数字电子技术课程教学的探索与实践

王静波　张　钧　刘丽萍

摘要:本文针对《数字电子技术》课的特点,结合教学实践与体会,对本课程的理论教学和实践教学进行了一些有益的探索,并提出了一些看法和建议。

关键词:多媒体技术;EDA技术;阅读;实践

一、《数字电子技术》课程的定位与特点

《数字电子技术》课程是自动控制、电子、通信等工科电类专业的专业基础课。这门课程所介绍的理论知识在其专业课中占有重要的地位,而且与实际元器件、工程分析、设计及计算等紧密相关。可以说,《数字电子技术》课程是联系公共基础课程与专业课程的一座重要桥梁。《数字电子技术》具有很强的技术性和实践性,其授课方式和学生对课程的理解程度对该专业的整体教学质量具有很大的影响。此前,本课程一直沿用教师板书讲授理论课的传统授课方式。板书的授课方式形式呆板,占用课时多,知识面窄,很多章节无法展开,更没时间介绍实例,学生学习起来抽象、学习效果难以提高。随着电子技术及其应用的快速发展,又使本课程具有内容更新加快、实践能力要求提高的特点。因此,在教学方法和教学内容上对传统授课方式进行改革是很有必要的。

二、教学实践与探索

1.根据学生不同的专业,适当调整教学内容

在课程的讲授过程中,必须要把握学生的专业特点,适当调整教学内容。针对不同专业的学生,举出与其专业相关的实例,使该门课程真正成为所学专业的基础课程。这就要求,教师的教案中要准备大量的实例。例如,授课对象为计算机专业学生时,教师可根据计算机工作原理引入并讲述一些逻辑电路,如利用优先编码器实现网络中用户的优先级别判定;键盘操作所需的译码器、编码器;数据选择器和分配器的联合使用,可实现一条传输线完成多对微机间的数据传送等。

2.应用多媒体技术进行教学

多媒体技术在教学领域中的应用,顺应了学生的认知规律,提高了教学效率与效果,针对《数字电子技术》课程教学内容的特点,利用多媒体技术良好的交互性和集图文声像为一体的优势,设计与教学思路同步、与传统板书相结合的多媒体课件,充分利用链接技术,扩展数字电子技术课程的信息容量。这样,既节省了大量板书画图表时间,又利用多媒体形象、动态的特点,弥补了传统板书的不足。同时,在多媒体课件的制作和使用中,不能忽视学生的参与性。教学是一个师生不断交流、互动的过程,要留给学生一定的思考空间和时间,提高学生参与的积极性,贯彻以学生为主体的教学思想。例如,在讲解时序逻辑电路的分析方法时,利用多媒体的动态效果,按照时间关系及逻辑关系,分段显示各个信号的波形,使分析的过程详细、严密。在讲解的过程中,教师可以启发式的提问,引导学生分析问题,提高学生听课的注意力,加强互动,从而获得较好的教学效果。

3.将EDA技术引入到课程中

《数字电子技术》课程的EDA授课方式是指打破传统的教学模式,在多媒体教室,使用现代化的教学仪器,应用电子电路自动化设计软件,创造出模拟实验室的环境,使学生在上理论课程时,能演示实验,使学生容易接受。选择Multisim电路仿真软件作为课堂模拟实验环境。Multisim是一个完整的系列设计工具,是可以进行设计、模拟、测试和分析电子电路的电路仿真软件。在教学过程中,利用Multisim2001在计算机上进行数字实验,作为教学的补充,结合具体的教学内容,在理论教学过程中穿插进行,使学生增强对电路的感性认识,掌握各种仪器的基本使用、电路参数的测试方法。这样,将实验室搬到教室中,某些实验过程、实验步骤的演示可以在教室完成,打破了传统教学传授知识的地域局限,把学生不易理解的知识点直接在课堂中解决,同时,教师有更多的时间进行课堂管理,检查课堂教学结果,从而更出色地完成教学任务。

4.加强科技阅读与写作训练

培养学生的阅读能力是“终身教育,终身学习”这种现代教育思想的体现。在电子技术高速发展阶段,不仅要使学生具备扎实宽厚的理论知识,更需要有较强的自学能力,以便能适应社会的快速发展,不断调整、提高自己。阅读能力是自学能力的核心。在《数字电子技术》教学中,教会学生进行科技阅读,既能促进学生自学能力的提高,体现出 “素质教育”的理念,也有利于促使学生对专业有一定认识,明确个人专业发展方向。在《数字电子技术》教学实践中,科技阅读与写作在教学中所起的作用已经得到一定的证实。在教学中要求学生阅读一定数量的文献资料,阅读分析后,将自己的观点按论文的格式练习写作。同时,《数字电子技术》课程中介绍了大量的集成电路,要求学生在课后查阅手册,了解掌握集成器件的使用方法,提高学生的自学能力。在课程讲授了TTL门电路和COMS门电路之后,要求学生阅读一定数量的文献,对两类电路的比较、分析、系列组成形成初步认识,同时,分析、对比、归纳出各个系列适用的范围,按照论文的格式进行写作。这样做,既掌握和加深了两种电路的特点,又锻炼了学生阅读、写作的能力,可谓是一举两得。

5.加强实验与实践操作,强化学生工程能力

实验教学是本课程的重要教学环节,是学生获得科研和探索能力的主要途径之一。学生的动手操作能力,直接影响其创新意识和创新能力的发展。传统的实验教学往往是以老师讲解和演示为主,学生按照老师讲解的步骤进行实验操作。这种实验方式按部就班,虽能避免学生在实验操作中出现一些这样那样的问题,使实验顺利完成。但这种实验方式存在着一些弊端:①实验操作中出现问题和故障的机会减少,甚至从头至尾没有任何问题,不利于学生分析、解决问题能力的培养,降低了学生的主观能动性和创造性的发挥;②压制了学生思考和发挥的空间;③老师讲解的时间多,学生相对实验时间变少,导致其动手机会减少和动手能力下降。因此,打破传统的实验教学方式,改革实验内容,增加实验类型,一方面将实作性实验与计算机仿真实验相结合,构建培养工程能力的现实实验环境与突出设计能力的虚拟实验环境相结合的全方位实验教学空间。例如,在《数字电子技术》实验中,拿出4个学时,利用EWB(虚拟电子工作台)软件开设数字电子锁和汽车尾灯控制两个仿真实验,使学生增加对电路的感性认识,边连线、边测试、边修改、边分析,随时调整实验条件,观察实验结果。在这样的实验中,把实验与理论有机地结合起来,加深学生对理论的认识。另一方面把每个实验分成基础的验证部分和无标准答案的设计部分,并提供可选做的综合性、设计性实验,增加学生的独立思考、独立操作的空间。例如,在练习555定时器应用的实验中,要求学生制作指定频率的多谐振荡器,占空比可以任意指定,但要求每人不同。这样,每个学生需要有自己的设计方案,无标准答案的实验给学生提供了独立思考的空间,使每个人都能得到锻炼。同时,改革实验考核方式,加大平时成绩的比重,考核形式由实验表现、实验报告、期末考试三方面组成。

三、结语

以上几方面是在数字电子技术课程改革中所进行的一些探索与实践,取得了一定的成效。面对世界科学技术的迅猛发展,我们将在内容、组织实施与国际接轨等方面进一步探索,以期取得更大的进步。

参考文献:

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