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数字电子技术三个教学环节教改创新情况
（2005.9～2007.9）
一、教学内容改革与效果
1.特色提炼和教学定位
通过实际调研，结合社会对电信类人才的实际需求、学校“高素质应用性人才”培养要求、电子信息学院“电信类”专业的培养目标和我们学生的实际特点，我们课程组成员结合基础课和专业课的实际联系和知识点的掌握情况，认为“数字电子技术”课程建设的特色应该定位为“有效地缩短基础课和应用间的距离”、“四维立体课堂教学模式”、“实践一体化”和“开放创新”四点。突出强调在“拉距离”上下功夫，通过搞“Project”来引导学生克服知识点“没学过”的问题，不断探究新型学习方式和教学方式。

在上图中，突出的是“应用”这一点，这包括数字电路本身知识点的实际应用和基于数字电子技术的相关联系课程知识点的实际应用，这里突出了学生技能和设计理念的培养，而这一切的出发点都是围绕着实验课程体系、专业背景、社会需求来展开的。
与此同时，从数字电路的角度，理顺了教学内容、知识点的落实和后续应用的关系，构建了一下的模式，并确定了相互间的联系。

另外结合相关课程的任课教师情况，确立了前后内容的责任教师。

另外其他相关教师在实践教学中发挥一定的作用，并有所侧重。
2.教学内容组织方式
具体实施中，体现“大班教学，小班讨论”的教学思想，以分组讨论，提问式、小组协作式等方式展开学习交流和讨论，同时通过网上教学BBS载体展开教学活动。课堂教学中，贯彻探究型课堂教学模式的应用，主要从四个方面入手，突出学生的主体地位，教师就是服务和引导。改变中最突出的一点就是，让学生学会学习，同时通过实验实践教学活动的一系列教学规范措施，让学生学会“如何做人”、“如何养成良好的工程习惯”和“如何展示自我”。
具体确立的总体方案如下图所示，突出的是“有机结合”和“精品课件”。

1)理论教学
理论教学具体实施模式如下图所示，突出“黑板＋PPT＋EDA仿真＋网络课程”的四维模式，同时结合“提问式”、“分组式”、“问题探究式”等过程实施。具体组织形式上，体现分组协作模式，这样可以在课堂教学中引入竞争机制，提高学生学习的主动性和积极性，同时可以把学生注意力集中到认真听讲和问题的思考当中去。在具体分组讨论，协作学习实施过程中，体现让优秀的学生帮带相对来说学习主动性稍差的同学，效果很好，同时课堂协作讨论过程与平时分息息相关，这样就促使同学们去多问、多看和多想实际问题。通过03级、04级和05级本科班的三轮教学实践来看，学生比较喜欢这种课堂氛围，普遍反映较好，教学效果和教学质量有了明显的提高，这从“考教分离”实施和“教学调查”中都可以体现出来。

主讲的内容包括：数字逻辑概论、逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路和脉冲波形的产生与变换，而存储器、CPLDFPGA、A/D和D/A等内容考虑到学时关系和后续课程的联系情况，采用“部分选讲”的原则。具体内容上，突出实用，与数字电子技术实验教学环节和数字电子技术课程设计教学环节内容有机结合和相互补充，同时充分考虑后续课程的教学情况和教学内容。
理论教学过程中，突出PPT课件与黑板的有效、灵活运用，所以在教学课件的制作上我们是这样考虑的，具体如下图所示：

提高学生的学习兴趣、课堂教学效果和教学质量，一切为了学深更好地学，这是最终目标。以“用集成计数器构成任意进制的计数器”这块内容为例，具体讲课思路如下图所示：

2) 实践、创新环节
这部分主要包括实验教学环节、课程设计环节和创新开放环节三部分，我们通过实训教材编写思路的形式确定了实践、创新环节的教学内容体系构架：

（1）实验教学环节
我们目前在具体实施的项目和内容如下表所示，我们的思路是：每个实验要求有一定的实际制作结果，来培养学生的成就感；同时所有前面实验的设计部分综合起来就是后面整体设计要实现的电路，这样有利于培养学生对数字电路的整体理解和局部分析设计的认识，从而提高他们的分析和设计能力。根据实际学时情况，我们目前进行的课内实验总学时为28学时，7个，其余的由学生自愿在开放创新实验室完成。

在此基础上，我们增加其他相关实验实施教学环节，具体项目上也做了更新和改进，具体详细体现在新的实训教材里面。
通过03级、04级和05级本科班的教学实践，结合社会对数字电子技术这方面的实际需要和学校教学工作量改革上的一系列措施，从更加高效的角度出发，目前新一轮实践教学改革正在展开，并形成了初步实施方案，主要是优化基础实验项目，突出分立元件综合设计与制作、EDA软件仿真与设计以及课程设计环节的FPGA应用设计上。
实验的具体实现手段上，日常的课内实验中突出“虚实结合，以实为主，网络实现”，下面为几个具体实现：

这几种方式可以把我们的实验室“做大”，同时手段上也实现了多元化和纵深。（2）课程设计环节和开放创新
这两个环节是学生综合运用课程知识，结合课程特点进行灵活应用。主要以学生独立设计，指导教师配合辅导和当“后勤部长”，同时在学生实际设计、制作过程中适时引导，同时鼓励学生以实际的同等难度的数字电路和传感器应用结合的小制作来替代课程设计。开放创新环节，主要是鼓励有潜力，又有兴趣的同学课余时间来参加，我们提供一切可能的便利，让学生在综合实现能力上有新的提高，目前这一环节也成了我们的一大亮点了。

学生作品：实用交通灯控制电路；学生：通信工程，王爱霞 ；指导老师：胡江
（3）实践教学环节效果分析
通过上述形式和具体措施的到位，学生对知识点的掌握和需求加深了，提的问题也比原来多了很多 。与此同时，通过这些方法和手段，学生普遍感觉到有东西可学和有东西可做了，同时在设计能力，EDA仿真和设计能力，实际操作技能等各方面有了很大的提高。在问卷调查中，学生普遍反应是“累了点，但是很实用”、“对课程学习有了整体概念”、“实验技能和实验能力提高不小”。
二、教学方法、教学手段改革与效果
1.多种教学方法灵活使用的形式与目的
1)“黑板＋PPT＋EDA仿真＋网络课程”四维立体多媒体教学模式的采用
结合《数字电子技术》课程的实践性强、信息量大、EDA设计技术应用广泛等特点，充分利用现在多媒体教学手段和网上教学资源，从课堂教学过程、课后巩固环节和EDA技术仿真实践等各方面做文章，从而克服过去单一的黑板式教学和传统的多媒体教学手段所存在的弊端，提高学生的学习兴趣，最终达到提高教学效果和教学质量的目的。（有关论文已发表于教育研究核心期刊―《高等理科教育》2007年第三期）
2)具体各种教学方法和讲授方法的采用和实践
（1）教学方法是实现教育目的，完成教学任务的基本手段。它对于教学的成败、学生智力的发展都起着重大的作用。教学是由教师和学生组成的双边活动，课程组坚持“学生为主体，教师为主导”的思想，主要考虑：从教学的目的来看，“教”是为了“学”，只有适应于“学”的“教”，才是成功的“教”，要使学生掌握，必须通过学生的各种心理活动进行内化，才能把社会知识变为个体知识。这个过程是任何人代替不了的，必须通过学生独立思考。但这个过程又不是自发地进行的，必须有教师的启发和引导，从而使学生完成学习任务。课程教学过程中普遍采用的方式主要有“提问式”、“启发式”、“以练代讲式”、“讨论式”和“小结式”等，这些具体方式方法的采用，极大地加强了教学过程中的互动效果和学生的参与程度，引导学生多思考，多问为什么，同时培养了他们解决相关实际问题的创新思维能力。
（2）课程的讲授方面。对教师自身而言，学过的课程只能具备“知”了，但必须达到“通”，上升到“博”：“知”就是对课程内容的了解和掌握。“通”就是融会贯通。“博”就是广博，既了解本学科的发展前沿，又熟悉与本学科相关的知识。具体讲授方法上：主要抓“概念”、“思路”、“重点与难点”和语言”四条。概念：教师必须在讲清概念上下功夫，把它讲的准确而透彻；思路：一个问题本身的思路要清晰，而且各节之间的思路也要清晰。帮助学生提高思维能力和分析问题、解决问题的能力；重点：突出重点、主次分明是讲好课的重要目标，特别是既是重点又是难点的内容，就采用各种手段和方法从不同角度讲清楚；语言上可概括为“准、精、清、慢”四个字：准，就是语言准确；精，就是语言精炼；清，就是吐字清楚；慢，就是讲话速度比平时稍慢，注意节奏。
2.充分应用现代教育技术，锐意教学创新改革
现代教育技术在教学中的应用表现在多个方面，就本课程而言，主要集中使用现代教育中所涉及到的多媒体教学和网络教学。我们的观点是：多媒体教学是课堂教学的有效辅助手段，充分利用网络课堂，可以促进学生自主学习、拓展知识面。网络与多媒体对课堂教学虽然有很好的帮助，但不能完全依赖，通过深入了解前两种教学方式的优缺点，课程组在以下几个方面对现代教育技术在数字电子技术课程教学中的应用，进行了卓有成效的改革，主要是“多媒体教学方式、EDA软件应用、网络教学和传统教学方式四者的有机结合”。
多媒体教学是现代教育技术发展的一个重要内容，为课堂教学提供了活力，但不能代替教师，教师的水平永远在教学中处于主导地位，因此要合理选择和应用多媒体课件使两者有机结合。根据课程内容和知识点来发挥两者各自的优点，达到互补。本课程的特点是电路图多而且复杂，所以采用多媒体教学明了直观，且节约课时，但同时由于该课程本身逻辑性比较强，对于大多逻辑过程如果只用多媒体讲述只能给学生一个直观的结果，在产生原因和过程，学生缺乏理解，因此理论推导和过程还必须依靠传统的教学模式；采用EDA技术，简单的电路连接和仿真，可以给学生更为直观的效果，这方面我们在课堂教学中做得较好；课堂教学仍然是教学的主题，网络教学不能只是对课堂教学的复制。应该充分发挥网络资源的优势，在增加知识面、提高效率、因材施教等方面对课堂教学起很好的补充作用，有利于充分发挥学生的主观能动性。
3.加强和拓宽实践教学环节
在实践性教学环节中，主要从数字电子技术课程设计和“第二课堂”开放创新两个方面展开其中数字电子技术课程设计主要是紧密结合理论课堂教学和实验教学的相关知识点，结合现实生活中的具体应用来展开具体的数字应用电路设计。在具体设计过程中，主要是采用先用Multisim8软件仿真、设计和分析，然后再在面包板上搭建硬件电路进行调试验证的方式，重视设计过程和结果的总体把握，这种方式相对较累，但学生普遍反映能真正学到知识，更新设计思想。
“第二课堂”教学创新主要是以课程组教师出课题或者学生自选，然后学生利用课余时间在开放实验室完成的形式展开工作，让学生真正“学”、“用”结合。教师的主要职责是当好“后勤部长”。
4.教学效果
最能反应这一问题的对象，应该是我们的学生了从学生评教这一块来说：2005年03级的学生，《数字电子技术》平均分为4.6130分，其中最高分为4.6650分，而《数字电子技术实验》的平均分为4.7120分，其中最高分为4.8760分，学生对教学创新和因材施教这一块给出了很高的分值。后面04级、05级的学生评教和教学反馈来说，数电课程建设组老师的各方面评价都是很不错的。
网上教学开展的情况良好，这从学校网教中心的两份调查报告、05年教务处的一份课程结题复函、《数字电子技术基础》教学网站的高点击率及参与率和相关同类院校索要课件、试题资料等很能说明这一点。同学们和教师的参与热情都很高，也起到了资源的校内和校外共享的目的。
另外，课程组成员们的教学方法、教学手段、教学技能和整体对教学过程的把握能力等等多次受到各级专家、学校和学院老师等的好评，我们的做法和经验得到了大家的肯定和赞许。
三、考试方式的改革
在学习效果考核方式上有所完善，理论课教学方面：主要采取“模块积分”法和“考教分离”的形式。模块积分主要是指“平时成绩（出勤、提问、作业等）25%＋小测试、大作业15%＋期末闭卷考试60%”；“考教分离”主要是指期末闭卷考试部分，课程组以集体讨论、分工协作的方式按教学大纲要求确定20套试卷构成试卷库，期末随机抽取其中2份作为A、B卷。模块积分法突出了平时的成绩，可相对合理地评估学生知识掌握和运用能力，减少考核成绩的投机性和偶然性；而“考教分离”的实施，更多的是给出了压力和动力，从具体效果上来看，同样难度的试卷，学生平均成绩等均有所提升。
为了较客观地反应实验教学的教学效果和学生对知识点的掌握程度等，我们在《数字电子技术实验》中也采用模块积分法，主要模式为“平时实验情况（包括预习、过程情况、问题回答和试验完成情况等）25%＋实验报告完成情况25%＋实验考试50%”，其中实验考试是开卷的，学生在给定的时间内完成指定数字电路的设计，然后在实验箱上搭建电路并验证通过，同时完成给定试卷（包括单元电路原理图的画出，原理和结果的叙述以及结论等），教师在检查具体结果的同时，并对学生作品的工艺等进行现场评判。这种考核方式的实施，强调了对实验教学过程的监控，突出了学生对理论知识的掌握和理解，同时也强调了学生对实验能力和实验技能掌握的要求。
《数字电子技术课程设计》考核模式为“平时（出勤、单元电路检查结果等）40%＋设计结果（硬件电路的总体实现、工艺）40%＋答辩20%”。实际实施中，“答辩20%”这一举措大大促进了学生的积极性，同时真正做到了择“优”。