新形勢(shì)下數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)的研究與探索

宋曉慶，朱學(xué)華，張愛雪，張明艷

（安徽工程大學(xué)，安徽　蕪湖　241000）

為適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)T型人才的需求，我國(guó)的本科教育正向著綜合化、寬口徑方向發(fā)展，各大院校不斷開設(shè)新的課程，使原有數(shù)字電子技術(shù)課程的學(xué)時(shí)被不斷壓縮，而對(duì)課程的要求又比較高，因?yàn)槠渲苯雨P(guān)系到學(xué)生后續(xù)課程學(xué)習(xí)質(zhì)量的好壞，電子技術(shù)作為工科院校的重要基礎(chǔ)課，面臨更大的挑戰(zhàn).在具體的實(shí)踐教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)遇到學(xué)生提出“老師，我們學(xué)這些有什么用，可以干什么”等類似的問(wèn)題，所以，在這樣一個(gè)課時(shí)少，內(nèi)容多的背景下，對(duì)教學(xué)又提出了更高的要求，下面，結(jié)合多年的一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行一番探討，覺得可以從以下三個(gè)方面入手.

1　如何在有限的課時(shí)里，講完大量的內(nèi)容，傳遞更多的信息量

1.1多媒體與板書結(jié)合

1.2部分章節(jié)采用啟發(fā)式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，提高效率及學(xué)生參與度

對(duì)于比較基礎(chǔ)，難度不大的內(nèi)容，實(shí)施啟發(fā)式翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，課前拋出精心設(shè)計(jì)的貫穿課程的主要知識(shí)點(diǎn)的問(wèn)題，以解決學(xué)生自主學(xué)習(xí)的盲目性，細(xì)枝末節(jié)的內(nèi)容則完全由學(xué)生自主學(xué)習(xí)[1].老師統(tǒng)一拿出少量的時(shí)間，解決自學(xué)中遇到的問(wèn)題，即節(jié)省了時(shí)間，也提高了學(xué)生的自主參與度與學(xué)習(xí)熱情，學(xué)習(xí)能力也增強(qiáng)，實(shí)踐過(guò)程中，取得了良好的效果.

1.3建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課堂，擴(kuò)大課程的受益面

搭建一個(gè)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間交互的環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資源共享與網(wǎng)上問(wèn)答交流，與課堂教學(xué)互補(bǔ).

2　如何讓課程更加生動(dòng)有趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，學(xué)以致用，提高學(xué)習(xí)效率

2.1課堂教學(xué)過(guò)程中，實(shí)行啟發(fā)式教育

啟發(fā)式教學(xué)的核心是使學(xué)生在獲得知識(shí)的同時(shí)，更主動(dòng)地去思考相關(guān)的問(wèn)題.比如，在平時(shí)的課堂教學(xué)中，每一部分均從器件、電路產(chǎn)生的背景和需求談起，然后講清其在系統(tǒng)中的作用、結(jié)構(gòu)的構(gòu)思方法、適用場(chǎng)合以及存在的一些問(wèn)題，為解決新問(wèn)題做好鋪墊.從“分析電路”到“設(shè)計(jì)電路”，從“引導(dǎo)思考”到“探索求證”激發(fā)學(xué)生求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力.

2.2應(yīng)用案例教學(xué)法

采用實(shí)際案例的導(dǎo)入來(lái)對(duì)案例中各個(gè)模塊功能進(jìn)行研究分析，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生分析、歸納和解決問(wèn)題的能力.以頻率計(jì)的典型原理框圖為例，如圖1所示[2].

圖1　頻率計(jì)框圖　

圖2　頻率計(jì)時(shí)序圖

此頻率計(jì)框圖1中各模塊涉及課程中的大部分章節(jié)，其時(shí)基電路、放大整形電路及邏輯控制電路部分與脈沖波形的產(chǎn)生與整形部分息息相關(guān)，分別與多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器相對(duì)應(yīng)；譯碼顯示器、閘門電路部分涉及組合邏輯電路的知識(shí)；鎖存器、計(jì)數(shù)器涉及到時(shí)序電路[3].這樣一個(gè)典型案例，就可以涵蓋到所學(xué)課程的大部分內(nèi)容，在上課之初，把框圖大致給學(xué)生展示一下，建立起一個(gè)系統(tǒng)的概念，激發(fā)其學(xué)習(xí)的興趣.在各章節(jié)中涉及相關(guān)模塊時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生來(lái)思考，隨著課程的深入，逐漸掌握如何控制時(shí)序，完成最終電路要求.整門課程學(xué)習(xí)過(guò)后，使學(xué)生對(duì)相關(guān)功能電路及典型器件的認(rèn)知不只是停留在孤立與片面的理論記憶層面，而更注重在一個(gè)完整的系統(tǒng)構(gòu)建過(guò)程中各元件的應(yīng)用，學(xué)以致用，增強(qiáng)干勁[4].

同樣，在講解其他相關(guān)知識(shí)點(diǎn)之時(shí)，也注重舉一些與之相關(guān)的一些應(yīng)用實(shí)例，激發(fā)學(xué)生興趣.

2.3運(yùn)用仿真軟件，如Multisim等進(jìn)行實(shí)例仿真，增強(qiáng)課堂生動(dòng)性

以數(shù)據(jù)選擇器為例，對(duì)數(shù)據(jù)選擇器進(jìn)行仿真分析，構(gòu)建仿真電路如圖3.

圖3　數(shù)據(jù)選擇電路仿真圖

圖4　虛擬示波器波形圖

圖3輸入信號(hào)采用兩路不同的頻率的方波信號(hào)V1和V2，分別接數(shù)據(jù)選擇器數(shù)據(jù)端D0和D1，數(shù)據(jù)選擇地址端B、C接地，A接5V,即地址碼為001，選擇輸出D1端信號(hào)，用虛擬示波器A通道接信號(hào)源V1,B通道接信號(hào)源V2,C通道接輸出端Y.仿真后三個(gè)通道的波形如圖4所示.從波形上可以讓同學(xué)們直觀地看到D1端信號(hào)被數(shù)據(jù)選擇器Y端選擇輸出[5].

通過(guò)類似的仿真電路，有助于學(xué)生更好地理解與掌握相關(guān)知識(shí)，使枯燥的理論學(xué)習(xí)變得更生動(dòng)有趣.

2.4建立自主學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課程教學(xué)的重要輔助部分，實(shí)驗(yàn)的目的在于幫助學(xué)生理解和掌握所學(xué)知識(shí)，并獲得實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練.自主模式的特點(diǎn)就是教師盡量做到少講多做，由指導(dǎo)變?yōu)橐龑?dǎo)，由講授變?yōu)閱l(fā)，讓學(xué)生獨(dú)立思考、解決問(wèn)題，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生遇到問(wèn)題，啟發(fā)他們自己分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生自己檢查與排除障礙，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力并鼓勵(lì)同學(xué)之間進(jìn)行積極的交流.每組實(shí)驗(yàn)完成后，檢查結(jié)果，并隨機(jī)提問(wèn)，讓他們把自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論相聯(lián)系，進(jìn)行解釋，這樣可避免部分同學(xué)只按照指導(dǎo)書依葫蘆畫瓢的盲目情況，并充分調(diào)動(dòng)每個(gè)同學(xué)的積極性，針對(duì)在實(shí)驗(yàn)中普遍存在的一些問(wèn)題，可以在課堂上再進(jìn)行適當(dāng)?shù)臍w納與分析，加強(qiáng)理論與實(shí)踐的聯(lián)系性.同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)使用仿真軟件，以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)室不可能全天為所有學(xué)生開放及實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)有限的不足.

這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí).最大的教學(xué)效果就是使學(xué)生從“不得不學(xué)”，激發(fā)到“肯學(xué)”“會(huì)學(xué)”.

2.5充分利用好課程設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，強(qiáng)化學(xué)生的工程綜合應(yīng)用意識(shí)，要嚴(yán)格把關(guān)，以答疑與提問(wèn)的方式，督促學(xué)生創(chuàng)作的積極性，讓他們通過(guò)查閱大量文獻(xiàn)，熟悉一些器件在實(shí)際應(yīng)用中的一些靈活設(shè)計(jì)，拓展思維方式與知識(shí)面，學(xué)以致用，欣賞電路搭建的藝術(shù)性與靈動(dòng)性，在實(shí)物的制作過(guò)程中，掌握焊接調(diào)試的基本，初步體驗(yàn)設(shè)計(jì)帶來(lái)的樂(lè)趣.

3　如何為后續(xù)相關(guān)專業(yè)課的基礎(chǔ)夯實(shí)基礎(chǔ)，做好鋪墊

3.1為了讓學(xué)生在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，把該課程學(xué)扎實(shí)，要求教師在教學(xué)中既要抓住課程的基本理論、方法、技術(shù)指標(biāo)，還要根據(jù)各專業(yè)方向的不同，有效組織課程教學(xué)內(nèi)容.對(duì)于電子、通信、信息類專業(yè)，在教學(xué)時(shí)，加強(qiáng)對(duì)信號(hào)運(yùn)算、處理、變換等電路分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)的教授；對(duì)于自動(dòng)化等專業(yè)來(lái)說(shuō)，則側(cè)重于對(duì)電路組成、控制的分析與設(shè)計(jì).在介紹應(yīng)用時(shí)，其側(cè)重面也可以不同.比如，同樣是移位寄存器，對(duì)于通信、信息類專業(yè)，可以側(cè)重于其在序列信號(hào)發(fā)生器方面的應(yīng)用；而對(duì)于自動(dòng)控制類專業(yè)，則可以側(cè)重于其在數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)方面的應(yīng)用，結(jié)合c語(yǔ)言進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換的講解，初步讓學(xué)生體會(huì)軟硬結(jié)合的美妙，激發(fā)興趣，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中能夠更加深刻的明確學(xué)習(xí)本課程的“目的”，做到“學(xué)以致用”.

3.2對(duì)于大綱沒(méi)有太高要求，但是，與相關(guān)專業(yè)又有密切聯(lián)系的內(nèi)容，也實(shí)行教師指導(dǎo)下的翻轉(zhuǎn)課堂的自學(xué)模式，根據(jù)學(xué)生的不同學(xué)習(xí)程度及能力，進(jìn)行不同內(nèi)容的指導(dǎo)及進(jìn)一步學(xué)習(xí)，并在課程設(shè)計(jì)中，適當(dāng)涉及，加強(qiáng)敦促力與學(xué)生的自學(xué)動(dòng)力.

針對(duì)目前狀況，從以上三個(gè)方面，提出解決方案與措施，并在課程的教授過(guò)程中，驗(yàn)證了其可行性和必要性，取得了良好的效果，得到學(xué)生的認(rèn)可，同時(shí)也可為其他課程的學(xué)習(xí)提供參考樣本，從而提高教學(xué)的效率性、實(shí)用性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，真正做到學(xué)以致用，進(jìn)而改善只有教學(xué)，無(wú)人“上課”的亂象.

參考文獻(xiàn)：

〔1〕劉立，等.啟發(fā)式翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2015，32（5）:32-33

〔2〕吳佳.簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)的設(shè)計(jì)分析[J].無(wú)線互聯(lián)科技,2017（15）:69-70.

〔3〕閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）[M].北京：高等教育出版社,2006.

〔4〕張利娜，張戈.案例教學(xué)在數(shù)字電子技術(shù)課程中的應(yīng)用研究[J].教育教學(xué)研究,總第205期:173-174.

〔5〕張新喜，等.Multisim10電路仿真及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015.