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，對數(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、加強實踐環(huán)節(jié)。實踐證明，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)”課程具有很強的理論性和實踐性，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)計數(shù)字電路的基本方法。通過學(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；通過數(shù)字電子技術(shù)實踐課程培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力和理論聯(lián)系實際的能力；通過設(shè)計基本數(shù)字電路，使學(xué)生學(xué)會思考、善于研究、敢于創(chuàng)新，提高分析問題和解決實際問題的能力，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[3]。本文結(jié)合作者多年的教學(xué)經(jīng)驗就“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，教師在講授時不能簡單的照本宣科，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，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、組合邏輯電路、時序邏輯電路、555定時器應(yīng)用、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換等基本知識以外[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。同時在教學(xué)時要注意學(xué)時安排，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，要減少對元器件的內(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，我們在教學(xué)內(nèi)容的組織與安排上，要逐步實現(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)用實例結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，學(xué)會通過集成芯片的功能表來了解一些常用的中、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)過程中，為了實現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)活動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)積極性和主動性。在課堂授課過程中，講述相關(guān)器件知識前，可以把簡單的設(shè)計電路在課堂上進(jìn)行演示，將單元電路與應(yīng)用實例相聯(lián)系，講授每堂課的內(nèi)容后，可以聯(lián)系實際有計劃、有針對性地對重要知識點提出相關(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。由于所引用和演示的實例都是日常生活中常見的應(yīng)用實例，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)”課程的知識面廣、概念抽象、元器件多，電路相對復(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)省時間的特點，我們建設(shè)了“數(shù)字電子技術(shù)”課程的資源庫，包括知識點講解庫、實驗庫、習(xí)題庫、動畫庫、試卷庫等。課堂講授時，根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容使用不同的教學(xué)手段，有時用板書，有時用多媒體課件，有時用課程資源庫?？傊?，在“數(shù)字電子技術(shù)”課堂授課時，根據(jù)不同知識點結(jié)合資源庫，以計算機輔助教學(xué)，增加課堂信息量，開闊學(xué)生的視野，使教學(xué)形式更加生動形象[5]。

（三）加強實踐環(huán)節(jié)，引入現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)

“數(shù)字電子技術(shù)”課程應(yīng)用性很強,因此課程的設(shè)置必須注重理論和實踐相結(jié)合，強調(diào)理想模型與實際物體相結(jié)合。理論學(xué)習(xí)的最終目的是要解決實際的問題,實踐教學(xué)不但能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的能力，還能讓學(xué)生加強對理論知識的理解[6]。同時，針對課程的工程性，我們要指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會處理工程實際問題的方法。實際的工程技術(shù)問題往往比較復(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題，即忽略次要因素，使問題簡化，得到近似的計算結(jié)果。為了注重工程、素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，我們在設(shè)計“數(shù)字電子技術(shù)”課程的實驗時應(yīng)該由淺入深、由簡單到綜合、由驗證型實驗到設(shè)計型實驗，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基礎(chǔ)性的驗證型實驗，使學(xué)生通過實驗熟悉數(shù)字電子技術(shù)的基本概念，對數(shù)字電子技術(shù)有一定的感性認(rèn)識；在此基礎(chǔ)上選取了設(shè)計型和綜合型實驗，只給出實驗的設(shè)計要求，提供給學(xué)生不同類型的小規(guī)模和中規(guī)模集成芯片，讓學(xué)生自己設(shè)計電路，最終連接線路實現(xiàn)邏輯功能。最后我們還引入了現(xiàn)代的EDA技術(shù)，開設(shè)了EDA實驗，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、仿真和下載。在“數(shù)字電子技術(shù)”實驗教學(xué)的過程中我們突出啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生在實驗中思考問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生探索問題的精神。實驗過程中，如果學(xué)生沒有得到預(yù)期的實驗結(jié)果，實驗指導(dǎo)老師會指導(dǎo)學(xué)生如何排查問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)的理論知識自己去思考實驗中出現(xiàn)的問題，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)問題去排除電路故障。這樣既可以調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，開發(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)生分析和解決問題的能力。

二結(jié)語

為了實現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才的目標(biāo),我們對“數(shù)字電子技術(shù)”課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實踐教學(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長期的系統(tǒng)工程，需要任課教師對課程內(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)興趣和實踐動手能力，從而提高教學(xué)效果，培養(yǎng)出適應(yīng)現(xiàn)代化社會發(fā)展的新型人才。

參考文獻(xiàn)

[1]劉華珠.淺談數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)改革研究[J].教育現(xiàn)代化,2018,5(21):55-56.

[2]張平娟,陳娟,丁西明.數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)方法探討和教學(xué)內(nèi)容改革[J].安徽科技學(xué)院學(xué)報,2010,24(2):66-68.

[3]高晶敏,柴海莉,張金龍,等.“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計”課程的教學(xué)探索與實踐[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2010(7):178-178.

[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,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)