探究讨论式教学法在“数字电路”中的应用

周素茵， 周 竹， 曾松伟

(浙江农林大学 信息工程学院， 浙江 临安 311300)

探究讨论式教学法在“数字电路”中的应用

周素茵， 周 竹， 曾松伟

(浙江农林大学 信息工程学院， 浙江 临安 311300)

探究讨论式教学法是一种通过探索、研究和讨论培养学生质疑精神、创新意识和创新能力的教学方法。本文给出了探究讨论式教学法的架构，分别从理论教学和实践教学两方面详细阐述了探究讨论式教学法在“数字电路”课程中的应用。同时给出了该教学方法下的课程考核模式及教学效果。总结了在教学过程中遇到的问题和困难。

探究讨论式教学法；数字电路；应用

0 引言

“数字电路”作为电工电子类专业必修的一门专业基础课程，其教学内容随着电子技术的发展而逐渐增加。在课时量不变或者缩减的情况下，要让学生全面掌握该课程的教学内容就迫切需要转变教学方法提高其学习效率及学习的趣味性，并采取一定的激励机制对其教学过程给予充分的肯定和合理的评价。探究讨论式教学法是该需求下最好的选择。该方法以讨论式教学为基础，将探索、研究融入其中，构建民主、平等、活跃的课堂气氛，培养学生的质疑精神、创新意识和创新能力[1]。该方法与传统方法最大的区别在于重视学习过程，让学生带着问题来到课堂并弱化试卷分数的比重。近年来，该方法在病理学研究生培养、韩语翻译等不同领域的课堂教学中均有探索及应用[2，3]。

本文旨在介绍探索讨论式教学法在“数字电路”课程教学中的架构及其具体应用。

1 探究讨论式教学法的架构

探究讨论式教学法在“数字电路”中的应用主要体现在理论教学、实践教学和考核模式三个方面，该方法的总体架构如图1所示。

图1 探究讨论式教学法架构图

2 探究讨论式教学法的应用

2.1在理论教学上的应用

1)问题引领

问题引领指的是在每次“数字电路”授课前，给出以各章知识点为基础的侧重于理解及与生活实际相关的思考题，以此引领学生做好课前预习和课后复习，同时设置少数需要查阅资料才能回答的问题(如正逻辑中0和1代表的范围)，以培养学生的自学能力和拓展知识面。每次课前的问题引领均要求教师给出相关思考题的回答要点提示，课堂上则通过抽查提问，基本上可以了解到学生对各知识点的掌握情况及语言表达是否合理，然后有针对性地进行授课。

2)习题导航

练习题作为巩固理论知识的一个重要环节，在探究讨论式教学法中需从教师和学生两个不同的角度以及结合不同的题型给予精心设计。题型主要有填空题、选择题、判断题、计算题、分析题和设计题等，题型的设计根据知识点的类别有所不同，如与时序电路相关的主要是分析题和设计题。

3)多种仿真方式

多种仿真方式指的是在教学过程中，根据“数字电路”教学内容的重点、难点等将多种仿真方式(如：整体式仿真、填空式仿真和问题式仿真)的综合应用。

整体式仿真：课前已将一个完整的电路连接好并确认仿真结果正确，课堂上演示一遍即可。目的是传递给学生一个正确的结果或结论，而不是侧重于这个过程的展示。

填空式仿真：课前将一个电路中常规的连线(如接地、电源等)接好，但将一些关键的连接空出。给出仿真结果的要求后，让学生通过思考、讨论或查阅相关资料后将电路的连接补充完整。该方式让学生既能参与过程，又能得出结论。

问题式仿真：课前在一个仿真电路中刻意设计一些错误的连接，导致仿真结果错误。在教师的引导下，让学生根据结果分析原因，直至得到正确的仿真结果。该方式相对于上述的两种仿真难度较大，但效果也往往最佳。

4)电路分析

电路分析是指给定一个综合电路让学生分析其工作原理，旨在考察学生对各知识模块的掌握情况、综合分析能力及语言表达能力。给定的电路尽量具有趣味性、实用性的特点。

能否让学生积极地参与到电路分析中来，引导方法至关重要。在探究讨论式教学中，我们采用的是“电路实测+原理分析”的方法。以抢答器为例，将制作完成的抢答器分发到各个预先编好的小组(每组3-4人)中，让组员先体验抢答器运行的效果，再带着疑问、好奇和期待去分析其工作原理。

5)自我检测

自我检测是以自测题的形式检验学生对知识点的掌握程度。每章一测，题型多样化，可以按照试卷的格式进行设计，即每个题目都有分数，每章的题目均按100分计。自我检测的目的是进一步加强学生的解题规范和解题技巧，同时也让学生对自我学习状况有一个体会。

2.2在实践教学上的应用

1)实验教学

对于“数字电路”实验教学，探究讨论式教学法要求学生先做好充分的预习后再进入实验室直接做实验。实验内容采用阶梯式设计：基本内容、提高内容和创新内容，以充分挖掘学生的潜力。此处的创新内容无固定要求，只要能借助所学知识完成相应的设计即可(所需元器件和实验仪器可由教师提供)，重点在于有意识地培养学生的创新能力和创新精神。

实验成绩由操作、精简模式的实验报告组成。其中操作分数的评定采取实验现场随机提问和实验现象相结合的方式，既可以检查学生对知识点的理解情况又可以锻炼他们的语言表达能力，同时师生之间、组员之间都产生了良好的互动；精简模式的实验报告以回答问题为主，主要考察学生对实验内容的理解程度和语言组织、归纳总结能力，要求现场完成，以避免雷同现象。

2)课程设计

在探究讨论式教学中，课程设计阶段采用的方法是根据给定的指标要求完成设计，电路结构和元器件型号不限，且元器件自行购买。整个设计过程让学生完成从资料查阅、电路设计、了解元器件价格行情、沟通交流到调试制作等一系列任务，动手能力、创新能力等得到了全面的锻炼，为学生以后独立设计电子电路奠定一定的基础。该方法在很大程度上消除了统一题目、统一元器件采购的教学方式让学生产生的依赖心理。

3)实物测试

实物教学是一种行之有效的能激发学生学习兴趣的教学手段。为了让学生在实践中加深对理论知识的理解，做到知其然和知其所以然，“数字电路”实践部分设计了基础实验电路板(包含逻辑开关、逻辑指示器、单次脉冲源、芯片锁紧座、数码管、电位器和电阻等)和抢答器、动态显示电路、模拟双音门铃、声控灯、模数和数模转换电路等综合电路板，并以小组为单位发放。同时下发的还有万用表、微调螺丝刀、导线、电源线等，学生自带充电宝为实验板供电。

(1)基础测试。基础测试是借助基础实验电路板完成日常实验教学计划外的小型实验测试和基础实验板本身的测试，小型实验如OC门、三态门、编码器、寄存器等逻辑功能的测试及相关应用，基础实验板本身的测试如逻辑信号如何获得、单次脉冲如何产生等。所有的测试均要求在课下完成，课上主要是对一些实验结果和遇到的问题分析、讨论。

(2)综合测试。综合测试是让学生对给定的综合电路板进行连线、调节、性能指标测试或观察实验现象。按照实践、分析、再实践的原则让学生真正掌握其工作原理。通过实践过程培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。综合测试时，学生会遇到各式各样的问题，如在测试抢答器的功能时，出现了两人同时抢答成功的情况；在声控灯电路中，灯亮的时长参差不齐；在模拟双音门铃中，门铃声音各不相同；在动态显示译码电路中，数码管显示的数字一直闪烁、高低位对应的数值错误、数码管显示乱码等；在模数和数模转换电路中，如何借助基础电路板完成共地等。遇到诸如此类的问题时，要求学生先查阅资料，在小组内讨论分析原因，然后通过教师的引导，完成课堂讨论直到最后解决问题。

3 考核模式与教学效果

3.1考核模式

考核模式由终结性评价向形成性评价转变，即从以考试成绩为主向注重学习过程与考试成绩并重转变。

终结性评价一般是在学期末进行，其目的主要是了解学生经过一学期的学习，是否达到教学目标。其重要组成部分是试卷成绩，平时成绩仅占少部分。因此，该评价所强调的只是应试能力，其评价标准单一而刻板，难以科学地检测学生的综合素质。

形成性评价重视过程中的表现，主要包括学习态度、作业质量、动手能力、语言表达能力、创新精神等，是对学生学习全过程的持续观察、记录的总结。其目的是“激励学生学习，帮助学生有效调控自己的学习过程，获得成就感，增强自信心等”。

图2是一个电子信息工程专业教学班的“数字电路”课程平时成绩(即学习过程的量化结果)和卷面成绩的对比图。其中平时成绩主要由学习态度、自测题、实验、实物测试和电路分析几方面的成绩按照不同的比重综合得到。图2的横轴和纵轴分别表示学生的编号和成绩。从图2中可以看出，34位学生中只有5位的平时成绩和卷面成绩相差较大，其他的均比较接近，这充分说明用平时成绩来衡量一个学生的学习效果是可行的，且远比仅用卷面成绩来衡量更具客观性。

图2 平时成绩和卷面成绩的对比图

3.2教学效果

教学效果的评价，主要从问卷调查和学生评教两方面进行描述。

1)问卷调查

以电子信息工程专业141班为调查对象，共有31人参与问卷。问卷调查结果如表1所示。

表1 探究讨论式教学效果问卷调查表

从表1中可以看出，除了预习和复习外，学生对探究讨论式教学还是持肯定态度的。

2)学生评教

在2015-2016学年第二学期的学生评教中，评教得分在全院147门课程中排名第十，在电子类的专业课中排名第一。授课效果得到了学生的充分认可。

4 结语

“数字电路”探究讨论式教学法虽然取得了较好的效果，但在教学过程中也还遇到了一些问题和困难，如该模式仅适用于小班化教学，费时、费力，课堂讨论时间有限，语言表达能力短期内提升不明显，学生的学习自觉性不易督查等。因此，在后续的教学中应当加强学生学习行为的养成教育，以有效的方法促进其良好学习行为的形成。

[1] 张金学，张宝歌.构建探究讨论式教学提升课堂教学质量[J].北京：中国高等教育，2011(23)：32-34.

[2] 刘雨清，李媛媛等. 探究讨论式教学在病理学研究生培养中的应用[J].重庆：中华医学教育探索杂志，2013(7)：663-665.

[3] 蔡秀明. 探究讨论式教学法在韩语翻译课中的实践与探索[J].石家庄：大众文艺：艺术版，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年度高等教育课堂教学改革项目(kg2015221)

周素茵( 1977-) ，女，硕士，讲师，主要从事电子电路的教学与科研工作，E-mail：zsy197733@163.com

G642

A

1008-0686(2017)05-0081-04