數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)方法和內(nèi)容的改革

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摘要：本文作者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行研究，針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的不足，提出優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、提升教學(xué)手段、加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。實(shí)踐證明，新的教學(xué)方法和教學(xué)手段活躍了教學(xué)氣氛，激發(fā)了學(xué)生的求知欲，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生用自主、探索的態(tài)度學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)；教學(xué)方法；教學(xué)內(nèi)容

一教學(xué)方法改革

“數(shù)字電子技術(shù)”課程具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，課程的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握數(shù)字電子技術(shù)的基本概念和基本理論，以及分析和設(shè)計(jì)數(shù)字電路的基本方法。通過(guò)學(xué)習(xí)常用的數(shù)字電路集成芯片和典型數(shù)字電路功能模塊，使學(xué)生獲得數(shù)字電子技術(shù)的基本知識(shí)；通過(guò)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐課程培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力；通過(guò)設(shè)計(jì)基本數(shù)字電路，使學(xué)生學(xué)會(huì)思考、善于研究、敢于創(chuàng)新，提高分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)觀念、工程觀念、科技進(jìn)步觀念和創(chuàng)新意識(shí)[3]。本文結(jié)合作者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)就“數(shù)字電子技術(shù)”課程的教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行一些探討。

（一）在理論知識(shí)的教學(xué)中，合理取舍，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

由于EDA技術(shù)、大規(guī)模集成電路以及可編程邏輯器件的高速發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)的發(fā)展日新月異。而在目前的“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)中，有一些教學(xué)內(nèi)容相對(duì)比較陳舊，已經(jīng)不能夠適應(yīng)當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，必須做出一些必要的調(diào)整和補(bǔ)充。為了使課程內(nèi)容更適應(yīng)當(dāng)前新技術(shù)的發(fā)展，教師在講授時(shí)不能簡(jiǎn)單的照本宣科，而應(yīng)該就目前電子技術(shù)研究的新產(chǎn)品、新技術(shù)做一些介紹，讓學(xué)生了解數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)內(nèi)容的安排上，除了以往講授的邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、邏輯函數(shù)及其化簡(jiǎn)、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、555定時(shí)器應(yīng)用、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換等基本知識(shí)以外[4]，還要引入可編程邏輯器件和EDA技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，以跟上新技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)在教學(xué)時(shí)要注意學(xué)時(shí)安排，合理取舍，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。例如在講授典型數(shù)字集成電路器件時(shí)，要減少對(duì)元器件的內(nèi)部參數(shù)特性（包括內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和內(nèi)部的詳細(xì)工作過(guò)程）的講解，著重講授元器件外部特性(包括邏輯功能和輸入、輸出端的電壓－電流關(guān)系)及其應(yīng)用。為了更好地理解和運(yùn)用這些集成電路的外部電氣特性，要指導(dǎo)學(xué)生必須熟悉它們輸入電路和輸出電路的結(jié)構(gòu)，以及這些電路結(jié)構(gòu)的工作原理。因此，我們?cè)诮虒W(xué)內(nèi)容的組織與安排上，要逐步實(shí)現(xiàn)由分立元件電路向集成電路轉(zhuǎn)變；由小規(guī)模集成電路向中大規(guī)模集成電路轉(zhuǎn)變；由固定邏輯功能電路向可編程邏輯器件轉(zhuǎn)變。為了實(shí)現(xiàn)我校培養(yǎng)具有創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才的目標(biāo)，在授課過(guò)程中教師應(yīng)該更注重基本數(shù)字電路的原理分析，把教材上典型的集成器件的工作原理解釋清楚，并且將教學(xué)內(nèi)容和典型應(yīng)用實(shí)例結(jié)合起來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，學(xué)會(huì)通過(guò)集成芯片的功能表來(lái)了解一些常用的中、大規(guī)模器件的邏輯功能和使用方法，掌握集成芯片的輸入端和輸出端的功能，并且能正確使用。

（二）改革教學(xué)方法，提升教學(xué)手段

在“數(shù)字電子技術(shù)”課程的理論教學(xué)過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體作用和教師的主導(dǎo)作用，我們要變灌輸為啟發(fā)，變督導(dǎo)為引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，激活學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性。在課堂授課過(guò)程中，講述相關(guān)器件知識(shí)前，可以把簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)電路在課堂上進(jìn)行演示，將單元電路與應(yīng)用實(shí)例相聯(lián)系，講授每堂課的內(nèi)容后，可以聯(lián)系實(shí)際有計(jì)劃、有針對(duì)性地對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)提出相關(guān)的討論或思考，以幫助學(xué)生鞏固其所學(xué)的數(shù)字電子技術(shù)的知識(shí)。由于所引用和演示的實(shí)例都是日常生活中常見(jiàn)的應(yīng)用實(shí)例，因此學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣很高，課堂氣氛活躍?！皵?shù)字電子技術(shù)”課程的知識(shí)面廣、概念抽象、元器件多，電路相對(duì)復(fù)雜，傳統(tǒng)的教學(xué)方式課堂容量小，教學(xué)效果不理想。根據(jù)多媒體課堂教學(xué)信息量大、節(jié)省時(shí)間的特點(diǎn)，我們建設(shè)了“數(shù)字電子技術(shù)”課程的資源庫(kù)，包括知識(shí)點(diǎn)講解庫(kù)、實(shí)驗(yàn)庫(kù)、習(xí)題庫(kù)、動(dòng)畫(huà)庫(kù)、試卷庫(kù)等。課堂講授時(shí)，根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容使用不同的教學(xué)手段，有時(shí)用板書(shū)，有時(shí)用多媒體課件，有時(shí)用課程資源庫(kù)?？傊?，在“數(shù)字電子技術(shù)”課堂授課時(shí)，根據(jù)不同知識(shí)點(diǎn)結(jié)合資源庫(kù)，以計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，增加課堂信息量，開(kāi)闊學(xué)生的視野，使教學(xué)形式更加生動(dòng)形象[5]。

（三）加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，引入現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)

“數(shù)字電子技術(shù)”課程應(yīng)用性很強(qiáng),因此課程的設(shè)置必須注重理論和實(shí)踐相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)理想模型與實(shí)際物體相結(jié)合。理論學(xué)習(xí)的最終目的是要解決實(shí)際的問(wèn)題,實(shí)踐教學(xué)不但能培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力，還能讓學(xué)生加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的理解[6]。同時(shí)，針對(duì)課程的工程性，我們要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)處理工程實(shí)際問(wèn)題的方法。實(shí)際的工程技術(shù)問(wèn)題往往比較復(fù)雜，影響的因素很多，在滿足精度要求的條件下，經(jīng)常采用工程近似的方法處理這些問(wèn)題，即忽略次要因素，使問(wèn)題簡(jiǎn)化，得到近似的計(jì)算結(jié)果。為了注重工程、素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，我們?cè)谠O(shè)計(jì)“數(shù)字電子技術(shù)”課程的實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該由淺入深、由簡(jiǎn)單到綜合、由驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)到設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，突出其綜合性和創(chuàng)新性。本著循序漸進(jìn)的原則，我們首先選取了一個(gè)基礎(chǔ)性的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)熟悉數(shù)字電子技術(shù)的基本概念，對(duì)數(shù)字電子技術(shù)有一定的感性認(rèn)識(shí)；在此基礎(chǔ)上選取了設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)，只給出實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求，提供給學(xué)生不同類(lèi)型的小規(guī)模和中規(guī)模集成芯片，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)電路，最終連接線路實(shí)現(xiàn)邏輯功能。最后我們還引入了現(xiàn)代的EDA技術(shù)，開(kāi)設(shè)了EDA實(shí)驗(yàn)，利用Multisim軟件仿真，用Quartus軟件進(jìn)行可編程邏輯器件的設(shè)計(jì)、仿真和下載。在“數(shù)字電子技術(shù)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中我們突出啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生探索問(wèn)題的精神。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，如果學(xué)生沒(méi)有得到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師會(huì)指導(dǎo)學(xué)生如何排查問(wèn)題而不是直接告訴學(xué)生電路故障在哪里，引導(dǎo)學(xué)生利用課堂所學(xué)的理論知識(shí)自己去思考實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題，教授給學(xué)生調(diào)試電路的方法和技巧，最終讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題去排除電路故障。這樣既可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，開(kāi)發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，還可以使學(xué)生逐步養(yǎng)成勤于思考的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。

二結(jié)語(yǔ)

為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的目標(biāo),我們對(duì)“數(shù)字電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了一系列改革和探索。雖然取得了一定的教學(xué)效果，但是課程改革是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程，需要任課教師對(duì)課程內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行不斷的研究和完善，才能更好的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐動(dòng)手能力，從而提高教學(xué)效果，培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的新型人才。

參考文獻(xiàn)

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[4]吳一帆.數(shù)字電子技術(shù)教改促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的研究[J].南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2012,12(2):80-84.

作者：柴海莉 任小軍 高晶敏 楊飛 單位：北京信息科技大學(xué)