導語：如何才能寫好一篇數(shù)字教學方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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0引言

Zbrush是一個數(shù)字雕刻和繪畫軟件，它以強大的功能和直觀的工作流程徹底改變了整個三維行業(yè)，廣泛應用于電影特效、游戲、廣告等行業(yè)中。其利用數(shù)字化泥土把三維設計中最復雜最耗費精力的角色建模和貼圖工作，變成了像玩泥巴那樣簡單有趣。它解放了藝術家的雙手和思維，告別過去那種依靠鼠標和參數(shù)笨拙創(chuàng)作的模式，完全尊重設計師的創(chuàng)作靈感和傳統(tǒng)工作習慣。在技術表現(xiàn)上，其獨特的Z球建模方式可以快速、準確地表現(xiàn)出創(chuàng)作對象的基本形態(tài)，通過筆刷雕刻出精細的模型，然后生成紋理貼圖、法線貼圖和置換貼圖，并將其應用到其它的三維軟件中，達到優(yōu)化動畫渲染和游戲渲染的效果。湖南科技學院數(shù)字媒體技術專業(yè)是開設該課程為數(shù)不多的高校之一。本文針對筆者在本校該專業(yè)的教學過程中所遇到的問題，對Zbrush數(shù)字雕刻課程的教學進行了探討。

1提高學生的英語水平

大多數(shù)學生習慣于用漢化版的軟件，特別是英語基礎不是很好的同學，對英文版軟件很不適應。而Zbrush是Pixologic公司生產(chǎn)的一個2．5D軟件，界面是純英文的，目前沒有漢化版，并且不能鼠標取詞翻譯，因為在該軟件里，鼠標放在界面上，是用來顯示當前選項的作用、功能的。所以對于大多數(shù)英文水平較弱的同學而言，學習起來相當困難。這就要求學生平時注意英語的學習，增加英文詞匯量。與此同時，教師帶領學生對軟件的英文進行翻譯工作，翻譯的過程本身就是一個熟悉軟件的過程。通過軟件的翻譯工作，學生掌握了軟件，不再為不認識英文而犯愁，對提高學生的學習興趣起到了很大的幫助。市場上很多關于Zbrush的教程、資料都是英文的，學生英語水平的提高，為其閱讀提供了極大的方便。

2提高學生的美術修養(yǎng)與造型能力

Zbrush并不具備動畫功能，所以在影視作品中看到Zbrush的作品通常是要和其它軟件結(jié)合使用的，這就需要學生掌握最基本的角色動畫布線原則和制作流程。另外，雖然Zbrush的操作非常方便和隨意，但是不具備相應的美術知識，不了解作品的結(jié)構(gòu)，很難創(chuàng)建出優(yōu)秀作品，而學習該課程的學生為工科學生，大部分學生的美術修養(yǎng)與造型能力較差，這也是很多學生難以制作出好作品的根本原因。美術修養(yǎng)的提升并不是短時間可以達到的，所以要求學生上好色彩課、素描課，同時在課余時間要求學生多學習美術知識，提高美術修養(yǎng)。

3改善教學環(huán)境

Zbrush數(shù)字雕刻這門課不適合在普通的多媒體教室里教學，因為Zbrush這款軟件界面復雜、命令多、字體小，況且演示時又是快速變換的動態(tài)畫面，受投影分辨率和空間距離的影響，距離屏幕較遠的學生很難看清屏幕上的文字，非常不適合使用大屏幕投影。筆者認為，在實際的教學中應使用網(wǎng)絡廣播硬件或者電子教室軟件組建局域網(wǎng)屏幕廣播系統(tǒng)。這類系統(tǒng)不但可以把教師機屏幕原貌清楚地傳送到學生機的屏幕上，還可以實現(xiàn)很多教學交互和控制功能，譬如教師在演示的時候可以將學生機鎖死，不讓其操作，專心聽講，大大提高了教學質(zhì)量。因為很多學生在教師演示的同時，會跟著操作，這樣不但可能遺漏關鍵知識點，而且操作也不到位，大大降低了教學質(zhì)量。

4軟件工具學習、研究并重

很多學生熱衷軟件的學習和新技術的追捧，從而成為工具的奴隸，而對模型基本原理、基本規(guī)律和模型創(chuàng)作流程等方面沒有得到足夠的重視，因而，學生最終不能創(chuàng)作出有創(chuàng)意、有思想內(nèi)涵的作品來。在具體的教學中，應該糾正這種重軟件工具本身的學習、輕規(guī)律研究的錯誤學習方法。筆者在具體的教學過程中，發(fā)現(xiàn)很多同學制作作品的時候很浮躁，總是希望用最短的時間將其制作出來，而一個優(yōu)秀的作品是必須經(jīng)過技術、美術修養(yǎng)和耐力層面上的制作才能得到的。

5采取合理的教學方法

Zbrush數(shù)字雕刻課程的教學環(huán)節(jié)分為理論與實踐兩個部分。理論部分是為了讓學生熟練掌握Zbrush軟件及相關理論知識，而實踐部分是將理論知識應用到實踐中，并制作出相關作品。教師要在非常有限的課時內(nèi)授完大量的內(nèi)容，這就要求教師在內(nèi)容的選擇上必須集中精力教會學生必要的命令、參數(shù)和使用方法，避免學生在剛開始學習軟件的階段就陷入大量的命令和參數(shù)中，使其學習樂趣蕩然無存。通過抓重點、去繁就簡，使得學生樂于學習、易于接受，體驗學習收獲的喜悅，因此筆者在具體的理論教學中選擇的是案例教學法。

案例教學法是一種以案例為基礎的教學法，教師先制作并演示一個小的實例，然后學生上機實踐，完成老師教的例子，教師在教學中扮演著設計者和激勵者的角色，鼓勵學生積極參與討論。通過實例的制作，可以促使學生對各部分知識的深入理解和對技術的綜合應用。在案例教學的實施過程中，筆者認為必須注重案例講授的前鋪后續(xù)。首先，教師應先讓學生明確最終的效果，然后與學生一起分析制作的思路，會用到的知識點，這樣才能使學生在聽課時思路清晰，而不是一上手就開始操作演示，不明白各步驟的意義；其次，案例講解結(jié)束后，教師應及時總結(jié)知識點，并在此基礎上引領學生拓展知識點的應用，從而避免學生在真正創(chuàng)作時，感到無從下手。筆者在選擇案例時，采用制作人體的案例為主線，選擇其它小案例為輔線。

之所以選擇人體案例為主線，一方面，該案例涉及到ZBrush所有主要的知識點，另一方面，學生對制作身邊熟悉的模型有濃厚的學習興趣。之所以還要選擇其它小案例為輔線，是因為當講到某個知識點的時候，人體案例并不能完全講透，仍需其它小案例配合，使知識點更加清晰。Zbrush數(shù)字雕刻涉及到的內(nèi)容主要有獨特的建模方法、材質(zhì)貼圖、燈光、渲染以及與其它三維軟件的結(jié)合。筆者針對該門課程的特點，以及教學過程中遇到的問題，總結(jié)出以下教學流程：①演示人體的最終模型使學生熟悉軟件的界面，同時帶學生進入一個神奇的數(shù)字雕刻世界；②利用ZBrush獨特的Z球建模方法建立人體的大致輪廓，使學生掌握ZBrush主要建模方法；③通過細致雕刻人體細節(jié)，使學生掌握筆刷雕刻，網(wǎng)格重新拓撲等相關知識點；④制作人體外表及衣服，使學生掌握材質(zhì)貼圖與燈光的使用；⑤通過ZBrush雕刻出細致的模型并生成UV貼圖，將其應用到其他三維軟件中，利用低模通過貼圖得到精致的模型?？傊ㄟ^人體制作為主線的案例教學，不僅使學生掌握了Zbrush主要的知識點，還使學生對Zbrush的制作流程有了明確的認識，為制作不同的作品打下了堅實的基礎。

實踐教學主要采取項目教學法。基于項目的學習是一種全新的教學模式，它蘊含著建構(gòu)主義學習理論、實用主義教育理論和發(fā)現(xiàn)學習等理論，強調(diào)以學生為中心，協(xié)作學習，自主探究，與真實世界和生活實踐相聯(lián)系，通過解決一個實際問題或完成一個完整的項目，從而達到學習目標。學校每年要做招生宣傳片，筆者以此為契機，帶領學生將理論知識應用到實踐中，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，從而使學生的能力得到提升。筆者與學生探討動畫制作方案，將動畫制作分為3個模塊：優(yōu)秀教師角色制作模塊、系部建筑制作模塊、動畫合成制作模塊。全班分為3個項目小組，每個小組負責一塊。項目在學期末截止，每組在課程結(jié)束前一周提交作品和項目文件，最后一周進行項目的匯報和展示。

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1.1教師教的方法

教師教的方法主要有課堂講授法、多媒體教學法、啟發(fā)式和案例教學法、研究式教學等。1)課堂講授法:教師運用生動的語言，把學生所學內(nèi)容以系統(tǒng)的形式呈現(xiàn)給學生，包括講述、講解等基本方式。適當?shù)卦谑谡n中利用討論的形式，讓學生發(fā)現(xiàn)問題，通過分析解決問題。2)多媒體輔助教學法:利用計算機輔助教學，采用電子教材、網(wǎng)絡、CAI課件等多媒體技術制作演示講稿。既可以利用圖像和文字進行說明，又可以結(jié)合聲音和動畫，將測定、測設原理等口述難以說明白的內(nèi)容清晰直觀地演播給學生。如關于角度測量原理、電磁波測距原理、儀器的內(nèi)部構(gòu)造等內(nèi)容可以充分發(fā)揮多媒體的優(yōu)勢，加大授課信息量。3)啟發(fā)式和案例教學法:在課堂教學中，教師在課堂上將知識的重點和難點講清講透的前提下，教師提出問題，用問題引導教學，引導學生的學習。在教學中，教師通過與教學內(nèi)容緊密相關的案例給學生以示范，讓學生在對案例的挖掘和思考中進行學習，幫助學生深化理解教學內(nèi)容。4)研究式教學:以研究為基礎，讓學生就自己感興趣的課題進行研究，并撰寫研究報告等。該教學方法的優(yōu)點是能夠引導學生對相關問題進行深入的研究，更加牢固地掌握知識。

1.2學生學的方法

1)自主式學習:以學生作為學習的主體，教師起引導和指導的作用。這是學生學習過程中主要的一種實踐活動，通過學生獨立的實踐、分析、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實現(xiàn)學習目標。對培養(yǎng)學生嚴謹、認真、負責的工作態(tài)度具有重要的作用。2)合作式學習:合作學習的形式在于構(gòu)建一個團隊，讓學生成為團隊的一員，從不同的角度討論問題，解決問題。學生在合作學習中不僅能夠?qū)W會認知，而且還能學會組織、學會表達，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神。3)探究式學習:教師提出問題或?qū)W生發(fā)現(xiàn)問題，由學生去研究，教師給予必要的指導。學生通過調(diào)查和實驗、采集與處理信息、表達與交流等活動，獲取知識和培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

2數(shù)字地形測量學教學方法的創(chuàng)新實踐

2.1課堂教學方法

課堂教學采用講練結(jié)合和多媒體教學、自主式、啟發(fā)和案例式、研究式等多種方法，巧妙設計課堂進程［2］。對于一些原理性較強、需要理解和計算的內(nèi)容，采用傳統(tǒng)教學方法;對于一些介紹性的內(nèi)容，采用PowerPoint、網(wǎng)絡教學的方法;對學生難以理解的知識，采用動畫的課件來表現(xiàn);對于難以闡述清楚的實踐性知識，采用現(xiàn)場演示和錄像的方式，使學生易于模仿。課堂講授突出“三基”即基本概念(原理)、基本方法和基本計算［5］。為了達到“學時少、內(nèi)容新、能力強、效果好”的目標，在教學中合理組織授課內(nèi)容。既不要脫離教材，也不要拘泥于教材，及時將測量新知識、新技術(如:全站儀、數(shù)字水準儀、GPS技術等)傳授給學生，加大測量學知識應用的力度。多媒體教學是目前該門課程課堂授課的主要形式，計算機、投影儀、多媒體課件和繪圖軟件的靈活使用，能夠吸引學生的注意力，幫助學生學習［6］。多媒體課件不是對教材內(nèi)容的復制，應突出重點，邏輯合理。數(shù)字地形測量學課程采用多媒體講授與板書講授有機結(jié)合方式教學，通過兩者的優(yōu)勢互補，實現(xiàn)有關知識的融合與最佳傳授。多媒體講授主要是針對儀器構(gòu)造、儀器使用、誤差理論、控制測量、碎部測量、數(shù)字地形圖測繪等內(nèi)容，應用PowerPoint為主制作教學課件。板書講授主要是針對課程中坐標正反算、導線計算、水準路線計算、誤差傳播定律應用等重點和難點內(nèi)容，采用板書形式，結(jié)合PPT，循序漸進。講解中善于提出問題，鼓勵學生回答問題，發(fā)表自己的見解。強化定性分析，突出分析思路與分析方法。使學生懂得“問題是什么”“解決問題的方法是什么”等。加強學生的聯(lián)想能力、發(fā)散思維能力及發(fā)現(xiàn)問題的能力。講解中與學生互動，為學生留出充分的思維空間，改變教師“一言堂”，以便學生主動思考，幫助加深理解［5］。啟發(fā)式和案例教學是該課程使用的主要教學方法之一［2］。例如在講完角度測量和距離測量后提問:建筑物的高度如何測量?斜拉橋索道管傾角如何測量?等富有啟發(fā)性、思考性問題，啟發(fā)學生運用所學知識解決實際問題。講述大比例尺數(shù)字地形測圖時，讓學生結(jié)合某區(qū)域地形圖測繪案例，啟發(fā)學生從技術設計、圖根控制、碎部測量、成果驗收、技術總結(jié)等相關技術問題進行獨立思考與分組討論，再匯報小組討論結(jié)果，由教師歸納總結(jié)。這樣培養(yǎng)學生綜合解決工程問題的能力和創(chuàng)新意識。

2.2實踐教學方法

實踐教學主要采用課堂講授、課間實驗和集中實習穿行的教學方法［7］。目前，數(shù)字地形測量學課堂講授50學時，課間實驗44學時(計劃安排22學時)。對于一些操作性要求較強的內(nèi)容如水準儀的操作、全站儀的操作、測回法、方向觀測法、豎直角測量、三四等水準測量、草圖法、全站儀的放樣方法等，運用現(xiàn)場演示和觀看網(wǎng)上錄像資源的方法進行?？梢允箤W生領會測量操作的要領，對于規(guī)范操作程序、培養(yǎng)良好的工作習慣，提高學生的專業(yè)素質(zhì)很有幫助。所建立的測繪儀器規(guī)范操作視頻網(wǎng)站，提供了相關測繪儀器操作視頻如全站儀操作、水準儀操作、GPS操作、經(jīng)緯儀操作、國產(chǎn)全站儀操作等，深受學生歡迎。為了提高課間實驗對學生的指導力度和廣度，除了課堂講授教師參加外，還每個班專門配有1～2名實習指導教師。另外，測繪實驗中心還全方位對學生開放，學生課余時間可以借儀器進行實習操作，也可以在信息化測繪創(chuàng)新實驗室三維地形仿真平臺上，學生可以利用周邊觀測墩上的控制點對三維地形測繪仿真模型進行數(shù)字測圖仿真實習，對選定的測區(qū)制定測圖技術方案。還可以利用模型進行一些數(shù)字測圖技術的專題研究，研究如何提高成圖的精度，達到成圖的精度要求等。便于學生理解和掌握新技術，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

為了做好該課程集中教學實習工作，編寫《數(shù)字測圖實習指導書》上、下冊。在指導書內(nèi)對5周的日程安排、工作任務和工作要求都進行了詳細說明。每年與數(shù)字地形測量學對應的數(shù)字測圖實習第一輪實習(2周)安排在學校進行，實習的主要任務是掌握三維導線測量及三等水準測量的設計、觀測與計算，主要使用的儀器為全站儀和光學自動安平水準儀。該實習對強化學生使用全站儀和水準儀等基本測量儀器的技能，加深對控制測量基本理論的理解和掌握，提高學生動手能力以及計算、分析、解決問題的能力，培養(yǎng)他們的團隊意識和創(chuàng)新精神具有不可替代的作用。第二輪實習(3周)安排在校外武漢江夏區(qū)大花嶺實習基地進行，通過了解地形地貌條件，編制有關設計書，并完成選點、觀測、計算、展點、繪圖、實結(jié)等工作。目的在于使學生熟練掌握地物地貌測繪方法，實際體驗地貌與等高線的關系，地貌特征點跑尺的技巧。通過業(yè)內(nèi)數(shù)字測圖軟件，形成符合規(guī)范的1∶500大比例尺數(shù)字地形圖，提高學生綜合分析問題和解決問題的能力。在教學實習中，學生每4～5人分成一組，每組都安排有教師進行野外測量外業(yè)指導和室內(nèi)內(nèi)業(yè)成圖輔導。教學實習結(jié)束后，各組上交外業(yè)觀測記錄資料、內(nèi)業(yè)計算資料及成果、實結(jié)與體會等資料，指導教師根據(jù)每組學生的任務完成情況、上交的資料和每名學生的實習表現(xiàn)進行評分，給出數(shù)字測圖實習這門課程的成績［8］。

此外，學院每年開展測繪技能大賽，意在促進學生將測繪理論知識與測繪實踐很好地結(jié)合起來，強化學生的實踐動手能力。測繪技能大賽分為5個板塊，其中實踐技能(含二級電磁波測距三維導線測量及計算、三等水準測量及計算)和數(shù)字測圖內(nèi)業(yè)成圖兩個板塊屬于數(shù)字地形測量學課程的內(nèi)容。在2012年測繪技能大賽中，共有300多名選手參加。作為測繪技能大賽的重要組成部分，比賽對提高學生動手能力、培養(yǎng)團隊協(xié)作意識起到極大的促進作用，達到了以賽代練的效果。其中有120名獲獎者。2012年第二屆全國普通高等學校大學生測量技能競賽中我院代表隊憑著深厚的理論功底，嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，對測量成果精益求精的精神，取得了一級電磁波測距導線測量二等獎、四等水準測量三等獎、數(shù)字測圖一等獎以及團體一等獎的好成績。

3結(jié)束語

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關鍵詞:數(shù)字電子技術 研究式教學模式 問題式教學方法 項目驅(qū)動教學模式

數(shù)字電子技術課程是電子信息與電氣類專業(yè)學生必修專業(yè)基礎課程，是學習其他后續(xù)課程的基礎，并且是一門理論性和實踐性都很強的課程。隨著電子技術的迅速發(fā)展，新概念、新技術和新設計方法不斷涌現(xiàn)，使電子技術基礎課程的教學面臨著新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的教學方法和教學模式將不能適應現(xiàn)代教學的要求。

1 教學模式的改革

1.1 項目驅(qū)動教學模式

項目驅(qū)動法的含義即:在講授理論時或講授理論之前，給學生設計出具體的項目，當然這是在基本的實踐教學能完成的前提下，讓學生帶著問題有針對性地去學習理論，帶著問題去思考，然后通過所學的理論知識經(jīng)過自己的理解、分析、歸納、研究、總結(jié)完成項目。通過項目驅(qū)動，不僅使學生很好地掌握理論知識，激發(fā)學習興趣，消除電子技術基礎課程的神秘感。而且能深刻理解學習的目的就是為了應用，能夠把枯燥的理論和實際的應用結(jié)合起來。通過項目驅(qū)動法的實施，讓學生了解到真正的學習目的不是為了應付考試，而是為了更好地應用。

1.2 項目驅(qū)動教學模式實施方式

實施項目驅(qū)動教學法，教師起主導作用，也就是教師必須根據(jù)教學內(nèi)容預先準備一個或多個項目。確立項目時要注重體現(xiàn)實用價值， 使學生明確研究解決該項目的實用性， 進而轉(zhuǎn)化為積極的探究行為。利用項目的實施過程引導和組織學生開展討論活動，在活動過程中進行學生互評、教師點評，再結(jié)合成功的項目給予演示。由項目任務引發(fā)出教學內(nèi)容，由點到面，砌磚式地演練整個項目的實施，通過項目活動過程來培養(yǎng)學生對數(shù)字電子技術知識的應用，實現(xiàn)整個教學內(nèi)容。

1.3 項目驅(qū)動具體實施

項目驅(qū)動法的具體實施是穿插在教學的過程中，一個項目可分成幾個子項目，如在講到組合邏輯電路時，可以讓學生自己設計一個數(shù)字顯示電路(項目的部分)。這就要求學生不僅要理解顯示譯碼器的基本原理，電路組成，各種器件連接及性能指標。當然還要考慮電源，驅(qū)動，高、低電平有效與顯示器匹配等。這只是理論部分的理解和計算，下面要涉及到畫電路圖，電路仿真，實物制作等實踐環(huán)節(jié)，所有的這些環(huán)節(jié)都要自己根據(jù)理論去考慮、設計。當學生看到自己做出的實物時，肯定能進一步激發(fā)學生學習的興趣和熱情。學生在學習的過程中，時間、精力的投入主要源于興趣，有了學習興趣，就能理性的深入學習，對教學內(nèi)容理解得更深刻，學習更扎實，反過來會使學習興趣更濃，步入良性循環(huán)的學習過程。項目驅(qū)動法目的在于激發(fā)學生的學習興趣和學習熱情，最大程度的發(fā)揮學生的主觀能動性，挖掘其潛能，從而達到提高教學質(zhì)量的目的，這在高等教學中有著重要的意義。

1.4 大學生合作能力的培養(yǎng)十分重要

大學生作為未來社會的高層次人才， 具備良好的合作能力顯得至關重要。在項目實施過程中，緊密聯(lián)系第二課堂教學活動，采取小組互助式，鼓勵和支持專業(yè)競賽活動，促進學生自主創(chuàng)新興趣和能力的培養(yǎng)，資助電子設計和廣泛參與面的大學生競賽活動，并將其納入到人才培養(yǎng)方案中。激發(fā)大學生興趣和潛能，培養(yǎng)大學生的團隊協(xié)作意識和創(chuàng)新精神。

2 教學方法的改革

2.1 教學方法的改革

項目驅(qū)動教學模式的運用，使得傳統(tǒng)的教學方法受到了新的挑戰(zhàn)，數(shù)字電子技術課程特點理論性強，知識點多，隨著電子技術的迅速發(fā)展，新概念、新技術和新設計方法不斷涌現(xiàn)，所以我們的教學方法也要隨之改變。首先，作為教師在講授時最重要是一定要先給學生理清各章之間的聯(lián)系，整體上把握教學內(nèi)容。數(shù)字電子技術的內(nèi)容，可以大致分為兩大部分，一部分講述基本概念，數(shù)學工具，器件工作原理及性能指標。另一部分是這些器件組成的各種各樣的電路及實際應用。以后講到某一章節(jié)時再詳細講解它屬于那一部分，和前后章節(jié)如何聯(lián)系。這些講清楚，學生就能從整體上把握住本課程。

2.2 問題式教學方法內(nèi)容及實施

在教學的過程中，作為教師是不是能用一種方法使學生自己發(fā)現(xiàn)問題，解決問題并且理清知識點之間的聯(lián)系，能到這一點的話，肯定會事半功倍。結(jié)合項目驅(qū)動法的教學模式，采用“問題式”教學方法，所謂“問題式”教學方法，是指在教學活動中，以基本教材為內(nèi)容，以問題為中心，構(gòu)建以學生為主體，以教師為主導，以學生的 “問題”為目的的教學方法。使課堂教學從教師“設計問題”、引導學生自己“發(fā)現(xiàn)問題”“引導思考”到“假設結(jié)論”、“探索求證”，充分調(diào)動學生聽覺、視覺、觸覺等各種感官的作用，引導學生去思考、觀察、比較、判斷、推理、歸納。更重要的是，這樣在教學的整個過程中能激發(fā)學生的學習興趣，增強學生學習的積極性和主動性。達到預期的教學目標，使課堂教學的質(zhì)量和效率不斷躍上一個新的臺階。

在數(shù)字電子技術教學中實行問題式教學，打破了以往傳統(tǒng)的教學程式，改變了知識的傳授方式，追求運用主體的、和諧的、民主的課堂教學方法，促進學生認知、情感、技能的全面發(fā)展。培養(yǎng)了學生的科學精神和探索能力，把教學變?yōu)槿w學生主動參與的開放式的互動的教學，重視了學生個性化的教育，使得每一個學生都有嘗試成功、學會創(chuàng)新的機會。

3 結(jié)論

綜上所述，我們通過這種教學方法與教學模式的初步實踐及教學效果的反饋，深刻體會到這種教學模式能夠進一步開發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學生的動手能力，引導學生培養(yǎng)自學能力。讓學生在學習理論知識前學會提出問題，在學習理論知識后學會發(fā)現(xiàn)新問題，從而能夠通過自學不斷的將新知識填充到自己的知識框架中，這樣學生就掌握了科學研究的基本方法(提出問題-解決問題-提出新問題)，并且通過項目驅(qū)動法具備了很強的適應能力和可持續(xù)發(fā)展的能力，將終身受益。通過項目驅(qū)動，不僅使學生很好地掌握理論知識，而且能激發(fā)學習興趣，消除電子技術基礎課程的神秘感，激發(fā)學生的學習興趣和學習熱情，最大程度的發(fā)揮學生的主觀能動性，挖掘其潛能，從而達到提高教學質(zhì)量的目的，這在高等教學中有著重要的意義。

參考文獻

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[2] 楊麗娟.數(shù)字電子技術課程的教學改革探討[J]. 江西電力職業(yè)技術學院學報，2008，12，58-60.

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關鍵詞：職業(yè)教育；多媒體；全數(shù)字； 教學方法；土木工程

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2013）24-5522-02

1 概述

隨著計算機技術的飛速發(fā)展，新的教學方法也隨之出現(xiàn)。國內(nèi)職業(yè)教育起步較晚，其教學模式亟需根據(jù)職業(yè)教育的特點和當今社會新需求進行改革和創(chuàng)新。一方面，中職學生理論基礎相對薄弱，對于理論學習等缺乏耐心，容易對枯燥灌輸式教學方法失去興趣，影響知識的吸收。另一方面，中職教育的目標是培養(yǎng)實踐性人才，是以培養(yǎng)就業(yè)技能為導向的。鑒于這兩個方面考慮，筆者結(jié)合教學中的經(jīng)驗，提出一種全面使用多媒體的全數(shù)字化教學方法，該方法充分利用計算機多媒體技術成果，結(jié)合課程特點，制定新的教學方案開展全數(shù)字化的課堂教學，取得了良好的效果。下面以職業(yè)學校土木工程專業(yè)的教學實驗為例，對其實施過程以及對該教學模式的一點心得和體會進行說明和芻議。

2 多媒體全數(shù)字化教學方法的實施過程

土木工程施工是一門實踐性很強的學科，非常重視對學生動手能力的培養(yǎng)?？紤]中職學生往往知識基礎較差，自制力不強，但是其普遍對有興趣的事物接受較快，因此引入多種現(xiàn)代教學手段，實習、觀摩、課程設計、電子教案、視頻、三維教學等立體化的教學手段幫助學生理解，促進實踐及認知的進度和程度。其中，最重要的一環(huán)在于課堂上的教學，為了提高教學質(zhì)量，促進學生認知水平，在課堂上全面展開數(shù)字化教學模式。其主要舉措如下：

2.1 電子教案互動教學

這種方式已經(jīng)在各院校中普遍使用，該方式免去了教師板書過程中所消耗的時間，提高了教學效率，最重要的通過圖表、不同文字色彩、表現(xiàn)形式展現(xiàn)等方式，能形象直觀地展示教學內(nèi)容，提高學生學習興趣和積極性，讓學生容易接受，便于與學生互動。

2.2 復雜施工操作的多媒體放映

以工程施工中模板工程的施工工藝來說，模板種類多，工藝步驟復雜，書本中十幾頁的文字介紹和工程術語加上只是二維的一些示意圖，學生沒有施工現(xiàn)場感，在理論學習時缺乏感性認識只能死記硬背，很難讓學生能夠?qū)ζ浜芎玫卣莆?。因此，在課前前往施工工地現(xiàn)場拍攝工藝過程，讓學生在課堂上通過觀看多媒體視頻的方式對其分類和基本工藝操作流程首先有個直觀和感性的認識，這樣后期的現(xiàn)場實訓會達到事半功倍的效果。不僅僅在模板施工中，對于很多現(xiàn)場操作性強，過程復雜、種類繁多的工程內(nèi)容均可以通過這種方式進行教學，在視頻中加上一些旁白以及適當?shù)睦碚摻榻B，可以取得良好的教學效果。另外，對于大型機械如各種挖土機、泵送混凝土系統(tǒng)等，操作起來非常復雜，現(xiàn)場環(huán)境惡劣不宜進行實際訓練，可以通過視頻教學的方式，讓學生對其工作原理、重點注意環(huán)節(jié)等進行學習。

2.3 工程知識的數(shù)字化演示與虛擬現(xiàn)實

在一些課程如土木工程機械以及土方工程中，當缺乏現(xiàn)場視頻時，制作專門的flash演示動畫，對操作過程以及工程機械部件等進行演示教學，同時制作初步的虛擬現(xiàn)實教學動畫，讓學生能夠進行進入模擬操作環(huán)境對工程機械以及一些施工操作進行模擬操作，不僅能夠提高學生學習興趣，而且具有節(jié)約教學成本，避免現(xiàn)場操作危險等諸多優(yōu)點。

2.4 基于局域網(wǎng)的數(shù)字化交互

在土木工程專業(yè)中的建筑CAD以及建筑結(jié)構(gòu)計算等課程中，會涉及到大量的人機交互。建筑CAD教學中學生的大部分工作都需要在電腦上實訓完成，通過訂購相應的教學軟件插件，可以在之前設定一些預定的繪制任務，學生完成任務后會對其操作時間、順序以及快捷鍵使用等進行評價和建議，與學生增加互動，讓學生能及時檢驗學習成果，鞏固教學成果，提高學習成效。另外，在建筑結(jié)構(gòu)計算等課程中，由于涉及到大量的計算以及設計工作，可以通過開發(fā)一些簡易的知識數(shù)據(jù)庫，讓學生根據(jù)預先給定的設計輸入條件，根據(jù)學過的理論知識和設計準則選擇截面尺寸、材料、配筋量等，然后專家數(shù)據(jù)庫會對其進行判斷設計是否合理，并給出最優(yōu)的設計建議等。不僅如此，學生還能夠通過專業(yè)的結(jié)構(gòu)仿真軟件對一些結(jié)構(gòu)進行仿真分析，形象直觀地對分析和設計進行評價和改進。

2.5 基于網(wǎng)絡環(huán)境的課程學習

網(wǎng)絡環(huán)境下的課程學習主要包括課前網(wǎng)上資料搜集、自主學習，課后網(wǎng)上作業(yè)完成、論壇師生討論互動等內(nèi)容。該部分內(nèi)容在教學中正在逐步推廣，網(wǎng)絡資源豐富，學生通過網(wǎng)絡環(huán)境學習可以拓展專業(yè)視野，形成學生之間互相幫助，師生之間加強交流的良好局面。

3 該教學方法特點以及對實施條件

該教學方法的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下兩點：

3.1 全面利用現(xiàn)代化科技手段，極大發(fā)揮數(shù)字化教學優(yōu)勢

根據(jù)課程特點和現(xiàn)有教學條件，充分利用現(xiàn)代教學手段，在教學過程中運用工程視頻、電子教案授課、虛擬現(xiàn)實操作、人機交互、仿真模擬等全方位方法，最終使得技能知識對于學生是一個立體的再現(xiàn)，而不是沒有感性認識的枯燥理論和死記硬背的操作規(guī)程及注意事項。

3.2 瞄準職業(yè)教育目標，以學生為主體

教學方法針對中職應用型人才的培養(yǎng)目標，所有教學環(huán)節(jié)圍繞實際操作能力展開，強調(diào)案例教學、實務操作、真實環(huán)境模擬等。教學方法充分強調(diào)學生在教學中的主體地位，一方面學生可以自主把握學習過程，在多媒體教學環(huán)境中，學生可以一邊學習一邊進行體會和自主實踐提高，教師只需要給予指導和啟發(fā)即可，另一方面在課堂教學環(huán)節(jié)，教學內(nèi)容也是圍繞學生的關注點進行教授和制定，充分體現(xiàn)學生的主體性。

該教學方法的實施對學校的軟硬件設施以及教師的綜合素質(zhì)要求均很高。

學校要整合資源，有效配置多媒體軟硬件資源，這是新的教學模式得以展開的基礎，其中多媒體學習以及實訓基地的建設尤為重要，在校內(nèi)建立基本的操作技能中心如工程施工實訓室，建立工程技術實訓中心如工程制圖實訓室，在校外建立實習基地，是推行新的教學方法的重要先決條件。學校應當鼓勵教材的多媒體化創(chuàng)新和修改，加強宣傳，制定政策，使得部分老師和學生從意識上改變數(shù)字化教學方法“徒有其表”的想法。同時在某些班級進行新教學模式的試點，對其進行逐步推廣。

新的教學模式實際上對教師的要求非常之高。首先需要教師具有創(chuàng)新意識，只有具有創(chuàng)新意識并將觀念與理論應用于教學中，才能不斷探索和運用新的教學方法，最終達到培養(yǎng)社會需求人才的目的。除了具有創(chuàng)新意識，教師要敢于對教材批判繼承、敢于利用現(xiàn)代化教學進行改革創(chuàng)新。最后教師本身必須具備很好的計算機基礎，能夠熟練掌握并運用現(xiàn)代化的多媒體技術，正確地使用并推動全數(shù)字化的教學方法。

參考文獻：

[1] 石堅韌，等.人機交互式多媒體教學的創(chuàng)新[J]. 高等工程教育研究，2001（3）.

[2] 劉聲濤.探討高校土木工程專業(yè)的教學方法[J]. 城市建設理論研究，2011（15）.

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【關鍵詞】數(shù)字通信原理；教學方法；教學手段；實驗教學

引 言

《數(shù)字通信原理》課程在通信專業(yè)的課程體系中起著非常重要的作用，是本院無線、有線通信專業(yè)學生的必修主干專業(yè)基礎課程，該課程既涉及《電工技術》、《電子技術》等先修課程的內(nèi)容，又為學生學習《衛(wèi)星通信》、《移動通信》、《微波接力通信》、《光纖通信》等通信專業(yè)課程奠定理論基礎。所以，學生對該門課程理解和掌握的程度將影響后續(xù)相關課程的學習。但是從以往的教學效果看，不是很理想，究其原因主要是該門課程原理抽象，公式繁多，學生在課堂上很難聽懂和消化，認為學不好專業(yè)基礎課，對專業(yè)課的學習影響不大，從而導致他們的畏難情緒和厭學心理。為了學院提升教學質(zhì)量工程需要，也為提高《數(shù)字通信原理》課程的教學質(zhì)量，筆者根據(jù)多年的教學實際情況對《數(shù)字通信原理》課程的教學方法進行了不斷的改革與探索，初步形成了具有自身特色的教學體系，達到了比較好的教學效果。

1、認真進行課堂教學設計

經(jīng)過多年的教學實踐，筆者認為在復雜抽象的教學內(nèi)容中，按照提出問題、分析問題和解決問題的思路，構(gòu)建課堂授課的基本模式，使學生記住知識的結(jié)構(gòu)和提綱，準確把握知識點、線、面，只有從認知的點、線、面入手，融教材于一體，才能收到較好的教學效果。例如，“常用的基帶傳輸碼型”這節(jié)課的課堂設計如下：

①通過信源編碼器輸出的單極性不歸零碼波形不適合基帶信道傳輸?shù)膯栴}；

②具體闡述適合基帶傳輸?shù)南嚓P碼型和波形要求；

③先學習一種基本的線路傳輸碼型AMI碼；

④但AMI碼沒有對數(shù)字信息“0”的個數(shù)進行限制，會造成提取定時信號的困難；

⑤為了改進AMI碼，引出具有代表性的HDB3碼；

⑥引導學生對兩種碼型和其對應的波形進行比較并回答區(qū)別與聯(lián)系，評價學生所作的回答；

⑦總結(jié)這節(jié)課的內(nèi)容

此外，在教學的過程中，針對不同的教學內(nèi)容，筆者在課堂講授時還注意詳略搭配以培養(yǎng)學生的自主學習能力。采用任務激勵法的教學方法，使學生減少對教師的依賴性，激發(fā)學生的主觀能動性，提高學生學習的獨立性，這樣才能更好的喚起學生的學習興趣。例如“二進制數(shù)字相位調(diào)制”這節(jié)課，筆者只對絕對相移鍵控的調(diào)制方法及過程進行了詳細的講解，對相對相移鍵控的調(diào)制方法及過程只作了簡單介紹，并布置了相關內(nèi)容的作業(yè)，讓學生利用自習課自學自講，并以小組討論的方式驗證他們自學的效果。

2、傳統(tǒng)教學手段和現(xiàn)代化多媒體教學手段相結(jié)合

《數(shù)字通信原理》課程理論性強，內(nèi)容多，是一門比較抽象的學科，學習起來比較枯燥，在授課過程中，如果教師僅通過語言、板書的傳統(tǒng)教學方式，板書過多會占用時間太多，減少了課堂的有效時間、降低信息含量，應將多種教學方法相融合，循序漸進的引導學生思考及學習。適度使用多媒體教學，將多媒體教學與傳統(tǒng)教學有機的融合。多媒體教學擴大了課堂教學的信息量，可以加快教學進度，有利于提高課堂效率，豐富課堂內(nèi)容和表現(xiàn)形式，把不能用傳統(tǒng)教學方式描述的內(nèi)容可以直觀而形象的表達出來，使得復雜問題簡單化、抽象內(nèi)容形象化、動態(tài)過程可視化，提高了教學效率。例如：在講解抽樣的過程時，用FLash編寫一段小程序來演示信號的抽樣頻率符合和不符合抽樣定理時，信號頻譜由不混疊到混疊失真的變化。又例如：在學習2PSK解調(diào)過程中本地載波會出現(xiàn)反相，讓學生先觀看本地載波不反相的解調(diào)結(jié)果，再觀看本地載波反相的解調(diào)結(jié)果，然后比較對照。這樣生動而直觀，加深了學生對抽象知識的理解和記憶。近年來，越來越多的教師選擇放棄傳統(tǒng)教學方式而改用多媒體課件進行課堂教學，但是《數(shù)字通信原理》課程教學實踐表明，也不能過分依賴多媒體教學而放棄板書教學。

3、理論與實驗有機結(jié)合，提高學生實踐動手能力

傳統(tǒng)的實驗組織形式是安排學生分組，往往組員依賴組長或某個能力強的學生，有蒙混過關的情況，。實驗內(nèi)容主要選取一些驗證理論的，學生處于被動地位，積極性不高，實驗效果也不好。針對以上兩種情況，在形式上我們提出以項目組織實驗，每個學生負責一個或兩個具體的項目，做到人人有項目，組內(nèi)其他學生進行輔助工作。在內(nèi)容上我們改用驗證性的基礎硬件和軟件仿真實驗加課程綜合設計性實驗相結(jié)合的教學方法，強調(diào)理論與實踐相結(jié)合，逐步培養(yǎng)學生的綜合能力。對于驗證性的基礎實驗我們要求實驗課和理論課程教學同步，例如驗證PAM、PCM二進制數(shù)字調(diào)制和解調(diào)，脈沖編碼調(diào)制等實驗，安排在理論課一上完就進行相關實驗，這樣與課堂理論知識同步，理論指導實踐，實踐驗證理論。對于綜合設計性實驗，通常教師先給出設計要求，學生通過查閱資料獨自設計初步方案，設計所需參數(shù)，在這個過程中，要求學生充分利用通信系統(tǒng)仿真軟件Matlab，仿真通過后，用Protel畫出原理圖、設計圖，經(jīng)教師輔導修改后，學生獨自調(diào)試反復實驗，修改方案，測定參數(shù)，直至滿足設計要求，再撰寫實驗報告，最后由教師驗收、評定成績。整個實驗過程自始至終由學生獨立思考，獨立設計，自己動手，加強了學生實驗能力的培養(yǎng)，同時又能讓學生充分發(fā)揮他們的聰明才智，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，使他們進一步提高自身的綜合素質(zhì)。

4、結(jié)語

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關鍵詞：數(shù)字信號處理；形象化教學；教學方法；離散傅立葉變換（DFT）

作者簡介：陳強（1972-），男，浙江寧波人，合肥工業(yè)大學醫(yī)學工程學院，講師；徐科軍（1956-），男，江蘇無錫人，合肥工業(yè)大學電氣與自動化工程學院，教授。（安徽　合肥　230009）

基金項目：本文系“信號檢測、處理及實現(xiàn)”系列課程安徽省省級教學團隊資助的研究成果。

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）32-0049-02

隨著信息和微電子等學科的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理的理論得到了飛速發(fā)展，在科學研究和工程實踐中的應用也日益廣泛。[1，2]目前開設數(shù)字信號處理課程的專業(yè)已經(jīng)從電子信息類擴展到自動化、電氣工程、儀器儀表、機械制造和生物醫(yī)學工程等，開設對象也由研究生逐漸擴展到本科生。[2]數(shù)字信號處理領域得益于其理論、應用和實現(xiàn)之間的緊密結(jié)合，[3]是一門既有理論又面向?qū)嶋H的課程。然而，數(shù)字信號處理是建立在數(shù)學基礎上的學科，大量的理論和結(jié)論是通過數(shù)學推導方式得到的，學生容易糾纏于公式的推導和證明而不理解其實質(zhì)。[3]離散傅立葉變換（DFT）是數(shù)字信號處理中的核心內(nèi)容之一。下面以DFT的教學為例，探討在當前學時數(shù)減少的情況下，如何采取適當?shù)慕虒W方法在有限的時間內(nèi)取得更好的教學效果。

一、強調(diào)教學內(nèi)容的意義

在講授內(nèi)容前就簡要說明其理論與應用價值及其在課程體系中的地位，可以引起學生的重視，提高學習的積極性。例如，講授DFT之前可以從信號描述和系統(tǒng)分析的角度強調(diào)傅立葉變換的重要意義。圖1（a）所示的周期信號從時域難以描述；而從頻域的角度看，它是由500Hz、1000Hz和2000Hz三個正弦成分組成，頻域的表達簡單而明確。對于線性時不變（LSI）系統(tǒng)，輸出信號的每一個頻率成分都存在于輸入信號中，只是經(jīng)過系統(tǒng)后各自的幅度和相位發(fā)生了變化。用輸出信號和輸入信號的傅立葉變換的比值就可以從頻域描述LSI系統(tǒng)的性質(zhì)，即所謂系統(tǒng)的頻率響應。使用傅立葉變換將問題從時域表述轉(zhuǎn)換到頻域表述，是“從另一個角度，用另一種語言”更有效地描述和分析問題。

二、形象化教學

數(shù)字信號處理課程涉及大量的數(shù)學，但是，在教學過程中，應避免陷入數(shù)學推導，而是要注重形象化教學，不斷強調(diào)公式的物理含意。教學可以分為以下步驟：建立形象化的物理概念，定性分析；進入數(shù)學推導的定量描述階段；解釋并強調(diào)公式的物理含義。當然在實際教學中三個步驟是穿行的。形象化教學的目的是在思維中建立理論的直觀概念。

建立DFT的形象概念。在復習連續(xù)非周期信號的傅立葉變換（FT）的基礎上引入離散時間傅立葉變換（DTFT）和離散傅立葉級數(shù)（DFS）。先從FT出發(fā)，將信號時域采樣，使公式中的積分轉(zhuǎn)化為求和，F(xiàn)T轉(zhuǎn)化為DTFT。DTFT的特點是時域離散非周期而頻域連續(xù)周期，通過與FS（時域連續(xù)周期、頻域離散非周期）和FT（時域連續(xù)非周期、頻域連續(xù)非周期）的聯(lián)系比較，建立傅立葉變換中時域和頻域“離散對應周期、連續(xù)對應非周期”的概念，引導學生得出推論：如果信號離散且周期，則傅立葉變換后頻域上離散且周期。之后再進行數(shù)學推導，得到離散傅立葉級數(shù)（DFS）的公式。再說明DFS的時域和頻域都是無限長，不符合計算機分析的要求，但是，由于時域和頻域的求和都在一個周期內(nèi)完成，因此，在時域和頻域上各取一個周期就形成了DFT。如果DFS講解清楚，DFT的概念還是比較好接受的。同時向?qū)W生強調(diào)“DFT不是第五種傅立葉變換，只是DFS的變形”。最后用圖2將FT、DTFT、DFS和DFT的關系形象化地加以總結(jié)。[1]

三、循序漸進

教學中應注意課程內(nèi)容的循序漸進，盡可能講出知識點的來龍去脈。這樣講授看似花費了一些時間，但是學生更易于理解和接受，教學效果更好。

以循環(huán)卷積為例，這是DFT特有的新內(nèi)容。部分教科書可能限于篇幅直接給出其定義式，似乎循環(huán)卷積只是一種人為定義的運算，不免感覺有些突兀。如果給出循環(huán)卷積的來龍去脈，學生接受起來會更為自然。可以從頻域出發(fā)設兩個周期離散序列和的DFS分別是和，顯然和也是周期的，則它們的乘積必然周期，對做IDFS，其對應的序列也是周期的。之后通過數(shù)學推導得到DFS中的周期卷積公式。最后再講授DFT中的循環(huán)卷積。[3，6]

對于整門課程也是如此，盡管學生已經(jīng)在“信號與系統(tǒng)”中學習過離散信號和系統(tǒng)方面的內(nèi)容，但掌握程度不一且有自然遺忘，基礎知識不牢固必然影響對新內(nèi)容的理解。因此，還是有必要復習，以更自然地引入本課程內(nèi)容。[5]

循序漸進是重視內(nèi)容上的邏輯關系而非只是內(nèi)容的前后順序。例如窗函數(shù)的內(nèi)容一般放在FIR濾波器部分，但講授頻譜泄漏時可以指出采用不同的數(shù)據(jù)截短方法以減少旁瓣的影響，之后在講解窗函數(shù)內(nèi)容的時候再回頭講授其在譜分析的作用，使教學內(nèi)容融會貫通。

四、注重實際應用

對于絕大多數(shù)數(shù)字信號處理課程的學習者，應用才是根本目的。大多數(shù)人在工作中是采用現(xiàn)成的程序包或者工具軟件。在這樣的情況下，一般并不需要知道實現(xiàn)某一運算的算法細節(jié)，但是第一要清楚計算的是什么，第二要清楚如何解釋計算結(jié)果，這才是主要的。[3]

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關鍵詞：數(shù)字信號處理；教學方法；知識耦合

作者簡介：王秋生（1971-），男，河北豐潤人，北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院，副教授；崔勇（1982-），男，河南漯河人，北京航空航天大學自動化科學與電氣工程學院，講師。（北京　100191）

基金項目：本文系北京航空航天大學教學改革項目“‘單片機原理及應用’課程探索和實踐”（項目編號：400379）的研究成果。

中圖分類號：G642.0?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）35-0046-02

隨著通信電子技術、計算機技術和半導體技術的進步，數(shù)字信號處理技術得到了飛速發(fā)展，并廣泛用于軍事、航天、航空、遙感、控制、雷達、醫(yī)學等各種領域。[1，2]數(shù)字信號處理課程不再局限于通信與電子工程學科，已逐步成為自動控制、模式識別、生物醫(yī)學、計算機應用等學科的重要選修或必修課程。與此同時，對數(shù)字信號處理課程的教學研究日益深入，涉及教學內(nèi)容[3，4]、雙語教學[5，6]、實驗教學[7]、輔助教學[8]、教學改革[9-12]等方面。

數(shù)字信號處理課程有如下特點：一是內(nèi)容抽象。用抽象的數(shù)學符號描述數(shù)字信號分析與處理的基本概念和主要內(nèi)容。二是內(nèi)容豐富。包括數(shù)字信號和系統(tǒng)的基本原理、分析方法、處理技術和典型應用等。三是實踐性強。課程內(nèi)容與工程實踐緊密聯(lián)系，基本概念來源于工程問題，而分析和處理結(jié)果又應用于工程實踐。

在自動化學院開設數(shù)字信號處理課程存在如下問題：課程內(nèi)容抽象使學生難于理解和掌握；與工程聯(lián)系緊密使學生產(chǎn)生畏懼心理；課程內(nèi)容豐富與學時較少之間的矛盾突出；名稱相似或相近的概念較多，容易產(chǎn)生混淆；缺少先修課程基礎（受學時所限沒有開設“信號與系統(tǒng)”課程）使得學習困難；課程設置在大學四年級上學期，適值研究生入學考試準備階段，部分學生存在抵觸情緒。

針對數(shù)字信號處理課程的具體特點和實際問題，本文提出了基于知識耦合關系的教學方法。它充分利用課程內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系，通過建立完整的概念體系和知識結(jié)構(gòu)從宏觀上理解和掌握授課內(nèi)容，避免學習知識的孤立性和盲目性。

一、基于知識耦合關系的教學方法

數(shù)字信號處理課程主要講授數(shù)字信號/系統(tǒng)的基本概念、基本原理、分析方法和典型應用。雖然涉及內(nèi)容很多，但是彼此聯(lián)系密切、耦合關系很強?；谥R耦合關系的教學方法主要體現(xiàn)在系統(tǒng)分析和信號分析兩個方面。

1.系統(tǒng)分析的知識耦合關系

數(shù)字信號處理的系統(tǒng)分析以線性時不變系統(tǒng)為對象，以傅立葉變換和z變換為主要工具，以分析系統(tǒng)的線性、時不變性、因果性和穩(wěn)定性為核心，在時域和頻域分別論述有理系統(tǒng)的分析方法和實現(xiàn)技術，包括時域卷積、系統(tǒng)函數(shù)、信號流圖、差分方程、有理函數(shù)系統(tǒng)（FIR和IIR系統(tǒng)）等。彼此之間的耦合關系如圖1所示。

在圖1所示的知識耦合關系中，時域卷積是從系統(tǒng)輸入、系統(tǒng)輸出和單位脈沖響應角度描述系統(tǒng)；系統(tǒng)函數(shù)是應用有理函數(shù)在復頻域（z變換域）描述系統(tǒng)；差分方程是從輸入與輸出關系角度描述系統(tǒng)；信號流圖是從實現(xiàn)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)角度描述系統(tǒng)；頻率響應是用特征函數(shù)在傅立葉變換域描述系統(tǒng)；有限長單位脈沖響應（FIR）和無限長單位脈沖響應（IIR）是線性時不變系統(tǒng)的兩種重要形式。

根據(jù)圖1所示的知識耦合關系，在授課過程中以時域卷積為出發(fā)點、以系統(tǒng)函數(shù)為中心，側(cè)重強調(diào)時域卷積、系統(tǒng)函數(shù)、頻率響應、差分方程和信號流圖的等價條件和轉(zhuǎn)換關系，并以此為基礎講授FIR系統(tǒng)和IIR系統(tǒng)，對于建立數(shù)字系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)和知識框架、從宏觀和系統(tǒng)角度理解數(shù)字系統(tǒng)具有積極的促進作用。

2.信號分析的知識耦合關系

數(shù)字信號分析涉及信號轉(zhuǎn)換、信號表示等內(nèi)容，授課內(nèi)容的耦合關系如圖2所示。其中和分別表示模擬非周期信號和周期信號；和分別表示的拉普拉斯變換和傅立葉變換；和分別表示數(shù)字非周期信號和周期信號；和分別表示的z變換和傅立葉變換；和分別表示的離散傅立葉變換（DFT）和的離散傅立葉級數(shù)（DFS）。

圖2所示的知識耦合關系主要包括：模擬信號的拉普拉斯變換和傅立葉變換及其相互關系、數(shù)字信號的z變換和傅立葉變換及其相互關系、數(shù)字非周期信號的離散傅立葉變換和周期信號的離散傅立葉級數(shù)及其相互關系等。此外還包括模擬信號的采樣與重構(gòu)、拉普拉斯變換和z變換的相互關系等。具體內(nèi)容參見相關文獻，不再贅述。

根據(jù)圖2所示的知識耦合關系，在授課過程中以數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換關系和表示形式為中心，重點講授采樣和重構(gòu)關系、時域和頻域表示、離散傅里葉變換、離散傅里葉級數(shù)等內(nèi)容。在授課過程中，既強調(diào)多種變換之間的轉(zhuǎn)化條件、表示方法又強調(diào)數(shù)字信號表示方法的物理意義和轉(zhuǎn)化關系，這樣可以有效地避免概念和方法的混淆，降低學習過程的盲目性。

二、教學實踐與體會

雖然圖1和圖2所示耦合關系分布在不同章節(jié)，但是它們的內(nèi)在聯(lián)系非常嚴謹，且涵蓋了絕大部分的授課內(nèi)容。在講授數(shù)字信號處理課程時，充分利用授課內(nèi)容的耦合關系，一方面能夠使講授內(nèi)容更加系統(tǒng)，避免講授知識的孤立性，使教學過程更加順暢；另一方面能夠使學生獲得完整的概念框架和知識體系，有利于正確和全面地掌握數(shù)字信號處理課程的主體內(nèi)容。

上述基于知識耦合關系的教學思想是在教學實踐中總結(jié)出來的，其有效性已經(jīng)得到教學實踐檢驗。四年多的教學實踐表明，在授課過程中不斷滲透基于知識的耦合關系對教學工作的促進作用非常明顯。聽課學生普遍反映，授課過程中的概念清楚、重點突出、內(nèi)容完整，所學知識的印象深刻、聯(lián)系密切；與此同時，基于知識耦合的教學方法也得到有關專家的認可和贊同。

三、結(jié)論

針對數(shù)字信號處理教學過程中存在的實際問題提出了基于知識耦合關系的教學方法，并對系統(tǒng)分析和信號分析進行了全面論述。它通過建立授課內(nèi)容之間的內(nèi)在聯(lián)系使學生獲得完整的概念體系，有利于全面掌握課程內(nèi)容；所提出的教學方法得到了教學實踐檢驗，贏得了有關專家和廣大學生的認可和贊同。該教學方法非常適用于概念抽象、內(nèi)容多樣、知識耦合關系復雜的專業(yè)課程。教學研究工作受到北京航空航天大學精品課程建設、教改立項項目的支持和資助，特此表示感謝。

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篇8

【關鍵詞】數(shù)字電子技術；教學效果；教學方法

《數(shù)字電子技術》是高職電子類專業(yè)的一門理論性和實踐性都較強的專業(yè)基礎課程，是《單片機技術》、《電子電路設計》、《傳感器》等后續(xù)課程的基礎。電子技術的發(fā)展日新月異，新概念、新技術和新設計方法不斷涌現(xiàn)，電子技術基礎課程的教學面臨更高的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的教學方法與現(xiàn)代教學的要求不相適應，就降低了基礎課程的教學效果，阻礙了學生實踐能力、創(chuàng)新能力的發(fā)展。因此，必須探求新的教學方法，提高課程教學效果，讓學生的專業(yè)技能、綜合能力得到提高。

1 根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標，確定課程教學目標

職業(yè)教育教學要強調(diào)針對性，電子類專業(yè)畢業(yè)生的主要從事崗位為電子產(chǎn)品的生產(chǎn)裝配、安裝調(diào)試與維修、電子產(chǎn)品的局部設計等，針對這些崗位的要求，明確了電子類專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，《數(shù)字電子技術》作為專業(yè)基礎課程，應該根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標，來確定該課程教學目標。專業(yè)基礎課程教學目標應緊扣專業(yè)人才培養(yǎng)目標，為人才培養(yǎng)目標服務，這樣才能達到培養(yǎng)具備較快適應生產(chǎn)、建設、管理、服務第一線崗位需要的技術應用型專門人才的職業(yè)教育目標。

2 從課程的教學目標出發(fā)，精選教學內(nèi)容

《數(shù)字電子技術》的教學目標是通過本課程的學習，學生掌握數(shù)字電子技術的基礎知識和設計方法，培養(yǎng)學生電子應用電路制作與調(diào)試的基本技能；為后續(xù)課程的理論基礎知識學習和實踐技能培養(yǎng)做鋪墊，為今后可能更快適應崗位工作打好基礎。因此，我們在對教學內(nèi)容的進行篩選時，以“實用”、“夠用”為原則，突出基本原理，基本分析方法和知識的應用，著重集成電路外部邏輯功能的描述、分析和應用，強調(diào)外特性和主要參數(shù)，回避了繁鎖的內(nèi)部分析和數(shù)學公式的推導。

3 根據(jù)課程教學內(nèi)容，精心設計教學方法

教學方法是教學改革的核心，貫穿課堂教學的全過程。教師對《數(shù)字電子技術》的教學內(nèi)容要整體把握，在講授時，將內(nèi)容大致分為兩大模塊：一個模塊是基本概念，數(shù)學工具，器件工作原理及性能指標等內(nèi)容；另一模塊是這些器件組合成的各種電路及實際應用。

3.1 問題式教學方法的內(nèi)容及實施

結(jié)合高職學生基礎差、學習水平參差不齊的實際情況，在第一模塊內(nèi)容的教學方法上，我們要避免單純的注入式，改用啟發(fā)式、問題式教學方法。問題式教學方法是一種以解決學生的“問題”為目的教學方法，在教學過程中，教師以基礎知識為內(nèi)容去“設計問題”、引導學生自己“發(fā)現(xiàn)問題”“思考問題”然后“假設結(jié)論”、“求證結(jié)論”，充分調(diào)動學生的聽覺、視覺、觸覺等各種感官共同作用，以問題為中心，引導學生去觀察、思考、比較、判斷、推理、歸納。在整個教學過程中主體是學生，教師主要起引導作用。

例如，在介紹“與”、“或”、“非”這三種邏輯門電路時，讓學生動手用單個“與”、“或”、“非”門電路控制發(fā)光二極管，讓學生看到發(fā)光二極管的變化，激發(fā)學生的興趣，學生發(fā)現(xiàn)“兩輸入端同是輸入高電平，但連接不同的門電路，二極管的發(fā)光情況不同”的現(xiàn)象，簡單介紹門電路的邏輯關系，再讓學生用門電路控制單個數(shù)碼管，分別輸出0―9這十個數(shù)字，學生興致勃勃，然后拋出問題“可不可以用多個門電路組合控制多個數(shù)碼管，同時輸出0―9這十個數(shù)字呢？”學生躍躍欲試。在學生連接電路過程中，不斷設計問題，師生共同解決問題，創(chuàng)設教學情境，逐步引入卡諾圖、組合邏輯電路、時序邏輯電路等新內(nèi)容的學習。這樣教學內(nèi)容環(huán)環(huán)扣，教學做一體，調(diào)動學生學習主動性，激發(fā)學生創(chuàng)造性，提高了課堂效果。

在《數(shù)字電子技術》課程教學中，教師實行問題式教學，改變了知識的傳統(tǒng)講授方式，把課堂從“灌滿堂”變?yōu)槿w學生積極主動參與的“樂滿堂”，課堂中學生的個性得到了重視，每一個學生都有體驗成功、嘗試創(chuàng)新的機會，促進了學生認知、情感、技能的全面發(fā)展。

3.2 項目式教學方法的內(nèi)容及實施

“項目教學法”是一種典型的以學生為中心的教學方法。在整個教學活動中，教師將教學內(nèi)容設計成一個或多個項目并交給學生，由學生以單個或小組的形式，負責完成分析項目，收集資料、設計方案、實施方案及考核評價，教師在這一過程中只是起到指導、答疑的作用。隨著每一個階段任務的逐步完成，學生循序漸進地掌握了數(shù)字電子技術的相關知識，更大的激發(fā)出學生的學習興趣。在完成項目的過程中，學生的分析問題和解決問題的能力不斷提升、良好的團隊合作精神及良好的職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)逐漸養(yǎng)成。

項目教學法的具體實施貫穿在教學的過程中，如在講到時序邏輯電路時，可以讓學生以小組的形式，設計制作一個數(shù)字鐘電路。這就要求學生理解秒脈沖發(fā)生器及顯示譯碼器的基本原理、了解各種器件的性能及指標、電路的連接方式；思考高、低電平有效與顯示譯碼器相互匹配、各個電源電路信號相互連通等問題，還涉及到畫電路圖，電路仿真，實物制作等實踐環(huán)節(jié)。在列真值表用卡諾圖化簡寫出最簡表達式畫出邏輯電路圖選擇元器件連接電路，到調(diào)試完成設計的過程中，學生是主體，遇到問題，自己查找資料解決。學生看到自己的設計漸漸能實現(xiàn)功能，就激發(fā)了學習的興趣和熱情，帶著興趣，理性地深入學習，對教學內(nèi)容有了更深刻理解，學習興趣就更濃，進而步入良性循環(huán)的學習過程。任務完成后，小組之間進行自評、互評，互相交流學習，并選出優(yōu)秀的作品進行展示，然后請學生分析總結(jié)自己的作品存在哪些問題，與好的作品存在哪些差距，總結(jié)成功的經(jīng)驗和失敗的原因，提出改進的方法，分享自己學會的知識和技能，最后由小組長和老師對小組成員的參與作用、合作能力、創(chuàng)新精神和團隊精神等方面進行綜合評價，最大程度的發(fā)揮學生的主觀能動性，挖掘其潛能，從而達到提高教學質(zhì)量的目的，這在高等職業(yè)教學中有著重要的意義。

“項目教學法”改變了“教師講，學生聽”的被動教學模式，建立了學生主動參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學氛圍，提高了課堂的效率。

4 與現(xiàn)代技術相結(jié)合，更新教學手段

在教學手段上，應打破以往只注重公式的推導和定理應用教學模式。利用多媒體技術，進一步豐富和優(yōu)化實驗教學手段。在日常的，教學中恰當使用仿真軟件中提供的虛擬元件、虛擬儀器進行仿真實驗，能更為直觀的將結(jié)果展現(xiàn)出來，且教學形式比較靈活，并可以提高學生的學習積極性。

在數(shù)子電子技術實驗教學中，目前使用的EDA工作軟件有EWB（Eleetronic Wok Bench），它虛擬了一個可以對數(shù)字電子電路進行模擬仿真的工作臺，具有較完善的各種器件模型庫和常用分析儀器，能進行電子電路的設計，并能對電子電路進行較詳細的分析，它可以完成在實驗室進行的很多數(shù)字電路實驗。例如，在制作數(shù)字鐘電路時，學生會發(fā)現(xiàn)用脈沖發(fā)生器與二十四進制電路連接制作的電子鐘不實用，芯片和導線太多，與日常使用的數(shù)字鐘相差甚遠，這時使用EDA技術設計電路，就可以自由發(fā)揮去設計一個完美的數(shù)字鐘了。仿真軟件的正確使用，可以培養(yǎng)學生運用軟件解決分析問題的能力，建立正確的設計及分析理念。

虛擬實驗不受工作場地、儀器設備和元器件品種、數(shù)量的限制，便于開設設計性、綜合性實驗，既打破了實驗設備缺乏帶來的局限，又解決了課堂上未能解決的問題，這對傳統(tǒng)的實驗教學起到了很好的互補作用。

5 與時俱進，及時將新知識、新技術融入課程教學

現(xiàn)代電子技術正迅猛發(fā)展，若《數(shù)字電子技術》課程的授課內(nèi)容，還是以中、小規(guī)模數(shù)字集成電路為主，那就與目前電子信息產(chǎn)業(yè)大規(guī)模集成電路器件高速發(fā)展和應用的趨勢嚴重脫節(jié)。講課效果較差，學生普遍感覺“實踐中用不上所學的知識，實踐中需要的知識沒學過”。因此，要提高課堂教學效果，就要求深入了解相關電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加強與企業(yè)的合作，與企業(yè)技術人員結(jié)合實際生產(chǎn)技術和生產(chǎn)的典型產(chǎn)品，編寫相關課程教材，及時將新知識、新技術融入到課堂教學中，讓學生體會到所學知識很實用的，也就提高了學習的積極性。

對《數(shù)字電子技術》課程的教學方法進行改革，在教學過程中運用問題式、項目式等新的教學方法，激發(fā)學生學習的積極性。結(jié)合現(xiàn)代技術，更新教學手段，使學生由被動的接受變?yōu)橹鲃拥膶W習，提高了課程教學效果。通過一些小型實用電路的設計、仿真和制作，把理論知識應用到實際中，又將實際生產(chǎn)中的新技術融入教學內(nèi)容中，使學生既掌握了技能，又培養(yǎng)了他們分析問題、解決實際問題的能力，開拓了學生的思路，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力，從而真正實現(xiàn)了高職教育的目的。

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篇9

摘?要：在信息技術快速發(fā)展的今天，電子技術基礎已成為中職學校電子類專業(yè)的專業(yè)必修基礎課程。電子技術基礎是一門理論性、實踐性很強的學科，同時實踐知識的學習必須依靠理論知識的牢固掌握。筆者提出，必須改進這門課的教學方法，以培養(yǎng)出適合當今社會需求的實用型、技術型人才。

關鍵詞 ：電子技術基礎?教學方法?學習興趣

電子技術基礎是一門傳授電子技術基礎知識的專業(yè)課，課程主要通過介紹各種半導體器件的結(jié)構(gòu)、工作原理和功能等，進而引出各種基本電路的作用、應用范圍和形式。它的課程內(nèi)容決定了它的課程性質(zhì)，電子技術基礎是一門理論性較強，但同時需要學生具有一定動手操作能力的課程。中職學校的學生大多由兩部分組成：初中生以及社會人員，學生的學習能力有限，缺乏自主性和主動性，基礎知識的掌握較為薄弱。要想完成課程任務，達到課程目標，教師必須在教學方法和手段上下功夫，提高學生的學習興趣，激發(fā)學生的學習欲望，增強學生的學習能力。

一、提高教師的自身素養(yǎng)

要給學生一碗水，自己必須有一桶水。要將學生培養(yǎng)成一線的高素質(zhì)勞動者和專業(yè)技術工人，教師必須做到理論知識過寬、動手實踐操作過硬。

平時，教師要多鉆研教材，做到熟記于心；多關注社會對現(xiàn)代電工的具體要求和學生的就業(yè)現(xiàn)狀，努力以就業(yè)為導向，及時調(diào)整教學內(nèi)容和教學思路。多參加一些中職教師培訓，積極參加講課、說課比賽，多聽一些專家講座，增強與其他教師間的交流，將不同的教育思想、觀念和教學方式進行融合，提高自身的課堂教學能力。我們還要多參加一些教師技能大賽，每年定期到企業(yè)實習，做到不與社會相脫節(jié)，增強我們自身的動手操作能力，將一些最新的技術引入到教學中去，使學生學到最新的知識，畢業(yè)后，進入社會也能更快、更好地融入進去。

二、及時更新教學內(nèi)容

學校采用的教材普遍較為滯后，存在著知識陳舊的問題，而電子技術的發(fā)展日新月異，例如教材大多講解的是由分立元件構(gòu)成的模擬電路，而現(xiàn)在大多使用的是集成的數(shù)字電路，在教學過程中，我們應把教學的重點放在一些典型電路上，在典型電路講解的過程中插入一些新技術的發(fā)展和應用。

三、優(yōu)化教學手段，激發(fā)學生的學習興趣

大多數(shù)學生選擇中職學校的原因之一是因為初中繁重的理論性知識學習讓學生失去了繼續(xù)學習的勇氣和動力。而興趣是最好的老師，要重燃學生的學習熱情，教師必須在教學手段和方式方法上下功夫。

電子技術這門課的理論性較強，依靠傳統(tǒng)的教學手段，教師“滿堂灌”，只靠“一支粉筆、一塊黑板、一張嘴”很難讓學生理解。例如，在學極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)時，它的內(nèi)部“是由一個PN結(jié)和兩個電極”構(gòu)成的，但“PN結(jié)”只是一個概念性的東西，是很難用語言描述清楚“PN結(jié)”到底長什么樣，具體又是怎么形成的。為了讓學生更好地掌握這些理論性、概念性的知識，必須打破傳統(tǒng)的教室、黑板、粉筆的教學模式，用多媒體機房代替教室，電腦顯示屏代替黑板，鼠標代替粉筆，將復雜的知識用課件、視頻、動畫、圖片等多種形式呈現(xiàn)給學生，使抽象的知識更形象、更立體、更生動地展現(xiàn)在學生面前，讓學生不受實驗條件的限制，更好地掌握知識。例如，我們可以用flash動畫的形式，展現(xiàn)“PN結(jié)”內(nèi)部電子和空穴的擴散，“有些不能移動的帶電粒子集中在P區(qū)和N區(qū)交界面附近，形成了一個很薄的空間電荷區(qū)”，就是PN結(jié)。

四、增強學生的動手操作能力

中職學生結(jié)束三年的學習生涯后，有一部分通過對口高考進入大學的校門，大部分的學生會選擇直接就業(yè)，成為一名專業(yè)技術工人。因此在平時的教學中應本著“理論輔助實踐”的原則盡量減輕理論知識的分量，增加實踐動手操作的分量。在實踐課上，采取“小課題、小目標”，將課本八個單元的內(nèi)容分成不同難易程度的課題，分階段地“逐人過關”。課題中應先確定學習目標，通過任務的引入與分析提出問題，讓學生帶著問題去攻克課題中涉及的理論知識，然后提供實習器材，讓學生以小組合作的形式完成實訓內(nèi)容，最后由各個小組交流學習，老師總結(jié)與鞏固。這樣，可以直觀地使學生看到本課題中理論知識的應用，真正做到學以致用，從而激發(fā)學生的學習動力。實習過程中教師的嚴格要求，可以培養(yǎng)學生良好的學習習慣和扎實的基本功，為以后的工作打下了堅實的基礎。

五、小結(jié)

總之，社會在發(fā)展，技術在進步，需要越來越多的技術型人才，中職院校的發(fā)展也勢在必行。教師要不斷地學習、不斷地更新電子技術的教學內(nèi)容，不斷地改革和創(chuàng)新教學方法，培養(yǎng)出越來越多實用性的技術人才。

參考文獻：

篇10

數(shù)字工程的原理與方法（簡稱數(shù)字工程）是空間信息與數(shù)字技術專業(yè)的主干課程，使用《數(shù)字工程的原理與方法》為教材進行授課[1]，課程具有以空間信息科學、計算機科學、通信科學、軟件工程等為基礎的交叉特色，且以基于案例庫的案例教學法為實踐教學依托[2]，以省級精品課程為網(wǎng)絡教學平臺，結(jié)合大量的實踐案例支撐，實現(xiàn)了教學資源與實踐案例資源的相互轉(zhuǎn)化與促進。

1 課程的專業(yè)定位

從模擬時代進入數(shù)字時代，科技的發(fā)展促進了各行業(yè)信息化建設的進程。在此背景下，信息應用也從傳統(tǒng)的模擬及相對孤立的狀態(tài)，實現(xiàn)“載體是數(shù)字的，信息是共享的，網(wǎng)絡是連通的，傳遞是實時的，應用是可視的，決策是智能的”更高層次狀態(tài)轉(zhuǎn)變?？臻g信息技術主要解決具有地理定位特征的數(shù)據(jù)采集、傳輸、分析與應用。在信息化建設初期，3S（即地理信息系統(tǒng)GIS、遙感RS及全球定位系統(tǒng)GPS）及其共享集成技術在很多領域得到應用，發(fā)揮了重要的作用。例如，在一些國土、規(guī)劃、防災減災等與空間信息應用關系密切的企事業(yè)單位，建設了大量部門級應用工程。但是，由于建設過程中一些標準、規(guī)范都不太完善，技術方法、基礎平臺軟件也千差萬別，導致這些應用工程存在孤立性。在目前信息化應用需求背景下，這些工程已不能符合應用需求，需要對已有的空間信息應用相關的軟件平臺、數(shù)據(jù)平臺、網(wǎng)絡平臺等進行整合、集成。為解決這些問題，應借助軟件工程技術，結(jié)合空間信息應用領域的特殊性，對其加以理論化、系統(tǒng)化、規(guī)范化，形成數(shù)字工程技術的核心內(nèi)容，見圖1?？臻g信息與數(shù)字技術需要培養(yǎng)基礎牢固、知識面廣、有動手能力的復合型人才。數(shù)字工程的原理與方法作為專業(yè)主干課程，在理論、技術、方法、工程管理等方面講述了數(shù)字工程建設的指導策略和方法，是專業(yè)培養(yǎng)的綱領性課程，為后續(xù)課程的深入教學提供了索引[3]。該課程從數(shù)字工程產(chǎn)生的背景入手，以實現(xiàn)數(shù)字地球為目標框架，全面介紹數(shù)字工程技術中的基本概念、總體框架、支撐技術和實施方法，重點教授數(shù)字工程建設中信息的數(shù)字化存儲、實時化傳輸、可視化表達與智能化應用，充分反映出本專業(yè)多學科交叉的特色。但該課程教學的一個主要問題是內(nèi)容面廣且部分概念抽象，如果教學設計及教學配套設施不到位，會達不到理想的教學效果。

2 教學內(nèi)容

數(shù)字工程原理與方法教學內(nèi)容的安排包括核心內(nèi)容和擴展內(nèi)容兩方面，其中核心內(nèi)容以教材為基礎，是完成課程學習的基本目標；擴展內(nèi)容從現(xiàn)有技術發(fā)展的要求出發(fā)，教師可結(jié)合空間信息技術發(fā)展的最新動態(tài)，講授與課程內(nèi)容密切相關的最新前沿技術。

在核心內(nèi)容的教學上，需要講解清楚數(shù)字工程的基本概念，從數(shù)字工程產(chǎn)生的背景入手，讓學生掌握數(shù)字工程的總體框架，并結(jié)合軟件工程技術，理解數(shù)字工程技術支撐體系中3類技術方法（計算機、網(wǎng)絡通訊及空間信息處理）的集成應用；從“建立平臺、搭建應用”的基本原理出發(fā)，講解數(shù)字工程基礎平臺的概念與內(nèi)容；從數(shù)字工程領域應用角度，學習數(shù)字工程可視化方法、智能化方法的原理及其在數(shù)字工程中的作用；熟悉數(shù)字工程建設的組織過程，學習其實施過程，了解數(shù)字工程的應用領域；通過實踐項目訓練，形成數(shù)字工程應用軟件項目的設計、實施、控制等實踐能力。為此，在教學內(nèi)容組織上，應密切結(jié)合專業(yè)的培養(yǎng)方案，體現(xiàn)交叉學科的特色，把分散在多學科中與數(shù)字工程技術相關的共同知識點提煉出來，作系統(tǒng)化分析與處理，使其轉(zhuǎn)換為教學內(nèi)容，見表1。在完善知識體系的基礎上，還要突出課程的專業(yè)特點，在課程與相關專業(yè)知識之間實現(xiàn)統(tǒng)一的學習平臺，使學生的知識體系結(jié)構(gòu)有牢固的基礎。

然而，信息技術的發(fā)展日新月異，在講授核心教學內(nèi)容基礎上，課程教學也應緊跟相關技術發(fā)展，保證課程內(nèi)容與時俱進。為了實現(xiàn)課程內(nèi)容的新穎性、現(xiàn)勢性，在課堂教學過程中應將新技術、新應用補充進來，將最新的數(shù)字工程應用項目的技術細節(jié)、實施過程更新到教學內(nèi)容及實踐教學內(nèi)容中，作為教學上的擴展內(nèi)容。例如，最近幾年來，云平臺和大數(shù)據(jù)技術是解決時空信息存儲、管理、分析與應用的基礎設施和技術手段，在核心教學內(nèi)容中，這些方面均未涉及，而隨著信息獲取手段、硬件存儲和網(wǎng)絡傳輸能力的快速發(fā)展，這些新設施、新技術的應用，已經(jīng)進入數(shù)字工程的項目實施中。因此，在新的教學內(nèi)容上，引入大數(shù)據(jù)（大數(shù)據(jù)應用背景、大數(shù)據(jù)應用目標、大數(shù)應用特點、大數(shù)據(jù)應用原則、大數(shù)據(jù)應用途徑）、云計算（云計算互操作和集成標準、云計算服務目錄管理、云計算安全和隱私、MapReduce計算框架）內(nèi)容作為擴展層次的教學知識點，既滿足了?n程教學的需求，也開闊了學生的視野，保證了教學內(nèi)容的現(xiàn)勢性。

3 配套教學條件

配套的教學條件是數(shù)字工程課程教學質(zhì)量的重要保障，該內(nèi)容主要體現(xiàn)在教材建設（包括實踐教材）、特色（專業(yè)）實驗室、網(wǎng)絡教學平臺及實踐案例庫建設4個方面。

3.1 教材建設

作為教育部特色專業(yè)，學校對空間信息與數(shù)字技術專業(yè)建設非常重視，而數(shù)字工程的原理與方法是空間信息與數(shù)字技術專業(yè)的主干課程，因此我們課程的教材建設走在了全國前列。2006年，課程組就主持編著了《數(shù)字工程原理與方法》，并成為“十一五”規(guī)劃教材及教育部精品教材；2011年我們對該教材進行了改版（第二版），突出了新技術的發(fā)展，為順利完成課程教學奠定了良好的基礎。此外，配套的實驗講義《數(shù)字工程原理與方法實驗指導》也已成型，為理論教學的實踐指導提供了關鍵的素材，目前，實踐教學教材也納入國家規(guī)劃教材?？傮w上，通過課程的理論、實踐教材建設，保證了學生使用該教材時更容易理解和掌握數(shù)字工程的實施技術與手段，提高了學生的動手能力，激發(fā)了學生學習的積極性和主動性。

3.2 課程實踐基地與特色（專業(yè)）實驗室

通?^多年的課程建設，結(jié)合不斷的科學研究活動，我們?yōu)檎n程開展創(chuàng)造了良好的硬件環(huán)境，先進的實驗儀器設備直接向課程教學與實踐開放。在課程教學中，國家地理信息局數(shù)字工程研究中心為本課程的實踐學習提供了良好的設施基礎。此外，武漢大學智能可視化和空間信息移動服務等特色實驗室，也專門針對教學中的智能化和可視化技術、數(shù)字工程平臺建設等主要教學主題，提供了現(xiàn)實的項目應用藍本，在教學中發(fā)揮了重要作用，使學生通過課程實踐，親身體會到利用先進教學設備展示的數(shù)字工程應用效果。此外，數(shù)字考古研究室的最新成果也為數(shù)字工程應用（數(shù)字考古）提供了直觀的范例，很好地促進了課程教學效果。

3.3 網(wǎng)絡平臺

網(wǎng)絡平臺為快速、高效地實現(xiàn)師生互動、展示教學內(nèi)容提供了良好的途徑。為促進課程教學，學校建立了開放式的課程網(wǎng)站（湖北省精品課程），為學生提供教學資源和交流平臺。教學過程中，教師還利用即時通訊工具為學生在線答疑，例如每屆學生都建立了師生課程學習群（QQ群），教師可以通過文字、語音與學生實時進行信息交流和互動。除了針對每個年級的通用交流平臺以外，我們在教學過程中通過精品課程網(wǎng)站，針對學生提問較多的知識點，設置了專門的討論空間作為答疑、學習以及其他交流通道，充分利用了互聯(lián)網(wǎng)資源，提高了問題解答的效率。

3.4 教學案例庫

案例庫對于促進理論教學具有重要的作用。為提高教學效果[4]，本課程教學中建立了教學案例庫，并給學生提供實際項目的全套需求、設計文檔及源代碼。在10多年數(shù)字工程項目開發(fā)實踐基礎上，我們針對“數(shù)字工程”理論教學需求，在教學過程中開發(fā)配套的案例庫系統(tǒng)，選取的應用領域均來自多年來項目建設的實例，主要包括數(shù)字城市、數(shù)字電力、數(shù)字水利、數(shù)字環(huán)保、數(shù)字國土、數(shù)字農(nóng)業(yè)等重點數(shù)字行業(yè)應用，從行業(yè)應用的背景介紹、支撐技術（如網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術、軟件服務架構(gòu)等）、應用需求、設計、維護等各個方面，對案例的內(nèi)容進行系統(tǒng)的闡述；對于部分大型工程項目，甚至包括招、投標信息，也進行了針對性的編輯和精簡處理，提取與理論教學知識點相對應的案例庫，較真實地還原數(shù)字工程項目建設涉及的理論知識、關鍵技術、流程和內(nèi)容，為學生提供全面的知識點深入學習和實踐項目建設參考[2]。

案例教學效果體現(xiàn)在兩個方面：首先，課程的實踐內(nèi)容都來源于歷年來的實際工程項目，實踐內(nèi)容對學生非常具有吸引力，通過參觀項目的演示，學生了解了項目的大致內(nèi)容及實際作用，激發(fā)了學生探索技術細節(jié)方面的熱情，教師在教學中作適當引導，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識；其次，對于某些優(yōu)秀的成果，可以應用在實際項目中，或參與國內(nèi)技能大賽，促進學生的學習積極性，加強其動手能力，不少學生的課程實踐作品多次獲得業(yè)內(nèi)頂級公司或教育部組織的頂級行業(yè)技能大賽獎，該方式不但提高了學生的學習興趣和積極性，優(yōu)秀實踐成果也可以轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，促進了案例建設。

4 教學方法

本課程在教學中采用課堂教學與實驗、實習等實踐性環(huán)節(jié)相結(jié)合的方式，注重理論聯(lián)系實際。利用本專業(yè)校級精品課程網(wǎng)站的豐富資源，教師在主講的單模式中，逐漸滲入討論式、啟發(fā)式、參與式等多種教學方法；組織學生利用各種工具重構(gòu)知識，將視聽媒體教學與傳統(tǒng)教學結(jié)合、數(shù)字化學習與傳統(tǒng)學習結(jié)合、自主學習與協(xié)作學習結(jié)合[5-6]；采用案例教學、基于問題學習、任務驅(qū)動式教學、情景模擬教學、合作式學習等多種形式的教學策略，激發(fā)學生的學習興趣，提升學生對知識的綜合運用能力和實踐操作能力。

（1）個性化培養(yǎng)教學法。在教學中采用教師為主導、學生為主體、學教并重、個體差異化的教學模式，重視網(wǎng)絡環(huán)境下的自主學習與協(xié)作學習，實現(xiàn)教師主導地位和學生主體地位的和諧統(tǒng)一。轉(zhuǎn)變教學觀念，變以教師為主體的“滿堂灌”教學方式為“互動”式教學，以提示、引導、啟發(fā)、討論的方式激發(fā)個體的學習積極性和主動性，及時支持和肯定，幫助學生參與討論，活躍課堂氣氛。

（2）融合實踐與案例教學。在掌握課堂教學理論知識的前提下，充分利用特色實驗室和課程實踐基地的功能，加深學生對教學知識點的理解和運用能力。在教學中采用知識體系概論（總體）―知識點強化訓練―分組項目實踐集成（總體）的“總分總”教學設計，兼顧理論講解和實踐過程的系統(tǒng)化。將案例教學法應用于理論教學環(huán)節(jié)中，在案例教學中，通過對教學過程的詳細分析，采用“案例導入、理論講授、案例分析、案例討論和理論歸納”五步教學流程，用實際案例輔助純理論教學的不足，進行案例實證刺激，使教學內(nèi)容易于理解，便于學生掌握。

（3）突出教學重點、難點，采用由淺入深、由基礎到應用的漸進式教學思路。教學過程中，針對重、難點知識點，設計了“教師預講―學生課外查閱資料―學生課堂發(fā)言―教師點評與總結(jié)”的探索式教學理念，調(diào)動學生的學習積極性和主動性。例如，課程教學內(nèi)容中的數(shù)字工程“可視化技術”和“智能化技術”是兩個教學難點，在教學時除理論教學外，還要組織學生參觀相關項目成果，鼓勵學生搜集相關領域項目信息，對可視化技術和智能化技術在實際工程應用中反映的設計思路、功能表達以及面向的業(yè)務領域進行討論分析。

（4）多種形式考核，綜合評判學生能力。除平時布置思考題外，教師鼓勵學生主動提問，并在實踐中尋找解決方法。例如，作為教學環(huán)節(jié)，項目工程投標就是一項鍛煉學生總體把握綜合實效的策略。常規(guī)的教學和實踐活動往往從知識、技能角度考慮學生的培養(yǎng)，很難從整個項目的宏觀角度考慮整個項目的技術思路、成本等問題。為了鍛煉學生這方面的能力，采取教師提出工程項目，從技術、成本、環(huán)境、規(guī)模等方面提出一些具體要求，學生以小組為單位，進行模擬投標競爭、答辯，最后進行評比。此方式既鍛煉了學生的團隊協(xié)作，也提高了教師對數(shù)字工程項目建設的總體把握能力。