以培养学生创新意识和能力为目标的电子技术课程改革与实践

以培养学生创新意识和能力为目标的电子技术课程改革与实践

高建国

（东南大学计算机系，江苏南京，210096）

我校创新人才培养体系由理论教学、实践教学、网络教学和创新实践等四大平台构成。培养学生的创新精神，理论教学即课堂教学是重要环节，我们的基本思路是：基于四大教育平台，以课堂教学为载体，改革教学内容，将理论与实践有机结合，激发学生创新意识；改革教学形式，构建研究式与探索式的课堂教学模式，引导学生创新思维；改革教学方法，在课堂开展师生互动，交流讨论，张扬学生个性；改进教学手段，完善多媒体教学技术，提高课堂教学效果。努力探索以培养学生创新意识和创新能力为目标的课堂教学新模式。

电路电子技术是计算机专业的主干课程之一，按照以上课堂教学改革的基本思路，从2001年开始，我们以培养学生的创新意识和创新能力为目标，对本课程的教学内容与方法、教学形式与手段等进行了改革实践。

一、开展以培养学生的创新意识和创新能力为目标的教学内容、方法和形式的改革

人的创新素质包含：（1）对新事物具有敏感性与好奇心；（2）有丰富的想象力，勇于提问和善于思考；（3）不拘泥于现有结论，有敏锐的观察力，敢于发表自己的见解；（4）有较强的分析能力和实践能力；（5）发散性思维与较强的概括力及综合应用能力。

实施创新教育，应当重在培养学生的创新素质。为此，我们围绕以下三点在课堂教学方面开展改革尝试：

1．在课堂教学中适时引入电子技术学科发展的新技术、新器件、新产品等内容，特别是与学习、生活密切相关的电子新产品，最大限度地激发学生对电子技术的好奇心、求知欲和探索欲，使其产生浓厚的学习兴趣，调动学习的积极性；开阔学生的视野，拓展学生的思路。我们研制的多媒体演示无线遥控装置在课堂教学使用中引起学生的很大兴趣，我们以此为课程内容的切入点，充分利用学生的好奇心，调动学生对电子技术课程学习的积极性。

在模拟电路中适当增加与模拟电路密切相关的数字电路知识，如晶体管的非线性应用、程控放大器、采样保持电路、开关型稳压电源、555定时器等。第一，使模拟电路与数字电路相互交叉，有机结合，开拓学生的思路。第二，从模拟电路角度分析讨论原本属于数字电路的知识，使学生加深对数字电路工作本质的理解及与模拟电路二者之间的内在联系，培养学生从不同角度、不同方面认识和分析问题的能力。第三，在模拟电路的课堂教学过程中，适当增加一定的、与模拟电路内容相关联的数字电路知识，同时也为培养学生的创新能力，开展创新研究与设计奠定了较宽的电子技术基础平台。

2．在教学方法方面，探索“从问题引出概念，由概念引出方法，用方法实现电路”这样一种启发式、讨论式、研究式的教授方法，变电路模型工作原理的讲解为“提出（发现）问题—分析原因—制定措施—实现电路”的研究过程，努力培养学生分析和解决问题的能力，诱导和激发学生的创新意识和创新思维方式。例如，在讨论基本放大器结构和工作原理时，我们在学生已掌握三极管工作原理的基础上，引导学生归纳出三极管线性工作的必要条件，进而分析、设计出基本放大电路的物理模型。

在课堂上，我们十分注重强化师生互动及学生之间的互动，努力营造浓厚的课堂讨论氛围，活跃课堂气氛，在学生讨论的基础上，鼓励并适时要求学生上讲台发表自己的见解，提高学生的口头表达能力和思辨能力。我们还努力引导和促进学生主动思考、大胆提问，不迷信老师。对于一些有争议的问题，有意识地提出不同见解，诱导学生深入思考，得出自己的结论，培养学生的个性，增强学生独立思考和分析问题的能力。

3．在教学形式方面，为了启发学生丰富的想象力和创新意识，培养学生的动手实践能力和创新能力，在完成实验教学计划的基础上，向学生提出若干超大纲的、易于引起学生兴趣、激发创新灵感的创新设计课题，如红外遥控鼠标、自动充电器、无线抢答器等，并大力倡导学生自拟课题。为了克服学生中可能存在的为拿学分、要成绩而学习的功利思想，充分调动学生自觉参与创新研究的主动性和积极性，对于课题设计项目，我们实行“四自、两不”，即学生自由参加、自愿申报、自行组合，自筹经费；不计成绩，不计学分。在任课教师指导下，课题可在一学期完成，也可跨学期完成，全面训练和培养学生的组织分工、实践动手、资料查询、设计创新等能力。对于在创新课题研究中脱颖而出的优秀学生，我们推荐到院系和学校进一步重点培养。有一位学生设计的红外线遥控鼠标功能性和实用性较强，我们积极向学校推荐，作为校级学生科技项目立项，获得了学校经费支持，使得该课题较圆满地完成。

该位学生完成红外遥控鼠标后又主动向我们提出利用计算机实现示波器功能（虚拟仪器）的设计构想。我们认为该设想不仅有较大的实用价值，而且有较高的学术水平。因此，在加强对该生指导的同时，我们积极向学校推荐立项。经过近一年的努力，该生完成了具有数字存储示波器、逻辑分析仪和数字电压表功能的计算机虚拟仪器的研制，作为我校大学生的选参作品参加2003年第八届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛，并获得三等奖。

二、充分发挥现代化教学手段优势，研制与教学内容、方法和形式相适应的多媒体课件

我们制作的“电路与电子技术”课件完全基于Powerpoint软件平台。我们的目标是：充分且恰当地运用丰富多彩的动画功能，调动学生的学习兴趣，吸引学生的课堂注意力；诱导学生紧跟教师思路，由浅入深地提出问题，分析问题，解决问题，充分体现培养学生创新意识和创新能力的教学思想。在制作课件时，我们突出了以下几点：

1．课件内容的显示顺序适当模拟板书习惯，并以一定的手写板书辅助配合，使学生产生回归黑板教学的感觉，文字描述要少而精，给学生以较多的思考和记笔记的时间。

2．调动Powerpoint的动画功能，使电路原理图的展示与演变充分体现“从问题引出概念，由概念引出方法，用方法实现电路”和“提出（发现）问题—分析原因—制定措施—改进电路”的讲课思路。例如，在讨论互补对称功率放大器时，我们在学生掌握了输出级工作原理的基础上不断分析发现问题：如何提高电压放大倍数？如何消除交越失真？如何提高输出功率？如何稳定中点电压并进一步改善电压失真？等等。每发现一个问题，就鼓励学生集体讨论，提出改进方案，不断讨论，大屏幕显示的电路亦利用动画功能随之不断变化改进，最终得到一个性能较为完善的互补对称功率放大器。

3．教师课堂讲授是任何现代化教学手段永远无法替代的，课件制作要充分体现教师的主体作用，给讲授者留有充分的讲解空间和展示教学艺术以及师生互动的空间，达到单纯多媒体教学所无法达到的教学效果。

4．课件版面设计及动画的运用要尽可能简洁明快，避免花俏繁杂，使学生的课堂注意力集中在课件的内容上。

三、研制在多媒体教学环境下能够满足教学要求的课堂教学无线遥控装置

利用计算机多媒体手段进行教学授课，因其单位时间传授的信息量大、效率高、表现力丰富而日益广泛地被讲课教师所采用。目前，因受设备条件的限制，绝大部分演讲者只能利用普通鼠标或键盘控制演示内容，多媒体教学技术在提高教学效率和效果的同时，也将教师禁锢在计算机旁，因而授课者的神态、身态、语调乃至活动范围均会受限于鼠标或键盘，在一定程度上减弱了教师的授课形体感染力。再者，教师为了减少击键次数，在课件的设计制作上，往往一次击键整段甚至整页显示课程内容，学生的注意力因过于集中于屏幕而感到思考和记录时间不足，影响师生情感交流、影响教学互动，不易达到最佳讲课效果。

在现有的计算机多媒体教学设备的基础上，我们研制了多媒体演示无线遥控装置，实现了换行、前后翻页、动画切换等功能的无线（电磁波）遥控。“多媒体演示无线遥控装置”手持机体积仅6×4×1．2厘米，遥控半径50米，无方向性，可在教室的任何地方控制变换投影屏幕显示的内容。遥控装置带编码，多教室使用不会相互干扰。研制多媒体教学无线遥控装置，使讲课教师从鼠标和键盘的束缚中解放出来，给教师充分展示教学艺术、开展多种形式的师生互动提供了充分的空间和时间，为体现教学方法改革思路、增强教学效果而充分应用动画提供了硬件支持。

（原载于《中国大学教学》，2005年第5期）