《数字电子技术》课程教学改革的思考

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　　摘要：《数字电子技术》课是电气、电子信息类专业的一门重要的技术基础课。为了适应科学技术的发展，突出学生动手能力、创新能力与学习能力的培养，本文结合作者多年的教学经验，浅析了目前《数字电子技术》课程教学中存在的不足及难以适应当前教学发展需要的状况，从教学内容、实践教学、教学方法和手段等方面对该课程的教学改革提出几点建议。
　　关键词：数字电子技术　教学　改革
　　
　　《数字电子技术》是电子信息类专业的一门专业基础课，是一门实践性很强的课程，在当今数字化社会中，它对培养出“技能型、应用型、创新型、创业型”人才，有着举足轻重的作用。由于EDA技术、大规模集成电路，特别是可编程器件的高度发展，数字技术知识的更新速度远远高于整个科技领域发展的平均速度，所以对以数字电路逻辑设计和应用为主要教学内容的《数字电子技术》课程提出了更高的要求。
　　1、课程教学内容的改进。
　　1.1　以应用为目的，以必须够用为度：根据专业培养目标和大纲任务，确定“必须”的内容和“够用”的尺度，才能保证教材质量，提高教学效益。首先要解决好教材内容繁多和学时数有限的矛盾，数字电子技术教学转入以集成电路为主，带来了本门课程在基础理论、基本技能和基本分析方法的变化，我们根据本专业的特点，删减陈旧的知识，增加现代电子技术的内容，例如各种逻辑部件是组成数字电路的基础，所以在教学中，应重点强调其外特性和应用，对内部结构及其分析尽量淡化，甚至删除。
　　1.2　增加集成电路的有关内容：中规模、大规模、超大规模集成电路的出现，使数字电路系统的设计简化，工作可靠，成本降低，也是开发应用的发展方向。所以我们在教学中增加了目前市场应用较多，但是未进入教科书的集成电路芯片，如MCl46818实时时钟芯片、Interl7109A/D转换器等，收到很好的效果。
　　1.3　突出分析方法和设计方法的介绍，培养学生综合分析和设计能力：数字电子技术发展很快，学生在学校里不可能掌握所有的知识和技术，重要的是教给学生分析问题和解决问题的方法。更重要的一点是将老师承担的科研课题中有关部分较好地融于教学中，提高学生综合分析能力。如在课程结束时，综合性地介绍一道例题“多通道数据采集系统”电原理分析。包括有门电路、触发器、计数器、A/D、D/A转换器等电路，教材中的内容基本都涉及到，对于这样一个规模不太大的数字电路系统，我们作为大作业让学生分析。要求：了解用途；找出通路；画出单元电路图；画出总框图：分析其功能；写出报告。
　　2、运用多媒体技术深化《数字电子技术》课程教学手段的改革。
　　2.1　多媒体的特点符合认知行为的基本规律：神经学和心理学研究表明，人类获取的信息，83％来自视觉，11％来自听觉，3.5％来自嗅觉，1.5％来自触觉，1％来自味觉。因此，多渠道、多感官的综合刺激，有利于提高信息的获取量。
　　2.2　多媒体技术的发展为教学中的视听结合提供了可能：将多媒体适时地、合理地引入到课堂教学，利用其对视觉、听觉等多渠道、多感官的综合刺激，不仅有利于激发学生的学习兴趣、营造和谐互动的课堂气氛，而且有利于提高教学效率和学生学习效果。
　　2.3　设计思路及特点：“板书式”的多媒体课件，就是根据教学思路，将复杂的器件内部结构、电路原理图、时序图、图表等，按照其内在的逻辑联系、时序关系，以动画的形式分步、逐层出现。这样既节省了大量板书画图表的时间，提高了教学效率，又利用了多媒体形象、动态、多彩的特点，弥补了传统板书的不足，可以使现实中原本动态的、立体的，但由于教材和黑板的限制，只能静态描述的内容重现其动态本质，使教学生动、直观，活跃课堂气氛。同时由于教学内容是多媒体以分步、分层的形式给出的，所以，能够较好地实现多媒体与教学思路的同步，充分展现教师分析问题、解决问题的思维过程，有利于学生学习能力、思维能力的提高。
　　2.4　慎重选择课件内容：设计多媒体课件，应深入研究教学内容之间内在的、本质的联系，分析学生的认知规律，在此基础上，根据教学内容的不同特点，将那些用传统教学方法费时、费力、又很难讲清、学生难以理解的内容，如中大规模集成电路的工作原理、复杂的时序关系、内部结构图、电路的演变发展过程、EDA仿真演示以及应用实例等，用多媒体课件讲解，往往形象、生动，能够很快吸引学生；而对于重要概念、定理及关键步骤的推导，则采用传统板书效果更好，学生印象深刻。
　　3、实践教学内容的改革。
　　3.1　加大了对实践教学的考核力度：实验教学内容由以前只有验证性实验改为三个层次：验证型实验、设计型实验和综合型实验。并逐步增加设计型和综合型实验教学内容，如设计型实验开设组合电路设计，综合型实验开设555定时器的应用，计数、译码、显示电路综合应用等实验。在实验中注重学生的主动参与、综合运用能力的培养，要求每次实验，学生要明确实验目的，掌握实验原理，按实验规则操作仪器仪表、工具。尤其强调了独立思考和创造性地操作，鼓励学生在完成规定实验后，就地取材，用同一种器件来构成不同功能的逻辑电路，用不同器件来灵活实现各种逻辑功能，从而加强了对学生设计能力的培养，提高了学生分析、解决实际问题的能力，强化了创新意识。
　　3.2　加强综合能力的训练：掌握对电路组成、控制的分析与设计是不可缺少的重要环节。在学生基本掌握数字电子技术基础知识和基本技能之后，课程设计主要采取在教师指导下，学生按课题要求自行查找资料，从单元电路开始自行设计，独立完成电路原理图及接线图的绘制，并每两人发一组元器件进行实物搭接。搭接过程中出现的问题教师不包办，由学生自行运用所学知识进行分析，找出问题并加以解决。学生一时无法解决的问题，由指导教师适当点拨，启发引导。对表现突出、提前完成课题设计任务的学生还可发挥其积极性，让他们帮助有困难的同学排查故障，使其所学理论知识得以融会贯通。
　　4、教学方法的改革。
　　4.1　加强课堂讨论：传统的教学过程仅是教师一人从开始到结束唱独角戏的过程，是一种灌输式、填鸭式教学，不利于学生思维和创新能力的挖掘，教学效果不明显。当讲完每堂课的内容后，有计划性、有针对性的对重要知识点提出相关的讨论和思考内容，如讲到555定时器的应用电路时，在分析完门铃电路的工作原理后，提出了相应的故障让学生分组讨沦：如电铃一直响或是按下按钮后不响分别是什么原因造成的?又如在讲到抢答器时问到：如抢答后遇到多个指示灯亮或灯不亮是由哪些器件不正常引起的?由于所提问题在生活中很常见甚至是学生自己以前碰到过的现象，故学生的热情很高，讨论相当活跃。在其思考较为成熟后，每组请出代表上来讲解，不足之处则由教师按理论体系进行分析、归纳，使问题得以解决。这样既巩固了所学知识，又提高了学生分析、解决问题的能力，对于这样的教学形式学生十分欢迎，教师也可从中了解学生的掌握情况。
　　4.2　在课堂教学中采用引入式及启发式教学：如果对一些重要内容能够从器件、电路产生的背景和需求谈起，然后讲清其在系统中的作用、结构的构思方法、适用场合以及存在的新问题等等，完全可以使课堂气氛活跃起来，从而激发起学生的学习热情和求知欲，还可以为解决新问题作好铺垫。例如，在讲解触发器这一章时，可以先从触发器构成的一个简单抢答器电路引入，使学生初步了解触发器的功能和作用，唤起他们的好奇心，为正课的讲授做好铺垫；在讲述555定时器的应用时，可以以日常生活中常见的门铃电路和延时报警器电路为例，精心组织课堂讨论，激发学生的学习兴趣，开拓其思维。
　　5、结束语。总的说来，通过对《数字电子技术》课程的探索，本文从教学内容、教学方法、实验教学等几个环节对该课程的教学改革提出了一些看法和建议。但教学改革是一个长期过程，它需在实践中不断深入与完善，今后我们将努力保持现有改革成果，进一步改革教学内容，加强实验室建设，继续提升本课程的教学和实践水平。

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