數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)的探索與實(shí)踐

王靜波　張　鈞　劉麗萍

摘要:本文針對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)》課的特點(diǎn),結(jié)合教學(xué)實(shí)踐與體會(huì),對(duì)本課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行了一些有益的探索,并提出了一些看法和建議。

關(guān)鍵詞:多媒體技術(shù);EDA技術(shù);閱讀;實(shí)踐

一、《數(shù)字電子技術(shù)》課程的定位與特點(diǎn)

《數(shù)字電子技術(shù)》課程是自動(dòng)控制、電子、通信等工科電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。這門課程所介紹的理論知識(shí)在其專業(yè)課中占有重要的地位,而且與實(shí)際元器件、工程分析、設(shè)計(jì)及計(jì)算等緊密相關(guān)?？梢哉f,《數(shù)字電子技術(shù)》課程是聯(lián)系公共基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程的一座重要橋梁?！稊?shù)字電子技術(shù)》具有很強(qiáng)的技術(shù)性和實(shí)踐性,其授課方式和學(xué)生對(duì)課程的理解程度對(duì)該專業(yè)的整體教學(xué)質(zhì)量具有很大的影響。此前,本課程一直沿用教師板書講授理論課的傳統(tǒng)授課方式。板書的授課方式形式呆板,占用課時(shí)多,知識(shí)面窄,很多章節(jié)無法展開,更沒時(shí)間介紹實(shí)例,學(xué)生學(xué)習(xí)起來抽象、學(xué)習(xí)效果難以提高。隨著電子技術(shù)及其應(yīng)用的快速發(fā)展,又使本課程具有內(nèi)容更新加快、實(shí)踐能力要求提高的特點(diǎn)。因此,在教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容上對(duì)傳統(tǒng)授課方式進(jìn)行改革是很有必要的。

二、教學(xué)實(shí)踐與探索

1.根據(jù)學(xué)生不同的專業(yè),適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

在課程的講授過程中,必須要把握學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn),適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)不同專業(yè)的學(xué)生,舉出與其專業(yè)相關(guān)的實(shí)例,使該門課程真正成為所學(xué)專業(yè)的基礎(chǔ)課程。這就要求,教師的教案中要準(zhǔn)備大量的實(shí)例。例如,授課對(duì)象為計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生時(shí),教師可根據(jù)計(jì)算機(jī)工作原理引入并講述一些邏輯電路,如利用優(yōu)先編碼器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中用戶的優(yōu)先級(jí)別判定;鍵盤操作所需的譯碼器、編碼器;數(shù)據(jù)選擇器和分配器的聯(lián)合使用,可實(shí)現(xiàn)一條傳輸線完成多對(duì)微機(jī)間的數(shù)據(jù)傳送等。

2.應(yīng)用多媒體技術(shù)進(jìn)行教學(xué)

多媒體技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用,順應(yīng)了學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,提高了教學(xué)效率與效果,針對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn),利用多媒體技術(shù)良好的交互性和集圖文聲像為一體的優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)與教學(xué)思路同步、與傳統(tǒng)板書相結(jié)合的多媒體課件,充分利用鏈接技術(shù),擴(kuò)展數(shù)字電子技術(shù)課程的信息容量。這樣,既節(jié)省了大量板書畫圖表時(shí)間,又利用多媒體形象、動(dòng)態(tài)的特點(diǎn),彌補(bǔ)了傳統(tǒng)板書的不足。同時(shí),在多媒體課件的制作和使用中,不能忽視學(xué)生的參與性。教學(xué)是一個(gè)師生不斷交流、互動(dòng)的過程,要留給學(xué)生一定的思考空間和時(shí)間,提高學(xué)生參與的積極性,貫徹以學(xué)生為主體的教學(xué)思想。例如,在講解時(shí)序邏輯電路的分析方法時(shí),利用多媒體的動(dòng)態(tài)效果,按照時(shí)間關(guān)系及邏輯關(guān)系,分段顯示各個(gè)信號(hào)的波形,使分析的過程詳細(xì)、嚴(yán)密。在講解的過程中,教師可以啟發(fā)式的提問,引導(dǎo)學(xué)生分析問題,提高學(xué)生聽課的注意力,加強(qiáng)互動(dòng),從而獲得較好的教學(xué)效果。

3.將EDA技術(shù)引入到課程中

《數(shù)字電子技術(shù)》課程的EDA授課方式是指打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式,在多媒體教室,使用現(xiàn)代化的教學(xué)儀器,應(yīng)用電子電路自動(dòng)化設(shè)計(jì)軟件,創(chuàng)造出模擬實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境,使學(xué)生在上理論課程時(shí),能演示實(shí)驗(yàn),使學(xué)生容易接受。選擇Multisim電路仿真軟件作為課堂模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境。Multisim是一個(gè)完整的系列設(shè)計(jì)工具,是可以進(jìn)行設(shè)計(jì)、模擬、測(cè)試和分析電子電路的電路仿真軟件。在教學(xué)過程中,利用Multisim2001在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)字實(shí)驗(yàn),作為教學(xué)的補(bǔ)充,結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容,在理論教學(xué)過程中穿插進(jìn)行,使學(xué)生增強(qiáng)對(duì)電路的感性認(rèn)識(shí),掌握各種儀器的基本使用、電路參數(shù)的測(cè)試方法。這樣,將實(shí)驗(yàn)室搬到教室中,某些實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)步驟的演示可以在教室完成,打破了傳統(tǒng)教學(xué)傳授知識(shí)的地域局限,把學(xué)生不易理解的知識(shí)點(diǎn)直接在課堂中解決,同時(shí),教師有更多的時(shí)間進(jìn)行課堂管理,檢查課堂教學(xué)結(jié)果,從而更出色地完成教學(xué)任務(wù)。

4.加強(qiáng)科技閱讀與寫作訓(xùn)練

培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力是“終身教育,終身學(xué)習(xí)”這種現(xiàn)代教育思想的體現(xiàn)。在電子技術(shù)高速發(fā)展階段,不僅要使學(xué)生具備扎實(shí)寬厚的理論知識(shí),更需要有較強(qiáng)的自學(xué)能力,以便能適應(yīng)社會(huì)的快速發(fā)展,不斷調(diào)整、提高自己。閱讀能力是自學(xué)能力的核心。在《數(shù)字電子技術(shù)》教學(xué)中,教會(huì)學(xué)生進(jìn)行科技閱讀,既能促進(jìn)學(xué)生自學(xué)能力的提高,體現(xiàn)出 “素質(zhì)教育”的理念,也有利于促使學(xué)生對(duì)專業(yè)有一定認(rèn)識(shí),明確個(gè)人專業(yè)發(fā)展方向。在《數(shù)字電子技術(shù)》教學(xué)實(shí)踐中,科技閱讀與寫作在教學(xué)中所起的作用已經(jīng)得到一定的證實(shí)。在教學(xué)中要求學(xué)生閱讀一定數(shù)量的文獻(xiàn)資料,閱讀分析后,將自己的觀點(diǎn)按論文的格式練習(xí)寫作。同時(shí),《數(shù)字電子技術(shù)》課程中介紹了大量的集成電路,要求學(xué)生在課后查閱手冊(cè),了解掌握集成器件的使用方法,提高學(xué)生的自學(xué)能力。在課程講授了TTL門電路和COMS門電路之后,要求學(xué)生閱讀一定數(shù)量的文獻(xiàn),對(duì)兩類電路的比較、分析、系列組成形成初步認(rèn)識(shí),同時(shí),分析、對(duì)比、歸納出各個(gè)系列適用的范圍,按照論文的格式進(jìn)行寫作。這樣做,既掌握和加深了兩種電路的特點(diǎn),又鍛煉了學(xué)生閱讀、寫作的能力,可謂是一舉兩得。

5.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐操作,強(qiáng)化學(xué)生工程能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié),是學(xué)生獲得科研和探索能力的主要途徑之一。學(xué)生的動(dòng)手操作能力,直接影響其創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的發(fā)展。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往是以老師講解和演示為主,學(xué)生按照老師講解的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。這種實(shí)驗(yàn)方式按部就班,雖能避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)一些這樣那樣的問題,使實(shí)驗(yàn)順利完成。但這種實(shí)驗(yàn)方式存在著一些弊端:①實(shí)驗(yàn)操作中出現(xiàn)問題和故障的機(jī)會(huì)減少,甚至從頭至尾沒有任何問題,不利于學(xué)生分析、解決問題能力的培養(yǎng),降低了學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性的發(fā)揮;②壓制了學(xué)生思考和發(fā)揮的空間;③老師講解的時(shí)間多,學(xué)生相對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)間變少,導(dǎo)致其動(dòng)手機(jī)會(huì)減少和動(dòng)手能力下降。因此,打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式,改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,增加實(shí)驗(yàn)類型,一方面將實(shí)作性實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,構(gòu)建培養(yǎng)工程能力的現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境與突出設(shè)計(jì)能力的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境相結(jié)合的全方位實(shí)驗(yàn)教學(xué)空間。例如,在《數(shù)字電子技術(shù)》實(shí)驗(yàn)中,拿出4個(gè)學(xué)時(shí),利用EWB(虛擬電子工作臺(tái))軟件開設(shè)數(shù)字電子鎖和汽車尾燈控制兩個(gè)仿真實(shí)驗(yàn),使學(xué)生增加對(duì)電路的感性認(rèn)識(shí),邊連線、邊測(cè)試、邊修改、邊分析,隨時(shí)調(diào)整實(shí)驗(yàn)條件,觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在這樣的實(shí)驗(yàn)中,把實(shí)驗(yàn)與理論有機(jī)地結(jié)合起來,加深學(xué)生對(duì)理論的認(rèn)識(shí)。另一方面把每個(gè)實(shí)驗(yàn)分成基礎(chǔ)的驗(yàn)證部分和無標(biāo)準(zhǔn)答案的設(shè)計(jì)部分,并提供可選做的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),增加學(xué)生的獨(dú)立思考、獨(dú)立操作的空間。例如,在練習(xí)555定時(shí)器應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)中,要求學(xué)生制作指定頻率的多諧振蕩器,占空比可以任意指定,但要求每人不同。這樣,每個(gè)學(xué)生需要有自己的設(shè)計(jì)方案,無標(biāo)準(zhǔn)答案的實(shí)驗(yàn)給學(xué)生提供了獨(dú)立思考的空間,使每個(gè)人都能得到鍛煉。同時(shí),改革實(shí)驗(yàn)考核方式,加大平時(shí)成績(jī)的比重,考核形式由實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、期末考試三方面組成。

三、結(jié)語

以上幾方面是在數(shù)字電子技術(shù)課程改革中所進(jìn)行的一些探索與實(shí)踐,取得了一定的成效。面對(duì)世界科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,我們將在內(nèi)容、組織實(shí)施與國(guó)際接軌等方面進(jìn)一步探索,以期取得更大的進(jìn)步。

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