在“數字電子技術”教學中培養學生的綜合應用能力

楊方

（遵義師范學院物理與電子科學學院,貴州遵義563006）

在“數字電子技術”教學中培養學生的綜合應用能力

楊方

（遵義師范學院物理與電子科學學院,貴州遵義563006）

“數字電子技術”是電氣、電子類專業的重要基礎課程。作者從教學內容安排、教學過程講授、作業布置與講解等方面對該課程進行教學實踐，以培養學生的綜合應用能力。通過對學生綜合應用能力的培養，提高了學生的學習成績，激發了學生的學習積極性，增強了學生的學習主動性，活躍了課堂學習氛圍；同時也培養了學生之間的溝通協調能力和團隊精神，有效地提高了學生的應用能力和提出問題、分析問題、解決問題的能力,挖掘了學生的創新潛力,從而提升了整個專業的教學水平。

數字電子技術；課程教學；應用能力

“數字電子技術”是電子信息、電氣、通信、自動化等專業的重要基礎課程[1]，具有很強的理論性和實踐性。這門基礎課程的學習情況對后續專業課的學習影響非常大。所以、提高學生對“數字電子技術”課程的學習能力和綜合應用能力有助于提升整個專業的教學水平，使學生能運用理論知識和方法綜合分析、解決實際電路問題。

1 從培養學生應用能力出發，合理安排教學內容

1.1 教學內容緊密結合應用發展

電子技術的發展非?？欤虒W內容要結合電子技術的應用發展，盡量和當前電子技術發展水平接軌，使學生能夠了解最新的相關知識。同時也要根據數字電子技術發展的趨勢，對教學內容進行優化、整合和更新。比如，可在教學中減少對集成門電路內部電路的分析，加強對集成電路邏輯功能掌握和應用方法的教學。

1.2 教學內容要突出重點

教學中要著重培養學生對知識的應用，對教學內容的安排要突出重點，盡可能減少復雜的理論推導,加強知識的應用教學。在應用型本科人才的培養過程中做好繼承性應用的同時，更要注重培養學生創造性應用的能力[2]。所以，精簡內容，突出重點不是說不講基礎知識，而是要求教師區分哪些內容需要重點講解,哪些基礎知識進行普通講解。例如,門電路是“數字電子技術”的基礎內容，但是這一章內容較多，尤其是門電路的內部結構復雜,包括CMOS、TTL等電路的內部結構和工作原理、傳輸特性、邏輯功能等眾多內容。如果要在課堂教學中把全部內容都講完，由于課時原因,只能進行簡單的介紹來完成，學生無法掌握重點，也就無法學懂學精。如果不講內部電路，那么學生專業知識的掌握就不完整，不能提高應用能力。以非微電子專業而言,在教學中主要用到門電路的輸入、輸出端口，那么課堂教學的重點是使學生掌握門電路內部的輸入、輸出電路結構和工作原理及應用相關知識。鑒于此，應該有重點地選擇教學內容，比如CMOS邏輯門電路，只需要詳細講解 CMOS反相器內部電路，其他CMOS門電路的內部結構可忽略，因為所有CMOS門電路的輸入、輸出端都是反相器電路，CMOS反相器內部結構學生也容易學習。在進行集成電路芯片教學時,重點講解引腳、邏輯功能及綜合應用，而在內部電路結構上，無需進行太多太繁瑣的講解。

1.3 在教學中應用計算機輔助軟件

在“數字電子技術”教學中，如果教師只用重講輕練的傳統方法教學，學生的主觀能動性不能得到很好的開發和發揮，加上學生在進行電路設計時，實驗室能提供的元器件也是有限的,因此設計方案就會受到限制，學生實驗機會就會減少，不能滿足電路設計教學的要求。而EWB等仿真軟件能提供豐富的虛擬儀器、儀表和元器件，而且操作簡單快捷，可以讓學生用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，在實際實驗中不能完成或者比較困難的實驗通過仿真實驗就能完成。進行電路仿真演示，也具有很好的效果，能把抽象的邏輯表達式變得形象直觀。[3]這些仿真軟件的使用不僅激發了學生的學習興趣,培養了學生對電路的分析能力和綜合應用能力，還能讓學生掌握儀器的使用方法，增加學生的感性認識，從而提高課堂教學質量，使課堂教學效果達到最佳狀態。

2 設計綜合項目培養學生綜合應用能力教學案例和效果分析

學生由“學會”轉向“會學”，進而進行創新，是教學改革的目的。興趣是最好的老師，如果能使學生對“數字電子技術”產生濃厚的興趣，那么他們就能積極主動地去學習、思考、探索和解決問題，也就培養了學生的學習能力，打下堅實的學習基礎，同時也培養了學生實踐能力和創新能力[4]。為培養學生的綜合應用能力，可以采用多種教學手段相結合的方法。以數據選擇器和譯碼器的教學為例，數據選擇器和譯碼器是兩個非常重要的集成電路器件，在對數據選擇器、譯碼器基本功能和設計組合邏輯電路教學結束后，可對學生進行綜合應用能力提升培養，設計相應的綜合項目，例如，要求用8選1數據選擇器74LS151和2-4線譯碼器74LS139實現邏輯函數

邏輯函數F具有5個變量，單獨采用提供的譯碼器或數據選擇器都不能實現邏輯函數，引導學生考慮譯碼器和數據選擇器進行組合使用。而教科書上沒有講解5個變量的邏輯函數,這種教學方法能夠培養學生的創新思維和綜合應用能力。

對照譯碼器和數據選擇器的輸出邏輯函數式可知，可以用8選1數據選擇器的輸出確定為邏輯函數F的輸出。因此,只要把邏輯函數F的A、B、C作為8選1數據選擇器的輸入端A2，A1，A0,把邏輯函數F轉換為與8選1數據選擇器輸出邏輯式的對應表達式：

很容易看出，若將變量A、B、C作為數據選擇器的地址輸入端A2，A1，A0，則只需確定數據選擇器的輸入端：

現在需要實現D0～D7.對照2線-4線譯碼器輸出表達式可知,若確定2線-4線譯碼器的輸入A1=D, A0=E，則有如下形式。

因此,得到可以用8選1數據選擇器74LS151和2-4線譯碼器74LS139實現F的邏輯電路接法如下：結合實際設計綜合項目進行教學，學生在解決問題的過程中提升了學以致用的能力，使學生意識到基礎知識的學習與實踐能力的培養同樣重要，進一步提高了學生學習的主動性和積極性。

3 科學合理地布置課后作業

課后作業對學生來說,既可檢驗學習的效果，也可檢驗對知識的應用能力。因此，布置課后習題和指導學生做習題也是培養學生綜合應用能力的重要途徑。科學合理地布置作業，應做到作業具有代表性,少而精,難易適中，能起到綜合訓練的目的。比如,在組合邏輯電路設計的傳統教學過程中，學生很容易形成定勢思維,首先想到的就是教師或者書本上介紹的方法[5]，針對這種情況，老師在布置作業時，就不應對其進行方法上的限制，要讓學生獨立思考,大膽創新，做出多種設計方案，以此培養學生的自學能力和綜合應用能力，激發學生的創新思維能力。

4 結束語

通過在“數字電子技術”課程教學中培養學生綜合應用能力的教學實踐與嘗試,學生的專業學習興趣和學習成績大幅提高。很多學生能設計構思巧妙且具有一定實用價值的電子電路，尤其一些愛思考的學生,從該課程的學習中發現了知識理解的新方法,逆向思維出習題解答的新思路，這種思維上的進步,提高了學生對知識的理解記憶和綜合應用能力,為今后專業課程的學習打下了堅實的基礎，同時提高了人才培養質量,落實了專業培養目標。

[1]閻石.數字電子技術基礎(Ver5)[M].北京:高等教育出版社, 2006.

[2]張冬至，劉潤華，王平.電類課程研究型教學模式與學生創新能力培養研究[J].實驗技術與管理，2004，（3）：17-19.

[3]康華光.電子技術基礎:數字部分(Ver4)[M].北京:高等教育出版社,2000.

[4]彭美云.提高本科課堂教學效果的建議[J].中國大學教育, 2010,(7):17-19.

[5]（美）宋莫康.CMOS數字集成電路：分析與設計[M].王志功譯.北京:電子工業出版社,2005.

（責任編輯：徐國紅）

On the Cultivation of Students’Comprehensive Applied Ability in the Teaching of Digital Electronic Technique

YANG Fang
(School of Physics and Electronic Science,Zunyi Normal College,Zunyi 563006,China)

“Digital Electronic Technique”is the fundamental course for electric and electronic major.The author of this paper conducts a practical teaching for this course in terms of teaching content,teaching process,assignment,etc.,the purpose of which is to train students’comprehensive ability.Thereupon,students’study and initiative can be improved;meanwhile,the teamwork spirit among students can be developed and the applied ability as well as students’ability of raising questions,analyzing questions and solving questions may be improved too,thus improving the teaching level of this major.

Digital Electronic Technique;course teaching;applied ability

G424.31

C

1009-3583（2017）-0094-02

2017-04-02

貴州省物理學特色重點學科（黔學位合字ZDXK[2015]12號）；遵義師范學院教研基金資助項目(11-28)

楊 方,男，貴州遵義人，遵義師范學院物理與電子科學學院副教授,碩士，主要從事應用電子技術教學與研究工作。