關(guān)于高職數字電子技術(shù)教學(xué)方法初探

　　論文摘要：《數字電子技術(shù)》是電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎課程，主要任務(wù)是培養學(xué)生掌握數字電子方面的基本知識和基本分析、設計方法，訓練學(xué)生數字電路制作與調試的基本技能。本文從該課程的教學(xué)目標和偏遠職業(yè)院校辦學(xué)條件的實(shí)際出發(fā)，結合教學(xué)實(shí)踐，探討了該課程教學(xué)的一些做法。

　　論文關(guān)鍵詞：數字電子技術(shù)；教學(xué)方法；高職教育
　　
　　《數字電子技術(shù)》是電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎課程，是一門(mén)必修課。它是培養學(xué)生具備電子技術(shù)的基本知識和技能，和《模擬電子技術(shù)》課程共同構成電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的基礎核心課程，是學(xué)生必須打下的專(zhuān)業(yè)基本功。它以電路基礎課程學(xué)習為基礎，是后續單片機、PLC、傳感器、電子測量等專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習的基礎，也為無(wú)線(xiàn)電裝接工、調試工等考級考證打下基礎。
　　高職數字電子技術(shù)教學(xué)的目標確立是為了更好地指導該課程的教學(xué)方向，對有效落實(shí)教學(xué)體系起到了指導性的作用。圍繞著(zhù)這個(gè)目標建立教材的篩選處理，再依托EDA的技術(shù)，強化理論和實(shí)踐的教學(xué)，最后通過(guò)課程的設計創(chuàng )新來(lái)形成獨具教學(xué)質(zhì)量的體系。

　　一、高職數字電子技術(shù)教學(xué)的目標

　　實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)是高職數字電子技術(shù)教學(xué)綜合體系，通過(guò)實(shí)驗、實(shí)習、課程設計等內容，完成基本操作技能、綜合能力和應用能力的三級能力培養要求，培養學(xué)生觀(guān)察、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力及創(chuàng )新思維的綜合能力。
　�。ㄒ唬┗�本操作技能的培養
　　實(shí)驗是整個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節的基礎，可以分為驗證性實(shí)驗和設計性實(shí)驗。驗證性實(shí)驗可以使學(xué)生了解器件功能和使用要求，掌握基本測量方法與儀器儀表的使用技能，熟悉實(shí)驗操作規范以及學(xué)習實(shí)驗報告的書(shū)寫(xiě)要求等基本技能，為進(jìn)一步深入學(xué)習理論知識和能力培養奠定基礎。對于初學(xué)的學(xué)生，必要的驗證性實(shí)驗是培養基本操作技能的主要途徑，是素質(zhì)教育的基礎。
　�。ǘ�）綜合能力的培養
　　驗證性實(shí)驗過(guò)多會(huì )使學(xué)生失去對實(shí)驗的“神秘”感和探索欲望，思維缺乏靈活性和創(chuàng )造性。開(kāi)設綜合性、設計性、實(shí)踐性實(shí)驗，可以增加實(shí)驗的靈活性、創(chuàng )造性，激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習的興趣，使學(xué)生能初步地將所學(xué)的基本理論知識獨立應用于實(shí)踐中。在觀(guān)察和探索的基礎上，通過(guò)教師的引導激發(fā)他們積極思維，逐步提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，并使學(xué)生的基本技能得到進(jìn)一步提高。
　�。ㄈ�）應用能力的培養
　　運用虛擬、仿真等技術(shù)手段，采用較為先進(jìn)的EDA技術(shù)，一方面可以使實(shí)驗更加接近工程實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的參與性；另一方面通過(guò)接近工程實(shí)際的課題，使學(xué)生多方位多角度地觀(guān)察、思考、探索和想象，提出多種設想和解決問(wèn)題的方案。在此基礎上，再引導學(xué)生進(jìn)行收斂思維，確定解決問(wèn)題的最佳方案，完成方案擬訂、實(shí)施方案的設計、電路制作、安裝調試等環(huán)節，達到在實(shí)踐中學(xué)、在實(shí)踐中練的目的，使理論與設計融為一體。從工程角度出發(fā)促使學(xué)生了解科研活動(dòng)的全過(guò)程，增強學(xué)生的求知欲和科研意識，體會(huì )理論設計與實(shí)際中的距離。這不僅能訓練學(xué)生思維的邏輯性和獨創(chuàng )性，培養嚴謹的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)的思維方式、創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力，還能培養學(xué)生的工程觀(guān)念，訓練學(xué)生工程應用技能，達到培養應用能力的目的。

　　二、對教材進(jìn)行適當處理，把握理論上的度

　　“數字電子技術(shù)”是計算機、機電、自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)基礎課.當前,隨著(zhù)以培養技術(shù)應用型人才為目標的高職教育的日益發(fā)展,以及高職對特色的強烈渴望,迫切需要形成與高職教育培養目標相適應的課程體系。
　　《數字電子技術(shù)》的主要任務(wù)是培養學(xué)生掌握數字電子方面的基本知識和基本分析、設計方法，訓練學(xué)生數字電路制作與調試的基本技能；培養學(xué)生嚴謹的科學(xué)態(tài)度、科學(xué)思維方式以及創(chuàng )新意識和創(chuàng )新能力。它共有五大模塊，包括數字邏輯基礎模塊、邏輯門(mén)電路模塊、組合邏輯電路模塊、時(shí)序邏輯電路模塊和綜合模塊，主要作用就是要求學(xué)生能看懂基本電子電路圖，學(xué)會(huì )使用電子元器件手冊，能制作、調試、軟件仿真、實(shí)驗驗證相關(guān)電路，了解數字電子技術(shù)在實(shí)際生活中的應用，培養學(xué)生的職業(yè)崗位基本能力和職業(yè)素質(zhì)。由于許多中專(zhuān)升格的高職院校目標定位還不夠明確，在辦學(xué)上仍處于探索階段，沒(méi)有系統的、適合自身辦學(xué)特色的教材，所以一般都選擇本科院校教材的壓縮版，課程內容不適應高職教育的特點(diǎn)，加上大部分高職生（特別是偏遠地區）的學(xué)科基礎差、底子較薄，在學(xué)習的過(guò)程中存在著(zhù)一些不適應現象，學(xué)習效果較差。根據高職教育教學(xué)“基本理論教學(xué)要以應用為目的，以必需、夠用為度”的基本原則要求，就必須從“廣而深”的知識中選擇、重構“少而精”的教學(xué)體系。在教學(xué)內容的選擇上就必須考慮實(shí)際工程需要，突出基本理論、基本分析方法和知識的應用，傳統的邏輯函數化簡(jiǎn)方法像代數法、卡諾圖法只需要簡(jiǎn)單分析介紹一下，回避繁瑣的集成電路內部分析和數學(xué)推導過(guò)程，著(zhù)重介紹器件(或集成元器件)的作用、主要參數、使用方法。如在講授TTL與非門(mén)電路原理時(shí)，可結合原理圖作簡(jiǎn)單分析如此：TTL與非門(mén)利用T1的多個(gè)發(fā)射級結構實(shí)現“與邏輯”功能，中間級從T2的集電極和發(fā)射極分別輸出兩個(gè)相位相反的信號，以驅動(dòng)T3、T4；當輸入信號中有任何一個(gè)為低電平時(shí)，都將使T1飽和，T2、T4截止，T3導通，輸出端Y為高電平，當輸入信號全是高電平時(shí)，則T1倒置工作狀態(tài)，其集電結正偏，發(fā)射結反偏，使T2、T4飽和，而T3導通，輸出端Y為低電平。而對于電路中各個(gè)三極管的導通或截止，電路的輸入、輸出特性，拉電流和灌電流的概念等，不進(jìn)行詳細的分析和計算，只要求學(xué)生記住TTL與非門(mén)的電壓傳輸特性和噪聲容限等主要結論、多余輸入端的處理方法和使用中的注意事項，注重理論聯(lián)系實(shí)際，以會(huì )用為最大目標。另外，適當采用清晰的最新的電子元器件實(shí)物照片，努力減小與現實(shí)實(shí)際工程應用差距并爭取同步，增加學(xué)生感性認識和進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習興趣。這樣的處理，既可以讓這些基本素質(zhì)較差的學(xué)生理解基本原理，又可以從少學(xué)時(shí)中留出足夠的技能訓練時(shí)間。

　　三、以EDA技術(shù)為支撐，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)融為一體

　　《數字電子技術(shù)》是一門(mén)應用性很強的技術(shù)基礎課，其基本理論與實(shí)踐技能是許多后續課程的基礎，理論與實(shí)踐的密切結合，在本門(mén)課程中顯得尤為重要。高職教材大多在每章都有演示實(shí)驗、驗證性實(shí)驗或綜合設計，根據我校實(shí)習設備的配備情況，在技能實(shí)訓中往往2-5人一組，這樣，經(jīng)常有學(xué)生光看不做，學(xué)習缺乏主動(dòng)性。又由于電子技術(shù)教學(xué)中所涉及的電路圖、電子元件、操作方法和工序都很細微，設備或元件故障多等問(wèn)題，在操作過(guò)程中，學(xué)生會(huì )碰到各種不同的問(wèn)題，教師忙于協(xié)助解決，上課效率無(wú)法提高，從而影響了整個(gè)教學(xué)計劃。根據多年的教學(xué)實(shí)踐，我們把EDA技術(shù)引入實(shí)驗教學(xué)，采用EWB仿真實(shí)驗與傳統實(shí)驗教學(xué)形成互補，以解決上述問(wèn)題。即在課堂教學(xué)中，結合教學(xué)內容，運用EDA技術(shù)對這些實(shí)驗進(jìn)行仿真，動(dòng)態(tài)配合課堂教學(xué)和做虛擬數字電路實(shí)驗，讓學(xué)生感到如同置身于真實(shí)的實(shí)驗實(shí)訓環(huán)境中安裝調試一樣，形象逼真，讓學(xué)生在不知不覺(jué)中學(xué)習，同時(shí)可以彌補實(shí)驗儀器、元件少的不足以及避免儀器、元器件的損壞，還可以避免因實(shí)驗儀器、元件不足以及儀器、元器件的損壞因素造成實(shí)驗失敗給學(xué)生帶來(lái)挫折感，保證實(shí)驗能在短時(shí)間內成功演示或驗證。為了加強學(xué)生的實(shí)際實(shí)踐能力，開(kāi)設了全天開(kāi)放的創(chuàng )新實(shí)驗室，學(xué)生可以利用課余時(shí)間結合硬件實(shí)驗平臺和EWB虛擬電子實(shí)驗臺等親自完成驗證性實(shí)驗、綜合設計等，有些學(xué)生還結合全國大學(xué)生電子設計競賽，進(jìn)行創(chuàng )新設計和制作。此舉既提高了學(xué)生學(xué)習的興趣和動(dòng)手能力，又可以為大學(xué)生電子設計競賽培養優(yōu)秀人才。

　　四、注重課程設計和創(chuàng )新設計

　　電子技術(shù)課程設計是數字電子技術(shù)理論教學(xué)完成后進(jìn)行的一次綜合性訓練，以進(jìn)一步培養學(xué)生綜合運用所學(xué)理論知識、獨立設計電子產(chǎn)品和對電子產(chǎn)品實(shí)際安裝、調試的能力。學(xué)生經(jīng)過(guò)本課程的理論學(xué)習和技能實(shí)踐后，對于一些中、小規模集成電路的工作原理、邏輯功能、使用方法、等基礎知識已有一定的理解，掌握了電路的基本分析方法和基本設計方法，具備了一定的動(dòng)手能力，在期末便可結合專(zhuān)業(yè)發(fā)展實(shí)際、現有實(shí)驗條件和電子設計競賽、創(chuàng )新設計競賽等，有針對性地進(jìn)行相應課程設計。課程設計內容由指導教師根據難易分成不同的課題，也可以讓學(xué)生自行選題，由指導教師根據學(xué)生的掌握情況指定由學(xué)習較好的學(xué)生擔任課題負責人，其它學(xué)生可根據自己的實(shí)際情況選擇加入，指導教師要對課題組成員做宏觀(guān)調配，一般同一小組中應該有不同層次的學(xué)生，以達到優(yōu)秀的學(xué)生帶動(dòng)較差的學(xué)生共同進(jìn)步的目標。
　　在課程設計中，在確定設計方案、電路邏輯功能的設計實(shí)現、主要參數和芯片等元器件的選擇、電路仿真、安裝調試、故障排除等，遇到問(wèn)題時(shí)，除了本組成員之間相互討論外，各小組之間也可以參與其中，相互交流，指導教師負責審查，作好啟發(fā)、引導工作并幫助學(xué)生解決疑難問(wèn)題。對學(xué)習基礎較差的學(xué)生，加強輔導與檢查；對學(xué)習能力較強的學(xué)生，適當提高要求，結合工程實(shí)際，增大設計方案的創(chuàng )新性，以充分挖掘學(xué)生的潛力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )新思維。
　　通過(guò)開(kāi)展課程設計，全面培養學(xué)生的科學(xué)作風(fēng)、實(shí)驗技能以及綜合分析、發(fā)現和解決問(wèn)題的能力，使學(xué)生具有創(chuàng )新、創(chuàng )業(yè)精神和實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)協(xié)調發(fā)展。

　　五、開(kāi)展多樣化教學(xué)，繼續提高教學(xué)質(zhì)量

　　可以開(kāi)展諸如項目課程，該教學(xué)過(guò)程需要不斷地變換教學(xué)組織形式，比如完成工作任務(wù)時(shí)需要采用小組形式，集體講授時(shí)需要采用班級形式，討論問(wèn)題時(shí)又需要采用小組形式。在實(shí)施項目教學(xué)時(shí)，相當多的需要模擬企業(yè)組織活動(dòng)結構，讓學(xué)習者“身臨其境”。為了適應這種不斷變化的教學(xué)組織形式的要求，學(xué)校的教學(xué)場(chǎng)所，包括課堂桌椅都要做相應變化。
　　項目化教學(xué)提高了學(xué)生學(xué)習的積極性，分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、自我探究、自主學(xué)習和口頭表達等能力得到很好的發(fā)展，并形成了良好學(xué)習品質(zhì)。學(xué)生在學(xué)習的過(guò)程中互相幫助，加強了團結合作意識，增進(jìn)了同學(xué)間的相互了解。這樣既學(xué)到了知識，提高了學(xué)習興趣，使學(xué)生的實(shí)際應用能力得到很好的培養和鍛煉，還增強了探索創(chuàng )新精神。
　　最后，數字電子技術(shù)課程的電子課程標準、電子教案、多媒體課件都放在校園網(wǎng)上,學(xué)生能通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行自主學(xué)習,我們還通過(guò)網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺向學(xué)生提供各種試題庫和單元測試資源,給學(xué)生布置作業(yè),進(jìn)行網(wǎng)上作業(yè)的批閱、網(wǎng)上教學(xué)答疑,師生互評等教學(xué)活動(dòng),有效延伸學(xué)生學(xué)習的時(shí)間和空間。這種學(xué)習模式充分發(fā)揮信息網(wǎng)絡(luò )的開(kāi)放性、交互性、共享性、超媒體、大容量等優(yōu)勢,國家中長(cháng)期教育改革和發(fā)展規劃綱要也提出要強化信息技術(shù)的應用,鼓勵學(xué)生利用信息手段主動(dòng)學(xué)習、自主學(xué)習,增強運用信息技術(shù)分析解決問(wèn)題能力。

　　六、結束語(yǔ)

　　經(jīng)過(guò)多年來(lái)數字電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)改革的探索與實(shí)施，要取得較好的教學(xué)效果需要明確教學(xué)的目標，圍繞這個(gè)目標來(lái)實(shí)施整個(gè)教學(xué)的體系，來(lái)不斷使學(xué)生得到自主學(xué)習的鍛煉，并提高自己多方面的能力。今后，還要加大教學(xué)的改革力度，探索多種形式的實(shí)踐教學(xué)形式和方法，改革的重點(diǎn)是將數字電子技術(shù)實(shí)驗進(jìn)行單獨設課，建立相對獨立的實(shí)踐教學(xué)體系，充分發(fā)揮實(shí)踐教學(xué)環(huán)節在高職教育中的作用。

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