啟發式教學在數字電子技術實驗課程中的應用研究

劉燕

（嘉應學院電子信息工程學院，廣東 梅州 514015）

啟發式教學在數字電子技術實驗課程中的應用研究

劉燕

（嘉應學院電子信息工程學院，廣東 梅州 514015）

數字電子技術是一門實踐性很強的課程。本文探討了在數字電子技術實驗課程中啟發式教學方法的應用。介紹了啟發式教學的具體內容及在數字電子技術實驗這門課程中的應用方法，啟發式教學在該課程中應用效果良好，能夠充分調動學生學習數字電子技術的學習興趣，增強學生的自學能力和解決問題的能力。

啟發式教學；數字電子技術實驗；解決問題能力

1 引言

《數字電子技術》課程是電子通信類、自動化類和計算機類等專業的一門重要的技術基礎課，具有很強的實踐性，因此實驗是《數字電子技術》課程教學中不可缺少的重要環節。數字電子技術實驗對于學生加深對電路基本概念、原理和分析方法的理解具有極其重要的作用。目前我校數字電子技術實驗教學過程中普遍存在學生難學、教師厭教的現象，學生學習興趣索然，實踐教學質量不高[1]。分析上述問題的原因:（1）數字電子技術實驗內容枯燥，學生缺乏學習興趣。（2）當前我校的數字電子技術實驗教學模式都是實驗指導教師講授實驗原理、內容十分鐘左右，示范實驗過程、結果，學生聽講之后到實驗臺上做實驗。學生不重內容，只重結果，專心復制老師的實驗過程，只會“模仿實驗”。（3）實驗設置都是單個知識點居多，缺少舉一反三的教學引導，學生不能融會貫通，不能系統地將掌握知識。這些問題的出現，都與數字電子技術實驗教學方法有關[2]。這種傳統的灌輸式實驗教學方法，只能讓學生被動地接受知識，只會“模仿實驗”，不重視啟發學生的思維，培養學生分析、解決問題的能力。如果在實驗教學中很好地運用啟發式教學，就可以避免以上問題的出現。啟發式教學能充分調動學生學習的積極性、主動性和創造性，引導學生獨立思考，使學生在實驗的過程中能夠舉一反三，橫向聯合，融會貫通地掌握相關知識，從而培養學生分析問題和解決問題的能力。

2 啟發式教學及其在數字電子技術實驗教學中的應用

啟發式教學，就是教師根據教學目的、內容、學生的知識水平和知識規律，運用各種教學手段，采用啟發誘導辦法傳授知識、培養能力，使學生積極主動地學習，以促進身心發展。這里要著重說明，啟發式教學不僅是教學方法，更是一種教學思想，是教學原則和教學觀。當代世界各國教學改革無一不是圍繞著啟發式或和啟發式相聯系[3]。

啟發式教學作為一種教學指導思想和總的教學方法，已為廣大教育工作者所熟悉和接受。在數字電子技術實驗教學中應用啟發式教學方法，主要應注重啟發學生的電路思想，培養學生的數字邏輯思維和實際動手操作能力。通過啟發引導，使學生在學習數字電子技術實驗內容的同時掌握對電路進行設計、分析的技能和方法。

2.1 改進實驗內容，加入問題情境描述

將實驗指導書中的實驗內容進行分類，分為基礎性實驗和設計性、綜合性實驗。設置好每個基礎性實驗中的“啟發點”——學習目標與問題情境，通過對學習目標與問題情境思考，引導學生去思考“在什么情況下會出現這種問題？這個問題要達到的目標是什么？”等等。并在設計性、綜合性實驗的設置上盡量貼近生活應用，激發學生的好奇心。

例如，在基礎性實驗觸發器實驗中，針對不同類型的觸發器對時鐘信號和數據信號的要求各不相同，啟發學生思考問題：“邊沿觸發器與主從觸發器對時鐘信號和數據信號的要求

不同體現在哪些方面？”當學生分析它們的觸發方式之后，并通過控制變量的方法實際驗證時鐘信號和數據信號對觸發器的影響之后，學生就會對邊沿觸發器的建立時間，保持時間、觸發邊沿陡度要求有了感性認識和理性認識，會發現主從觸發器對上述時間參數要求不高，但要求在CP=1期間，外加的數據信號不容許發生變化，否則將導致觸發器錯誤輸出。

對綜合性、設計性實驗的內容進行精心設計，只給出任務書或由學生自主命題。要求學生從計算——選定實驗裝置——制定實驗方案——實驗——數據處理——完成實驗報告——完成答辯——撰寫論文，獨立完成全過程，使學生得到了全面的鍛煉。對綜合性設計性實驗的教學，打破傳統教學中“學生被動接受”的弊端，引入啟發式的教學方法，使學生逐步形成以自助式、合作式、研究式相結合的學習方式，將實驗教學由“封閉式”變為“開放式”，由“有解實驗”變為“求解實驗”，由“知識積累”變為“智能開發”。有效地提高了學生的學習積極性和學習質量。

2.2 啟發歸納思考，提高學生解決問題能力

指導教師在講解實驗內容的時候，盡量只描述元器件功能，其內部電路邏輯交給學生去探究。演示中盡量多試幾種方案，不完全按照指導書操作，盡量試錯，通過這樣的過程，引導學生歸納思考更深層次的問題，即如何讓電路在未按照操作規程操作的情況下仍保持設定的功能不出錯。這樣更貼近實際工作情況，啟發學生對實際電路的應用有更直觀的理解。

通過學生自主進行歸納思考，引導學生分組進行各種討論、假設、比較、探索、試驗等活動，主動尋求結果或答案；最后再按預定目標對結果予以評價。在此過程中，教師僅只是資源供應者，對于學生在實驗中碰到的各種各樣的問題，教師應該迂回引導、啟發提問,避免將結論直接告知學生。

例如，在集成觸發器的產品中，雖然每一種觸發器都有固定的邏輯功能，但可以利用轉換的方法得到其它功能的觸發器。如果把JK觸發器的JK端連在一起（稱為T端）就構成T觸發器，狀態方程為：在這個知識點中，啟發學生歸納比較JK觸發器和T觸發器的功能差異，并讓學生在電路板上進行操作，通過實驗得出其真值表，繼而寫出其狀態方程：

2.3 多課程聯合啟發，加強創新能力培養

在數字電子技術實驗課程中，大多數實驗均通過實驗箱進行實驗，與別的課程聯系較少，不利于學生將所學的電子相關的知識融會貫通，舉一反三。并且這種傳統的實驗靈活性差，實驗內容單一、設計手段落后、實驗裝置功能不靈活，使得學生思維受限，不利于創新性人才的培養；擴展性差，不利于具有復雜性、綜合性或創新性的實驗開設。針對不同基礎的學生，可以將EDA（Electronic DesignAutomation)、FPGA（Field－Programmable Gate Array）等課程與數字電子實驗結合[4]。EDA技術是以計算機為平臺，使用硬件描述語言在EDA工具軟件上完成系統邏輯描述，最終將設計系統集成到特定芯片中，實現電子系統芯片化設計。因此，通過將EDA技術引入到數字電子技術實驗教學中來，學生不僅對EDA技術及其開發軟件的基本使用方法更加熟練，針對中大規模的數字電路設計，加入EDA技術的實驗不僅能彌補實驗硬件條件的不足，而且利于激發學生的學習興趣和創造力。

3 結語

本文將啟發式教學融入到數字電子技術實驗的教學中并取得了一定的成效，總體上學生對數字電子技術的學習興趣增加，對各種電子設計大賽的參與度增加，啟發學生通過學習目標與問題情境的思考，主動尋求結果，增強了學生歸納思考問題和解決問題的能力。在今后的教學中，我們將繼續對啟發式教學方法在具體實驗內容的應用中針對不同層次的學生做更進一步的探索。

[1]段景山．以趣味實驗帶動啟發式教學_啟發式教學方法在計算機網絡課程中的應用[J]．電子科技大學學報社科版增刊，2005(7)：100-104.

[2]王波，張巖，王美玲．“數字電子技術實驗”課程的改革[J]．實驗室研究與探索，2012，31(09)：121-123，127．

[3]王志軍．啟發式教學——啟發學生的創新思維[J]．實驗技術與管理，2008，25(12)：17-18．

[4]薛英娟．數字電子技術實驗課程教學改革與創新[J]．實驗室科學，2006，19(1)：145-148．

Research on the Application of Heuristic Teaching in Digital Electronic Experiment

Liu Yan
(Jiaying University,Meizhou 514015,Guangdong)

Digital electronic is a very practical course.This paper discusses on the application of heuristic teaching method in the digital electronic experiment course.The specific content of heuristic teaching and the application methods in digital electronic experiment by heuristic teaching are introduced.The heuristic teaching has good effect in the application.It can fully mobilize student’s interest in digital electronics,and enhance the students'self-learning ability and problem-solving skills.

heuristic teaching；digital electronic experiment；problem-solving skills

TN79-4

A

1008-6609(2016)07-0039-02

劉燕，女，湖南永州人，碩士，助理實驗師，研究方向：控制科學與控制工程。

2016嘉應學院教學改革項目，項目編號：416A52。