生積極解決實驗中碰到的各種問題，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的實踐與創(chuàng)新能力。這樣不僅能滿足學(xué)生自主實驗的需求，并且能最大化地利用實驗資源，提高儀器設(shè)備利用率。
3.存在的問題和改進
開放式實驗?zāi)Ｊ教岣呓虒W(xué)質(zhì)量，但在教學(xué)過程中仍存在一些問題。課程實驗是驗證器件的邏輯功能，基本上不使用大規(guī)模集成器件，這與現(xiàn)代硬件技術(shù)和信息技術(shù)緊密結(jié)合的現(xiàn)狀不相符合，導(dǎo)致學(xué)生的自主創(chuàng)新與設(shè)計能力較弱；實驗內(nèi)容與生產(chǎn)生活的關(guān)聯(lián)性太差，且實用型不強，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)動力；實驗場地有限，為了完成教學(xué)任務(wù)只能統(tǒng)一安排實驗時間和內(nèi)容，影響學(xué)生主動性。這就對實驗室硬件條件和開放水平及教師的教學(xué)水平提出更高要求。
為了進一步提高實驗教學(xué)水平，從各個方面使廣大師生從中受益，今后我們將會從多個方面改進。首先要積極安排實驗教學(xué)內(nèi)容，提高元器件參數(shù)的測試和新器件的應(yīng)用，改變僅要求掌握數(shù)字集成電路使用的數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)目標(biāo)，著重培養(yǎng)利用數(shù)字集成電路進行電子系統(tǒng)開發(fā)的能力和自主設(shè)計能力，團隊合作能力和責(zé)任心。其次，在實驗教學(xué)中更多地利用現(xiàn)代技術(shù)方法，授課中盡量形象地將電路原理、仿真等過程更直觀地展現(xiàn)給學(xué)生，便于記憶與理解。同時便捷的技術(shù)手段可以更好更快地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與能力。最后，要進一步提升實驗室開放水平，保證對學(xué)生全天開放，實驗隨到隨做。要做到真正開放還需要保證學(xué)生能夠使用儀器進行興趣性科技活動，最大化地提高自主使用性，以使實驗資源得到合理利用[6]。
4.結(jié)語
通過本次教學(xué)改革鍛煉教師隊伍，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力和學(xué)習(xí)積極性，有效地杜絕實驗器件的浪費。
實驗教學(xué)是《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，抓好該課程的實驗教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計、技術(shù)實現(xiàn)、綜合測試等工程能力具有十分重要的意義。提高高校數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)水平和質(zhì)量，為后續(xù)電子技術(shù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)，以緊跟數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和社會對創(chuàng)新性電子技術(shù)人才的需求，是電類專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)中的一個十分重要的課題。
參考文獻：
[1]唐勝春，高晶敏，柴海莉，陳福彬.數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)改革探索[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2013，09：48-50.
[2]池雪蓮.國家級電工電子實訓(xùn)基地建設(shè)的探索與實踐[J].科技信息，2011，10：46，49.
[3]章華幸.單片機實驗教學(xué)探索[J].中國電力教育，2014，05：184-185.
[4]丁超.“數(shù)字電子技術(shù)”實驗教學(xué)改革探索[J].中國成人教育，2012，04：134-135.
[5]楊建良.電類基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)“虛實結(jié)合”模式的構(gòu)建[J].實驗室研究與探索，2014，07：101-104，280.
[6]過希文，李國麗，陳權(quán)，胡存剛，錢喆，張倩，周睿.電氣工程基礎(chǔ)課程實驗教學(xué)模式的研究與實踐[J].中國電力教育，2013，29：87-88，101.
項目：華北理工大學(xué)教學(xué)改革項目（Y1392-62）
猜你喜歡
甘肅教育(2020年4期)2020-09-11
物理之友(2020年12期)2020-07-16
甘肅教育(2020年8期)2020-06-11
電子技術(shù)與軟件工程(2016年20期)2016-12-21
大學(xué)教育(2016年11期)2016-11-16
科技視界(2016年24期)2016-10-11
成才之路(2016年25期)2016-10-08
科技視界(2016年20期)2016-09-29
科技視界(2016年20期)2016-09-29
科技視界(2016年20期)2016-09-29
