“數(shù)字電路”教學(xué)研究

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摘要：文章研究了“數(shù)字電路”課程教學(xué)的改革?！皵?shù)字電路”是電子信息類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程具有很強的邏輯性和實踐性，對學(xué)生邏輯能力培養(yǎng)和后續(xù)課程的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用。結(jié)合各高校的教學(xué)現(xiàn)狀，按照新的人才培養(yǎng)模式和課程體系，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、實踐教學(xué)等方面提出一些看法和改革建議，以期對“數(shù)字電路”課程教學(xué)起到一定的建設(shè)性作用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；教學(xué)內(nèi)容；項目化教學(xué)；實踐實訓(xùn)

“數(shù)字電路”是電信類專業(yè)的一門課程，屬于專業(yè)基礎(chǔ)范疇。該課程的理論部分邏輯性強，實踐教學(xué)環(huán)節(jié)要求高。在教學(xué)中，注重學(xué)生邏輯思維能力和動手能力的培養(yǎng)。但是，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，對抽象的理論、專業(yè)術(shù)語、名詞概念理解領(lǐng)會起來感到較吃力，加上實踐動手能力不強，導(dǎo)致對本門課程的學(xué)習(xí)興趣不高，進而放棄學(xué)習(xí)。而本課程又是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，對學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及本專業(yè)職業(yè)技能的提高起著關(guān)鍵作用，所以必須改變現(xiàn)狀，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。近年來，為了使高等教育，特別是高等工程教育貼合社會需求，各類高校都在進行人才培養(yǎng)模式的探索研究。但鑒于各學(xué)校學(xué)生的基礎(chǔ)、教師水平、教學(xué)經(jīng)費投入和教學(xué)條件的差異，其他學(xué)校成功的方法，應(yīng)用到自己學(xué)校就不一定適合?？v觀國內(nèi)高職院校的“數(shù)字電路”課程，無論在教學(xué)內(nèi)容還是選用的教材上，一直沿用本科或?qū)？平逃摹皦嚎s餅干”式課程體系，采用傳統(tǒng)的“黑板+實驗箱”的教學(xué)模式，忽略高等職業(yè)教育的“技能+創(chuàng)新型+應(yīng)用型”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，因此，必須摒棄陳舊的教學(xué)方法，探索出一套適合高職學(xué)生學(xué)習(xí)的模式，這是每一位任課教師必須考慮的問題。我們必須從“數(shù)字電路”課程的教學(xué)特點出發(fā)，從激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和強烈的求知欲開始，探索出新的教學(xué)方法，形成符合高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)的教學(xué)模式。

1數(shù)字電路課程現(xiàn)狀

“數(shù)字電路”作為專業(yè)基礎(chǔ)課，主要學(xué)習(xí)數(shù)字電路的基本知識，重點講述門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與邏輯功能等知識。開設(shè)本課程的主要目的，是讓學(xué)生了解各種邏輯器件的基本功能和使用方法。學(xué)會中、大規(guī)模數(shù)字集成芯片的使用，對常用邏輯電路能夠分析出其邏輯功能。在此基礎(chǔ)上，能夠利用所學(xué)知識，完成簡單電路邏輯功能的分析和設(shè)計。但是，目前大多數(shù)高職院校該課程的講解側(cè)重點還是在元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和公式推導(dǎo)、變換上，如花大量課時講解邏輯函數(shù)的化簡、各類門電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)和邏輯功能分析，而對各種邏輯電路的應(yīng)用實踐課時安排不夠，使多數(shù)學(xué)生在掌握數(shù)字電路基本功能、常用集成芯片的使用、簡單數(shù)字電路的設(shè)計等目標(biāo)上達不到教學(xué)要求。同時，由于近年來高職學(xué)生生源質(zhì)量的差異性增大，如果還一味強調(diào)理論教學(xué)，忽略實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，這將難以實現(xiàn)“以就業(yè)為導(dǎo)向”的高職教育人才培養(yǎng)目標(biāo)。另外，部分高職院校在實踐教學(xué)上，還是采用“實驗箱式”教學(xué)。所謂的實驗也是以驗證性實驗為主，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。隨著數(shù)字電子技術(shù)的飛速發(fā)展和教育教學(xué)手段的提高，傳統(tǒng)的教學(xué)模式知識更新速度慢，實用性差，已經(jīng)不能滿足社會和學(xué)生的要求，必須對其進行改革[1]。

2“數(shù)字電路”課程教學(xué)研究

2.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，緊扣高職培養(yǎng)目標(biāo)

以“必需、夠用”為基準(zhǔn)，從實際出發(fā)，克服理論性傾向，盡量淡化基礎(chǔ)理論的難度，減少不必要的理論知識的講解。教學(xué)的重點從理論學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)換到實踐動手能力的培養(yǎng)上，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。例如，在基本邏輯門電路這一章節(jié)中，教師在介紹完基本的邏輯門電路后，可以讓學(xué)生做一個簡單的組合邏輯電路，如簡單3人表決器設(shè)計、加法器設(shè)計等。在組合邏輯電路章節(jié)中，對于編、譯碼器內(nèi)部工作電路不必做詳細講解，重點是讓學(xué)生知道編、譯碼器的工作原理和管腳分配，學(xué)會怎樣使用該器件。課程結(jié)束后，學(xué)生可以嘗試做一個LED顯示譯碼器，實現(xiàn)兩個4位二進制數(shù)相加，并用數(shù)碼管現(xiàn)實結(jié)果。這樣，既避免了枯燥的理論學(xué)習(xí)，還能增加課堂趣味性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。教學(xué)過程中，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生現(xiàn)狀和新的科技知識，在教學(xué)內(nèi)容上切忌因循守舊。可以根據(jù)需要刪減知識點，增加擴充新知識點；同時，教學(xué)過程中緊跟科技前沿，理論聯(lián)系實際，使教學(xué)內(nèi)容貼近學(xué)科發(fā)展的新思路、新概念、新成果，要站在學(xué)科發(fā)展的前沿，跟上學(xué)科的步伐，用新概念、新成果充實教學(xué)內(nèi)容，開闊學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生探知欲，進而提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.2改進教學(xué)方法，提高學(xué)生綜合能力

“數(shù)字電路”涉及的元器件多，且每一個元器件功能和管腳排列不同，特別是在對中大規(guī)模集成電路進行分析時，學(xué)生往往因無從下手而倍感困難。因而，應(yīng)改進傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，采用多樣化的教學(xué)方法，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。首先，采用“項目化”教學(xué)方法，每個項目都貫穿CDIO思想，即構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運行。以項目為主線組織教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動，把“學(xué)科導(dǎo)向”變?yōu)椤绊椖繉?dǎo)向”，把“學(xué)以致考”變?yōu)椤皩W(xué)以致用”，突出項目訓(xùn)練的系統(tǒng)性和完整性。可以將整個教學(xué)內(nèi)容分為若干個項目，每一個項目既要包含必備的理論知識，同時又能以一個項目來提高學(xué)生的動手能力。這樣，既能保證基礎(chǔ)知識的“必需、夠用”，又能培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實際問題的能力，再運用這種能力去解決新的工程實際問題，從而提高了學(xué)生適應(yīng)新的工作環(huán)境和技術(shù)的發(fā)展能力。其次，在課程中引入討論法。傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，學(xué)生被動聽課，師生之間互動不高，導(dǎo)致學(xué)生的思維和創(chuàng)新能力得不到激發(fā)，教學(xué)效果不理想。因此，在教學(xué)過程中可以有計劃性、有針對性地對某個重要知識點提出相關(guān)的討論。學(xué)生可以提出自己的疑問，發(fā)表自己的看法。通過討論，既鞏固了所學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)興趣，又加強了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

2.3更新教學(xué)手段，使教學(xué)內(nèi)容形象化

現(xiàn)代化的信息媒體，具有易于調(diào)動學(xué)生積極性的特點，使學(xué)生接受知識的速度更快。在課堂上采用計算機多媒體、投影、自己動手檢驗等方法，改變傳統(tǒng)教學(xué)方法。多媒體教學(xué)具有形象性、直觀性、趣味性的特點，因此根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，利用多媒體課件為教學(xué)服務(wù)，將復(fù)雜的器件內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波形圖等以動畫的形式分步逐級呈現(xiàn)出來，這樣既節(jié)省板書時間，又能直觀地展現(xiàn)給學(xué)生，刺激學(xué)生感官，加深對該知識點的記憶。學(xué)生通過筆記，更能對該知識點印象深刻，有助于提高教學(xué)效果。但是，不建議整堂課采取多媒體教學(xué)方式，因為其信息停留時間短，學(xué)生思維跟不上進度，難以深入思考。所以應(yīng)該建立以多媒體授課為主，以板書為輔的教學(xué)手段[2]。

2.4重視實踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

培養(yǎng)高素質(zhì)的技能型人才是高職教育的目標(biāo)，而學(xué)生在校學(xué)習(xí)時間有限，不能全部掌握本專業(yè)的知識和技能，所以必須讓學(xué)生掌握分析問題、解決問題的方法，提高動手能力、創(chuàng)新能力，授之以魚不如授之以漁。高職學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力，必須通過在校期間的實踐和訓(xùn)練獲取。多數(shù)高職院校的實踐課程是穿插在理論課程中進行的，或者在課程結(jié)束后集中幾次進行實踐教學(xué)。教師對實訓(xùn)的要求也不高，學(xué)生的重視程度比較低，達不到實訓(xùn)目的，從而導(dǎo)致學(xué)生的動手能力欠缺，影響了職業(yè)競爭力。對于實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，教材要選好，制定出切實可行的課程大綱，設(shè)計好實驗環(huán)節(jié)，讓實踐內(nèi)容更加貼近高職高專學(xué)生的層次和生產(chǎn)實際。同時，還要保證有充足的課時，可以把晚上和周末時間充分利用起來，給學(xué)生更多的練習(xí)機會，以提高動手能力。在具體的時間教學(xué)中，要注重學(xué)生的主動參與以及綜合運用能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生每次實踐都要明確目標(biāo)、掌握原理、熟練操作相關(guān)儀器儀表，完成基本實踐項目后，能夠基本掌握“數(shù)字電路”基礎(chǔ)知識和基本技能，并能主動解決設(shè)計性實踐項目，如八路搶答器的設(shè)計、數(shù)字鐘的設(shè)計、籃球積分器的設(shè)計等。此類實踐項目學(xué)生自行查找資料，獨立完成電路原理圖的繪制仿真，并根據(jù)所給元器件進行實物焊接，在焊接過程中出現(xiàn)問題先自行解決。對于無法解決的問題再由指導(dǎo)老師進行指導(dǎo)解決。通過這種傳遞式的實踐教學(xué)手段，可以充分地鍛煉學(xué)生動手能力，培養(yǎng)學(xué)生實際創(chuàng)新能力[3]。

3結(jié)語

高職高專教育強調(diào)重點培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力和實踐創(chuàng)新能力，“數(shù)字電路”是電信類專業(yè)課程中實踐性很強的基礎(chǔ)課程，對學(xué)生以后的職業(yè)發(fā)展起著很大的作用。新的人才培養(yǎng)模式，對“數(shù)字電路”教學(xué)的改革提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這需要教師不僅要具備本學(xué)科領(lǐng)域的知識，還要不斷學(xué)習(xí)新的教學(xué)技能和教學(xué)方法，提高自身業(yè)務(wù)水平，滿足現(xiàn)代職業(yè)教育的需要。

[參考文獻]

[1]張有志，張文碩.基于CDIO理念的高職電子信息類專業(yè)項目化教學(xué)模式探索[J].中國電子教育，2016

[2]教育部.關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見[Z].教高〔2006〕16號.

[3]黃淑珍.數(shù)字電子技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2015.

作者:黃淑珍 單位:山東凱文科技職業(yè)學(xué)院