“數字電子技術”項目教學模式的探討

徐劍琴 田敬北

摘 要：“數字電子技術”是機電類專業一門重要的基礎課，具有很強的實踐性和實用性。本文在傳統教學的方法上引入了項目導向教學法，將理論教學和實踐教學融為一體，有助于激發學生的學習興趣，鍛煉學生的思考、解決問題的能力，提高他們的實踐水平，培養他們的創新精神。

關鍵詞：數字電子技術;項目教學;項目導向;教學法

基金項目：2018年度廣西高等教育本科教學改革工程項目“基于電子技術虛擬仿真實驗教學的研究與實踐”（項目編號：2018JGB234）。

1 引言

“數字電子技術”的課程內容豐富，主要內容由組合邏輯電路、時序邏輯電路、A/D和D/A轉換等基本電路組成，且內容還涉及到一些中規模集成電路的基本工作原理、邏輯功能及應用。對課程基本概念的理解、復雜邏輯關系的分析、以及不同型號中規模集成電路的正確使用是大多數初學者在學習該課程時困惑之處。但是教師在對學生授課解惑時，往往沿襲填鴨式的教學方法，教師對知識點進行大量的描述和分析，學生被動地去接受，這樣的教學方式并不能很好地幫助學生透徹理解知識點、正確應用所學知識去解決問題，而且使得學生容易感到枯燥、教學效果不盡人意。為了提高該課程的教學質量，從根本上去提高學生分析問題、解決問題以及綜合應用能力，教學過程中可結合項目導向教學方法。

2 項目導向教學方法

項目導向教學法是師生通過共同實施一個完整的“項目”工作而進行的教學活動，[1、2]主要包含四個步驟：1）教師依據教學目標，結合教學內容設計出相應的項目;2）在教師的引導下，學生根據實際情況制定實施項目任務的具體計劃（方案）;3）按照計劃（方案）實施項目，完成項目產品的制作;4）教師對最終項目產品進行評價，指出學生的成功和不足之處，鼓勵他們揚長補短，爭取進步。可見，項目導向教學法強調理論和實踐相結合，使學生在實踐中了解、吸收、掌握相關理論知識。并且，這樣的教學活動能使相關的知識點由枯燥的文字變成了生動有趣的作品，大大激發學生的學習興趣。

3 項目教學法在“數字電子技術”課程的教學設計

“數字電子技術”課程的實踐性決定了教學過程中可采用項目導向教學方法。按照項目教學法步驟，我們對課程的進行教學設計，大致如下。

3.1 項目的設計或選擇

數字電子技術主要學習組合邏輯電路、時序邏輯電路以及脈沖波形的產生與變換電路等等。結合教學內容，我們選擇一些制作較為簡單，有一定的實用價值的小項目如一位二進制全加器、由觸發器構成的搶答器、數字電子鐘、電子門鈴、循環彩燈控制和鋸齒波發生器等作為實施項目。這些項目不僅貫穿多個知識點，具有綜合性，而且能把結果通過顯示、發聲等有趣的方式表示出來，引發學生的好奇心和學習興趣。比如數字電子鐘這個項目涉及到的知識點包括：計數器的概念、常用集成二進制或十進制計數器的功能和應用、N進制計數器的實現、寄存器的原理和應用、顯示電路和報警電路的設計等等。可見學生認真完成這個項目，也就掌握了這些知識點，達到教學目標。

項目設定后，把學生分成學習小組，根據項目難易程度合理安排成員數，一般3～5人。每個小組分配一個項目，由成員協作完成，這樣有利于培養學生的溝通能力和團隊精神。

3.2 制定實施計劃（方案）

老師可以先給學生介紹項目設計的大致思路，學生制定項目任務實施的具體步驟并自主展開活動：1）查閱相關資料，小組成員討論、確定項目要實現的具體功能，并依據功能完善電路的組成框架;2）成員之間合理地分配任務，依據框架設計每一部分功能電路，包括參數的計算和元件的選擇;3）整合各功能電路，完成整個項目電路的設計;4）使用仿真軟件Protel或Multisim對設計的電路進行仿真驗證，根據仿真結果加以修正，完善設計方案;5）定下最終電路設計方案，獲取元器件清單。學生在這一階段要完成元器件的選擇和電路的設計能幫助學生初步學會查閱所需芯片的資料，從而了解芯片的電路結構、工作原理、外部特性和典型應用電路。比如用加法計數器CD4518、振蕩分頻器CD4060、數碼顯示器和顯示譯碼器74LS248等集成芯片去設計數字電子鐘，電路完成下來，學生在理論和實踐方面都能對這些芯片有所掌握。這也為今后學習運用多種數字集成芯片積累一定的經驗。

在制定計劃或方案的過程中，學生要切身參與，做好分配的任務;同學之間還應討論切磋交流，營造積極的學習氛圍，實現學習目標;同時教師可給予原則性的指導，幫助學生分析問題，解決問題。

3.3 實施項目

設計方案經教師審核通過后，可購買元器件，完成PCB板的設計和制作，完成電路焊接和調試（簡單的電路可直接用萬能板制作）。這一實踐環節能提高學生的動手能力，初步掌握元器件的測試方法和電路的檢測調試方法等等。

3.4 評價和考核

項目制作后，按要求完成項目報告書，報告書應包括項目的實踐目的、設計要求、元件與材料清單、主要器件的介紹、電路的設計（包括電路圖和其工作原理）、小結及心得體會等內容。這樣有助學生回顧知識要點，理清思路、加深理解。然后以學習小組為單位，將項目實施情況制作PPT進行匯報，展示學習成果，自我評價。教師和其他小組再給予評價，一起探討，幫助學生認識到設計的成功和不足之處，獲得經驗，有利于今后學習的提高。教師可綜合平時表現、項目報告書、匯報情況、作品實物做最終評分，要對學生的付出給予肯定和鼓勵，激發他們的積極性。

4 結束語

項目教學法是理論和實踐的有機結合，使得學生 “學中做、做中學”，能把抽象的理論知識用到實際中去，在項目開展的過程中更深入了解并掌握器件的功能與應用、電路的設計和制作，熟悉仿真軟件的使用等等。雖然每個學生只參與一個項目，不同的項目具體的實現電路不一樣，但對數字電路的分析和設計步驟上大同小異，學生能通過一次鍛煉的機會去了解基本分析和設計方法，獲得制作和調試電路的經驗，做到舉一反三，為今后的學習和工作打下良好的基礎。

參考文獻

[1]張偉敏.項目教學法之我見[J].商業文化，2011（7）：272.

[2]馮惕，王建國.高職《電子技術》課程項目教學法之我見[J].職業教育研究，2007（6）：83-84.