關于規(guī)范化課程教學的幾點思考

岳明道,唐永剛,曹吉花,許海峰

宿州學院機械與電子工程學院，安徽宿州，234000

關于規(guī)范化課程教學的幾點思考

岳明道,唐永剛,曹吉花,許海峰

宿州學院機械與電子工程學院，安徽宿州，234000

針對應用型本科高校的教學現(xiàn)狀，以數(shù)字電子技術課程教學為例，從教學大綱規(guī)范化、教學過程規(guī)范化以及教學考核規(guī)范化三個方面分析了規(guī)范化教學的若干原則和注意事項，并結(jié)合案例對教學過程規(guī)范化進行了詳細的論述，以保證教學效果，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

教學規(guī)范化；教學過程；教學效果；教學考核

1 問題的提出

行為主義心理學家斯金納發(fā)明了“教學機器”，設計了“程序教學”方案，他被譽為“教學機器之父”[1]。所謂程序教學，是指將各門學科知識按其中的內(nèi)在邏輯聯(lián)系分解為一系列的知識項目，然后讓學生按照由知識項目的順序逐個學習每一項知識，并及時給予反饋和強化，使學生最終能掌握所學的知識，從而達到預定的教學目的。

本文所討論的規(guī)范化課程教學借鑒了程序教學理論中的“教”，強調(diào)教學內(nèi)容和教學方法的規(guī)范化，而在“學”的方面則強調(diào)目標性考核和學習方法指導。在教學過程中，強調(diào)以學生為中心的教學思想，教學目標是調(diào)動學生學習的主動性，其他一切教學行為都服務于這一目標。

為此，本文以數(shù)字電子技術課程為例，對規(guī)范化課程教學進行探討，為高校教學改革和課程建設提供參考。

2 規(guī)范化課程教學的內(nèi)涵

課程教學規(guī)范建立在課程教學專家的經(jīng)驗基礎之上，是針對特定教學對象的、行之有效的教學指導性意見。規(guī)范化課程教學規(guī)范了課程教學的具體內(nèi)容和要求、具體方式和方法、具體效果和反饋機制等，即課程名稱、課程內(nèi)容、授課時間、教學條件、授課過程、授課方法、考試環(huán)節(jié)等教學工作的方方面面均要做到規(guī)范化。課程教學規(guī)范可以促進教學效率的提高，并能取得良好的教學效果，可使課程教學不會因教師經(jīng)驗的不足而影響教學效率和教學效果，也不會因教師教學風格的迥異而影響教學效果。

規(guī)范化課程教學的內(nèi)涵包括宏觀和微觀兩個層面，宏觀層面指課程建設和課程資源的規(guī)范化，微觀層面指具體教學內(nèi)容、教學方法的規(guī)范化。

3 教學大綱規(guī)范化

教學大綱是以綱要形式規(guī)定一門課程教學內(nèi)容的文件，它包括教學目的、教學要求、教學內(nèi)容、學時分配、成績評定、參考教材等。教學大綱是教師進行教學的主要依據(jù)，也是檢查和評定學生學業(yè)成績和衡量教師教學質(zhì)量的重要依據(jù)。

教學大綱規(guī)范化就是對課程體系內(nèi)容進行科學劃分，既要實現(xiàn)課程體系內(nèi)所有課程的“無縫連接”，又要實現(xiàn)教學內(nèi)容科學劃分對人才培養(yǎng)目標的最大支撐。因此，教學大綱規(guī)范化建設是一項系統(tǒng)工程，直接影響人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)效果。

教學大綱規(guī)范化包括格式的規(guī)范化和內(nèi)容的規(guī)范化。各門課程教學大綱有統(tǒng)一的格式規(guī)范，內(nèi)容要考慮對已修課程內(nèi)容的“繼承”和對后續(xù)若干課程學習以及人才培養(yǎng)目標的支撐。

以應用型本科電子類專業(yè)數(shù)字電子技術課程建設為例。該課程教學大綱包括課程基本信息、教學目標、授課計劃(含學時分配)、課程考核方式、教學內(nèi)容和參考文獻等，格式規(guī)范、結(jié)構完整。在內(nèi)容方面，圍繞學以致用的教學目標，堅持課程教學理論聯(lián)系實際。課程內(nèi)容劃分如圖1所示[2]。

圖1中，邏輯代數(shù)是邏輯電路分析和設計的基本工具，是邏輯數(shù)字電子技術的基礎；在邏輯層面上的電路分析與設計，以邏輯功能實現(xiàn)為重點，必要時才提及必要的電氣特性；邏輯電路的實現(xiàn)，以電流、電壓、功率、阻抗和延遲等若干物理量為載體，分析和解決電路實現(xiàn)過程中的電氣問題；脈沖信號的產(chǎn)生與波形整形，以產(chǎn)生數(shù)字時序電路所需的時鐘信號為直接目的，進而展開討論；模數(shù)和數(shù)模變換，要針對模數(shù)混合系統(tǒng)進行引入。重點是構建大系統(tǒng)設計理念，引導學生對后續(xù)課程進行思考和學習。

圖1 數(shù)字電子技術課程內(nèi)容劃分

4 教學過程規(guī)范化

課程教學過程規(guī)范化的目的是保證基本教學目標的實現(xiàn)。教學過程規(guī)范化就是要細致地指出哪些內(nèi)容必須講授，至少要講到什么程度，達到什么樣的教學效果以及怎樣檢查教學效果。教學過程的規(guī)范化建設與人才培養(yǎng)的過程監(jiān)控和質(zhì)量保障體系相一致、相統(tǒng)一，是完善人才培養(yǎng)過程監(jiān)控的重要組成部分。

教學過程規(guī)范化建設是建立在專家教學經(jīng)驗深入交流的基礎上，在集思廣益下得出的教學細化規(guī)程，是針對教師給出的從教學思路到教學行為的較為全面的指導意見。以數(shù)字電子技術課程教學為例。該課程為應用型課程，在教學中，要堅持理論的系統(tǒng)性與內(nèi)容的實用性相結(jié)合，教學內(nèi)容按學生的認知規(guī)律進行安排，注重理論上的邏輯運算和實踐上設計電路的實現(xiàn)。

4.1 注重培養(yǎng)學生對元器件的全面認識

基于中小規(guī)模集成芯片的數(shù)字電路設計，常采用類似于“搭積木”式的“自下向上”的設計方式，因此，要求電路分析或設計者非常熟悉所用到的元器件或芯片，也只有這樣，才可能靈活運用。從門電路開始就要強調(diào)對國標符號和國際符號的識別，指出電路設計軟件中的國際符號，給出英文表示。使用時，以國標符號為主，要求學生能識別并記憶國際符號和若干關鍵詞如與門、觸發(fā)器、計數(shù)器等英譯。圖2列出了與、或、異或門電路的兩套符號及英文關鍵詞AND、OR、XOR，并給出了實際器件的型號。

圖2 與、或、非門的符號對比(含器件型號)

另外，在教學過程中，教師要適時地介紹和元件封裝，并對應實物。常見的PDIP封裝外形尺寸圖和效果圖如圖3所示。

4.2 注重指導學生的學習方法

為擴大學生的知識面，教師要引導學生多閱讀一些技術性資料。如在教學過程中，教師要有意識地強調(diào)所講資料的來源，并提供下載地址或?qū)崿F(xiàn)方法，讓學生主動去閱讀一些原始資料；告訴學生類似于圖2所示的元件符號來源于電路仿真軟件Proteus[3]，圖3(a)所示元件尺寸圖來源于生產(chǎn)廠家的數(shù)據(jù)手冊[4]，圖3(b)所示的效果圖來源于Altium Designer電路板設計軟件[5]。

為培養(yǎng)學生良好的學習習慣和自學能力，教師在教學過程中，應合理運用多媒體和網(wǎng)絡來提高學生學習興趣，用演示的方法引導學生關注相關的技術信息。如在介紹74LS08與門時可以借助投影儀引導學生閱讀數(shù)據(jù)手冊。在介紹各電路工作原理時，可結(jié)合Proteus仿真運行來進行分析，并引導學生學習運用該仿真軟件進行電路分析和設計。在介紹硬件電路實現(xiàn)時，可借用Altium Designer軟件來實現(xiàn)硬件布線并生成效果圖，引導學生設計并制作相關電路。

4.3 注重開闊學生的思路，激發(fā)其創(chuàng)新思維

技術的應用無處不在，創(chuàng)新設計同樣無處不在。教學過程要注重從實用的角度來分析或設計電路，數(shù)字電路中同一個模塊用在不同的場合就會有不同的名稱，從多個場合以實用的角度去分析電路，以促進學生融會貫通。如計數(shù)器可直接用于計數(shù)和分頻，所以計數(shù)器也稱為分頻器。74LS138常稱為3-8譯碼器，也可稱為數(shù)據(jù)分配器，用于1～8數(shù)據(jù)分配；也可稱為最小項發(fā)生器，常用于構建函數(shù)發(fā)生電路。移位寄存器則可用于數(shù)據(jù)傳輸中的并/串行或串/并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

為開闊學生的思路，應引導學生多進行思考。如多輸入邏輯門電路的輸入信號可分為數(shù)據(jù)信號和控制信號，可進一步引導學生從控制的角度去理解門電路的性質(zhì)。與門、與非門為高電平選通，低電平封鎖，封鎖時與門輸出為低電平、與非門輸出為高電平，或門、或非門低電平選通，高電平封鎖，封鎖時或門輸出為高電平、或非門輸出為低電平。在應用過程中，還應注意高低電平的門限、噪聲容限、門電路延遲等電氣特性。

為激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，應避免機械講授。如在講授計數(shù)器時，不能只講計數(shù)或分頻的應用，而應抓住其本質(zhì)——應用，即向?qū)W生指出計數(shù)器常作為時序電路或某控制系統(tǒng)的“內(nèi)部狀態(tài)轉(zhuǎn)換機制”。例如，在某工業(yè)控制場合，為控制生產(chǎn)流程需要某電路產(chǎn)生10110111的周期性序列脈沖，脈沖周期由時鐘信號控制，在教學中，可引導學生按以下思路設計。

(1)繪出電路示意圖，建立直觀印象：該電路的驅(qū)動僅為時鐘信號，是典型的Moore型時序電路。

圖3 PDIP封裝外形尺寸圖和效果圖

圖4 序列脈沖發(fā)生器的示意圖

(2)設計小規(guī)模電路時，通常略去狀態(tài)化簡過程，該電路每個循環(huán)分為8步，第一步產(chǎn)生1、第二步產(chǎn)生0信號……第八步產(chǎn)生1，從而確定內(nèi)部狀態(tài)數(shù)為8，即內(nèi)部是8進制計數(shù)器。

(3)確定電路的實現(xiàn)方式，即由觸發(fā)器+組合門電路構成，還是直接選用集成計數(shù)器構成。為簡化設計，可選用集成計數(shù)器。集成計數(shù)器的類型很多，本例選用74LS161(異步四位二進制計數(shù)器)，按二進制加計數(shù)的自然態(tài)序構成8進制內(nèi)部狀態(tài)轉(zhuǎn)換機。

(4)定義輸出函數(shù)為Y，則可得輸出函數(shù)的卡諾圖(圖5)，從而得出輸出表達式：

=∑m(0,2,3,5,6,7)

(5)對于輸出函數(shù)的實現(xiàn)方式，可以選用基本門電路組合實現(xiàn)，也可以選用常見的譯碼器(如74LS138)或數(shù)據(jù)選擇器(如74LS151)來實現(xiàn)。為簡化外圍電路的結(jié)構，本例選用74LS151來實現(xiàn)，仿真電路如圖6所示。

圖5 輸出函數(shù)Y的次態(tài)卡諾圖

圖6 序列信號發(fā)生器的電路原理圖

(6)仿真驗證時，時鐘頻率設定為10 Hz，在電路內(nèi)部狀態(tài)處分別設置電壓探針，在輸出端設置電壓探針，并將以上信號載入數(shù)字圖表，運行后的時序圖如圖7所示。

圖7 序列信號發(fā)生器的仿真時序圖

圖7表明該電路實現(xiàn)了預定的功能，限于篇幅，對該例的分析到此為至。

在以上設計過程中，教師要引導學生深入理解計數(shù)器的本質(zhì)，即計數(shù)器通常作為控制電路的內(nèi)部狀態(tài)轉(zhuǎn)換機制，是理解設計思路并順利完成電路設計的關鍵所在。

5 教學考核的規(guī)范化

教學考核的規(guī)范化體現(xiàn)了目標管理理論在教學中的應用。目標管理是以目標為導向，以人為中心，以成果為規(guī)范，而使組織和個人取得最佳業(yè)績的現(xiàn)代管理方法[6]。目標管理亦稱“成果管理”，在企業(yè)管理上是指在企業(yè)職工的積極參與下，自上而下地確定工作目標，并在工作中實行“自我控制”，自下而上地保證目標實現(xiàn)的一種管理辦法。

教學考核的規(guī)范化能體現(xiàn)教考分離，實現(xiàn)規(guī)范化考核，破除單一的傳統(tǒng)考核方式。在實踐教學方面應建立考核題庫，由二級學院或系組織教學考核組，對學生的學習效果進行考核和成績評定。教學考核規(guī)范化建設的重點在于明確教學目標，并借用企業(yè)的“目標管理”方法，實現(xiàn)教考分離，從而提高學生學習的主動性、積極性，提高學生的實踐應用能力和創(chuàng)新能力。

6 結(jié)束語

針對應用型本科高校的教學現(xiàn)狀，提出并論述了規(guī)范化課程教學的思路及實現(xiàn)方法；并以數(shù)字電子技術課程教學為例，從教學大綱規(guī)范化、教學過程規(guī)范化以及教學考核規(guī)范化三個方面進行了討論。希望能為致力于教學改革的同事提供借鑒。

[1]李藝,單美賢.“教師”的智慧:談程序教學思想的興起與歸宿[J].電化教育研究,2013(7):11-16

[2]余孟嘗.數(shù)字電子技術基礎簡明教程[M].3版.北京:高等教育出版社，2006：Ⅰ-Ⅳ

[3]胡啟明,葛祥磊.Proteus從入門到精通100例[M].北京:電子工業(yè)出版社，2012

[4]74LS08_datasheet.pdf[EB/OL].[2014-07-09]http://www.icpdf.com/PartnoView.asp?id=89976_2168302

[5]徐向民.Altium Designer快速入門[M].2版.北京:北京航空航天版社，2011

[6]張偉平.目標管理在高校青年教師師德建設中的應用路徑[J].佳木斯教育學院學報,2014(4):96-98

(責任編輯：劉小陽)

2014-09-26

安徽省教育廳教學研究項目“地方高校本科應用型電子類專業(yè)人才培養(yǎng)方案研究與實踐”(2012jyxm543);宿州學院教學研究項目(szxyjyxm201209,szxyjyxm201230,szxyjyxm201231,szxyjyxm201234,szxyjyxm201235，szxyjyxm201018)。

岳明道(1979-)，安徽宿州人，碩士，副教授，主要研究方向：電子設計自動化。

10.3969/j.issn.1673-2006.2014.12.034

G420

A

1673-2006(2014)12-0112-04