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摘要:本文結合“數字電子技術”雙語課程，探討了如何從深度、廣度和溫度三個維度上進行教學設計，以更好地體現課程基礎性、實用性以及與其它課程關聯性強等特點，使學生分析和解決問題的能力、知識間融會貫通的能力得以提高，并達到激發學習激情和創造力的目標。
0引言
“數字電子技術”是電類專業的一門非常重要的技術類基礎課程，也是為學生打開數字世界的第一門課程。理論性和實用性強、內容多且更新快是課程的重要特點［1］。由于數字技術領域的新知識、新技術、新軟件不斷涌現，且多以英文形式呈現，具備良好的專業英文閱讀和聽說能力，對提高學生的專業技能以及國際競爭力非常必要。因此，“數字電子技術”開展英文授課既是數字時代的迫切需求，也符合高等教育國際化的發展趨勢。目前眾多高校在英文授課時大多選用的是原版英文教材，相較于中文教材而言，英文教材更好地體現出了理論聯系實際、課程實踐性強等特點。但同時也存在難度和深度不足、難以與中文教學大綱要求完全匹配等問題［2］。另外，目前人才培養的關注點已從知識型轉向能力型，思維能力是評價能力型人才的重要依據。思維培養中需要引導學生學會發現問題、分析問題和解決問題，為此一些教育工作者已進行了深入思考并在諸如化學［3］、英語［4］等課程中積極地探索和嘗試。“數字電子技術”課程改革則主要以理論與實驗結合，體現需求、激發興趣為主［5］，而在如何設計和組織教學內容，使課程之間有一個更好的銜接，同時培養學生的綜合能力和解決問題的能力，并激發其學習積極性和創造力方面仍待深入探討。為此，我們提出并嘗試了從教學內容的深度、廣度以及溫度三個維度上進行教學設計的方法。
1教學設計
三維教學設計方法示意圖1如圖1所示，深度是指通過與實驗和實際應用的密切結合，探究知識點更深層的價值，以達到理論聯系實際的目的;廣度是通過與其它課程，如“微處理器與接口技術”、“電子系統綜合設計”等的聯系，拓寬知識面，以培養學生知識間融會貫通、綜合運用的能力;溫度則是通過引入課程思政的理念，并積極倡導科技創新活動，以達到激發學生學習熱情、培養創新意識的目標。
1．1深度
我們的“數字電子技術”雙語課程選用的是原版英文教材，如果僅滿足于將教材中的知識點講解清楚，而不挖掘這些知識點更深層意義的話，學生對問題的理解往往是膚淺，不夠具體和深入的。例如，在介紹模數轉換的參數指標時，如果僅講解分辨率的定義及其表示方法，學生實際上并不能清楚地認識到這個指標在實際應用中的價值。因此，在教學中我們引入了一個測量旋轉角的項目設計實例，給出了具體的指標要求，如每轉動1度需要播報出當前的角度，讓學生判斷應該選擇幾位的一個模數轉換器。通過這個例子，學生深刻地理解了分辨率在器件選型和實際應用中的真正價值，而不再僅停留于一個抽象的概念。另外，為了加強理論深度，我們還通過引入一些案例來鞏固學生對理論知識的認識。案例的選擇非常重要，好的案例可以對教學起到很大的推動作用。在整個教學環節中將理論和實踐有機結合，讓學生在案例分析中感受理論的真正意義［6］。分析案例、解決問題的過程，也是學生將知識轉化為能力的過程。仍以模數轉換為例，在講解了flash型ADC的內部電路結構和基本工作原理之后，我們引入了如下案例:有一位同學在做模數轉換時，出現了轉換結果和理論值不符的現象。請全體同學幫助分析問題所在，并給出解決辦法。借助此案例，學生經過充分討論和互動交流，首先提出了解決該類問題的方法，即可以通過列表的方式，比較理論值和實際轉換結果之間的差異，找出問題的規律。于是，發現了該問題是輸出數字量的某個引腳總處于低電平所導致的。然后，再引導這位學生分析該引腳處于低電平的所有可能性，并給出不同原因下的解決方法。最后，通過總結歸納案例分析中的收獲，這位學生切身體會到了分析和解決問題的樂趣，掌握知識的過程也不再枯燥乏味了。
1．2廣度
“數字電子技術”課程與其它諸如“微機原理與接口技術”、“電子系統綜合設計”等課程關聯性強，為了消除課程本身內容多且零散的缺點，同時培養學生知識間融會貫通、綜合運用的能力，需要在教學設計中適當拓寬講授的內容，增強知識間的相互聯系。比如，在講解有符號數和補碼的概念時，引入C語言中變量類型的聲明方式，使學生認識到數的無符號還是有符號性是可以根據需要設定的，定義的類型不同，保存的方式和取值范圍就會有所不同。這樣的知識遷移，不僅使學生了解了數的表示方法，以及編程語言與計算機底層處理間的關系，也使其體會到了枯燥的概念在實際應用中的價值。此外，為了把講授的分立模塊電路彼此關聯起來，同時為后續課程的學習奠定基礎，我們適當地引入了微處理器的一些基本概念，因為微處理器本身就可視為一個典型的“片上”數字系統。例如，通過引入51單片機外擴的ROM型程序存儲器和RAM型數據存儲器，讓學生了解鎖存、譯碼、存儲、晶振、復位這些基本模塊電路的具體應用和相互關系，以及程序存儲和數據存儲的特點及編址方法，從而增強了所學內容的實用性，也避免了由于內容零散導致的不知所用的感覺。
1．3溫度
教學不僅是教師的事，更需要學生的積極配合才能取得良好的效果。在教學活動中學生的學習態度和積極性至關重要。以往的教學只關注知識的傳授，在冰冷、缺乏鮮活的環境下學生只是被動地接收，除了為分數學習之外，便再無動力。久而久之便失去了熱情和方向。如何讓課堂不僅“教”，還能達到“育”的作用，啟迪學生的心靈，使其感受到課堂的“溫度”，發自內心地認識到學習的意義和重要性對提高教學質量也是非常關鍵的。倡導要用好課堂教學這個主渠道，各類課程都要與思想政治理論同向同行。因此，課程設計不僅要關注知識的傳授、能力的提高，還應從自身的學科特點出發，發掘專業課程蘊含的思政元素，充分發揮課堂教學在育人中的主渠道作用，實現“知識傳授”與“價值引領”的有機統一［7］。為了探索課程思政的教學方法，我們結合“數字電子技術”課程的特點，注重將知識的傳授與時政、人物事跡、企業發展等關聯起來，發掘其中蘊含的意義。如在回顧電子技術的發展史時，通過播放紀錄短片的方式，使學生不僅對電子器件和集成電路的發展歷程有了清晰地了解，更使其體會到了科技改變人類生活的巨大力量，從而幫助學生樹立學習不僅是為自己這個“小家”，更是為全人類這個“大家”發展的一件很有意義的事情;在講解可編程和電子設計自動化技術給數字電路的設計帶來了革命性的變革時，結合目前主流的可編程器件供應商，讓學生了解到我國在集成電路、尤其是大規模集成電路設計、研發和生產方面的落后局面，使學生認識到自己所肩負的時代責任和歷史使命;在介紹微處理器時，給學生推送了視頻“從沙粒到芯片———看CPU是如何制作的”，學生通過該視頻不僅對一堆沙粒演變為一顆CPU的制作全貌有了深入了解，更使其鮮活地感受到了科技創造價值、技術是第一生產力的魅力;在介紹數字電子電路的應用時，以我校承擔的863項目“國產植入式心臟起搏器系列產品的研制”為例，除了講解電路的構成和基本工作原理外，還介紹了我們是如何打破國外的技術壟斷，開發出了具有自主知識產權的醫療儀器，從而降低了產品價格，使更多患者收益，以此幫助學生樹立振興民族產業，愛校愛國的意識。誠然，上述單一幾次的引導并不一定有“穿石”的效果，但每次都具有“滴水”的作用，通過一次次的引導和累計，冰冷的知識將在潤物細無聲中，通過潛移默化的作用而變得鮮活、靈動，相信通過不同課程的共同作用，終會達到“水滴石穿”的育人效果。理想和激情促進下的學習才是創造力不斷爆發的根本保證。
2結語
本文針對“數字電子技術”雙語課程，探討了從教學的深度、廣度和溫度三方面進行內容的組織設計，以提高學生分析和解決綜合問題的能力，以及激發學生的學習激情和創造力的方法。經過近兩屆的實施，取得了可喜的成績，學生對教學內容的設計和組織給予了充分地肯定，綜合評教均在90分以上。文中所提出的教學設計不僅對雙語課程，其實對其它類似課程也具有一定的參考價值。隨著當今知識傳授向能力培養的轉型，相信在未來的教育教學中將會更注重知識、技術以及思想品格的協同作用，以培養更多德才兼備的優秀人才。隨著信息技術的飛速發展，為了更加有效地組織教學，更好地體現“以學生為中心”的教學理念，后續筆者將考慮借助于一些信息化的教學平臺，如blackboard進行教學的組織、管理、評價和討論，以促進師生間的互動，教學資源的共享以及過程性評價的多樣性，進一步提高教學質量。
參考文獻:
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［3］唐壽文．化學教學中如何培養學生的思維品質和思維能力［J］．重慶:中外交流，2018，20:112-113．
［4］張玉雙．應用與融合挑戰與前行—首屆“高等教育應用理念下的大學英語教學改革與發展”學術研討會紀要［J］．上海:當代外語研究，2017，1:99-103．
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［6］王恒．案例教學法在數字電子技術課程中的應用［J］．北京:信息與電腦，2016，19:209-210．
［7］萬林艷，姚音竹．“思政課程”與“課程思政”教學內容的同向同行［J］．北京:中國大學教育，2018，12:52-55．
作者:張虹 單位:西安交通大學
