基于工程化教育背景下的“數字電子技術”課程創新

李娜

摘要： 在工程化教育背景下需要培養具有工程化思維能力的人才，本文在工程化背景下將數字電子技術課程中以工程實例引入課堂，探討如何在課程教學中使學生真正能夠發揮自我學習和思考及解決問題的能力，促進學生個性化發展，強化工程人才的創新創業能力培養。

Abstract： It is necessary to cultivate talents with engineering thinking ability in the background of engineering education. An engineering example was introduced into the class in digital electronic technology curriculum under the background of engineering， to explore how to enable students to truly learn and think and solve problems in the course teaching， to promote the individualized development of students and strengthen the innovation and entrepreneurial ability of engineering talents.

關鍵詞： 數字電子技術；工程化教育；創新

Key words： digital electronic technology；engineering background；innovation

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）12-0252-02

0 引言

數字電子技術基礎課程[1]是高校電類專業重要的專業基礎課程，同時又是一門應用性很強的工程性質的課程。工程應用能力的培養不僅要具備扎實的理論基礎，還要有很強的實踐能力。實踐能力的培養對學生解決實際問題的能力和創造能力的發展有很重要的意義。

時序邏輯電路的設計與應用是數字電子技術課程中很重要的組成部分。本文以此內容為例通過實際工程案例和課堂教學內容相結合，探討一下本課程在培養學生工程應用能力所起的作用，為構建應用型人才教學模式提供探索的一些理論依據。

1 各類觸發器及其特點

觸發器是構成時序邏輯電路的最基本單元，因此掌握和理解各種類型觸發器的特性方程、觸發方式是進行分析和設計的基礎。

圖1給出常用于時序電路中D觸發器和JK觸發器的邏輯符號，

D觸發器的特性方程：Qn+1=D，觸發方式有主從觸發、邊沿觸發、鐘控觸發。

JK觸發器的特性方程：Qn+1=J+Qn，觸發方式有出從觸發、邊沿觸發、鐘控觸發。

通常在設計電路時觸發器多為邊沿觸發。

2 計數器中的應用電路設計

計數器是日常生活中隨處可見的，對于計數器的設計，特別是假設在面粉廠工作場景下設計一個用于面粉廠裝運統計的計數器是把理論和實際內容有機融合在一起的工程案例。

2.1 案例分析，培養學生分析問題的能力

案例：用D觸發器設計一個用于面粉廠統計的8421碼十進制同步加計數器。

對于設計問題讀題是關鍵，即分析問題的能力。題中是設計計數器，這里可以提問大家計數器的概念幫助學生回憶前面的知識，然后進一步分析計數器所采用的類型是D觸發器，按照學生的思維方式自然要想到用幾個D觸發器可以完成這個設計，題中給出的信息是十進制計數器，引導學生分析計算出所需要的觸發器的個數。個數問題解決完繼續返回題中，由觸發器的個數可以確定狀態數是可知的，再依題意8421碼是取前十個狀態，繼而狀態表可畫出，同時引導學生對同步的概念理解是所有觸發器的脈沖端接至同一CP端，最后依據狀態表得出次態表，由次態表得出D觸發器的驅動表，從而畫卡諾圖，得D觸發器的驅動方程，最后設計出此電路。這樣一步步完全按照學生認知規律完成了這個例題的分析，因此題目的分析環節是解題的重要步驟，而且是環環相扣，采用的遞進式的方式由淺入深，由表及里，層層剖開，最終找到解決問題的方法。也是培養和提高學生分析和解決問題能力的重要途徑。到此為止是計數電路本身的設計就完成了，但實際的案例是要應用于面粉裝運統計的，所以還要有外圍的電路設計。

2.2 實際的計數器電路設計

用于面粉裝運統計還需要有清零復位電路、譯碼顯示電路、脈沖形成電路，所以我們還要把其他的電路設計出來，最終構成一個實際應用的計數器。清零復位電路是用來進行清零的，所采用的是RC組成的微分電路的低電平復位電路，譯碼顯示電路是用來把計數結果顯示出來，所采用的是74HC4511構成的譯碼顯示電路，脈沖形成電路是將通過傳送帶上的面粉袋轉換為脈沖形式，所采用的是一個由發光管控制的射極輸出器設計的脈沖電路。這部分電路的給出是說明通過對比不難發現，實際工程案例要綜合考慮因素較多，通過設計學生能在實際問題中獨立思考，分析，調試完成的過程也提升了工程應用能力。

2.3 仿真環節

計數器最終是要應用于實際生活中，仿真軟件能夠通過計算機強大的輔助設計和計算能力方便地繪制電路原理圖、更改元器件參數，并模擬測試電路性能，測試成功后再進行電路板制作。這樣既提高了電路設計的效率和準確性，又減少了元器件材料的浪費，有利于培養學生的創新能力。計數器的仿真調試如圖3所示，實現了計數的功能。

3 結語

本文以計數器的工程實際案例出發，探討了數字電子技術課程中如何對學生的工程應用能力及創新能力的培養，通過課堂實踐，學生的聽課效果、與教師的互動都有顯著提高，調動了學生主觀學習的熱情。

參考文獻：

[1]宋婀娜.數字電子技術基礎[M].北京：機械工業出版社，2013.

[2]張鵬，楊潔.獨立學院數字電子技術教學改革探索[J].西部素質教育，2017（11）.

[3]劉明玲，孫美玲，趙月紅.“電子技術”課程教學改革的探究[J].經營管理者，2016（24）.