何偉
摘要:《數(shù)字電子技術(shù)》是一門日新月異且實踐性很強的學科,是電類專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,起到承上啟下的作用。隨著電子技術(shù)飛速發(fā)展,其應用也覆蓋到人們生產(chǎn)和生活的各個方面。
關(guān)鍵詞:數(shù)字電子技術(shù);教學內(nèi)容;教學手段
引言
《數(shù)字電子技術(shù)》是電類專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課程,具有很強的理論性和工程實踐性。隨著電子技術(shù)迅速發(fā)展,使得知識更新周期縮短,而數(shù)字器件不斷更新?lián)Q代,就迫使電子技術(shù)的設(shè)計方法發(fā)生了革命性變化,因此《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學體系、教學內(nèi)容也隨之不斷擴充。但同時教學內(nèi)容多、教學課時少的矛盾也日漸凸顯。因此針對課程自身的規(guī)律和現(xiàn)階段學生的特點,在教學手段和教學方法上做了一定的探索,下面就對在該課程教學過程中的心得體會做以簡單介紹。
1.合理組織教學內(nèi)容
由于數(shù)字電子技術(shù)的迅猛發(fā)展以及數(shù)字系統(tǒng)的大規(guī)模集成化,因此本課程在內(nèi)容的深度和廣度上也須作相應的調(diào)整,通過不斷補充新知識,介紹該學科中的新技術(shù)和前沿內(nèi)容,以應對電子技術(shù)飛速發(fā)展、電子器件日新月異的狀況。針對此現(xiàn)狀,對《數(shù)字電子技術(shù)》課程的主要章節(jié)做以下內(nèi)容整合。首先,要讓學生熟練掌握邏輯代數(shù)這一分析和設(shè)計數(shù)字電路的重要數(shù)學工具,其次,把組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類作為學習重點,而門電路作為構(gòu)成組合邏輯電路的基本單元從屬于組合邏輯電路,觸發(fā)器這部分內(nèi)容作為構(gòu)成時序邏輯電路的基本單元從屬于時序邏輯電路。在保證基本理論知識完整的前提下,應盡可能以集成電路為主體,精簡分立元件電路內(nèi)容,并且要弱化集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu),強調(diào)器件的應用。比如在門電路這一部分,對TTL集成門電路工作原理的學習中,不要側(cè)重數(shù)值計算和門路電開關(guān)速度的分析,而只作一些定性的分析即可,應重點關(guān)注集成門路的外特性和主要參數(shù),以及集成門電路實際應用問題。同時在學習各種數(shù)字邏輯器件時,不僅要對其電路原理分析有所了解,更要重點掌握一些典型集成邏輯器件的邏輯功能以及使用方法。最后,在教學過程中引人仿真軟件、VHDL設(shè)計方法的教學內(nèi)容,使學生在學習硬件的同時學會軟件仿真和硬件描述語言。從第二章開始,結(jié)合硬件的具體電路學習并給出VHDL設(shè)計實例,使VHDL的學習與硬件設(shè)計緊密結(jié)合,使得學生更容易接受。
2.采取有效的教學手段
通過該課程學習要使學生掌握數(shù)字電子技術(shù)的理論知識及各種典型電路的組成、工作原理以及基本的分析方法和設(shè)計方法。注重知識點的講授,強調(diào)培養(yǎng)學生分析、設(shè)計和解決實際問題的能力,為今后的學習和工作提供必備的理論知識。但是,傳統(tǒng)的教學模式忽視了作為教學主體學生的能動作用,因此不利于達到良好的教學效果。為了達到本課程的教學目的,提高學生學習效率,應該改變以往以教師講授為主、學生聽、記為輔的方式,引導學生采用自主學習的形式,使學生通過自己發(fā)現(xiàn)問題、分析和解決問題,從而掌握適合自己的學習方法,鍛煉實踐動手能力,真正體會學習帶來的樂趣。同時營造和諧的課堂氛圍是達到良好教學目的的基礎(chǔ),在此過程中教師要充分發(fā)揮“導”的作用,導想、導學、導用,給學生營造出民主、和諧的課堂氛圍,從而調(diào)動學生的學習積極性,挖掘?qū)W生的學習潛力。
在教學手段上合理運用多媒體設(shè)備,化靜為動,提高學生的學習興趣。在教學中有許多情景難以讓學生憑空想象,實驗過程又無法在課堂進行,而其對于學生的知識點理解和概念的掌握有重要作用,這時傳統(tǒng)的教學手段就顯得力不從心了。因此,借助多媒體輔助教學手段,設(shè)計一個生動有趣的教學情景,化靜為動,使抽象晦澀、難以用語言描述清楚的教學內(nèi)容能夠通過生動形象的畫面展顯出來。不僅容易使學生便于理解,還能拓展學生的思維,加深對事物的認識,培養(yǎng)學生的觀察和邏輯思維能力。
因為所授課程的內(nèi)容都有一定的規(guī)律性和系統(tǒng)性,每個章節(jié)中的內(nèi)容都有相應的共性和內(nèi)在的聯(lián)系。所以在教學過程中,可將待研究內(nèi)容與已學習過的內(nèi)容對比講解,由已知推及未知,既能使學生在學習過程中抓住課程內(nèi)容的共性去分析和理解新內(nèi)容,又能夠把握知識點的差異,使知識形成一個完整的系統(tǒng)。比如在學習時序電路的分析和設(shè)計內(nèi)容時,可知計數(shù)器按時鐘信號的引入方式的不同可分為異步和同步計數(shù)器兩大類。同步計數(shù)器是指將輸入時鐘信號同時加入每個觸發(fā)器的時鐘輸入端,使得各觸發(fā)器在時鐘信號到來時同時翻轉(zhuǎn);反之,異步計數(shù)器是指當時鐘信號到來時,各觸發(fā)器不同時翻轉(zhuǎn)。異步和同步計數(shù)器的分析步驟基本相同,但異步計數(shù)器分析一定要注意每個觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)時所對應的有效時鐘條件,必需寫出每個觸發(fā)器的時鐘方程。故在講授該部分內(nèi)容時應先學習同步計數(shù)器的分析和設(shè)計,在此基礎(chǔ)上,再對比講解異步計數(shù)器,通過引導啟發(fā),對比兩者的異同,使學生由淺入深,循序漸進,能夠更好地理解和掌握相關(guān)知識點。
3.注重實踐環(huán)節(jié)
數(shù)字電子技術(shù)是一門基于實驗之上的專業(yè)基礎(chǔ)課程,其中很多概念和原理都需要通過做實驗去驗證。因此重視實驗和其他相關(guān)實踐環(huán)節(jié),是本課程不可或缺的部分。學生只有通過實驗操作,才能提高實際動手能力,從而培養(yǎng)解決實際問題的能力。所以在教學過程中要正確、適時地組織學生進行相關(guān)實踐探究。但有時實驗課的開設(shè),會受到學校具體實驗條件的限制,這時就可引導學生利用 EWB(即 Electronics Work Bench)軟件進行電路的功能仿真,從而輔助實驗教學,使教學效果得以提高。
實踐教學過程可以把抽象的理論知識變?yōu)橹庇^的體會,能夠使學生便于理解和掌握所學的理論知識點,從而提高教學效果。通過這種“教中練,練中學”的教學方式,則能夠培養(yǎng)學生的動手能力、觀察能力、分析和設(shè)計的能力以及團結(jié)合作的能力。
總之,只要在教學過程始終把學生作為主體,立足實際,調(diào)動學生的學習積極性和求知欲望,使課堂氣氛輕松和諧,就能收到良好的教學效果。在今后的教育教學中,要善于發(fā)現(xiàn)問題,更要“與時俱進”,積極研究學生的特點與課程特色,采用更為合適的方法,使數(shù)字電子技術(shù)的教學更具特色。
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(作者單位:陜西理工大學 物理與電信工程學院,陜西 漢中 723001)endprint