李文娟
(重慶郵電大學移通學院,中國重慶401520)
《數字電路與邏輯設計》課程是通信工程、電子信息工程、計算機科學與技術等專業和很多理工科專業的一門重要學科基礎課,也是一門主要技術基礎課, 本課程具有自身的體系和極強的邏輯性和實用性,是一門硬件基礎課程,它作為上述專業眾多的后續課程的基礎,作為電子、通信領域中實際應用的基礎,它的知識體系直接服務于電子信息類各專業相關后續課程,它的基礎性、工程性、實用性、應用廣泛性決定了它在相關專業的課程體系中舉足輕重的地位。三本院校旨在培養應用型、綜合型的高素質人才,在此課程的各個教學環節上也應區別于一本和二本院校。本文,結合三本院校的實際情況從教學理念、教材選取、教學內容、教學模式和實踐教學等方面進行探討。
三本學生中多才多藝的較多, 平時開展各種社團活動比較頻繁,學生自主創新思維活躍,但能夠有條不紊自主學習的學生可能只有一少部分,許多學生對學習沒有興趣,課余時間幾乎不學習。在教學過程中,剛開始學生還可以接受一些新知識,但隨著教學的深入,學習難度的增大,學生感到了困難,隨之學習的興趣也越來越低,主動學習便是一句空話,學生也就是為了應付考試,甚至不少學生都是考前突擊。這一特點在《數字電路與邏輯設計》課程的教學中也同樣存在。要提高本課程的教學質量,我們在定位教學目標,設置教學內容,采用教學手段和方法的時候都必須以這一實際情況為前提。
三本教學有別于一本和二本,教學注重于學生應用能力和綜合素質的培養,教學過程中突出培養學生應用知識,分析解決實際問題的能力,以學生為主體,以教師為主導,以教學為主線,樹立能力培養目標為重中之重的思想,實現人才培養模式多元化,努力培養“寬口徑、厚基礎、強能力、高素質”,適應國際競爭和社會需求的應用型人才。三本教育要加強通識教育,注重文理滲透理工結合,體現本科教育的基礎性和可發展性。 努力探索人才培養新舉措,深入推進人才培養模式改革,實現多元化人才培養新格局,大力實施“育人為本,全面發展”的人才培養戰略,拓寬基礎學科的范圍和基礎教學的內涵。
考慮到三本學生理論基礎較差,教材選取不應選擇理論研究或理論推導比較復雜的教材,否則會讓學生還未涉及到重要的知識點就已經因為難度過大而喪失信心。 教材選取要以應用為宗旨,強調理論與實踐相結合。編寫原則遵循由淺入深,通俗易懂,重點和難點采取闡述與比喻相結合,例題與習題相結合,實例與實驗相結合,針對數字電路課程實踐性強的特點,增加了與教材相應的實踐環節教學內容。
在三本的《數字電路與邏輯設計》教學中,應該注重基礎教學,要求學生熟悉布爾代數的基本定律,掌握卡諾圖與公式化簡法;掌握數字電路中常用的基本單元電路和典型電路構成、原理與應用;掌握常用的中小規模組合邏輯電路和集成電路功能和設計方法。具有查閱集成電路器件手冊,合理選用集成電路器件的能力。對集成芯片,重點分析電路的外特性和邏輯功,以一些典型集成電路為例介紹如何查閱集成電路手冊、資料等,使學生學會在實際應用中正確選擇和使用集成芯片[7]。
對于三本學生而言, 在電路設計中要求學生掌握基本的設計方法,但可以適當降低對電路設計的要求,增強電路分析方法的教學。學生可以分析較復雜的電路,并且能夠利用已有的電路進行修改,使電路滿足自己設計的需要。
《數字電路與邏輯設計》課程的特點就是電路圖、邏輯圖特別多,如果采用板書形式教學,既浪費課堂時間也達不到好的教學效果。 教學過程中采用多媒體教學,可以使一些抽象的、難以解決的概念變得形象,易于學生接受。 對于集成電路的分析和設計,為了增強演示效果, 除了在PPT 中添加更多的動畫效果外, 還可以采用Flash 或Authorware 軟件制作動畫效果,使電路的變化過程一目了然。
在授課過程中,針對三本學生可以結合生活中的應用舉例,如目前LCD 顯示、數字溫度計、十字路口交通燈控制、數字頻率計、多媒體PC 機里的顯示卡、聲卡是用數電中的數/模(D/A)轉換實現圖像顯示和聲音播放、制造業中的數控機床等都應用了數電技術。 通過這些實例的介紹,可以使學生真正了解數字電路課程的重要性,從而提高對數字電路學習的興趣和學習積極性。
網絡教學可有兩種方式:一是,上傳教師課堂教學過程的視頻到校園網;二是,教師制作圖文并茂的課件,以及與該課程有緊密關系的資料一起上傳到網上。 目前大部分三本學生宿舍都可以登錄校園網,學生可以在任何時間進行網絡教學。網絡教學的方式解決了學生傳統的看書自學枯燥無味的問題。
實踐教學一般分為基礎實驗和課程設計兩大部分。基礎實驗教學從屬于理論教學,實驗內容均為驗證性實驗。教師給出實驗步驟、電路圖,學生按部就班、驗證結果,通過基礎實驗,使得學生對于課堂所學基本概念和方法的理解和掌握更加透徹,同時培養學生科學實驗的精神和方法,訓練嚴格嚴謹的工作作風。 基礎實驗是理論和實際相互聯系的一個重要教學環節, 但是僅僅是這種以教師為主導的實驗模式,不能激發起學生學習興趣和積極性,學生仍然不善于綜合運用所學知識分析和解決問題。課程設計的目標就是為了加強基礎、拓寬知識面、增強學生的自主學習和工程實驗能力、發展個性、啟發創新、加強理論與實驗。學生根據實驗任務,自行設計電路和測試方案,增強學生自主學習能力,學生既動腦又動手,解決問題的能力大大提高[8]。
除此之外,還可以設置一些電子設計大賽,成立電子設計興趣小組,在教師的指導下開展設計性和專題研究性實驗,為希望進一步發展的學生提供良好的學習環境和創新研究場所,培養學生的團隊協作精神,發揮學生學習的自主性和創造性,極大地提高學生的學習興趣和動手能力。
隨著高等教育的普及,三本學生的數量和質量也在日益增高,同時隨著數字技術的廣泛普及,數字化社會已經到來,大規模、超大規模數字集成電路以其低功耗、高速度等特點,應用越來越廣泛。 因此如何在有限的時間內使三本的學生扎實掌握數字電路基礎知識理論和基本操作技能,培養分析問題、解決問題的能力,是教師在教學過程中需要認真思考的問題。 使學生在傳統的數字電路邏輯分析、邏輯設計思維訓練的基礎上進一步建立起現代數字電路的應用與設計思想, 掌握現代電子技術的新技術和新器件,為走向實際工作崗位打下堅實的基礎。
[1]謝麗.《數字電路與邏輯設計》教學改革實踐[J].吉林省教育學院學報,2012.
[2]李琰,張翌嚦.數字電路的教學改革與創新[J].計算機光盤軟件與應用,2011.
[3]李小珉,葉曉慧.深化《數字電路與邏輯設計》課程改革[J].長江大學學報(自科版),2004.
[4]田東.數字電路課程設計的改革與探討[J].實驗技術與管理,2006.
[5]馬達靈,張云云.《數字電路》課程教學改革之我見[J].集寧師專學報,2008.
[6]鄧朝霞.《數字電路》課程整合與優化的改革[J].廣西教育學院學報,2006.
[7]張麗.高職《數字電路》課程教學方法的探索[J].讀與寫(教育教學刊),2010.
[8]薛延俠.“數字電路"實驗教學的創新與研究[J].實驗室研究與探索,2007.