高职数字电子技术教学改革与实践
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作者: 王 欣
摘要：数字电子技术课程是电子信息、通信工程、计算机应用、工业自动化等专业的一门专业基础课，是学生学习相关专业知识的基础。笔者结合近年来对该课程一些教学方法的实践，提出几点建议，与大家交流。
关键词：数字电子 高职教育 教学改革 EDA
数字电子技术是电类专业的一门重要的技术基础课，它以逻辑代数为数学基础，用电子元器件组成的门电路和触发器为基本逻辑元件，可构成实现各种逻辑功能的数字电路。近年来数字电子技术迅速发展，知识更新周期大大缩短。数字器件不断更新换代，一方面使数字系统的设计方法发生了革命性变化；另一方面使数字电子技术课程教学体系、教学内容都随之不断扩充，教学内容多、教学课时数少的矛盾日渐凸显，教学改革势在必行。为了提高该课的教学效果，笔者在多年的教学实践中不断地进行探索和积累，初步总结出了一些行之有效的方法，现与各位同行和读者商讨。
1、把握高职院校电子课程教育的特点，编写精品教材
高职数字电子技术面向系统集成化、设计自动化、用户专业化和测试智能化的发展趋势，同时遵循高职教育以职业为基础，以能力为本位，理论必须够用的原则，在结构及内容的安排上做了积极的尝试。根据教育部《面向21世纪电工电子技术课程教改方案》要求，同时考虑所教各专业的实际需求，我们首先在主教材的编写和内容选取上做出相应的改革。
按照数字电子技术课程特点，我们将全书分成以下模块：(1)基础知识模块：逻辑代数、常用的结构和功能、常用触发器的结构和功能；(2)组合逻辑电路模块：组合逻辑电路的分析方法、组合逻辑电路的设计方法、常用中规模集成组合逻辑电路的工作原理、功能及其应用；(3)时序逻辑电路模块：时序逻辑电路的分析方法，以计数器、寄存器为主的中规模集成时序逻辑电路的工作原理、功能和应用；(4)数字电路的应用模块：555定时电路、半导体存储器、可编程逻辑器件、数，模和模／数转换电路。
在教材编写过程中，内容选取上以“必需、够用”为度。力求少而精；除此之外，还要充分考虑突出学生的个性培养，因此，需要在每一章前设置学习要求和教学重点，每一节前给出学习目标，节后提出学习检验结果题，每一章后配有题库式自测试卷，并在每个知识模块中都提供实验、实训任务及其指导，供教师教学参考和学生学习指南。
2、制作优秀课件，提高教学效率
根据本人参与辽宁省高职院校精品课程评比实践的经验，数字电子技术课程逻辑性强。内容很抽象，教师如果按照传统的“一支粉笔、一块黑板”模式进行讲授。学生在被动接受知识的情形下往往“味同嚼蜡”，教学效果不理想。为使学生能够真正成为教学的主体。教师必须把握学生的学习心理，采用现代化教学手段，使学生对所学的内容产生兴趣，进而由浅入深，引导学生积极思维，使学生的思维与教师的思维同步进行。为此，我们利用精品课程评比的契机，学习和掌握了现代教育技术，以主教材为蓝本，制作出较高品质的教学课件。
优秀的教学课件应是主教材的提升和精练，课件要把主教材中的概念、定律及应用内容转化为生动活泼、形象逼真的影像反馈给学生。为达此目的，我们在制作过程中充分利用了实物、图像、声音等多种传媒方式向学生传递形象具体的教学信息，使学生耳闻其声，目睹其形，感受到真实的东西，促进“理论与实际相结合”，最大限度地调动学生的学习积极性，并通过课件中的情景设置来激发学生的创新、联想思维。在课件的处理上，我们对大多知识点采用了操作性较强的分解动作讲述。例如门电路内容制作中，我们先用能够分解动作的动画制作了学生熟悉的开关控制照明电路。用来说明基本的逻辑关系，进而导出相应逻辑公式、逻辑真值表和用二极管、三极管等开关元件构成的与、或、非门电路。通过进一步的分解、剖析和说明，确保学生头脑中树立了清晰的基本逻辑关系概念，最后引入各种门电路的逻辑门图符号。
教学实践证明，优秀的教学课件，能够激发学生的特长和潜能，鼓励并引导他们的好奇心、求知欲、想象力、创新欲望和探索精神。多媒体教学手段可以在极短的时间内将大量的教学内容引入课堂，最大限度地提高教学效果。对课件教学的使用前后进行对比发现，使用课件教学更能激发学生的学习热情。课堂教学效果大幅度提高，教学进度相应加快，使“教学内容多、教学课时少”的矛盾得到了缓解。
3、改革教学方法，现场教学，增强实验、实训环节
传统的教学方法是以教师为中心。以“传递一接受”的教学理论和“刺激一反应”的行为主义学习理论为指导。传统的教学方法把教师当做课堂的主宰，教师完全可以决定课堂的内容和进度；而学生则是知识灌输的对象，只是消极地对外部刺激做出相关反应，是被动的接受者。打破传统的“灌输式”和“填鸭式”教学法。不但要引人现代教学手段，还要强调以“学生为主体、教师为主导”的素质型培养模式，增强实验、实训环节，着力提高学生的创新思维能力和动手能力。
(1)紧扣高职教育人才目标，突出技能培养。
我们加强了实验、实训教学环节，为学生在校期间掌握更多的实验技能和工程实际技能提供方便，以增强学生的就业竞争能力。具体做法如下：
首先，在教学过程中把适当内容放到实验室中进行，加强理论与实践的联系。如编码、译码显示电路，用集成计数器构成N进制计数器，利用移位寄存器实现乘法和除法运算等，都可以“学习型实验课”的形式在实验室中进行，让实验不再是一味的验证。而是理论联系实际，充分阐述和说明了问题，不但节省了教学时间，而且使学生真正感受到知识的实用性。
其次。在验证性实验中引入探究性内容。验证性实验主要是为了加强学生对理论知识的感性认识而设置的，通过实验，学生可进一步加深对理论知识的理解。例如设计交通信号灯故障检测电路时，我们先用与非门电路去设计，再让学生用双四选一选择器74LS153去设计实现；在复位清零法和置数清零法讲述后，让学生应用两只集成74LS160芯片在实验台上自行设计成12进制和60进制计数器。以理解和掌握N进制计数器的构成方法。
第三，设置至少两周的数字电子技术实训。利用我系为国家级电工电子实训基地的优势。主讲教师全面参加并指导实训，增强技能层次的师生互动。教学中既有基础实验环节，又有综合性实践环节，实现了边学习、边研讨，可将能力训练、创新思维贯穿于整个教学过程中。
(2)加强双语教学。
船院毕业生到实习单位实习后，都反映船舶电路图纸大多都是英文版，平时加强专业英语学习十分重要。并且具有较强专业英语能力的人才很受用人单位的欢迎和重视。因此，平时我们特别重视加强双语教学的探索与研究。
(3)开设电子设计自动化EDA，进一步加强技能环节。
EDA是电子设计自动化(Electmnic Design Automation)的缩写，在20世纪90年代初从计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)和计算机辅助工程(CAE)的概念发展而来的。EDA技术以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可靠性，减轻了设计者的劳动强度。
这些器件可以通过软件编程而对其硬件结构和工作方式进行重构，从而使得硬件的设计可以如同软件设计那样方便快捷。这一切极大地改变了传统的数字系统设计方法、设计过程和设计观念，促进了EDA技术的迅速发展。EDA技术将会是对21世纪产生重大影响的十大技术之一。
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