高職數(shù)字電子技術教學改革與實踐

摘要：數(shù)字電子技術課程是電子信息、通信工程、計算機應用、工業(yè)自動化等專業(yè)的一門專業(yè)基礎課，是學生學習相關專業(yè)知識的基礎。筆者結合近年來對該課程一些教學方法的實踐，提出幾點建議，與大家交流。

關鍵詞：數(shù)字電子 高職教育 教學改革 EDA

數(shù)字電子技術是電類專業(yè)的一門重要的技術基礎課，它以邏輯代數(shù)為數(shù)學基礎，用電子元器件組成的門電路和觸發(fā)器為基本邏輯元件，可構成實現(xiàn)各種邏輯功能的數(shù)字電路。近年來數(shù)字電子技術迅速發(fā)展，知識更新周期大大縮短。數(shù)字器件不斷更新?lián)Q代，一方面使數(shù)字系統(tǒng)的設計方法發(fā)生了革命性變化；另一方面使數(shù)字電子技術課程教學體系、教學內(nèi)容都隨之不斷擴充，教學內(nèi)容多、教學課時數(shù)少的矛盾日漸凸顯，教學改革勢在必行。為了提高該課的教學效果，筆者在多年的教學實踐中不斷地進行探索和積累，初步總結出了一些行之有效的方法，現(xiàn)與各位同行和讀者商討。

1、把握高職院校電子課程教育的特點，編寫精品教材

高職數(shù)字電子技術面向系統(tǒng)集成化、設計自動化、用戶專業(yè)化和測試智能化的發(fā)展趨勢，同時遵循高職教育以職業(yè)為基礎，以能力為本位，理論必須夠用的原則，在結構及內(nèi)容的安排上做了積極的嘗試。根據(jù)教育部《面向21世紀電工電子技術課程教改方案》要求，同時考慮所教各專業(yè)的實際需求，我們首先在主教材的編寫和內(nèi)容選取上做出相應的改革。

按照數(shù)字電子技術課程特點，我們將全書分成以下模塊：(1)基礎知識模塊：邏輯代數(shù)、常用的結構和功能、常用觸發(fā)器的結構和功能；(2)組合邏輯電路模塊：組合邏輯電路的分析方法、組合邏輯電路的設計方法、常用中規(guī)模集成組合邏輯電路的工作原理、功能及其應用；(3)時序邏輯電路模塊：時序邏輯電路的分析方法，以計數(shù)器、寄存器為主的中規(guī)模集成時序邏輯電路的工作原理、功能和應用；(4)數(shù)字電路的應用模塊：555定時電路、半導體存儲器、可編程邏輯器件、數(shù)，模和模／數(shù)轉(zhuǎn)換電路。

在教材編寫過程中，內(nèi)容選取上以“必需、夠用”為度。力求少而精；除此之外，還要充分考慮突出學生的個性培養(yǎng)，因此，需要在每一章前設置學習要求和教學重點，每一節(jié)前給出學習目標，節(jié)后提出學習檢驗結果題，每一章后配有題庫式自測試卷，并在每個知識模塊中都提供實驗、實訓任務及其指導，供教師教學參考和學生學習指南。

2、制作優(yōu)秀課件，提高教學效率

根據(jù)本人參與遼寧省高職院校精品課程評比實踐的經(jīng)驗，數(shù)字電子技術課程邏輯性強。內(nèi)容很抽象，教師如果按照傳統(tǒng)的“一支粉筆、一塊黑板”模式進行講授。學生在被動接受知識的情形下往往“味同嚼蠟”，教學效果不理想。為使學生能夠真正成為教學的主體。教師必須把握學生的學習心理，采用現(xiàn)代化教學手段，使學生對所學的內(nèi)容產(chǎn)生興趣，進而由淺入深，引導學生積極思維，使學生的思維與教師的思維同步進行。為此，我們利用精品課程評比的契機，學習和掌握了現(xiàn)代教育技術，以主教材為藍本，制作出較高品質(zhì)的教學課件。

優(yōu)秀的教學課件應是主教材的提升和精練，課件要把主教材中的概念、定律及應用內(nèi)容轉(zhuǎn)化為生動活潑、形象逼真的影像反饋給學生。為達此目的，我們在制作過程中充分利用了實物、圖像、聲音等多種傳媒方式向?qū)W生傳遞形象具體的教學信息，使學生耳聞其聲，目睹其形，感受到真實的東西，促進“理論與實際相結合”，最大限度地調(diào)動學生的學習積極性，并通過課件中的情景設置來激發(fā)學生的創(chuàng)新、聯(lián)想思維。在課件的處理上，我們對大多知識點采用了操作性較強的分解動作講述。例如門電路內(nèi)容制作中，我們先用能夠分解動作的動畫制作了學生熟悉的開關控制照明電路。用來說明基本的邏輯關系，進而導出相應邏輯公式、邏輯真值表和用二極管、三極管等開關元件構成的與、或、非門電路。通過進一步的分解、剖析和說明，確保學生頭腦中樹立了清晰的基本邏輯關系概念，最后引入各種門電路的邏輯門圖符號。

教學實踐證明，優(yōu)秀的教學課件，能夠激發(fā)學生的特長和潛能，鼓勵并引導他們的好奇心、求知欲、想象力、創(chuàng)新欲望和探索精神。多媒體教學手段可以在極短的時間內(nèi)將大量的教學內(nèi)容引入課堂，最大限度地提高教學效果。對課件教學的使用前后進行對比發(fā)現(xiàn)，使用課件教學更能激發(fā)學生的學習熱情。課堂教學效果大幅度提高，教學進度相應加快，使“教學內(nèi)容多、教學課時少”的矛盾得到了緩解。

3、改革教學方法，現(xiàn)場教學，增強實驗、實訓環(huán)節(jié)

傳統(tǒng)的教學方法是以教師為中心。以“傳遞一接受”的教學理論和“刺激一反應”的行為主義學習理論為指導。傳統(tǒng)的教學方法把教師當做課堂的主宰，教師完全可以決定課堂的內(nèi)容和進度；而學生則是知識灌輸?shù)膶ο螅皇窍麡O地對外部刺激做出相關反應，是被動的接受者。打破傳統(tǒng)的“灌輸式”和“填鴨式”教學法。不但要引人現(xiàn)代教學手段，還要強調(diào)以“學生為主體、教師為主導”的素質(zhì)型培養(yǎng)模式，增強實驗、實訓環(huán)節(jié)，著力提高學生的創(chuàng)新思維能力和動手能力。

(1)緊扣高職教育人才目標，突出技能培養(yǎng)。

我們加強了實驗、實訓教學環(huán)節(jié)，為學生在校期間掌握更多的實驗技能和工程實際技能提供方便，以增強學生的就業(yè)競爭能力。具體做法如下：

首先，在教學過程中把適當內(nèi)容放到實驗室中進行，加強理論與實踐的聯(lián)系。如編碼、譯碼顯示電路，用集成計數(shù)器構成N進制計數(shù)器，利用移位寄存器實現(xiàn)乘法和除法運算等，都可以“學習型實驗課”的形式在實驗室中進行，讓實驗不再是一味的驗證。而是理論聯(lián)系實際，充分闡述和說明了問題，不但節(jié)省了教學時間，而且使學生真正感受到知識的實用性。

其次。在驗證性實驗中引入探究性內(nèi)容。驗證性實驗主要是為了加強學生對理論知識的感性認識而設置的，通過實驗，學生可進一步加深對理論知識的理解。例如設計交通信號燈故障檢測電路時，我們先用與非門電路去設計，再讓學生用雙四選一選擇器74LS153去設計實現(xiàn)；在復位清零法和置數(shù)清零法講述后，讓學生應用兩只集成74LS160芯片在實驗臺上自行設計成12進制和60進制計數(shù)器。以理解和掌握N進制計數(shù)器的構成方法。

第三，設置至少兩周的數(shù)字電子技術實訓。利用我系為國家級電工電子實訓基地的優(yōu)勢。主講教師全面參加并指導實訓，增強技能層次的師生互動。教學中既有基礎實驗環(huán)節(jié)，又有綜合性實踐環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了邊學習、邊研討，可將能力訓練、創(chuàng)新思維貫穿于整個教學過程中。

(2)加強雙語教學。

船院畢業(yè)生到實習單位實習后，都反映船舶電路圖紙大多都是英文版，平時加強專業(yè)英語學習十分重要。并且具有較強專業(yè)英語能力的人才很受用人單位的歡迎和重視。因此，平時我們特別重視加強雙語教學的探索與研究。

(3)開設電子設計自動化EDA，進一步加強技能環(huán)節(jié)。

EDA是電子設計自動化(Electmnic Design Automation)的縮寫，在20世紀90年代初從計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)、計算機輔助測試(CAT)和計算機輔助工程(CAE)的概念發(fā)展而來的。EDA技術以計算機為工具，設計者在EDA軟件平臺上，用硬件描述語言HDL完成設計文件，然后由計算機自動地完成邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。EDA技術的出現(xiàn)，極大地提高了電路設計的效率和可靠性，減輕了設計者的勞動強度。

這些器件可以通過軟件編程而對其硬件結構和工作方式進行重構，從而使得硬件的設計可以如同軟件設計那樣方便快捷。這一切極大地改變了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設計方法、設計過程和設計觀念，促進了EDA技術的迅速發(fā)展。EDA技術將會是對21世紀產(chǎn)生重大影響的十大技術之一。