“数字逻辑电路分析与设计”课程的教学方法

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  【摘要】“数字逻辑电路分析与设计”课程是传统的电子类专业的基础课程既要求学生掌握理论知识,更强调锻炼学生的设计思路和动手能力。如何使得学生在这门课程的学习过程中既打好坚实的理论基础又获得一定的动手设计能力,是理工科类专业的特定要求也是符合现代社会的高科技发展需求。为此在这门课程的教学活动中,课程教研组不断摸索出一套符合电子类行业发展需求的、理论与实践相结合的教学方法。
  【关键词】电路 课程 教学方法
  【中图分类号】G424.1 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)10(b)-0046-01
  
  “数字逻辑电路分析与设计”课程不仅是一门专业基础理论课,也是一门启发学生思考、锻炼学生动手能力的技术课程。因此在教学方法和教学手段上可以通过多方式、多途径来实施教学,实现理论教学和实验教学环节的同步,从而达到理论与实践的结合,使得学生在学的过程中不断提高分析问题、设计电路的能力。
  
  1 课程基本情况
  上海大学通信与信息学院开设的本科生课程“数字逻辑电路分析与设计”是校级精品课程,课程教研组拥有一支较强的师资队伍(博士7名、硕士1名),均长期从事教学和科研工作,学术水平较高教学经验丰富,科研能力强有实践经验,有科研项目的支持,有工程项目和产品开发的经历,有校级的教学成果奖。
  "数字逻辑电路分析与设计"课程是传统的电子类专业的基础专业课。在长期的教学实践中课程教研组的教师坚持探讨理论教学、实践教学、科学研究三元一体的教学模式,教学实行注重基础强调能力,以知识、能力、素质协调发展为目标,坚持教材建设和教学方法改革,坚持实施课堂教学与实验教学相结合的教学手段,努力让这门传统课程符合电子类专业现实发展的需要(如摒弃过时的单一器件的学习、注重教授集成器件、可编程器件的应用),给传统课程注入新的内容使之与时俱进充满新的活力。
  
  2 教学特色
  在多年的教学实践中,教研组的教师紧扣“讲授理论、锻炼能力”的指导思想,逐渐形成了以下主要的教学特色:
  课堂教学
  以深化课堂教学、提高讲课质量和效果为目标,本课程积极探索多媒体计算机辅助教学手段,制作了生动形象、简单易懂的教学课件。教学课件主要以Powerpoint的形式加以展示,主要是将所要讲授的内容整理成大纲,将关键点和难点突现在Powerpoint上,起到强调的作用,加深学生对这些重点的印象和理解;而不是简单地将教案内容全部拷贝到Powerpoint中。教学课件在教学中实质是个辅助的教学工具,我们在教授时不能全部依赖于教学课件。因此,在实施教学的过程中,我们采用传统的板书与多媒体教学课件相结合的教学方法,在难以理解的原理性问题上或数字电路的分析上,以动画等多媒体技术手段加以演示,从而生动表现和仿真再现了所要教授的内容。另外在课堂上启发式教学和互动式教学还是很重要的,尤其是对于本课程而言更是如此,因为我们的教学重点在于教会学生如何根据要求设计电路。因此在课堂上调动学生积极、独立的思考是很重要的,而启发式、互动式教学恰恰可以很好的起到这个作用。
  2.1 实验教学
  上海大学电子电工实验中心是上海市高校实验教学示范中心。其硬件条件已基本具备同时又配备了电子工作平台(EWB5.0),这样既能满足学生在实验室里进行具体硬件的操作实验,又可使学生在计算机上进行仿真实验。在实验顺序的编排上力求与课堂教学的环节相扣,实验教学与理论教学同步进行,使得学生能及时地将理论上的知识通过实验环节加以实践化的加深理解,从而更好、更快地掌握该课程的各知识点。
  2.2 将课堂搬进实验室
  这是本课程教改的新举措也是关键环节,实现真正意义上的理论与实验的相结合、相同步。《数字逻辑分析与设计》课程是一门实践性很强的课程,其理论教学有其特殊性。过去任课教师和实验教师的教学任务是分离的各司其职,造成任课教师课堂上的教授的内容或电路设计方法往往在实验室无法得以验证,让学生感到困惑。通过新一轮的教学改革要求任课教师将课堂搬进实验室,边讲理论边实验验证,使得学生能够更快、更深刻地领会所学内容。这一举措恰好解决了理论教学与实验设计相脱节的矛盾。如果将课堂搬进实验室在实验室中利用相关软件,教师边教边做当讲完一段电路程序的编写,立刻就可以模拟并显示结果,这样一来既极大地提高学生的学习兴趣,又很生动地传授了VHDL的知识要点。
  2.3 课程设计
  在理论教学和实验教学结束后,还开设了一个综合性很强的数字电路课程设计。由教师提供一系列紧扣“数字逻辑电路分析与设计”课程内容、又具有实用价值的设计题目,由学生自由选择感兴趣的设计题目进行设计,这样使得学生的设计能力得到进一步培养和提高,加深对本课程的理解,增强学习兴趣提高实践技能,掌握数字逻辑电路设计应用技术。
  工程综合训练
  在电子信息学科领域,模拟电子技术、数字电子技术、信号信息处理等相关课程必定需要相互结合。为了更好地培养学生结合工程实际综合设计能力本课程的后续阶段,在学生中开展工程教育,让每个学生选择一个结合工程实际的课题(可以是参与老师科研课题,也可以选择工程教育题库中课题,还可以自拟课题等)进行设计,提交实物作品和研制报告。
  2.4 课后交流
  随着数字逻辑领域的快速发展,作为专业基础课程的“数字逻辑电路分析与设计”涵盖了越来越多的新知识和新技术。基础性的内容不能丢弃,新的技术又必须要传授给学生,这样就造成了本课程课时少、内容多的特点,因此每堂课的教学量都很大的,需要学生在课后花较多的时间来理解和吸收课堂上的内容。课后作业是不可缺少的环节,通常布置与教授的内容同步的、比较经典的题目,每次3~5题左右,作业100%全部认真批阅、定等级。此外教师和学生还借助校园网中的“乐乎社区”中的“课程班网络交互平台”进行网络交流,使得学生在学习中遇到的问题能够及时地得以解决。
  2.5 公平考试
  由于本课程现在是校级平台课主讲教师多,选课学生多,為了把好教学质量关,本课程实行课题组由任课教师每人命题、集体审查、学院抽取试题的方法并初步建立了试题库。试卷要求要充分体现每个考点,要根据每个考点的重要性合理地分配分数。阅卷实行流水作业,以求作到公平、公正。学期考试成绩由平时成绩(作业、出勤、随堂提问、随堂测验环节等确定)占20%,期末成绩(理论笔试)成绩占80%二部分组成。另外为了凸显本课程的实践性的重要性,还单独进行实验环节的考试,作为一项独立的课程成绩。
  
  3 结论
  “数字逻辑电路分析与设计”这门课程,从课程名称上看是强调“分析与设计”,但实际上,应该更加锻炼学生的设计能力,分析实质是设计的基础。在整个教学环节中,我们也始终坚持并强调培养学生的实际设计能力。近些年来上海大学通信学院的学生们运用在“数字逻辑电路分析与设计”课程中学习到的知识和锻炼出的动手设计能力,在多个国家级或上海市的电子类竞赛中屡获重奖。通过不断实践和努力,实施以上多种教学方法与教学手段增进了师生间的互动和交流,营造出了一个良好的、生动的学习氛围有效保证教学质量的不断提升,学生的知识能力得到协调发展取得好的效果。在日益积累了一些成绩和经验的基础上,“数字逻辑电路分析与设计”课程教研组正努力把“数字逻辑电路分析与设计”打造成市级精品课程。
  科学合理的约束的度需要通过管理制度及其运行机制来体现,对于高校核心教师来讲,管理制度的设计应尽量从大的方面规定一些原则性的东西(基础性的教学、科研管理制度除外),约束“域”不能定得太小、太细,要让核心教师有一定的活动“域”,只要是活动“域”之内的事情组织尽量不要横加干涉,与此同时组织还要致力于研究合约约束与结果约束等人才资源新的约束方式,将约束“域”确定在组织与员工可以共同接受的范围之内。
  西部省属高校普遍存在着约束过严、过死的现象,对不同层次的人力资源采取同一尺度的制度约束,在约束方式的选择上简单划一,主要采取行政命令式的刚性约束来控制员工的行为,在人才流动上以扣押档案和户口来“强行留人”,结果是约束越严格人才资源流失越严重。据我们调查显示,西部某省属高校1998年以来教师中考取并获得博士学位的20多人几乎全部流失(只有1人回校工作),该校仅2002年一年当中流失副教授、教授12人,约占当年教授、副教授人数的8%左右。这个流动比例本身不算太大,但问题是西部省属高校流出去的是核心教师(特别是高职称、高学历的核心教师),流入的却只能是应届硕士或本科毕业生。
  2.3 激励与约束的结合度
  激励与约束是一个问题的两个方面,二者往往是交织在一起发生作用的,单纯的激励或约束是很难调动人的工作积极性、主动性和创造性的,激励与约束必须有效结合才能发挥其应有的作用。激励与约束在结合的过程中要体现激励与约束对等的原则,也就是说在管理制度的设计上既要体现约束也要体现激励,只有这样的管理制度才可以称得上是一个好的制度,才能够真正起到规范人的行为、调动人的积极性的目的。
  西部省属高校在设计激励与约束制度时往往将二者相分离,制度制订要么过度注重激励,要么专注于约束,很少将二者恰当地结合在同一制度之中,这正是西部省属高校人才资源激励与约束机制乏力的主要原因之一。
  
  3 西部省属高校核心教师激励与约束机制的重构
  
  西部省属高校要想使核心教师的人力资本得以良性发展和不断增值,使其人力资本价值得以充分体现,就必须对现行的人才资源激励与约束机制予以重构。
  3.1 核心教师激励与约束机制重构的前提
  其一,必须充分认识人力资本的产权特征。我国著名经济学家周其仁教授研究发现,人力资本产权具有三大特征:“第一,人力资本天然归属个人;第二,人力资本的产权权利一旦受损,其资产可以立刻贬值或荡然无存;第三,人力资本总是在自发地寻求实现自我的市场。[1]”“如果对人力资本产权形式上述特点一无所知,要理解现代经济学中非常热门的‘激励’理论就困难重重了。为什么土地和其他自然资源无需激励,厂房设备无需激励,银行贷款也无需激励,但遇到人力因素就非谈激励不可?道理就在于人力资本产权特性。一方面,人力资产天然归属个人;另一方面,人力资本的产权权利一旦受损,其资产可以立刻贬值或荡然无存。这两条结合,就是奴隶制下仅仅为了利用奴隶的简单劳务也不能只靠棍棒和鞭子,何况自由市场条件下的种种复杂的劳务和能力的利用![2]”周氏的分析揭示了一个极为深刻的道理,对于任何人力资本的利用只能“激励”,而不可“压榨”。
  其二,承认个体人力资本的差异性。就每个人而言,个人先天的、后天的及成长环境和个人努力程度的不同,造成了个体质量上的差异,因此人是具有不同质的个体,也就是说不同的个体人力资本积累方式及其程度是有差异的。个人间质的和阅历上的差异或者说个体的人力资本差异,意味着不同的个人可能具有不同的劳动能力、不同的价值认识、判断水平,以及不同程度的自我实现愿望[3]。在承认个体人力资本差异的前提下,通过“计量和监督”[4]人们的工作来识别个体的人力资本差异,是激励与约束机制创新的必不可少的前提条件之一。
  其三,打破现行的按照职称和学历划分人才层次的单一模式,推行以能力和贡献为标准的全新的人才层次划分模式。鉴于我国目前仍然实行职称评聘一致和按拥有高学历人才的存量而衡量学校实力的具体实际,必须保留按照职称和学历划分人才层次的做法,但在实际运作中要逐步淡化这种人才层次划分方法。从创新的角度出发,制定人才层次划分的新标准,突出人才资源的能力和贡献,推行核心教师制度,将核心教师划分为“精英教师(在本学科领域具有一定的影响和知名度的教师)、学科带头人(在本学科学术方面具有较高的造诣,处于校内领先水平的教师)、骨干教师(学术发展势头好,教学效果得到学生和同行认可的教师)”。对于不同层次的教师在教学、科研上制定不同的衡量标准。人才层次划分标准应当尽量客观化,以减少运作过程中的人为因素,保证其运行的公正性。对人才层次划分实行动态管理,由本人提出相应层次的申请,学校依据实际情况定期考核评价。待遇上,在兼顾学历、职称层次同时,突出核心教师层次要素的权重,工资走职称、学历系列,校内津贴及奖金走核心教师层次系列。
  3.2 构建核心教师“个性化”激励与约束新机制
  教师,特别是核心教师的“人性”是复杂的,其需求也是多样化的,这就要求必须有与之相适应的“个性化”激励与约束机制,即设计一个可供不同个体自由选择的包含物质、精神与成长环境三个方面内容的激励与约束“包”。
  “个性化”激励与约束“包”的具体内容包括:积极营造一种尊重知识、尊重教师意愿和选择权利、鼓励教师创造与贡献的组织环境氛围,把个人目标同组织目标、个人发展同组织发展融为一体,在管理过程中充分体现人文关怀;努力创设有利于核心教师发展与成长的条件,在科研经费、外出进修学习、参加学术交流(特别是国际学术交流)、参加培训、参与学校重大问题决策及参与管理等方面提供更多的机会与支持;大幅度提高核心教师的待遇(不低于省内部属院校的相应人才资源的待遇),突出带薪休假、旅游等方面的激励作用;建立适应市场经济要求的人事管理制度,树立不为我所有但为我所用的人才资源使用新理念,允许核心教师在完成学校规定的教学、科研任务的前提下自由选择人事档案的去留,使其成为其他教师学习的榜样,努力的方向;给核心教师自主权从事自己感兴趣的工作,允许他们按照他们认为有效的方式安排工作,如,学校要通过立项的方式加大对教学改革和科研活动的投入力度,制定科学规范的立项审批、跟踪检查、验收结题管理制度,鼓励核心教师自愿整合为工作团队,积极申报教改、科研重大课题(经费不低于教育部相应课题的投入),增强核心教师的工作责任、权利及自主性,以和约管理的方式,及时予以奖惩。
  核心教师可以根据自己的业绩水平和需求偏好,有权选择“个性化”激励与约束“包”中的相应内容及其搭配,这种选择权利的实现本身就是激励与约束的统一。
  以色列心理經济学家丹尼尔·卡尼曼运用感知心理学分析法研究人类的决策行为得出:人的心理其实非常复杂,当所得的比预期的多时,人们会非常高兴,而当失去的比预期的多时就会非常愤怒痛苦,关键在于这两种情绪是不对称的,人们在失去某物时愤怒痛苦的程度远远超过得到某物时高兴的程度。人们为了避免失去已经得到的利益与荣誉,不得不发奋努力,从而使组织对员工行为结果的约束变为了员工行为过程中自主的“硬”约束。这一结论在西部省属高校核心教师激励与约束中的应用就是要对核心教师实施动态的合约管理,使核心教师为了跨入更高层次和保住已经得到的利益与荣誉,自觉自愿地为组织目标的实现而继续贡献自己的力量。
  
  参考文献
  [1] 周其仁.真实世界的经济学[M].北京:中国发展出版社,2004.28.
  [2] 周其仁.产权与制度变迁—中国改革的经验[M].北京:社会科学文献出版社,2002.85-86.
  [3] 赵秋成.人力资源开发研究[M].大连:东北财经大学出版社,2001.170.
  [4] Alchian, A and Harold Demsetz,1972.“Production, Information Costs, and Economic Organization”, American Economic Review, 62.777-795.
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