邹远权
随着社会的发展和科技的进步,开设新课是屡见不鲜旳亊情,但在开设新课中的苦与乐,教师本人一般是不会自述的,所以又鲜为人知。为了开设新课要走完几个过程,每一个过程都有很多故事,有辛苦,也有乐趣,最大的乐趣就是学生学到了新知识,这和工程技术人员创造出新产品的欢乐相同。不同的是,工程技术人员会长期为新技术、新工艺不外泄而辛苦地做保护工作,而教师则期望所教的知识向社会快速传橎。当得知自己教过的学生在外校开设这门课程时,其乐趣是不可言喻的。我从教近四十年,主要教电子类课程。电子主件由电子管变到晶体管,再变到小规模集成块,再变到大规模集成块,所教课程相应发生变化。对我而言,有几度当“新教师”的经历。我不是唯一当数度“新教师”者,随着科学技术的前进还会有后者出现。现把本人的浅薄感受写于下文。
新老科学技术的演变有过渡期,而新课的出现明显有滞后性。此期间就是教师知识的迁移与增值时间,此期间就是为开设新课而创造教学条件的准备时间。当然,在授新课中常常会自然出现从热炒热卖到脱稿讲课的过程。不论教师开设新课自觉与否,这几项准备是必然的,只是自觉者在今后的教学工作中会轻松些。新建学校各方面的条件较差,走完开设新课的过程有重重困难,在难度面前要靠学校和教师的勇气和毅力!要去体会其间的苦与乐。真是乐中有苦,苦中有乐,现在回味应该是乐远远大于苦。这是人生价值的体现,虽然微小,但也有益于教育亊业。
从电子管电路到半导体电路
我是1965年的毕业生,其时所学电子类课程是以电子管为主件的课程,各类相关器具都以电子管为主件。但是,当时市面上有半导体三极管出现,这类三极管的性能参数低且不稳定。相关杂志偶然会刊登半导体方面的内容,但不系统,更不可能变为教材。其时,现在的核心期刊《无线电》还刊登了用煤油灯和小铜块做电烙铁的经验文章,说明许多地方还没有民用电,也说明我们的同学中有部分人在读高中时,没有使用过电灯照明。我们就是在这种状况之下学习以电子管为主件的无线电电子学的。
我和同学们当时多多少少知道点有关半导体方面的知识。实验室里在安装和修理电子管收音机、扩音机和发报机时,学生却在宿舍里听自己装的矿石或二极管收音机广播。这种电子知识背景下的我,毕业了。以后我教电子学内容的课仍以电子管为主件,当然是有基础、有底气的。自己买的书是电子管手册之类的书籍,看看半导体方面的资料是凭一时的兴趣而已。这样过了几年,知识积累到按照目标参数能自由设计电子管电路时,我敢于在实验里教学生每人装一部由我设计的电子管收音机之时,市面上大量半导体材料涌现,电子管厂家转产,半导体方面的书籍成批放置在书店的书架上。我自感必须马上把原有的学识转移到半导体方面来。我刻苦学习了一段时日,有所收益,幸好两者的基本电路原理变化不大。为了实践一下技能,我从天津买来配套的七只三极管,成功装了一台七管半导体收音机。过后,为了告别电子管,我把自己设计的有床头柜大小的双声道电子管收音机送给了青年教师周某某。从目前的眼光看,这是小儿科,也是科学技术飞跃发展的结果。讲以半导体三极管为主件的模拟电子技术课时,我并没有完全告别电子管,在讲课时,偶尔会把“集电极”误说成板极,把“基极”误讲成栅极,让学生不知所云,因为他们没有学过电子管方面的知识。这也说明半导体电路和电子管电路在名称关联上、原理上有千丝万缕的联系。
以上文字表述了由电子管电路到半导体电路这一变化过程,用了二十余年的准备时间。新讲以半导体为主件的模拟电子技术课的准备时间长。知识的迁移和增值非常缓慢,所产生的故事不多,出现的苦与乐不多,也不突出。
从半导体电路到集成块电路
新开以集成块为主件的电子课程,并没有像新开以半导体为主件的电子课程那么容易。由半导体电路到集成块电络,它们之间仅有一丝联系,在电路原理、电路结构等方面完全不一样,要求的数学基础不一样,科学思维线脉也不同,而且实验迥异。还可以这样说集成块:你拿到手里的独立元件不是某只三极管,而是多只三极管组成的电路块,但你的肉眼看不见隐藏在里面的三极管。当讲模拟电子技术课熟悉到能脱稿授课时,学校又让我去讲以触发器等小规模集成块为主件的数字电子技术课。讲这门课,教师的数学要迁移至布尔代数,讲解高电平和低电平之间的规律性变化。当时虽然有教材,但没有实验书和现成的实验装置,而教学又不能没有实验,又得费尽苦心地写实验讲义,寻觅需要的门电路和触发器来做实验。与后来新开设的微处理器课相比,这些辛苦仅仅是九牛一毛。于是,我从模拟老师摇身一变成了数字老师,由十进制变成了二进制。记得讲数字电路课时出现了一些小故事。
例如,讲课中学生对“0和1”群之间变来变去容易思维疲劳,学生眼睛容易闭合,教师又不易用生动的话语激发他们,更不能用考试去吓他们。最后我们躲开了非智力因素的激发,把知识点的分析变为设计型的讲法,如释码器、编码器、计数器等。这样一来,学生们的眼球随着讲课内容不断地转动。我们还要求他们在作业中设计一些相关题目。我知道有学生当老师后仿效了这种讲法,当然这也是一件高兴之事,是教书育人的体现。
又例如,我们地处乐山,当时又没有家庭电话,与同行交流甚少,不知所开设的实验是否落后。恰逢全国师范院校电子技术学会要编写数字电路课的实验教材,有老师向学会推荐了我。在重庆讨论编写纲要时,我放心了,我们并不落后!所以接受了较多的编写任务。这也是新开课程中的乐!
从小规模集成电路到大规模集成电路
当我对数字电子技术课讲到得心应手时,学校又要开设微处理器课,要从“小规模集成电路”变为“大规模集成电路”。给我的有利条件是:让我选择实验老师。与余江老师对话的最后一句是:“对不起!会给你带来许多不眠之夜。”当时还没有单片机,有用微处理器为核心元件组成的单板机,其时苹果机是当时的高级计算机。对老师而言,知识的增值量远远大于其迁移量,以前的电路是由分立元件组合的,现在是集成块组成的电路,在质上完全不一样。工作原理是按照目标参数所编写的程序语句对应的机器码群综合作用而成,而且是一机一语言。我们还得从头自学,还得验证学到的结果,还得求师于先学者。我不可能达到“用一桶水去教一碗水”的境界,只要求达到“装大半桶水”的程度就足够了。
微处理器系列有几种,哪种适合于课堂教学而且廉价?我们最后选了Z80。当时找不到适合的教材或书籍,只好硬着头皮写讲义。写讲义时,缺乏的是参考资料,在学校图书馆没有找到,只好在相关刊物上找,厚着脸皮向同行们讨教,而且当时我没有电话,大家都没有互联网,只有传书工具。其困难程度就可想而知了。在写完讲义的同时,余江老师在诸多困难中完成了实验讲义,一并在学校印刷厂翻印,赶上了开设新课的时间。其乐趣就是松了口气,心里舒坦了。
1993年讲Z80微处理器及语言课时,适逢全国师专工作会在我校召开,兄弟院校的校长们观看了学生的实验表演。其表演是在面板上安上发光二极管,让其形成花朵开放的图案,写好了程序,手工翻译成机器码,再由学生在单板机上输入。庞大数量的0或1的输入,失误难免。程序早已固化在EPROM中,可直接调出。学生可说明输入失误,可直接调取演试。记得当时有好多兄弟院校的校长记下该课的情况,问了许多问题,似乎还有点兴趣。
因为有这段经历,我去讲计算机专业课中相对于学生较难学的微处理器及应用课、8086汇编语言课就比较轻松了。也因为这段经历,加上我参与过高压静电除尘器方面的调试工作,所以才有条件去建立高压除尘器的物理模型、数学模型、调控机理、理论公式以及控制系统,形成了文章。如果没有这段经历,解决这类问题的思维方法会受到限制。如果加上制造高压静电除尘器的经历,也许会完成得更好。本想这仅仅是总结而已,在家里放了一年多,没想到投稿不到两个月,居然在《大学物理》杂志上发表了。该文成了一次全国高压静电除尘学术会议的推荐读物之一,被好几位博士毕业论文引入参考文献,应该说还有一点点社会效益。
2005年的作者
总之,新开设课程虽然辛苦,但可迫使我们继续学习,不让我们在专业知识上落伍,至少在专业研究中,我们还有发言的可能性,讲课才对得起学生。还是前面所说:“新开设课程苦中有乐,乐中有苦,乐远远大于苦!”
作者简介
邹远权 副教授,1943年8月出生,四川犍为县人,2003年8月退休。
1965—1984年,先后在夹江中学、山西大同水泥集团公司工作。
1984—2000年,在乐山师专任教,曾任物理系实验室主任、物理系副主任、学校计算中心主任等职。
2000—2003年,在乐山师院物理系任教。
在高压静电除尘、大学物理教学现况及对策、自然科学法等方面发表论文9篇。
曾获乐山市科技进步二等奖、四川省教委实验科技论文二等奖,被评为四川省教委成人教育先进个人。
邹远权近照
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