数字电子技术课程教学方法的创新探索与实践

马艳娥 郭晋蜀山西农业大学信息学院 山西晋中 030800



数字电子技术课程教学方法的创新探索与实践

马艳娥 郭晋蜀
山西农业大学信息学院 山西晋中 030800

摘 要：主要阐述了以CDIO模式为基本借鉴，以“两条主线、三个环节、两个空间”教学思路为基本载体的数字电子技术课程教学方法的创新探索与实践。首先指出数字电子技术课程的重要性与先进性，提出以精讲、多练、勤思实现课程教学提质、增效、升级的创新探索与实践的思路；接着详细介绍了该思路的具体内容以及在其指引下的创新探索与实践的具体做法；最后强调了这些对策的教学实践效果。

关键词：数字电子技术；教学方法；创新与实践

1　课程现状与研究背景

数字电子技术课程既是电子、电气、机电、自动化等工科本科专业最重要的专业基础课之一，也是最有条件将构思、设计、实施、运行一体化工程应用能力培养融入其教学全过程中的课程之一。数字电子技术横亘在工程电路分析、模拟电子技术等重要专业基础课和微机原理与接口技术、单片机原理及应用、DSP技术、微机控制技术等重要专业课之间，其在这两大部分课程之间上挂下联、承上启下的举足轻重作用，已经使它的应用几乎渗透到了现代工程领域的方方面面。随着半导体集成电路的集成度和复杂程度的不断提高，更加日益凸显出数字电子技术的重要程度及其应用的广泛程度［1］。

数字电子技术课程的重要性以及数字电子技术日新月异的先进性，使得如何千方百计地通过精讲、多练、勤思来实现数字电子技术课程教学的提质、增效、升级，成为需要教学双方持续探索的重要课题。

精讲、多练、勤思的目的与重要意义分别是打好数字电子技术理论基础、提高工程实践的设计与实操技能和培养创新思维能力。CDIO作为举世公认的21世纪高等工程技术人才的最新培养模式，其集先进性、科学性、系统性、实用性于一身的特点［2］，使其可以成为在数字电子技术课中实现精讲、多练、勤思的基本借鉴。在教学实践中应用“两条主线、三个环节、两个空间”教学思路替代传统的教学方法，则是在数字电子技术课中实现精讲、多练、勤思的重要载体。基本借鉴与重要载体相互结合，使得课堂教学的科学性和系统性与学生自主学习的积极性和主动性形成合力，从而实现了教学质量的提质、增效、升级。

2　教学方法突出“两条主线、三个环节、两个空间”的思路

“两条主线”是指理论教学与实践教学相互支撑。在数字电子技术课程的教学中，以“精讲”的方式对理论课涉及的知识点、重点及难点进行阐述，实践教学中的实验验证与课程设计，则是在系统理论指导下，使感性认识与理性认识相互转化、相互促进、共同升华。如此相互支撑的“两条主线”，不仅能够使学生在“理性认识—感性认识—理性认识”的螺旋式上升过程中打好基础、形成应用能力，还能够使学生在产生学习兴趣与学习成就感之间产生良性循环，使学习的“天天向上”成为可持续的“常态”。

“三个环节”是指理论教学环节、实验教学环节和课程设计环节相互渗透。根据CDIO教学理念，通过“多练”的方式使学生能够在“三个环节”中实现“互动、启发、探究、体验”的学习，引导学生利用所学理论知识提出问题和构思方案，从而找到解决问题的途径，并逐步形成运用数字电子技术课程的知识解决实际问题的工程应用能力。

“两个空间”是指课内教学与课外自主学习融为一体。由于数字电子技术课程理论与实际联系十分密切，自主学习又是高校学生获取知识增长能力的主要形式之一，引导、鼓励、支持学生主动、积极、自觉地将课内教学活动与课外自主学习融为一体，是取得事半功倍教学效果的重要途径。学生可以通过设法解决课外实际生活中遇到的问题培养“勤思”的习惯，根据课堂上学过的理论和简单的实验在课外自主学习中进一步开展实践活动，将“勤思”更快地升华为实际的工程应用能力。

3　教学方法的创新探索与实践的具体做法

3.1“两条主线”中“精讲”的创新教学方法

3.1.1以表演式教学与多媒体动画技术创造理论教学中的“形象刺激”

通过创造性地应用“形象刺激”，可以显著提升理论课的教学效果。采用表演式教学方式创造“形象刺激”，以此方式形成的精彩讲解，其目的是来打破传统的较为沉闷的课堂教学氛围，让学生感觉到听教师讲就像是在观赏一幕戏。教师把所讲的知识蕴含在了精彩的表演中，以此形成的“形象刺激”充分地吸引了学生的注意力。对于在数字电子技术课程中讲到TTL电路中三极管符号这一知识点时，教师先画出图形符号，再用手做出像图形的喇叭状手势，说明其具有放大的作用，再用手做出开关状手势，说明其具有开关的作用，这样做既生动又形象，然后说明符号中箭头的三层意义。在理论教学环节中融入表演式教学法，不仅使学生对理论性较强且较为抽象的数字电子技术课程变得感兴趣，而且对所讲内容记忆深刻。

采用多媒体动画技术，是创造性地应用“形象刺激”的另一教学手段。应用多媒体动画技术的目的，是以全新教学情境来精讲重点知识，为课堂教学注入活力，把枯燥的专业知识转变为学生易懂的实际问题。在数字电子技术课程中讲解组合逻辑电路的设计这一重点内容时，以设计一个交通信号灯工作状态的监视电路为例［3］，在多媒体技术的辅助下，以动画的形式替代静止的图片显示，可以更加直观地说明实际问题。先用红黄绿灯闪烁的动态显示，表明交通信号灯工作状态是否正常，再根据学生在实际生活中接触的交通信号灯进行分析判断，最后应用所学理论知识解决实际问题。以这样的多媒体动画技术创造的“形象刺激”形式，既形象直观又浅显易懂，使学生理解快、印象深、用得上、记得牢，显著改善了数字电路的教学效果。

3.1.2在课堂教学中使实践教学与理论教学相互融入相互支撑

在课堂教学中融入实践教学，其根本目的是解决了理论与实践的连贯性数字电子技术课程是实践性很强的课程，只有亲自动手解决工程实际问题，才能使课堂上的理论知识得以巩固，达到学以致用的工程技术人才培养初衷。在数字电子技术课程中以译码器部分为例，要求用74HC138译码器为例设计交通信号灯工作状态的监视电路［4］，对于这样的小型设计实验，可以花少量的时间进行随堂实践，将实验箱放在课堂中演示设计过程，以验证所学的理论知识，并利用课堂上所学的实践过程，形成引导学生进行工程应用初步构思的效果，使学生对如何应用所学的理论知识去解决工程实际问题理解深刻并产生欲亲手尝试的冲动。

3.2“三个环节”中“多练”的创新教学方法

采用项目教学法，将CDIO的构思、设计、实施、运行融入其中。为了打破传统的教学模式，以21世纪高级工程技术人员培训的CDIO模式创新“三个环节”中“多练”的形式。构成以学生为中心，以工程应用贯穿教学全程为导引，以实现涉及课程大部分主干内容的工程设计项目为目的的项目教学法。在项目教学法中，通过教师的主导，使得理论教学环节、实验教学环节和课程设计环节环环紧扣、相互渗透，其目的是在教学中把理论与实践有机结合，培养学生的工程应用创造能力和解决实际问题的综合能力。

美国教育学家苏娜丹戴克曾说过：“告诉我，我会忘记，做给我看，我会记住，让我参加，我就会完全理解”。创新数字电子技术课程教学实践中的“三个环节”，可以采用项目教学法，将“告诉我”“做给我看”和“让我参加”融会贯通于其中。以设计表决电路的项目教学法为例，让学生根据实际的项目按照所学理论知识进行逻辑电路的分析和设计，从“列真值表—用卡诺图化简—写最简表达式—画出逻辑电路图—选择元器件—连接电路”直接到调试完成设计任务，这一系列的过程符合CDIO模式的构思、设计、实施、运行，促使学生利用学过的相关知识和技能去完成该任务，从而培养了学生自主发现、分析和处理问题的能力。通过项目教学法，充分激发学生的主观能动性和创造性，引导并促进学生积极探索、主动发现、及时总结将理论与工程应用相互结合的规律，从而达到在工程实践方向上对所学知识进行意义建构的目的。

3.3“两个空间”中“勤思”的创新与实践方法

如何才能使课内教学和课外自主学习这两方面的教学具有可实践性？在数字电子技术课程的教学中，可以组织学生人手购置一套数字电路常用芯片与分立元件的套件，外加安装在绝缘板上的若干块面包板、一组彩色漆包线和一个稳压电源。这些硬件投资的费用并不高，却可以使得学生在课外自主学习过程中，按照CDIO模式进行构思、设计、仿真、实施、运行的一系列工程实践活动时，就有了得以开展实际操作的最低硬件条件。其中的仿真环节可以在各自的计算机上进行，现在的学生，应该人手都有一台计算机，无论是台式机还是笔记本计算机。通过自己设计电路、制作电路板，然后利用所购买的套件做成电子产品，这样的操作不仅增强了学生的学习兴趣，更使学生真正懂得数字电子技术在工程实践中的用途，而且将学生的学习纳入了兴趣与能力相互促进、共同增长的可持续发展轨道。

在课内教学和课外自主学习“两个空间”中，还可以有多种方式促进两者的融合。为了鼓励、支持、促进学生课外自主学习的积极性，并使学生养成“勤思”的目的，成立电子协会、组织学生参加电子设计大赛等形式都被证明是可行且有效的。电子协会可以邀请有经验的教师定期给相关专业的学生举办数字电子技术方面的讲座，可以组织学生学习日常家电的维护和修理；组织学生参加各级各类的电子设计技能大赛，鼓励学生积极参加各种形式电子产品的设计与制作，使学生在比赛中得到很好的学习和锻炼［5］。通过组织这样的活动，可以促使课内教学与课外自主学习更好地融为一体。

4　结束语

通过对教学方法创新探索与积极实践，切实达到了促使数字电子技术课程的教学质量提质、增效、升级的目的。在教学方法上勇于创新探索与积极实践的效果，加深了学生对理论知识的理解与掌握，激发了学生课外的学习兴趣和积极性，提高了学生在工程实践设计方面的能力，培养了学生分析问题和解决问题的创新思维，实现了对数字电子技术课程的精讲、多练、勤思的目的，教学质量也达到了新的高度。随着科学与技术水平的发展，我们还将不断地在教学实践中努力探索新的教学方法，持续提高教学质量，以达到更佳的教学效果。

参考文献

［1］ 阎石.数字电子技术基础［M］.北京:高等教育出版社，2006.

［2］ 顾佩华，沈民奋.重新认识工程教育:国际CDIO培养模式与方法［M］.北京:高等教育出版社，2009.

［3］ 林屹，叶小岭.数字电子技术课程教学方法的改革与实践［J］.中国电力教育，2008（21）:71-72.

［4］ 刘雪锋.“量体裁衣法”在《数字电子技术》教学中的应用［J］.现代计算机，2013（9）:54-56.

［5］ 金赛赛，庞博.高校《数字电子技术》课程教学改革与探索［J］.科技信息，2013（22）:203-204.

Digital Electronic Technology Teaching Method Innovative Exploration and Practice

Ma Yane， Guo Jinshu
College of Information，Shanxi Agricultural University， Jinzhong， 030620， China

Abstract:This paper mainly expounds the CDIO mode as the basic model， the "two main lines， three links， two space" teaching idea as the basic carrier of digital electronic technology course of exploration and practice of teaching innovation. The paper pointed out the importance of the digital electronic technology course and advanced，and put forward to the idea of teaching earnestly，more practice， thinking frequently to realize the innovation and exploration of the improving the teaching quality and effciency.Then introduced the specifc content of the thought and innovation under the guidance of exploration and practice，the specifc method，fnally the paper emphasized the effect of the strategies and the teaching practice.

Key words:digital electronic technology； teaching methods； practice and innovation

收稿日期：2015-11-04

作者简介：马艳娥，硕士，助教。通讯作者：郭晋蜀，硕士，副教授。