数电课程设计教学改革的实践与反思

来源:用户上传      作者:

　　摘 要：数字电路课程是电气化工专业关键课程，其可以为电气化工专业学生后续就业、发展提供有效的帮助。而在数电课程实践过程中，出现了一些问题。因此，本文以数电课程设计为入手点，对数电课程设计教学改革目标进行了简单的分析。并结合具体数电课程内容，进行了深入探究。
　　关键词：数电课程;设计;改革
　　在现代信息技术高速发展进程中，企业对创新复合型人才需求逐年增加，对相关专业学生提出了更高的要求。而课程设计是高等教育院校课程教学的重点模块，通过数电课程设计教学改革，可以从课程目标、课程教学思路、课程组织模式及考核等方面，进行逐一优化，为相关专业课程开展提供有效的指导。据此，对数电课程设计教学改革进行适当分析非常必要。
　　一、数电课程设计教学目标概述
　　数字电路课程是一门实践性较强的学科，涉及了先进医疗设备、自动化生产线、广播电视、航空、科学研究、医用电器等相关专业，对学习者实践动手能力、创新能力、综合设计能力及逻辑电路设计能力具有较高的要求。据此，在数字电路课程设计教学目标设置过程中，课程教学人员可以结合具体课程内容，以基础理论、知识及方法、步骤、内容工艺为要点，引导专业学生查阅文献资料并将其用于问题处理的技能。同时培养专业学生实践动手能力、解决问题及分析问题的能力。[1]
　　二、数电课程设计教学改革实践路径
　　（一）数字电路课程设计教学概述
　　本次数字电路课程主要以“十进制脉冲计数显示电路的设计与安装调试”设计为例，在任务开展之前，教学人员可预先将整体课程划分为若干个具体的小任务。在明确的任务带领下，专业教学人员可指导专业学生依照一定的顺序，完成555集成块分频、发光二极管、译码显示、手動控制脉冲、分频、显示电路去抖等任务。随后依据由易到难、由简单到繁琐的原则，引导专业学生逐步拓展思路，掌握数字电力课程中基础问题。
　　（二）数字电路课程设计教学改革实践
　　首先，在课程开展前期，数字电路课程教学人员可要求班级学生利用课下时间完成印制线路板制作。在印制线路板制作过程中，专业学生可依托已学知识库，利用现有资源，进行发光二极管计数、分频、脉冲产生、译码显示等模块的自主设计。同时根据制作线路板阶段遇到的相关问题，班级学生可进行分类总结，并在课程中向教师提出。
　　其次，在课程开展阶段，数字电路课程教学人员可首先给出数字电路课程任务。同时根据班级学生学习层次的差异，将班级学生划分为若干个小组，并为班级学生讲述完成任务的具有目标。随后要求班级学生根据前期印制线路板制作经验，在一节课程中，完成十进制脉冲计数显示电路设计、安装。同时考虑到班级学生缺乏充足的自主实践经验，数字电路课程教学人员可在任务提出之后，为班级学生提供适时的提示及指导。如将十六进制更改为十进制计数显示，可采用CD4040集成块、74LS161相应门电路进行设计;利用手动输入开关脉冲信号完成技术显示任务，可在手动控制参数电路的基础上，逐步分析电路更改连接位置;在调试与测量阶段，需要检查确定稳压电源输出电压与标准电压要求相符的基础上，调试技术电路，促使其回归到正确的计数脉冲信号。最终保证数码管路可以显示与标准相符的十进制计数信息。在示范引导的基础上，课程教学人员也可以根据具体问题，以问题情境的方式，逐步为班级学生展示手动开关串联脉冲信号输入端代替555电路的过程。通过类似电路的演示，可以帮助专业学生进行不同的学习体验，为专业学生实践能力提升提供充足的空间。
　　最后，在具体任务进行过程中，经常会出现无法预知的问题。如手动脉冲控制阶段，数码管显示无法依据规律跳变。且从555集成块输出为标准脉冲，促使555集成块引导至机械开关触电接触不稳定，产生多次抖动，且导致电路输出呈现不规律跳变。针对这一情况，课程教学人员可适时点拨，引导班级学生进行消抖电路的设计。并鼓励各学习小组合作探究抖动消除电路设计方式。如采用RS触发器电路组合成脉冲整形电路，或者利用一脚接手动开关、一脚接74LS162脉冲输入端的单稳态电路，抖动屏蔽等。结合数字电路课程教学人员对软件抖动时间躲避、RC积分电路开关抖动解决等模式的讲解，可以保证各小组设计的555电路构成单稳态电路。同时通过不同解决方案的逐一实践对比，可以为班级学生提供更多的问题解决方式。[2]
　　（三）数字电路课程设计教学改革反思
　　首先，在以任务为主导的数字电路课程教学过程中，通过上述教学任务的完成，可以促使专业学生在实践中将所学理论知识与具体任务进行有效连接。同时反思各小组、个体不同收获，可以引导班级学生不断思索探究，为班级学生创新意识提升提供充足空间。
　　其次，通过将传统教学模式调整为自主参与+合作交流+分析探究的任务引导式教学模式，专业学生成为整体知识学习过程的主体。通过逐步思考、学习、讨论，可以进一步拓展班级学生学习空间。在不断改进方法、不断运用理论、不断创新思路的过程中，专业学生突发事故处理能力也会进一步提升。
　　最后，以任务为引导的数字电路课程教学模式，对专业教学人员提出了更高的要求。即在任务情景中进行知识传输。而根据学生学习层次的差异，所需要解决的问题也具有较大差别。因此，数字电路课程教学人员应综合考虑班级学生学习层次需求，依据梯度式教学设计原则，进行教案书写，充分满足专业学生学习提升需求。
　　三、总结
　　综上所述，针对现阶段数字电路课程教学中学生实践能力不足、自我管理能力较差且学习习惯不佳的情况，为帮助班级学生轻松掌握数字电路课程，课程教学人员可以任务为引导，结合具体教学内容，进行任务引导式数字电路课程教学方案的设计。并结合具体课程教学实践情况，从自身、学习者、教学氛围等方面，进行全面分析优化，为数字电路课程教学效率提升提供依据。
　　参考文献：
　　[1]刘静.“数字电路”课程设计教学改革研究[J].科技风，2017（22）：22.
　　[2]穆鹏.浅析高职院校"数字电路"课程设计教学改革[J].电子世界，2017（24）：97.
　　作者简介：胡爱明（1976-），男，汉族，湖南邵阳县人，博士，讲师，研究方向：物理电子及纳米电子学。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14945286.htm