协作学习数字电子技术论文

一、协作学习的实施

1.学生协作参与部分章节的讲解。

数字电子技术有很强的实践性，但是实践也离不开熟练的理论知识。如果过分抛开理论知识，使学生们在实践中遇到许多的困难，将会严重影响积极性。通过让学生们参与讲解，能够督促他们进行深入的课前预习和培养他们的自学能力和理解能力。这里我们详细讲解一个例子来说明我们是如何进行的。教材的第5章-TankControlLogical，分为4个部分：输入使能端的控制逻辑分析及仿真；输出使能端控制逻辑分析及仿真；温度的控制逻辑分析及仿真；课件制作及讲解。前3部分的难易程度基本上是一样的，只有最后讲解部分，只需对知识进行整合和梳理思路即可。组员之间沟通主要是让大家了解不属于自己负责的部分，这样就会有一个整体的认识。对于程度不好的同学也是一种学习和补习的好机会；而对于程度好的学生在给程度不好的学生讲解的过程中，也会使自己对知识有更深一层的理解。第四部分让程度不好的学生负责，只是对于前面3个部分的整理。程度不好的学生在整理的时候，对知识的理解也会有所加深。通过协作学习学生的参与度远远大于传统教学方式，大家对理论知识的理解会更深入。通过协作学习在理论知识讲解部分的使用，有助于学生掌握好理论知识。

2.学生协作完成仿真练习。

我们所用的教材在部分章节后面有“理论知识实例化”和“系统应用”。对于这部分，教材中详细讲解如何根据功能要求，设计电路的过程。学生在教材的指引下进行仿真练习，进一步了解数字电路的设计过程。通过仿真练习，使学生进一步参与到学习中，并且激发他们的学习热情和兴趣。我们指定每4个人为一个小组，根据每个仿真题目的内容，将其分为几个难易程度不同的部分，给学生分配任务。例如：教材在第4章“系统应用”部分重点讲解7段共阳数码管的显示问题。在教材中，将7端共阳数码管显示问题分为“显示逻辑”，“卡诺图和BCD译码器”，“每段表达式”，“逻辑电路和仿真”4个部分。每个部分由1个同学负责。在共同完成仿真作业期间，组员们还是要随时沟通。对于这样常规的仿真练习，不需要讲解，在交作业的时候，附上每个组员的分工和完成情况的表格。除此之外，还要写一个简短的报告和总结，这里面包括遇到的问题和最后的解决方案。

3.协作完成自选题目。

了避免理论和实际应用的脱节，在完成一些常规的仿真练习之后，特意增加了自选题目的练习。这个设计题目，让他们自己从生活中发现问题，然后尝试解决问题。对于自选题目的作业则需要简单的设计，然后通过仿真对设计进行可行性验证。每个小组需要完成电路设计、电路仿真、讲解设计思路3项。我们主要通过“浴室刷卡系统”的设计说明如何协作学习。确定题目后，小组成员进行分工。他们将刷卡系统分为3个过程：刷卡分号、验证入室、计时计费。浴室刷卡系统的原理图如图3所示。小组成员的分工如下：第1个同学负责刷卡部分的设计及完整电路的仿真，第2个同学负责验证入室部分，第3个同学负责计时部分及课件制作，第4个同学负责计费部分。对浴室刷卡系统工作原理详细分析如下：第1个同学对刷卡分号原理分析如下：浴位分为2种，可用与不可用，分号时选择可用浴位。第2个同学对验证入室部分原理分析如下：每间浴室有台计时计费机，每台机器上有编号，对应其浴位，如：1号。在刷卡时卡中也会置一个编号。当机器上的编号和卡中编号一致时，通过比较器，会输出一个信号，开始通水，如果编号不匹配，不通水。第3个同学对计时部分的分析为：通水后，开始计时计费。计时采用555计时器。第4个同学分析了计费方式：分段计费，前10分钟，1元起价；超过10分钟，每分钟1角。原理分析完成之后，开始原理图的设计。原理图的设计涉及到元件的选择。在作业的附件中，列出所使用元件。用到的元件有555计时器，74LS147，74LS194，74LS145，74LS85，74LS161，74LS47，74LS192，74LS112。然后用这些元件搭建电路，并用multisim对设计出的电路进行了仿真分析。学生通过用所学过的芯片，对这些芯片的功能有了更深入的了解；在解决实际问题的过程中，是对理论知识的复习；培养了学生查找资料的能力和自学能力，使学生们真正感觉到数字电子技术这门课程并不是纸上谈兵。通过自选题目的协作过程，让学生们能够感受到团队合作的重要性。

二、学生的评估反馈

为了对我们的教学改革进行评估，除了正常的考试之外，我们还增加了学生的评估反馈环节。每个学生写一篇不记名的对于教学改革方法的意见。我们对反馈意见进行了统计，现将统计结果总结如下：（1）大多数对于这样缩减理论讲解、增加仿真练习和自由题目的作业的教学方式都是很满意的。（2）他们觉得自己学到了很多的东西，不仅仅是课本上的理论知识，而且让他们的思想不受束缚。（3）他们希望我们能够布置更多的实践性的题目。有学生也提出在协作学习过程中出现的一些问题。比如，4人一组，成员有点多，存在“打酱油”的同学；对于自选题目，开始有点晚，布置一次有点少；还有其他的一些问题。针对这些问题，我们会在下一步的改革中采取相应的措施，尽量让大家都能够愉快有效地进行协作学习。在这里，我们提出了一种基于协作学习的数字电子技术课程改革的方法。由于实践必须靠学生参与来实现，因此我们从增加学生参与度出发，在教学改革中采用协作学习。实践离不开理论的支撑，因此也不能过分抛弃理论。我们在理论部分和实践部分都采用了协作学习的方式，让学生们充分地参与到这门课程中。在反馈意见中，学生的支持也证明我们的教学改革方法是有效的。

作者：李健 李智 冯晓磊 单位：四川大学电子信息学院