结合“电子课程设计” 培养学生创新意识

摘要：本科生创新意识的培养是近年来本科教学中的一个重要的关注点。本文介绍了本课程组老师在数字电子技术课程中增加“电子课程设计”等环节，充分调动了学生们的学习兴趣，加强了学生的工程意识，培养了学生创新思维和设计能力。

关键词：数字电子技术；电子课程设计；创新意识

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）38-0059-02

创新意识是科学发展的源泉，是科技进步的动力。激发学生的学习热情，培养学生的创新意识，是近年来本科教学中的一个重要的关注点。在电基础课程的教学中，如何把基础理论学习与创新意识培养相结合，是我们的一个研究内容。本课程组的老师结合数字电子技术课程的教学实践，通过改革教学方法，增加“电子课程设计”等环节，在培养学生创新意识方面取得了一些效果。本文就跟大家分享一下我们的具体做法。

一、基本思路

学生不仅是文化知识的被动接受者，而且是知识的积极探索者。因此，激发学生的学习兴趣、创新热情应该寓学于研，在课堂教学中为学生创造探究式学习的机会。具体思路如下。

1.教育功能从以传授前人知识为主向以培养认知能力和全面素质为主转变。这需要由丰富的教学形式和教学方法来实现。比如说，在知识传授中注意采用问题引出式，引导学生主动对问题进行深入的思考。例如，在触发器的学习章节，教师在讲解了基本触发器的构成形式后，要引导学生发现基本触发器在功能上的两个弱点：有一种约束输入模式；抗干扰能力差。然后带领学生对当前结构进行改造，引出主从触发器结构。当学生对主从触发器结构了解清楚以后，再进一步提出问题，这样的结构是不是够好了？并给出一定的干扰信号，看到主从结构的不足，由此再进一步改进电路，引出边沿触发形式……这样，通过讲授一种电子器件的发展历程，使学生了解在人类科技发展中发现问题？解决问题？再发现问题？再解决问题的发展历程，并锻炼了其深入研究电路，合理提出问题的能力。有时还可以故意设置障碍与问题点，引导学生全面考虑问题。

2.教学组织形式从以教师为中心向以学生为中心、以教师为主导的转变；在教学过程中充分采用问题教学法、讨论式教学法等多种形式。让学生能够自己提出问题；创设问题情境；提出假设，提出解决问题的可能方案并进行深入的思考；最后由老师给出评价、验证，引导学生得出结论。充分利于EDA仿真平台，由单一的课堂教学扩展到课内、课外的学习与研究并进。在每一种电路的设计方法讲完之后，及时给学生提出5～8个可以选择的设计题目，要求学生自由结组在仿真平台上自行设计完成该题目。不少学生在实际设计中发现了理论分析所发现不了的问题，他们会进一步对这些问题进行研究探讨，并想办法解决。通过增加课题报告、课程设计等环节，加大过程控制，提高平时成绩的比例和有效性，并对有思考、擅长提出问题的学生加分。这样可以充分调动学生的学习热情和积极性，鼓励创新回答，重视创新能力的考察，全面考察学生的知识、素质与能力。

3.教学方式从单向知识传授为主向师生互动、引导激发学生自主学习的研究型教学方式的转变。比如，在学习门电路等器件的时候，让学生走出教室，到市场上去看一看，都有怎样的门电路芯片，它们是怎么分类和挑选的，价格如何……通过进行充分的市场调研，学生们了解实际市场的现状，还会对这些器件的内部结构、参数性能产生疑问和兴趣，这样在学习时就不会对抽象的参数感到枯燥。课程设计的仿真大作业，也是激发学生兴趣，培养其自主学习的好方法。由于我们挑选的题目都是“电子拔河游戏机”、“出租车计价系统”，等等，贴近生活富有趣味的题目，学生在完成时都很踊跃，无形中培养了他们调查研究、查阅文献、分析论证、制定方案、设计或实验、分析总结等方面的能力；并使他们了解了科研程序与科研方法，建立了科学的态度与社会责任感。

二、主要措施和经验

1.强调以探索和研究为基础的教学；我们的主要手段是采用EWB仿真软件，增加课程设计环节。我们分别在组合逻辑电路和时序逻辑电路的理论讲解之初，给学生布置设计课题，让学生带着任务上课，并在讲课的进程中适时地加以引导，要求学生在课程结束时完成整个课题的设计。课题的内容有病房呼叫系统、血型匹配检验器、洗衣机的程序设计、汽车尾灯的控制、电子拔河游戏机、自动报靶器等，饶有趣味的内容，由同学在其中选择感兴趣的题目。例如，设计一个打靶环数显示电路，要求学生实现每枪的环数和总环数的显示，还要有清零等功能，所用芯片和器件自选。在学习了编译码器和LED显示器以后，几乎所有的学生都能完成单枪环数显示和清零功能，但是对于刚接触专业课的学生来说，总环数显示的设计就显得相对复杂了，因为还没有学习单片机编程技术，单纯的使用硬件来实现此功能，电路会比较复杂，有一定的难度。但是，还是有不少学生完成了此项设计，甚至还有一个学生自学了单片机编程而做出了电路板。学习的自觉性和主动性充分调动起来了。近两年在学校的科技创新项目申请中，我们课堂的学生申请非常踊跃。

2.强调与经济、社会发展及学科发展保持紧密的联系，以此保持教学内容的新鲜、增强教学活力；数字电子技术是一门应用技术，与我们的生活密切相关，在教学中我们注意选择贴近日常生活、学生们感兴趣的例子来讲解。例如，时序逻辑电路引入时采用自动售饮料机的例子，555定时器应用以洗相曝光电路作为例子，都增加了这门课程的趣味性与实用性。

3.强调师生互动，培养学生的批判性思维与探索精神。这可以以多种形式和细微的手段来实现。既可以是课堂上的互动，比如，让学生对门电路、触发器等器件进行市场调研，并在课堂上反馈自己的发现与认识；又可以是课下的互动，比如，在网上建立“贴吧”，将大家对课堂内容和相关知识的疑问贴出来进行讨论，一个人的问题可以大家共享。这种互动还可以通过学生的建言报告来体现……通过互动，学生与老师建立了相互信任、共同研究的氛围。这样的氛围辐射到学习上，获得了更大的成绩。比如，本校伍春洪老师在2009年的时候通过数字电子技术的课堂教学，进一步指导两名2006级学生进行了科技创新项目。该项目后被推荐为北京市级大学生科技创新项目，2010年5月被选送参加首届北京市大学生科学研究与创业行动计划项目成果展示与经验交流会参展，并于2010年在The 2nd International Conference on Computer Engineering and Technology（ICCET 2010）发表了相关论文：“A Sitting Posture Surveillance System Based on Image Processing Technology”。这成为本校本科生科研成果的一个亮点。

创新意识的培养应该为学生提供个性化培养的空间。通过“电子课程设计”这样的灵活环节，使学生学会认知和创造；我们还会在优秀的课程设计作品中选择一些作品，将其实物化；或对部分学有余力，对电子制作兴趣浓厚的同学进一步引导，指导其参加大学生科技创新活动，更进一步的迈向科学研究之门。最终，学生会成为具有创新意识和国际视野的高素质、高质量人才，为高层次的后续学习和终身学习奠定基础。

参考文献：

[1]陈希有，刘凤春，等.电类大学生创新意识与科研能力的培养[J].电气电子教学学报，2009，31（5）：8-9.

[2]唐月红，王东红，等.研究性教学的实施与教学改革[J].中国科教创新导刊，2011（22）：7.

[3]阎守华.CDIO模式下电路与电子技术课程教改的探讨[J].成都信息工程学院学报，2009，24（5）：474-477.

基金项目：教育部第五批高等学校特色专业建设项目——自动化CDIO特色建设经费支持项目（TS2422）；北京科技大学第六批教育教学研究基金补充立项项目（JY2010Y24）

作者简介：尤佳（1974-），女，硕士，副教授，主要从事电子科学与技术方面的教学和研究工作。