高職《數字電子技術》教學實效性的研究與實踐

韋蔚萍

（貴港職業學院，廣西 貴港 537100）

在高職教育快速發展的今天，高職教學正面臨著“如何培養應用型高技術人才”的嚴峻挑戰，其中提高教學實效性是一個關鍵的問題，提高教學實效性已成為目前大力倡導的主題，越來越受到廣大教育者的關注，也關系到高職教育發展的全局。貴港職業學院應用電子專業課程組的教師在進行課程教學設計時，非常重視教學實效性的研究探索，并且結合本院的實際情況進行了大膽的研究，經過幾年的實踐探索出一條增強高職《數字電子技術》教學實效性的有效途徑，取得了較好的效果，受到學生的歡迎。

一、以高職教育的人才培養目標為導向，確定課程教學目標

高職教育的人才培養目標是培養適應社會經濟發展需要，面向建設、管理、服務第一線“下得去、留得住、用得上”的高素質、高技能應用型人才。高職課程教學目標的定位應以高職教育的人才培養目標為導向，并始終是為人才培養目標服務。隨著電子技術的不斷發展，數字電子技術在各領域的應用范圍不斷擴大，而且數字電子技術還是學習單片機技術的先行基礎課，很多企業迫切需要大量熟練掌握數字電子技術，并能開發、應用和維護數電控制系統的高級技術人員。為此，貴港職業學院應用電子專業將《數字電子技術》課程列為本專業的一門核心職業技術基礎課，課程的教學目標是：通過本課程的學習使學生掌握數字電子技術的基礎知識、基本理論、基本分析和設計方法，訓練學生數字應用電路制作與調試的基本技能；培養學生嚴謹的科學態度、科學思維方式以及創新意識和創新能力。通過本課程的學習使學生具備較強的實驗技能，具備企業生產第一線產品裝配、調試、檢驗、維修、生產管理等崗位的綜合應用能力；通過基于工作任務的“教、學、做”一體化的項目式教學，培養學生的邏輯電路分析能力、邏輯電路設計能力、常用儀器儀表使用能力、邏輯電路制作能力，較強的發現問題、分析問題、解決問題的能力；使學生初步具備畢業后上崗的相關能力，具備一定數字電路芯片設計開發的能力。其中培養的核心能力是邏輯電路分析能力、邏輯電路設計能力。

為了實現《數字電子技術》課程的教學目標，我們對課程的教學內容進行了選擇優化、整合，利用已有的條件設備，在電子實訓室進行理論與實踐、教學做、工學結合的授課模式。靈活運用多種教學手段和方法，激發學生的學習動機，激活學生的學習思維，促進學生綜合素質的提高。

二、建立合理的課程內容體系，以項目任務方式重構教學內容

隨著高職教學改革的不斷深化，數字電子技術課程原有的教學要求越來越跟不上時代發展的步伐，主要問題在于：教學內容大多是本科教材的壓縮，黑板+粉筆+實驗的教學方式難以激發學生的學習熱情；學與用銜接不上，有些內容學生“學了不會用”，有些內容“學的用不上”，可是有些實用的內容卻沒有提到?？梢姡虒W內容的改革是高職教學改革的重難點，要按照突出針對性、實用性和先進性的原則重構課程內容，刪除陳舊過時，偏多偏深而又不實用的內容。

為使課程的教學內容更切合企業生產實際，滿足職業崗位實際工作任務需要，我們多次對《數字電子技術》的知識點和技能要求進行了調查，派教師到相關企業做了知識點和能力要求的調研，對企業所要求能力進行了分析，并及時調整教學內容，使教學內容更符合相關行業企業發展的需要。組織課程教學時，打破了傳統的以課程結構為主線的方式，不管教材內容的先后順序，而是將相關章節實用的知識分區歸類，按照學生的認知規律和由簡單到復雜的原則，將課程教學內容分為“四大實訓”工作項目，并將知識和能力有機地融入到完成工作任務的具體過程中。理論教學主要是結合在項目實訓的過程中進行，實踐與理論在內容上相互充實、相互補充，邊學邊做。課程教學以實訓項目作為核心實例來帶動知識點的講授，以工作任務的完成過程為主線選擇和組織課程教學內容，以完成工作任務為主要學習方式。每一個實訓項目中又包含有幾個小任務，通過每個任務的完成使學生掌握必須的理論知識和基本技能。“四大實訓”工作項目及相關的任務和知識點分區如下：

1.加法計算器的設計和制作。要完成該項目任務，操作的基本技能訓練有：基本門電路的邏輯功能測試；加法計算器的設計與調試（在模擬實驗箱上完成）。要掌握的相關知識：邏輯代數的基本定律及規則；TTL門電路；OC門；常用數制與BCD碼；三態門；TTL門電路、CMOS門電路的分類及其比較；TTL和CMOS數字集成電路的使用；最小項與最大項；邏輯函數的化簡；組合邏輯電路的分析、設計方法；組合邏輯電路中的競爭－冒險現象。

2.四人搶答器的設計和制作。要完成該項目任務，操作的基本技能訓練有：譯碼器功能的測試；編碼器功能的測試；鎖存器功能的測試；搶答器的電路設計與調試（在模擬實驗箱上完成）。要掌握的相關知識：譯碼器；顯示譯碼器；LED顯示器；編碼器；二進制優先編碼器功能擴展；D鎖存器。

3.計數器的設計和制作。要完成該項目任務，操作的基本技能訓練有：觸發器邏輯功能測試；計數器邏輯功能測試；計數器的設計與調試（在模擬實驗箱上完成）。要掌握的相關知識：基本RS觸發器；同步觸發器；邊沿D觸發器；邊沿JK觸發器。時序邏輯電路的組成及電路分析；計數器的類型及分頻功能；四位二進制加法計數器74LS161；四位二進制同步加法計數器74LS163；集成異步十進制計數器74LS290；振蕩器。

4.數字鐘的設計與制作（選做）。我們在講授相關知識的理論內容時，以基本概念和基本應用為主，刪除繁瑣的公式理論推導，對一些參數、公式直接給出結果，如振蕩器周期參數、單穩態電路的暫穩態時間不再進行公式推導。著重于邏輯功能的描述和分析，重點討論外特性、重要參數及其應用，比如門電路、觸發器不詳細介紹其內部電路的組成及其工作原理，這樣可以用較少的時間讓學生了解更多數字邏輯電路的概念和分析方法。對各種集成組合和時序邏輯電路，強調從邏輯功能表入手讓學生理解其各引腳邏輯功能及其優先權排列，如譯碼器、編碼器、計數器不詳細分析其內部邏輯圖，重點介紹其功能表，通過功能表讓學生掌握芯片的使用。適量介紹貼近生產實際的集成邏輯器件的使用，讓學生明白所學知識的實用性和重要性，提高學習的興趣，增強學生對邏輯器件的使用能力。

學生隨著項目任務的逐步完成，知識得以逐步完善，能力逐步提高，當所有的項目任務完成時，該課程的知識點自然而然也就學完了。通過這樣的學習訓練，學生已經具備了數字電子技術的基本理論知識、基本分析和設計能力。

三、創設合理的教學情境，“教、學、做”理實一體化

貴港職業學院數字電子實訓室的建設一直圍繞著“教、學、做”理實一體化的教學模式進行，實訓室內約有1/5的區域為教師教學區，配有展示臺和多媒體設施，利用多媒體可將教師要講解的內容和操作過程顯示出來。其余的4/5為實驗操作區，擺有操作臺和實驗設備，按25臺套標準配置（主要設備有數字電路模擬實驗箱、示波器、信號源、穩壓電源、計數器、頻率計等），還有20多臺高性能計算機。理論教學大多采用多媒體教學與現場教學相結合；實踐教學全部在實驗室進行。這種融教室、實驗室、實訓室于一體的教學情境，有利于把“教、學、做”有機地結合起來。項目任務式的教學內容對“教、學、做”的有機融合起到了至關重要的作用，我們所設置的實踐訓練包括“基本技能訓練”、“設計和制作訓練”?！盎炯寄苡柧殹彼婕暗膬热菖c課堂教學內容緊密相關，充分體現課程的實踐性，教師和學生講講做做，有時先講后做，有時先做后講，亦工亦學，學完了當即通過做來實踐，實際過程中遇到的共性問題，再回到課堂上講授、討論給予解決。“設計和制作訓練”是根據給出的實際問題，由學生自己設計和制作實現邏輯功能的電子成品，讓學生自己選用芯片、進行安裝調試、排除故障，組裝自行設計的實用電路。在實訓項目的教學過程中，我們把實訓的學生按2～3人一組，分成若干個小單位，每人都有自己的崗位，在不同的項目中輪換崗位角色，使每個人都得到充分的鍛煉機會。這樣，學生進入實訓室就像進入了工作崗位，這種環境促使學生去主動了解應該做什么、怎么去做。在這種教學過程中，激發了學生的原動力，使學生從被動接收知識和呆板操作的模式中解放出來，真正成為學習的主人，教師只是施以啟發性的提示，在師生“教、學、做”的互動過程中完成教學內容，達到開發學生的創造性思維能力，提升職業能力的目的。

通過以上方式，將技能實踐融入課堂教學，讓學生直接在課堂上學到今后就業所必需的操作技能，變被動學習為主動參與，調動了學生學習的積極性與主動性，增強了學生的實踐能力，培養了學生的職業能力，提高了職業素質。

四、運用多種教學方法和教學手段，充分發揮學生的主體作用

在高職教學中，傳統的以教師為中心的教學，由于操作簡單而被許多教師在教學中廣泛使用，這樣的課堂主要是教師講學生聽，教師問學生答，只注重知識的傳播與積累，而忽略了學生的積極主動性，忽視了學生的主體作用，影響了學生主觀能動性的發揮，是非常不利于學生發展的。為了調動學生的學習積極主動性，充分發揮學生的主體作用，促進學生綜合素質的提高，在進行課程教學時，我們主要采用了以下幾種教學方法和教學手段：

1.講解式教學方法。本方法為傳統式教學法，一般用在新內容講解初期，使學生對課程內容建立初步的理解。如邏輯函數的基本定律，邏輯函數的化簡等內容適合采用講解式教學方法。

2.對比式教學方法。用于可類比課程內容講解，可將復雜問題簡單化。例如，講JK觸發器可與RS觸發器類比；時序邏輯電路和組合邏輯電路的講解過程及順序類似，組合電路相對容易理解和掌握，在講解時序邏輯電路時多與組合電路相比較，組合電路由門電路組成，無記憶功能，時序電路由觸發器和門電路組成，觸發器有記憶功能，時序電路有記憶功能，這樣由淺入深，使學生很快接受。

3.討論式教學方法。通過對某一問題的集中討論，使學生集中突破課程重難點。

4.啟發式教學方法。適于讓學生深層次理解課程內容及其關系。心理學研究表明，在人的思維過程中，問題情境占有極其重要的地位，思維過程是不斷發現問題和解決問題的過程，發現問題既是思維的起點，更是思維的動力。因此，將啟發式、問題式教學方法運用于理論教學中，能調動學生的學習積極性，激發學生的潛能。例如講授OC門時，首先提出一般的與非TTL門輸出并聯的問題，進一步讓學生自己思考，從而引出OC門及其特點和作用。該方法能調動學生的學習積極性，促進學生積極思考，使學生對課程內容的理解融會貫通。

5.邊講邊做式。適用于課程知識點的教學，學生能立即通過實驗來驗證理論知識。邊講邊做主要用于介紹集成電路工作原理后，由學生對電路的功能及外部特性進行測試；練講結合則是由學生根據集成電路的功能表對電路進行測試，而后由教師和學生對測試結果進行討論，歸納總結，以加深對知識的理解。這樣，將教學過程放在實驗實訓中，有利于學生實現由感性到理性的自然過渡。在邊學邊練中更深刻地領會所學知識，在頭腦中建立起理論與實際的聯系，使學生逐步提高學習能力和實踐技能，引導學生將基本理論、基本分析方法應用于解決實際問題。

6.項目教學法。這種教學方法是本課程最主要的教學方法，通過項目帶動理論的學習和實踐能力的培養。

7.習題解答式。適于講完一個知識模塊之后，通過練習與解答幫助學生消化吸收課程內容。

8.采用多媒體教學。我們結合本校的特點研制了該課的電子教案。采用多媒體教學有許多優點，它直觀形象、信息量大、效率高，在數字電子技術基礎課教學中應用作用很明顯。講課過程中要畫的電路圖和表格比較多，占用的時間多，特別是一些中、大規模集成電路，電路復雜，以前，由于難以畫出其內部結構，學生頭腦中不易形成電路的整體概念，講課的難度大。有了多媒體后，這些問題迎刃而解。如金屬—氧化物—半導體場效應管（MOS管）的基本原理這部分內容對學生來說一直都是難點，我們用動畫的形式來輔助講解，學生可以直接觀察到其內部載流子的運動情況。這樣一來，將抽象的內容具體化、形象化了，講課的速度明顯加快，收到事半功倍的效果。

提高課程教學實效性是學校教育的一個永恒的主題，高等職業教育改革在不斷深入，電子技術的飛速發展為《數字電子技術》的教學改革帶來了極大的機遇和挑戰。高職教師只有不斷更新教學內容，改革教學方法，加強實踐訓練，注重創新教學，才能不斷提高教學質量，為社會培養更多的高素質高技能應用型人才。

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