《数字电子技术》教学改革探索

1、数字电子技术教学改革探索    摘要数字电子技术是逻辑性很强的一门课程，内容抽象难懂。在教学手段和教学方法上进行改革探索，灵活多样地组织数字电路的教学活动，可以获得令人满意的教学效果。 关键词数字电子技术教学改革教育技术教学资源 作者简介范文军（1957- ），女，山东菏泽人，黄河水利职业技术学院自动化工程系讲师，研究方向为高职教学改革及电工电子技术教学与发展等。（河南开封475001） 中图分类号G642.0文献标识码A文章编号1004-3985（2007）15-0140-01 数字电子技术是电气自动化和电子等专业的重要专业技术基础课程，具有较强的理论

2、性、应用性和工程实践性。近年来数字电子技术迅速发展，知识更新周期大大缩短，数字器件不断更新换代，一方面使数字系统的设计方法发生了革命性变化，另一方面使数字电子技术课程教学体系、教学内容随之不断扩充，教学内容多、教学课时数少的矛盾日渐凸显，教学改革势在必行。我们针对课程自身的特点和规律，在教学手段和教学方法上做了大量的改革探索，取得了较为满意的教学效果。 一、优化教学资源，改革教学手段 （一）根据专业需求，编写精品教材 根据教育部面向21世纪电工电子技术课程教改方案要求，根据所教各专业的实际需求，我们首先在主教材的编写和内容选取上做了相应的改革。 我们按照数字电子技术课程特点，教材根据基本内容、

3、教学重点和学习难点三个层次进行结构上的门电路划分。其中，基本内容按其内在关系设置四个知识模块：（1）基础知识模块：逻辑代数、常用的结构和功能、常用触发器的结构和功能；（2）组合逻辑电路模块：组合逻辑电路的分析方法、组合逻辑电路的设计方法、常用中规模集成组合逻辑电路的工作原理、功能及其应用；（3）时序逻辑电路模块：时序逻辑电路的分析方法、以计数器、寄存器为主的中规模集成时序逻辑电路的工作原理、功能和应用；（4）数字电路的应用模块：555定时电路、半导体存储器、可编程逻辑器件、数/模和模/数转换电路。 在教材编写过程中，为解决数字电子技术课程“内容多、课时少”的矛盾，内容选取上以“必需、够用”为度

4、，力求少而精，除此之外，还要充分考虑突出学生的个性培养，因此，第一章前均设有学习要求和教学重点，第一节前给出学习目标，节后提出学习检验结果题，第一章后配有题库式自测试卷，并在每个知识模块中都提供了实验、实训任务及其指导，供教师教学参考和学生学习指南。 （二）制作优秀课件，提高教学效率 数字电子技术课程逻辑性强，内容大多抽象难懂，教师按照传统的“一支粉笔、一块黑板”模式讲授，学生在被动接受知识的情形下往往“味同嚼蜡”，教学效果不理想。教学是遵循双向互动规律的，教学是教师和学生双方面的结合。为使学生能够真正成为教学的主体，教师就必须把握学生的学习心理，采用现代化教学手段，使学生对所学的内容产生兴趣

5、，进而由浅入深，引导学生积极思维，使学生的思维与教师的思维同步进行。为此，我们利用假期和业余时间学习和掌握现代教育技术，以主教材为蓝本，制作较高品质的教学课件。 优秀的教学课件应是主教材的提升和精练，课件要让主教材中的概念、定律及应用内容转化为生动活泼、形象逼真的影像反映给学生。为达此目的，我们在制作过程中充分利用了实物、图像、声音等多种传媒方式向学生传递形象具体的教学信息，使学生耳闻其声，目睹其行，感受到真实的东西，促进“理论与实际相结合”，最大限度地调动学生的学习积极性，并通过课件中的情景设置开发学生的创新、联想思维。在课件的处理上，我们对大多知识点都采用了操作性较强的分解动作讲述，例如门

6、电路内容制作中，我们先用能够分解动作的动画制作了学生熟悉的开关控制照明电路，用来说明基本的逻辑关系，进而导出相应逻辑公式、逻辑真值表和用二极管、三极管等开关元件构成的与、或、非门电路，通过进一步的分解、解剖和说明，确保学生头脑中树立了清晰的基本逻辑关系概念，最后再引入各种门电路的逻辑门图符号。 教学实践证明，优秀的教学课件，能够激发学生的特长和潜能，鼓励并引导他们的好奇心、求知欲、想象力、创新欲望和探索精神。多媒体教学手段可以在极短的时间内将大量的教学内容引入课堂，最大限度地提高了教学效果。课件教学使用前后进行对比，使用课件教学，更能激发学生的学习热情，课堂教学效果大幅度提高，教学进度相应加快

7、，使“教学内容多、教学课时少”的矛盾得到了缓解。 二、增强实验、实训环节，改革教学方法 传统的教学方法是以教师为中心，以“传递接受”的教学理论和“刺激反应”的行为主义学习理论为指导。传统的教学方法把教师当做课堂的主宰，教师完全可以决定课堂的内容和进度；而学生则是知识灌输的对象，只是消极地对外部刺激做出相关反应，是被动的接受者。打破传统的“灌输式”和“填鸭式”教学法，不但要引入现代教学手段，还要强调以“学生为主体、教师为主导”的素质型培养模式，增强实验、实训环节，着力提高学生的创新思维能力和动手能力。 （一）紧扣高职教育人才目标，突出技能培养 我们加强了实验、实训教学环节，为学生在校期间掌握更多

8、的实验技能和工程实际技能提供方便，以增强学生的就业竞争能力。具体做法如下： 一是在教学过程中把适当内容放到实验室中进行，加强理论与实践的联系。如编码、译码显示电路，用集成计数器构成N进制计数器，利用移位寄存器实现乘法和除法运算等，都可以“学习型实验课”的形式在实验室中进行，让实验不再是一味的验证，而是理论联系实际充分阐述和说明了问题，不但节省了教学时间，而且使学生真正感受到知识的实用性； 二是在验证性实验中引入探究性内容。验证性实验主要为了加强学生对理论知识的感性认识而设置的，通过实验学生可进一步加深对理论知识的理解。例如应用四位D触发器构成二进制加、减计数器，实验内容主要让学生证实用四个D触

9、发器可以构成二进制加法和减法计数器的方法。在这个实验中，我们只画出加法计数器的构成逻辑图，而减法计数器的构成让学生自己去考虑和设计；在复位清零法和置数清零法讲述后，让学生应用两只集成CC40192芯片在实验台上自行设计成60进制和12进制计数器，以理解和掌握N进制计数器的构成方法。 三是设置至少两周的数字电子技术实训，主讲教师全面参加并指导实训，增强技能层次的师生互动。教学中既有基础实验环节，又有综合性实践环节，实现了边学习、边研讨，可将能力训练、创新思维贯穿于整个教学过程中。 （二）开设EWB虚拟电子实验，进一步加强技能环节 EWB软件是加拿大公司于20世纪80年代末至90年代初推出的电子电

10、路仿真的虚拟电子工作台软件，其用户界面友好，为数字逻辑电路仿真提供了如时钟信号、门电路、触发器等丰富的元器件模型，EWB不但可作为设计工具，同其他流行的电路分析、设计和制板软件交换数据，它还可以提供虚拟仪器用比实验室仪器更灵活的方式进行实验，把传统的硬件设计与调试问题变成“软件”问题。把抽象的硬件行为和数字电路利用EWB实验平台获得验证，进一步激发学生对数字电子技术的学习兴趣。 EWB是基于Windows操作系统上的应用软件，所以其操作方法和其他基于Windows环境下的软件操作方法一样，所见即所得。要用的元器件、仪器等，只要用鼠标轻轻点击，随时可以取出，以完成参数设置，连接电路，还可以启动运行，进行分析和测试，非常适合数字电子技术课程的辅助教学。应用EWB软件进行虚拟数字电子实验，课堂上无须花费多少时间，就可把仿真实验的基础知识和EWB8.5的使用方法教给学生。配合主教材内容，让学生用喜欢“玩”的电脑对所学过的理论知识进行虚拟仿真实验，或进行电路调试和设计，能够更好地调动其学习的积极性和主动性，激发他们的探究能力和创新思维能力。 EWB虚拟仿真实验软件作图快捷，修改方便，因此实验和测试结果直观具体。当学生在虚拟实验中感受到实验才具有的测试效果时，因为兴奋而引发了更深入的理解，进一步提高了对数字电子技术课程的分析和设计能力，增强了学生们的工程应用能力、发现和解决问题能力。