數字電子技術課程教學的探索與實踐

王靜波　張　鈞　劉麗萍

摘要:本文針對《數字電子技術》課的特點,結合教學實踐與體會,對本課程的理論教學和實踐教學進行了一些有益的探索,并提出了一些看法和建議。

關鍵詞:多媒體技術;EDA技術;閱讀;實踐

一、《數字電子技術》課程的定位與特點

《數字電子技術》課程是自動控制、電子、通信等工科電類專業的專業基礎課。這門課程所介紹的理論知識在其專業課中占有重要的地位,而且與實際元器件、工程分析、設計及計算等緊密相關。可以說,《數字電子技術》課程是聯系公共基礎課程與專業課程的一座重要橋梁。《數字電子技術》具有很強的技術性和實踐性,其授課方式和學生對課程的理解程度對該專業的整體教學質量具有很大的影響。此前,本課程一直沿用教師板書講授理論課的傳統授課方式。板書的授課方式形式呆板,占用課時多,知識面窄,很多章節無法展開,更沒時間介紹實例,學生學習起來抽象、學習效果難以提高。隨著電子技術及其應用的快速發展,又使本課程具有內容更新加快、實踐能力要求提高的特點。因此,在教學方法和教學內容上對傳統授課方式進行改革是很有必要的。

二、教學實踐與探索

1.根據學生不同的專業,適當調整教學內容

在課程的講授過程中,必須要把握學生的專業特點,適當調整教學內容。針對不同專業的學生,舉出與其專業相關的實例,使該門課程真正成為所學專業的基礎課程。這就要求,教師的教案中要準備大量的實例。例如,授課對象為計算機專業學生時,教師可根據計算機工作原理引入并講述一些邏輯電路,如利用優先編碼器實現網絡中用戶的優先級別判定;鍵盤操作所需的譯碼器、編碼器;數據選擇器和分配器的聯合使用,可實現一條傳輸線完成多對微機間的數據傳送等。

2.應用多媒體技術進行教學

多媒體技術在教學領域中的應用,順應了學生的認知規律,提高了教學效率與效果,針對《數字電子技術》課程教學內容的特點,利用多媒體技術良好的交互性和集圖文聲像為一體的優勢,設計與教學思路同步、與傳統板書相結合的多媒體課件,充分利用鏈接技術,擴展數字電子技術課程的信息容量。這樣,既節省了大量板書畫圖表時間,又利用多媒體形象、動態的特點,彌補了傳統板書的不足。同時,在多媒體課件的制作和使用中,不能忽視學生的參與性。教學是一個師生不斷交流、互動的過程,要留給學生一定的思考空間和時間,提高學生參與的積極性,貫徹以學生為主體的教學思想。例如,在講解時序邏輯電路的分析方法時,利用多媒體的動態效果,按照時間關系及邏輯關系,分段顯示各個信號的波形,使分析的過程詳細、嚴密。在講解的過程中,教師可以啟發式的提問,引導學生分析問題,提高學生聽課的注意力,加強互動,從而獲得較好的教學效果。

3.將EDA技術引入到課程中

《數字電子技術》課程的EDA授課方式是指打破傳統的教學模式,在多媒體教室,使用現代化的教學儀器,應用電子電路自動化設計軟件,創造出模擬實驗室的環境,使學生在上理論課程時,能演示實驗,使學生容易接受。選擇Multisim電路仿真軟件作為課堂模擬實驗環境。Multisim是一個完整的系列設計工具,是可以進行設計、模擬、測試和分析電子電路的電路仿真軟件。在教學過程中,利用Multisim2001在計算機上進行數字實驗,作為教學的補充,結合具體的教學內容,在理論教學過程中穿插進行,使學生增強對電路的感性認識,掌握各種儀器的基本使用、電路參數的測試方法。這樣,將實驗室搬到教室中,某些實驗過程、實驗步驟的演示可以在教室完成,打破了傳統教學傳授知識的地域局限,把學生不易理解的知識點直接在課堂中解決,同時,教師有更多的時間進行課堂管理,檢查課堂教學結果,從而更出色地完成教學任務。

4.加強科技閱讀與寫作訓練

培養學生的閱讀能力是“終身教育,終身學習”這種現代教育思想的體現。在電子技術高速發展階段,不僅要使學生具備扎實寬厚的理論知識,更需要有較強的自學能力,以便能適應社會的快速發展,不斷調整、提高自己。閱讀能力是自學能力的核心。在《數字電子技術》教學中,教會學生進行科技閱讀,既能促進學生自學能力的提高,體現出 “素質教育”的理念,也有利于促使學生對專業有一定認識,明確個人專業發展方向。在《數字電子技術》教學實踐中,科技閱讀與寫作在教學中所起的作用已經得到一定的證實。在教學中要求學生閱讀一定數量的文獻資料,閱讀分析后,將自己的觀點按論文的格式練習寫作。同時,《數字電子技術》課程中介紹了大量的集成電路,要求學生在課后查閱手冊,了解掌握集成器件的使用方法,提高學生的自學能力。在課程講授了TTL門電路和COMS門電路之后,要求學生閱讀一定數量的文獻,對兩類電路的比較、分析、系列組成形成初步認識,同時,分析、對比、歸納出各個系列適用的范圍,按照論文的格式進行寫作。這樣做,既掌握和加深了兩種電路的特點,又鍛煉了學生閱讀、寫作的能力,可謂是一舉兩得。

5.加強實驗與實踐操作,強化學生工程能力

實驗教學是本課程的重要教學環節,是學生獲得科研和探索能力的主要途徑之一。學生的動手操作能力,直接影響其創新意識和創新能力的發展。傳統的實驗教學往往是以老師講解和演示為主,學生按照老師講解的步驟進行實驗操作。這種實驗方式按部就班,雖能避免學生在實驗操作中出現一些這樣那樣的問題,使實驗順利完成。但這種實驗方式存在著一些弊端:①實驗操作中出現問題和故障的機會減少,甚至從頭至尾沒有任何問題,不利于學生分析、解決問題能力的培養,降低了學生的主觀能動性和創造性的發揮;②壓制了學生思考和發揮的空間;③老師講解的時間多,學生相對實驗時間變少,導致其動手機會減少和動手能力下降。因此,打破傳統的實驗教學方式,改革實驗內容,增加實驗類型,一方面將實作性實驗與計算機仿真實驗相結合,構建培養工程能力的現實實驗環境與突出設計能力的虛擬實驗環境相結合的全方位實驗教學空間。例如,在《數字電子技術》實驗中,拿出4個學時,利用EWB(虛擬電子工作臺)軟件開設數字電子鎖和汽車尾燈控制兩個仿真實驗,使學生增加對電路的感性認識,邊連線、邊測試、邊修改、邊分析,隨時調整實驗條件,觀察實驗結果。在這樣的實驗中,把實驗與理論有機地結合起來,加深學生對理論的認識。另一方面把每個實驗分成基礎的驗證部分和無標準答案的設計部分,并提供可選做的綜合性、設計性實驗,增加學生的獨立思考、獨立操作的空間。例如,在練習555定時器應用的實驗中,要求學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,每個學生需要有自己的設計方案,無標準答案的實驗給學生提供了獨立思考的空間,使每個人都能得到鍛煉。同時,改革實驗考核方式,加大平時成績的比重,考核形式由實驗表現、實驗報告、期末考試三方面組成。

三、結語

以上幾方面是在數字電子技術課程改革中所進行的一些探索與實踐,取得了一定的成效。面對世界科學技術的迅猛發展,我們將在內容、組織實施與國際接軌等方面進一步探索,以期取得更大的進步。

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