安防之家讯：摘 要：本文从教学内容的设置、教学方法、课程训练环节、课程考核等多个方面就研究式教学在数字电路教学中的应用进行了研究与探讨，指出了研究式教学的优势，给出了具体的开设方法，并提出了研究式教学在数字电路课程教学中应用所面临的困难。
基金项目：本论文获得北京市高等教育教学改革立项项目资助。项目名称：多元化教学形式下电子信息工程专业学生创新能力的培养
现代社会发展对人才的需求越来越紧迫，这就对目前高校的教学方法和教学质量提出了越来越高的要求，能够提起学生兴趣，培育学生主动精神和创新性思维的教育模式得到了高校的普遍关注。研究式教学或者说是基于问题的学习PBL(Problem based Learning)是一种以学生为主导、以问题为导向的教学方法，它改变了以往以单向性知识传授为主的传统教学模式，教师以课程内容和学生的学识积累为基础，引导学生创造性地运用知识和能力，自主地发现问题、研究问题和解决问题，在研讨中积累知识、培养能力和锻炼思维的新型教学模式。研究式教学最初是在医学院的教学中使用，后被推广至在商学院等其他学院的教学中，并得到广泛的认可。
1.研究式教学在数字电路教学中的实施
现代社会人们面临着多种挑战，在这种背景下，学生毕业时重要的不是他们拥有知识量的多少，而是能迅速适应不断变化的新环境的能力和解决问题的能力。因此高校教育理念应更加注重培养学生认知能力和全面素质，强调以探索和研究为基础的教学，在探索和研究的教学过程中激发学生的求知欲、好奇心和学习兴趣，培养追求真理的志向和勇气，树立终身学习的观念。数字电子技术作为电子信息类学生的一门专业基础课，不可能完全照搬医学院或商学院的那种基于案例的问题式教学模式，但是研究式教学的许多方面完全可以吸收到课程的教学中。
A.转变教学思路，以问题为导向进行课程内容的讲解
研究式教学的要点在于引起学生对学科的兴趣、拓宽学生的视野、提高学生的学习积极性，从而对学科进行比较深入地探究，最终使得学生能够有所发现、发明和创造。兴趣是最好的老师，而课堂是实施教学方法的最直接的场所，因此必须把改革课堂教学作为重要环节。通过转变教学思路，完成教师和学生在教学活动中角色的转变：教师从知识的传输者变为指导者，学生从知识的被动接受者变为知识的主动建构者，以问题为导向进行课程内容的讲解，数字电子技术课程以问题为导向的课程内容结构如图1所示。
图1 课程内容结构图
在教学中，教师可以运用各种启发式的授课方法引导学生积极思维，利用网络、多媒体等现代信息技术，将单向广播式转变成双向互动式。其中各知识点的讲解可以尽量按照“why、what、where”三个步骤引导学生思考及掌握。例如任意进制计数器的设计方法可以通过如下的设问、引导步骤得以获得：
(1) 如果电路设计过程中需要一个非十进制、非十六进制的M进制计数器，如何获得?
(2) 回顾十进制、十六进制计数器的概念，进一步明确状态循环数与计数器模之间的关系。
(3) 建立跳过一些状态，使状态转换图剩下的状态循环中只包含M个状态概念。
(4) 如何进行状态的跳转?
(5) 回顾计数器的外部引脚，尤其是控制引脚clr、ld的逻辑功能。
(6) 以清零端的使用为例，建立状态与清零信号间的真值表，利用组合逻辑电路的设计方法最终获得任意进制计数器设计的异步清零法。
(7) 进而推得任意进制计数器设计的同步置数法。
由于在启发过程中注意到了知识的承前启后，符合学生的认知规律，所以最后结论的获得学生觉得顺理成章，提高了学生的兴趣。因此作为启发讨论的“源材料”应该是学生所熟悉、感知过的而又能在记忆中得到再现的，这才有利于学生通过对比、类比、分析、归纳等思维方式去获取新知。
符合时机的实例引入是加深学生理解的催化剂。无关项在逻辑函数的化简章节中属于难点内容，学生不容易理解，为此可以通过举例来帮助学生理解。例如约束项的一个典型的例子可以采用书后的作业题：储水罐控制系统，如图2所示，通过图示，学生可以很容易的理解诸如水位高于B，同时又低于A的状态是不可能存在的，在这些取值下的最小项的值自然就是0，这些项就是约束项，可以用来对逻辑函数进行化简。另外在讲解的过程中，要注重知识的举一反三，多给学生扩展思路，做到知识的融会贯通。
图2储水罐控制系统
B.提炼研究性课题，实现课程训练环节的多元化
传统的课程训练环节就是习题课，按照研究式教学的基本要求应该进行训练载体，也就是具有一定综合性的现实问题的设计，通过对现实问题的分析、研究与判断，深化学生对课程知识的理解能力，提高学生可持续的自主学习能力。因此，在研究式教学模式下，课程训练环节趋于多元化，除了包含传统的课堂提问、习题课外，还加入了专题研究环节。而教师对教学方案的设计也就变得尤为重要。
首先是专题研究课题的设计。专题研究课题的设计原则可以依据以下两点：首先必须基于提高学生自主学习能力的设计原则，对于本科生来说，难度不能太高，否则容易打击积极性;其次要具有一定的综合性。因此在进行专题研究课题设计时必须依据课程内容的逻辑关系，使学生在解决问题的过程中能够自觉地运用课上介绍的基本方法，同时注意主要知识点的覆盖率。在目前高校普遍压缩课时的前提下，可以考虑将部分内容设计为自学环节，将其内容融入专题研究课题中，从而达到既不破坏学生的知识完整性，又能够提高学生自学能力的目的。例如下面的两个专题设计：
同步、异步时序电路的分析和设计。在教学中，异步时序电路为自学内容，且在大型的数字系统设计均推荐设计为同步时序电路，通过此课题的研究可以使学生了解异步时序电路的设计方法，并进一步明确异步电路的优缺点，通过此课题的研究还可以使学生深刻的理解竞争冒险的概念及其消除方法。
可自启动电路的设计及自启动电路的最优化设计。通过此课题的研究，锻炼学生分析问题的能力，建立电路开发设计追求最优性价比的概念。
其次，教师作为引导者，在教学进程中，应对课题的研究进行适时的引入，组织学生以小组合作的形式通过相互交流与沟通，借助开放性的学习资源，利用课外时间共同完成，并在教学进程中安排特定的时间进行交流、总结，学生提交规范化的研究报告。通过这种多元化的课程训练环节，可以使学生拓宽视野，掌握科学方法、科学手段以及正确的思维方法，培养对新事物新知识的敏锐洞察力。
C.改革考核方式，实现教学考核方式的多元化
建立学生学习过程的形成性评价与学习效果的终结性评价相结合的考核体系，实现考核方式的多元化。目前对实践动手能力培养的重视已得到高校的普遍认可，且许多高校对电子技术的实践环节均已独立设课，通过合理的实验项目和实验模式加强学生在电子技术实践能力上的培养，我院也是如此，因此这里不考虑实验环节，仅对理论课的考核方式来说，具体可以分为作业及课外习题的完成情况、研究专题的完成情况、理论课考试环节，其中理论考试占总成绩的70%、作业及课外习题占15%、研究专题占10%，另外在教学过程中思维活跃或有创意性思维的可考虑加分，有5分的自由度。
通过这种多元化的考核方式，尽可能全面地考核学生对数字电子技术的基本知识、基本理论、基本分析和设计方法的掌握程度， 以及综合时序数字电路的分析、设计方法，提高学生的学习主动性以及研究问题的能力和创新意识。
研究式教学能够很好地调动学生的学习积极性，培养学生提出问题、解决问题的研究能力，以及勇于探索、求实创新、主动学习的良好习惯，锻炼表达能力、思辨能力。同时也必须认识到研究式教学面临的困难还是比较大的，目前在电子类课程教学中使用研究式教学还处于摸索阶段，各方面均不成熟。首先研究式教学无论是在教学研究还是教学水平上都给教师提出了更高的要求，研究式教学实施的成功与否很大程度上取决于各个环节内部的执行。其次研究式教学由于专题研究环节的引入，必然在少课时的情况下带来更大的工作量，如果学校有师资紧张的问题，则这个问题会更加突出。
参考文献
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[3]张从容.提高高校课堂教学质量的对策研究[J]黑龙江高教研究.2007.12
李莉 张磊(北京电子科技学院 北京市 100070)
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