試析“數字電子技術”教學與實驗改革探索

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  論文摘要:筆者結合多年來“數字電子技術”教學實踐與體會,從教學內容、教學方法、實踐教學等幾個方面對該課程的教學改革提出了一些具體措施和建議。教學實踐表明,這些方法效果較好,顯著提高了學生的學習效率。

  論文關鍵詞:數字電子技術;教學方法;實驗教學
  
  “數字電子技術”課程是工科院校電力及其自動化、通信等電類專業的主幹專業基礎課,具有自身的體系和很強的實踐性。該課程的教學質量、教學效果直接關係到電子信息類各專業學生後續課程的學習。學習“數字電子技術”課程,對培養學生的科學思維能力、樹立理論聯繫實際的觀點以及提高學生分析和解決問題的能力都有着極其重要的作用。筆者根據近幾年的教學實踐經驗,談談對“數字電子技術”課程教學及實驗改革的幾點思考,希望對相關院校該課程的教學改革有所幫助。

  一、理論課教學方面

  1.教學大綱應與時俱進
  “數字電子技術”的基礎部分包括邏輯代數、門電路、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、半導體存儲器、可編程邏輯器件、硬件描述語言、脈衝波形的產生和整形、數-模和模-數轉換電路等。當前科學技術的發展日新月異,特別是電子技術、計算機技術以及芯片技術的發展非常迅速。而許多高校所用的教材內容更新緩慢,許多新知識、新技術不能及時地補充進來,當前教材講述的一些器件早已過時或被淘汰。教學大綱應該不斷地進行改革,在保證“數字電子技術”基本知識、基本理論的前提下,使教學內容體系有新的變化。
  我們應從基本電路的分析方法和設計方法起步,以大規模集成電路(Large scale integration,LSI)的分析及應用爲重點,對課程內容進行優化和改革。淡化電路的內部結構,強調電路的外部特性。淡化各種功能模塊的電路構成,強調相應集成器件的應用。用硬件描述語言進行電路系統的設計是當前發展的趨勢。與傳統的原理圖輸入設計方法相比較,硬件描述語言更適用於規模日益增大的電路系統,它還是進行邏輯綜合優化的重要工具。硬件描述語言使設計者在比傳統的門級設計方法更爲抽象的層次上描述設計的結構和內部特性。它突出的優點有:語言的公開可利用性、設計與工藝的無關性、寬範圍的描述能力、便於組織大規模系統的設計以及便於設計的.複用和繼承等等。目前最常用的硬件描述語言有VHDL和Verilog-HDL,它們都已經成爲IEEE標準。我們在教學中應該加強對新器件和流行硬件描述語言的學習。
  2.傳統教學與多媒體教學相結合
  “數字電子技術”課程中有大量用圖形、表格表述的知識,如電路圖、波形圖、時序圖、真值表等,教師在黑板上手繪這些圖表不僅費時費力,而且顯示效果一般,方式也不靈活。
  多媒體技術能夠將大量的集成電路、圖形、波形、真值表預先存放在計算機中,上課時教師可以方便、快捷地使用這些圖表,從而減少了很多耗時的板書和畫圖,節省了大量的時間,利用這些時間就能夠將教材中尚未出現的內容加到課堂中去,幫助學生深入理解所學知識,從而提高學習效率。“數字電子技術”中組合邏輯電路及時序邏輯電路的分析及設計過程和其他一些章節都存在大量邏輯圖、狀態轉換圖及時序圖等,用多媒體教學無疑能很好地將這些章節的講解變得更簡單化、清晰化。
  這裏提倡多媒體教學,決不是要否定傳統的教學手段。各種手段都具有其各自的特點和獨特的功能,在教學中,它們是相互補充、取長補短的關係。就像粉筆+黑板、幻燈投影、電視教學等教學手段一樣,多媒體教學只是教師授課的手段之一。將多媒體與其他教學手段結合起來將會獲得更好的教學效果。
  3.勇於探索新的教學方法
  教學改革的核心是教學方法的改革,教學方法要體現在整個課堂教學過程中。傳統的教學往往都是通過傳授,學生被動反覆練習,這在一定程度上忽視了學生的積極參與,把學生頭腦當成被動接受知識的容器,嚴重束縛了學生個性和創造能力的發展,不利於培養學生的知識遷移能力,難以適應未來社會發展的需要。
  現在,教師一定要通過多種多樣的方法,引發學生的學習興趣,激發學生的熱情。例如肯定學生的表現,給予充分的鼓勵。加強師生互動,開展第二課堂,或嘗試雙語教學等。“數字電子技術”教學方法和手段的改革和創新要體現當代大學生的特點,調動學生學習的主動性,激發學生創造性,在教學中採用“教、學、做”相結合的循環式教學方法。基於數字電路的課程特點,在教學中每部分都從最基本的應用實例出發,由實際問題入手通過簡單實驗引入相關知識和理論,引出相關概念及相關電路,這樣的教學才更有效。將課堂講授、課內討論、課外自學、技能訓練等有機結合,在教學過程中通過將設計實例或工程實際問題引入課堂、現場教學、精講多練等方法進行教學實踐。“數字電子技術”是一門應用性較強的課程,經常指導學生做一些小發明、小製作,充分展示了學生們的才能,提高了其動手能力和學習興趣。