探究討論式教學法在“數字電路”中的應用

周素茵， 周 竹， 曾松偉

(浙江農林大學 信息工程學院， 浙江 臨安 311300)

探究討論式教學法在“數字電路”中的應用

周素茵， 周 竹， 曾松偉

(浙江農林大學 信息工程學院， 浙江 臨安 311300)

探究討論式教學法是一種通過探索、研究和討論培養學生質疑精神、創新意識和創新能力的教學方法。本文給出了探究討論式教學法的架構，分別從理論教學和實踐教學兩方面詳細闡述了探究討論式教學法在“數字電路”課程中的應用。同時給出了該教學方法下的課程考核模式及教學效果?？偨Y了在教學過程中遇到的問題和困難。

探究討論式教學法；數字電路；應用

0 引言

“數字電路”作為電工電子類專業必修的一門專業基礎課程，其教學內容隨著電子技術的發展而逐漸增加。在課時量不變或者縮減的情況下，要讓學生全面掌握該課程的教學內容就迫切需要轉變教學方法提高其學習效率及學習的趣味性，并采取一定的激勵機制對其教學過程給予充分的肯定和合理的評價。探究討論式教學法是該需求下最好的選擇。該方法以討論式教學為基礎，將探索、研究融入其中，構建民主、平等、活躍的課堂氣氛，培養學生的質疑精神、創新意識和創新能力[1]。該方法與傳統方法最大的區別在于重視學習過程，讓學生帶著問題來到課堂并弱化試卷分數的比重。近年來，該方法在病理學研究生培養、韓語翻譯等不同領域的課堂教學中均有探索及應用[2，3]。

本文旨在介紹探索討論式教學法在“數字電路”課程教學中的架構及其具體應用。

1 探究討論式教學法的架構

探究討論式教學法在“數字電路”中的應用主要體現在理論教學、實踐教學和考核模式三個方面，該方法的總體架構如圖1所示。

圖1 探究討論式教學法架構圖

2 探究討論式教學法的應用

2.1在理論教學上的應用

1)問題引領

問題引領指的是在每次“數字電路”授課前，給出以各章知識點為基礎的側重于理解及與生活實際相關的思考題，以此引領學生做好課前預習和課后復習，同時設置少數需要查閱資料才能回答的問題(如正邏輯中0和1代表的范圍)，以培養學生的自學能力和拓展知識面。每次課前的問題引領均要求教師給出相關思考題的回答要點提示，課堂上則通過抽查提問，基本上可以了解到學生對各知識點的掌握情況及語言表達是否合理，然后有針對性地進行授課。

2)習題導航

練習題作為鞏固理論知識的一個重要環節，在探究討論式教學法中需從教師和學生兩個不同的角度以及結合不同的題型給予精心設計。題型主要有填空題、選擇題、判斷題、計算題、分析題和設計題等，題型的設計根據知識點的類別有所不同，如與時序電路相關的主要是分析題和設計題。

3)多種仿真方式

多種仿真方式指的是在教學過程中，根據“數字電路”教學內容的重點、難點等將多種仿真方式(如：整體式仿真、填空式仿真和問題式仿真)的綜合應用。

整體式仿真：課前已將一個完整的電路連接好并確認仿真結果正確，課堂上演示一遍即可。目的是傳遞給學生一個正確的結果或結論，而不是側重于這個過程的展示。

填空式仿真：課前將一個電路中常規的連線(如接地、電源等)接好，但將一些關鍵的連接空出。給出仿真結果的要求后，讓學生通過思考、討論或查閱相關資料后將電路的連接補充完整。該方式讓學生既能參與過程，又能得出結論。

問題式仿真：課前在一個仿真電路中刻意設計一些錯誤的連接，導致仿真結果錯誤。在教師的引導下，讓學生根據結果分析原因，直至得到正確的仿真結果。該方式相對于上述的兩種仿真難度較大，但效果也往往最佳。

4)電路分析

電路分析是指給定一個綜合電路讓學生分析其工作原理，旨在考察學生對各知識模塊的掌握情況、綜合分析能力及語言表達能力。給定的電路盡量具有趣味性、實用性的特點。

能否讓學生積極地參與到電路分析中來，引導方法至關重要。在探究討論式教學中，我們采用的是“電路實測+原理分析”的方法。以搶答器為例，將制作完成的搶答器分發到各個預先編好的小組(每組3-4人)中，讓組員先體驗搶答器運行的效果，再帶著疑問、好奇和期待去分析其工作原理。

5)自我檢測

自我檢測是以自測題的形式檢驗學生對知識點的掌握程度。每章一測，題型多樣化，可以按照試卷的格式進行設計，即每個題目都有分數，每章的題目均按100分計。自我檢測的目的是進一步加強學生的解題規范和解題技巧，同時也讓學生對自我學習狀況有一個體會。

2.2在實踐教學上的應用

1)實驗教學

對于“數字電路”實驗教學，探究討論式教學法要求學生先做好充分的預習后再進入實驗室直接做實驗。實驗內容采用階梯式設計：基本內容、提高內容和創新內容，以充分挖掘學生的潛力。此處的創新內容無固定要求，只要能借助所學知識完成相應的設計即可(所需元器件和實驗儀器可由教師提供)，重點在于有意識地培養學生的創新能力和創新精神。

實驗成績由操作、精簡模式的實驗報告組成。其中操作分數的評定采取實驗現場隨機提問和實驗現象相結合的方式，既可以檢查學生對知識點的理解情況又可以鍛煉他們的語言表達能力，同時師生之間、組員之間都產生了良好的互動；精簡模式的實驗報告以回答問題為主，主要考察學生對實驗內容的理解程度和語言組織、歸納總結能力，要求現場完成，以避免雷同現象。

2)課程設計

在探究討論式教學中，課程設計階段采用的方法是根據給定的指標要求完成設計，電路結構和元器件型號不限，且元器件自行購買。整個設計過程讓學生完成從資料查閱、電路設計、了解元器件價格行情、溝通交流到調試制作等一系列任務，動手能力、創新能力等得到了全面的鍛煉，為學生以后獨立設計電子電路奠定一定的基礎。該方法在很大程度上消除了統一題目、統一元器件采購的教學方式讓學生產生的依賴心理。

3)實物測試

實物教學是一種行之有效的能激發學生學習興趣的教學手段。為了讓學生在實踐中加深對理論知識的理解，做到知其然和知其所以然，“數字電路”實踐部分設計了基礎實驗電路板(包含邏輯開關、邏輯指示器、單次脈沖源、芯片鎖緊座、數碼管、電位器和電阻等)和搶答器、動態顯示電路、模擬雙音門鈴、聲控燈、模數和數模轉換電路等綜合電路板，并以小組為單位發放。同時下發的還有萬用表、微調螺絲刀、導線、電源線等，學生自帶充電寶為實驗板供電。

(1)基礎測試?；A測試是借助基礎實驗電路板完成日常實驗教學計劃外的小型實驗測試和基礎實驗板本身的測試，小型實驗如OC門、三態門、編碼器、寄存器等邏輯功能的測試及相關應用，基礎實驗板本身的測試如邏輯信號如何獲得、單次脈沖如何產生等。所有的測試均要求在課下完成，課上主要是對一些實驗結果和遇到的問題分析、討論。

(2)綜合測試。綜合測試是讓學生對給定的綜合電路板進行連線、調節、性能指標測試或觀察實驗現象。按照實踐、分析、再實踐的原則讓學生真正掌握其工作原理。通過實踐過程培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力。綜合測試時，學生會遇到各式各樣的問題，如在測試搶答器的功能時，出現了兩人同時搶答成功的情況；在聲控燈電路中，燈亮的時長參差不齊；在模擬雙音門鈴中，門鈴聲音各不相同；在動態顯示譯碼電路中，數碼管顯示的數字一直閃爍、高低位對應的數值錯誤、數碼管顯示亂碼等；在模數和數模轉換電路中，如何借助基礎電路板完成共地等。遇到諸如此類的問題時，要求學生先查閱資料，在小組內討論分析原因，然后通過教師的引導，完成課堂討論直到最后解決問題。

3 考核模式與教學效果

3.1考核模式

考核模式由終結性評價向形成性評價轉變，即從以考試成績為主向注重學習過程與考試成績并重轉變。

終結性評價一般是在學期末進行，其目的主要是了解學生經過一學期的學習，是否達到教學目標。其重要組成部分是試卷成績，平時成績僅占少部分。因此，該評價所強調的只是應試能力，其評價標準單一而刻板，難以科學地檢測學生的綜合素質。

形成性評價重視過程中的表現，主要包括學習態度、作業質量、動手能力、語言表達能力、創新精神等，是對學生學習全過程的持續觀察、記錄的總結。其目的是“激勵學生學習，幫助學生有效調控自己的學習過程，獲得成就感，增強自信心等”。

圖2是一個電子信息工程專業教學班的“數字電路”課程平時成績(即學習過程的量化結果)和卷面成績的對比圖。其中平時成績主要由學習態度、自測題、實驗、實物測試和電路分析幾方面的成績按照不同的比重綜合得到。圖2的橫軸和縱軸分別表示學生的編號和成績。從圖2中可以看出，34位學生中只有5位的平時成績和卷面成績相差較大，其他的均比較接近，這充分說明用平時成績來衡量一個學生的學習效果是可行的，且遠比僅用卷面成績來衡量更具客觀性。

圖2 平時成績和卷面成績的對比圖

3.2教學效果

教學效果的評價，主要從問卷調查和學生評教兩方面進行描述。

1)問卷調查

以電子信息工程專業141班為調查對象，共有31人參與問卷。問卷調查結果如表1所示。

表1 探究討論式教學效果問卷調查表

從表1中可以看出，除了預習和復習外，學生對探究討論式教學還是持肯定態度的。

2)學生評教

在2015-2016學年第二學期的學生評教中，評教得分在全院147門課程中排名第十，在電子類的專業課中排名第一。授課效果得到了學生的充分認可。

4 結語

“數字電路”探究討論式教學法雖然取得了較好的效果，但在教學過程中也還遇到了一些問題和困難，如該模式僅適用于小班化教學，費時、費力，課堂討論時間有限，語言表達能力短期內提升不明顯，學生的學習自覺性不易督查等。因此，在后續的教學中應當加強學生學習行為的養成教育，以有效的方法促進其良好學習行為的形成。

[1] 張金學，張寶歌.構建探究討論式教學提升課堂教學質量[J].北京：中國高等教育，2011(23)：32-34.

[2] 劉雨清，李媛媛等. 探究討論式教學在病理學研究生培養中的應用[J].重慶：中華醫學教育探索雜志，2013(7)：663-665.

[3] 蔡秀明. 探究討論式教學法在韓語翻譯課中的實踐與探索[J].石家莊：大眾文藝：藝術版，2012(6)：272-273.

ApplicationofExploration&DiscussionTeachinginDigitalElectronicsCircuit

ZHOUSu-yin，ZHOUZhu，ZENGSong-wei

(CollegeofInformationEngineering，ZheJiangA&FUniversity，Lin′an311300，China)

Exploration & discussion teaching is a method based on exploration, research and discussion to train the capability of students on query, innovation consciousness and innovation ability. The framework of the method is provided in this paper and its application in Digital Electronics Circuit course is elaborated in detail from theory teaching and practice teaching. Exploration and discussion teaching based examination mode and teaching effect are given. The trouble and difficulties in teaching process are summarized .

exploration & discussion teaching method; digital electronics circuit; application

2016-09-07;

2016-11-16

浙江省2015年度高等教育課堂教學改革項目(kg2015221)

周素茵( 1977-) ，女，碩士，講師，主要從事電子電路的教學與科研工作，E-mail：zsy197733@163.com

G642

A

1008-0686(2017)05-0081-04