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摘要:介绍了北京工业大学“数字电子技术”课程立足地方重点院校培养目标和学生实际水平,按照分类指导原则,进行系列化教材建设,形成由理论教材、实验教材、双语教材、立体化教材及试题库、电子教案等构成的教材体系,基本覆盖该课程的所有教学环节和教学内容,以教材建设为先导,推动精品课程建设的做法。
关键词:数字电子技术;精品课程建设;质量工程
作者简介:江捷(1965-),女,浙江奉化人,北京工业大学电子信息与控制工程学院,副教授;王铁流(1954-),男,天津人,北京工业大学电子信息与控制工程学院,教授。(北京100124)
基金项目:本文系北京市属高等学校人才强教计划资助项目(项目编号:05002211200601)、北京市高等教育学会“十一五”专项规划重点项目(项目编号:2007030)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)14-0071-02
随着我国高等教育由精英教育步入大众化教育,办学定位、人才培养模式和规格都趋于多样化。作为教学活动重要载体的教材,其多层次、多样化的特点将更为突出,才能适应不同类型、不同定位人才培养的需要,体现不同学校的办学特色。
在扩招形势下为提高高等学校本科教学质量,教育部实施了“质量工程”,将“课程、教材建设与资源共享”等列为重点建设内容。[1]按照“分类指导、鼓励特色、重在改革”的原则,启动了“万种新教材建设项目”,加强新教材和立体化教材建设。[2]在此背景下和多项市级教改项目的牵引下,立足地方重点院校进行了“数字电子技术”课程的系列化、立体化教材建设,并以此推进精品课程建设。
一、教材建设的基本原则
1.在素材选取上,坚持求真务实
美国著名教育家奥苏伯尔认为:“在教学过程中,学习活动是否有效,主要看新的学习内容能否与学习者认知结构中原有的、恰当的知识系统建立实质性的联系。”[3]因此,教材建设必须处理两个关系:一是学生原有知识和本课程的纵向关系;二是相关课程之间的横向关系。在大众化教育快速发展的现阶段,教材建设应该与学生的现有认知状况相适应,与人才培养目标相衔接,以求真务实为原则,不能过分追求“档次”和知识的“新”与“深”。
2.在知识结构上,力求严谨清晰
教材不仅是知识的载体,更是认知过程和思维方法的载体。[4]因此,教材内容的组织应遵循科学发展规律和人类认知规律,通过问题的提出、分析、解决、延伸等环节将教学内容有机融合。[5]
3.在内容表述上,力求言简意赅
教材是为学生服务的,因此,必须体现学生本位的原则,以有利于学生知识构建为目标,把教材的可读性、可学性放到重要位置。在内容表述上,应突出重点、难点,注重知识的内在联系;化繁为简,以简洁的方式描述复杂的概念和理论。
二、立足地方重点院校,编写理论教材
《数字电子技术基础》这本教材是依据教育部高等学校电子信息与电气信息类基础课程教学指导委员会最新制订的电子技术基础课程教学基本要求,按照“分类指导”原则,立足地方重点院校,根据教学研究型大学的人才培养目标、结合北京工业大学(以下简称“我校”)学生实际,由从事数字电子技术课程教学的一线教师,在多年教学实践的基础上,总结凝练并不断改进而成的。该教材已作为我校北京市精品课程“数字电子技术”的指定教材,连续三届实际用于课程教学,受到学生和同行专家的好评。
1.系列配套
以《数字电子技术基础》为核心,与之配套的《数字电子技术基础学习指导》《数字电子技术多媒体课件》《数字设计基础》(双语教学版)《数字设计基础双语教学多媒体课件》均已同步出版,《数字电子技术实验教程》也已纳入出版计划。它们与“数字电子技术”试题库(中文版+双语版)、电子教案等配套使用,基本涵盖了课程教学的各个环节,为学生自学和教师教学提供了丰富的系列化、立体化教学资源。
2.以学习者为本,增强可读性
教材编写过程中,坚持以学习者为中心,以利于学习为出发点。内容编排顺序合理,逻辑性强;叙述简明扼要,深入浅出,通俗易懂,易于自学。
3.保证基础,面向发展和应用
在强调基础内容的完整性和基本理论系统性的同时,将学科发展的新成果、新技术融入教学内容,妥善处理传统内容的继承与现代应用的引进之间的关系。例如,在“可编程逻辑器件”一节,教材结合目前流行的Altera公司的MAX7000系列产品,介绍了CPLD器件的基本结构和工作原理,并增设了“基于CPLD的数码管扫描显示”等三个必做的数字电路综合实验。在“硬件描述语言VHDL基础”一章,基于问题的编写,配以典型的实例和丰富的练习,适合学生快速入门,即学即用。
4.精选内容,优化讲法
挑选最基本的内容、方法和典型应用,注重对问题的提出和解决思路的阐述,力求再现知识发生和技术发展的过程。在“触发器”一章,始终以问题引出讨论,以固有问题的解决、新问题的提出组织教学。例如,“如何才能使电路具有记忆功能”,有了基本触发器,“为什么还要设计同步触发器?为什么需要同步?如何实现同步”、“为什么要设计主从触发器?如何设计,才能解决同步触发器不可避免的空翻问题”、“为什么要设计边沿触发器?如何才能提高触发器的抗干扰能力”等等。
5.从例中学,学以致用
教材正文与例题、习题密切配合,示例丰富。例题选取兼顾典型性和实用性,引导学生“从例中学”,加深理解,帮助学生在较短时间内掌握课程基本内容,并学以致用。例如,在介绍了格雷码的特点后,就以学生熟悉的汽车调速系统为例,分析了5个档位速度应如何编码,以及用格雷码为什么可以解决换挡抖动问题。
6.发散思维
对典型例题在讲述解题思路、方法和步骤的同时,给出多种解题方法并加以比较和归纳,启发读者进行发散性思维。例如,在介绍利用集成计数器实现任意进制计数时,列举了清零法、置数法、分解法等多种方法,并比较了这些方法的特点和适用条件。
三、以学生为本,编写配套助学教材
《数字电子技术基础学习指导》是为配合《数字电子技术基础》而编写的,既可作为学生的学习辅导教材,也可作为教师的教学参考。全书共分十章,每章均由内容提要、教学基本要求、重点与难点、习题类型与解题方法、典型例题解析、习题解答六部分组成。其中:“内容提要部分”归纳总结了各章的主要内容和知识要点;“教学基本要求”将各章主要内容划分为掌握、理解和了解三个层次,为学生复习和自学提供了方向和目标;“重点与难点”提炼了各章的重点和难点内容;“习题类型与解题方法”归纳了各章的常见习题类型,逐一给出了解题思路、方法和步骤;“典型例题解析”举例说明了各种常见习题类型的求解过程,对部分典型题目给出多种解题方法,并加以比较,归纳各种方法的特点和适用条件;“习题解答”对《数字电子技术基础》中的所有习题进行了详细解析。
本书在编写风格上力求简练、突出重点。力图从解题思路、方法和步骤等方面给读者以指导,使其举一反三,加深对基本概念、基本理论和基本方法的理解和掌握。为便于阅读,本书的内容体系、章节顺序和习题编号均与《数字电子技术基础》保持一致。该书已与《数字电子技术基础》同步出版,并作为配套教材,实际用于教学,受到学生的普遍欢迎。
四、扭转实验教学对理论教学的依附,编写实验教材
1.实验教学“独立化”
为逐步扭转长期形成的实验教学在内容上依附于理论教学、在时间上滞后于理论教学的观念,方便学生的超前学习和实验预习,推进“从做中学”,笔者以实验模块为主线,用简练的语言、浅显的示例,系统讲述了相关的知识要点,使学生只需阅读实验教材,即可完成基础性实验设计,达到实验教学的基本要求。
2.实验内容“阶梯化”
增加大量不同难度的实验题目,使实验内容阶梯化,以满足不同水平学生的不同需求,激发学生的潜能。同时,也便于教师根据学生实验的实际完成数量和质量,给出合理的分数。通过实验内容和难度的“阶梯化”,在保证实验基本要求的前提下,使学生实验成绩“阶梯化”,为电子竞赛等选拔优秀学生。
3.实验项目“生活化”
适量补充具有实际应用背景的研究性实验项目,为优秀学生提供发挥空间。这些项目只以任务书的形式规定要实现的功能,没有具体设计方案,要求学生自由选题、自愿组合,合作完成。设计报告按贡献大小依次署名,作为教师评定成绩的重要依据。
4.实验手段“虚拟化”
利用美国NI公司提供的虚拟设备,增加动态参数测试、动态过程演示等专题实验,使学生建立对虚拟仪器、虚拟实验的初步认识。
《数字电子技术实验教程》已于2007年用于我院06级实验班的实验教学,拟进一步充实完善后正式出版(已纳入我校出版社的出版计划)。
五、结束语
“数字电子技术”课程系列化教材建设的各种思路都源于教学实践,各项建设成果也都回归教学实践,服务于本科教学,取得了较好的使用效果。教材建设成果也将课程建设推上了一个新台阶。
参考文献:
[1]周济.实施“质量工程” 贯彻“2号文件” 全面提高高等教育质量[J].中国大学教学,2007,(3):4-8.
[2]教高(2007)2号.教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见[J].中国大学教学,2007,(3):9-11.
[3]梁前德,王青林.应用型本科教材建设的基本依据和价值取向[J].中国大学教学,2008,(6):94-96.
[4]陈后金,侯建军,张有根.电工电子类教学与教材协同性的研究与实践[J].中国大学教学,2006,(7):62-63.
[5]李辉.以高水平教材建设工作为基础全面推动精品课程建设[J].中国高教研究,2006,(12):84-85.
(责任编辑:宋秀丽)
关键词:数字电子技术;精品课程建设;质量工程
作者简介:江捷(1965-),女,浙江奉化人,北京工业大学电子信息与控制工程学院,副教授;王铁流(1954-),男,天津人,北京工业大学电子信息与控制工程学院,教授。(北京100124)
基金项目:本文系北京市属高等学校人才强教计划资助项目(项目编号:05002211200601)、北京市高等教育学会“十一五”专项规划重点项目(项目编号:2007030)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)14-0071-02
随着我国高等教育由精英教育步入大众化教育,办学定位、人才培养模式和规格都趋于多样化。作为教学活动重要载体的教材,其多层次、多样化的特点将更为突出,才能适应不同类型、不同定位人才培养的需要,体现不同学校的办学特色。
在扩招形势下为提高高等学校本科教学质量,教育部实施了“质量工程”,将“课程、教材建设与资源共享”等列为重点建设内容。[1]按照“分类指导、鼓励特色、重在改革”的原则,启动了“万种新教材建设项目”,加强新教材和立体化教材建设。[2]在此背景下和多项市级教改项目的牵引下,立足地方重点院校进行了“数字电子技术”课程的系列化、立体化教材建设,并以此推进精品课程建设。
一、教材建设的基本原则
1.在素材选取上,坚持求真务实
美国著名教育家奥苏伯尔认为:“在教学过程中,学习活动是否有效,主要看新的学习内容能否与学习者认知结构中原有的、恰当的知识系统建立实质性的联系。”[3]因此,教材建设必须处理两个关系:一是学生原有知识和本课程的纵向关系;二是相关课程之间的横向关系。在大众化教育快速发展的现阶段,教材建设应该与学生的现有认知状况相适应,与人才培养目标相衔接,以求真务实为原则,不能过分追求“档次”和知识的“新”与“深”。
2.在知识结构上,力求严谨清晰
教材不仅是知识的载体,更是认知过程和思维方法的载体。[4]因此,教材内容的组织应遵循科学发展规律和人类认知规律,通过问题的提出、分析、解决、延伸等环节将教学内容有机融合。[5]
3.在内容表述上,力求言简意赅
教材是为学生服务的,因此,必须体现学生本位的原则,以有利于学生知识构建为目标,把教材的可读性、可学性放到重要位置。在内容表述上,应突出重点、难点,注重知识的内在联系;化繁为简,以简洁的方式描述复杂的概念和理论。
二、立足地方重点院校,编写理论教材
《数字电子技术基础》这本教材是依据教育部高等学校电子信息与电气信息类基础课程教学指导委员会最新制订的电子技术基础课程教学基本要求,按照“分类指导”原则,立足地方重点院校,根据教学研究型大学的人才培养目标、结合北京工业大学(以下简称“我校”)学生实际,由从事数字电子技术课程教学的一线教师,在多年教学实践的基础上,总结凝练并不断改进而成的。该教材已作为我校北京市精品课程“数字电子技术”的指定教材,连续三届实际用于课程教学,受到学生和同行专家的好评。
1.系列配套
以《数字电子技术基础》为核心,与之配套的《数字电子技术基础学习指导》《数字电子技术多媒体课件》《数字设计基础》(双语教学版)《数字设计基础双语教学多媒体课件》均已同步出版,《数字电子技术实验教程》也已纳入出版计划。它们与“数字电子技术”试题库(中文版+双语版)、电子教案等配套使用,基本涵盖了课程教学的各个环节,为学生自学和教师教学提供了丰富的系列化、立体化教学资源。
2.以学习者为本,增强可读性
教材编写过程中,坚持以学习者为中心,以利于学习为出发点。内容编排顺序合理,逻辑性强;叙述简明扼要,深入浅出,通俗易懂,易于自学。
3.保证基础,面向发展和应用
在强调基础内容的完整性和基本理论系统性的同时,将学科发展的新成果、新技术融入教学内容,妥善处理传统内容的继承与现代应用的引进之间的关系。例如,在“可编程逻辑器件”一节,教材结合目前流行的Altera公司的MAX7000系列产品,介绍了CPLD器件的基本结构和工作原理,并增设了“基于CPLD的数码管扫描显示”等三个必做的数字电路综合实验。在“硬件描述语言VHDL基础”一章,基于问题的编写,配以典型的实例和丰富的练习,适合学生快速入门,即学即用。
4.精选内容,优化讲法
挑选最基本的内容、方法和典型应用,注重对问题的提出和解决思路的阐述,力求再现知识发生和技术发展的过程。在“触发器”一章,始终以问题引出讨论,以固有问题的解决、新问题的提出组织教学。例如,“如何才能使电路具有记忆功能”,有了基本触发器,“为什么还要设计同步触发器?为什么需要同步?如何实现同步”、“为什么要设计主从触发器?如何设计,才能解决同步触发器不可避免的空翻问题”、“为什么要设计边沿触发器?如何才能提高触发器的抗干扰能力”等等。
5.从例中学,学以致用
教材正文与例题、习题密切配合,示例丰富。例题选取兼顾典型性和实用性,引导学生“从例中学”,加深理解,帮助学生在较短时间内掌握课程基本内容,并学以致用。例如,在介绍了格雷码的特点后,就以学生熟悉的汽车调速系统为例,分析了5个档位速度应如何编码,以及用格雷码为什么可以解决换挡抖动问题。
6.发散思维
对典型例题在讲述解题思路、方法和步骤的同时,给出多种解题方法并加以比较和归纳,启发读者进行发散性思维。例如,在介绍利用集成计数器实现任意进制计数时,列举了清零法、置数法、分解法等多种方法,并比较了这些方法的特点和适用条件。
三、以学生为本,编写配套助学教材
《数字电子技术基础学习指导》是为配合《数字电子技术基础》而编写的,既可作为学生的学习辅导教材,也可作为教师的教学参考。全书共分十章,每章均由内容提要、教学基本要求、重点与难点、习题类型与解题方法、典型例题解析、习题解答六部分组成。其中:“内容提要部分”归纳总结了各章的主要内容和知识要点;“教学基本要求”将各章主要内容划分为掌握、理解和了解三个层次,为学生复习和自学提供了方向和目标;“重点与难点”提炼了各章的重点和难点内容;“习题类型与解题方法”归纳了各章的常见习题类型,逐一给出了解题思路、方法和步骤;“典型例题解析”举例说明了各种常见习题类型的求解过程,对部分典型题目给出多种解题方法,并加以比较,归纳各种方法的特点和适用条件;“习题解答”对《数字电子技术基础》中的所有习题进行了详细解析。
本书在编写风格上力求简练、突出重点。力图从解题思路、方法和步骤等方面给读者以指导,使其举一反三,加深对基本概念、基本理论和基本方法的理解和掌握。为便于阅读,本书的内容体系、章节顺序和习题编号均与《数字电子技术基础》保持一致。该书已与《数字电子技术基础》同步出版,并作为配套教材,实际用于教学,受到学生的普遍欢迎。
四、扭转实验教学对理论教学的依附,编写实验教材
1.实验教学“独立化”
为逐步扭转长期形成的实验教学在内容上依附于理论教学、在时间上滞后于理论教学的观念,方便学生的超前学习和实验预习,推进“从做中学”,笔者以实验模块为主线,用简练的语言、浅显的示例,系统讲述了相关的知识要点,使学生只需阅读实验教材,即可完成基础性实验设计,达到实验教学的基本要求。
2.实验内容“阶梯化”
增加大量不同难度的实验题目,使实验内容阶梯化,以满足不同水平学生的不同需求,激发学生的潜能。同时,也便于教师根据学生实验的实际完成数量和质量,给出合理的分数。通过实验内容和难度的“阶梯化”,在保证实验基本要求的前提下,使学生实验成绩“阶梯化”,为电子竞赛等选拔优秀学生。
3.实验项目“生活化”
适量补充具有实际应用背景的研究性实验项目,为优秀学生提供发挥空间。这些项目只以任务书的形式规定要实现的功能,没有具体设计方案,要求学生自由选题、自愿组合,合作完成。设计报告按贡献大小依次署名,作为教师评定成绩的重要依据。
4.实验手段“虚拟化”
利用美国NI公司提供的虚拟设备,增加动态参数测试、动态过程演示等专题实验,使学生建立对虚拟仪器、虚拟实验的初步认识。
《数字电子技术实验教程》已于2007年用于我院06级实验班的实验教学,拟进一步充实完善后正式出版(已纳入我校出版社的出版计划)。
五、结束语
“数字电子技术”课程系列化教材建设的各种思路都源于教学实践,各项建设成果也都回归教学实践,服务于本科教学,取得了较好的使用效果。教材建设成果也将课程建设推上了一个新台阶。
参考文献:
[1]周济.实施“质量工程” 贯彻“2号文件” 全面提高高等教育质量[J].中国大学教学,2007,(3):4-8.
[2]教高(2007)2号.教育部关于进一步深化本科教学改革全面提高教学质量的若干意见[J].中国大学教学,2007,(3):9-11.
[3]梁前德,王青林.应用型本科教材建设的基本依据和价值取向[J].中国大学教学,2008,(6):94-96.
[4]陈后金,侯建军,张有根.电工电子类教学与教材协同性的研究与实践[J].中国大学教学,2006,(7):62-63.
[5]李辉.以高水平教材建设工作为基础全面推动精品课程建设[J].中国高教研究,2006,(12):84-85.
(责任编辑:宋秀丽)