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“数字电路”教学研究

“数字电路”教学研究

摘要:文章研究了“数字电路”课程教学的改革。“数字电路”是电子信息类专业的专业基础课,该课程具有很强的逻辑性和实践性,对学生逻辑能力培养和后续课程的学习起着至关重要的作用。结合各高校的教学现状,按照新的人才培养模式和课程体系,从教学内容、教学方法、教学手段、实践教学等方面提出一些看法和改革建议,以期对“数字电路”课程教学起到一定的建设性作用。

关键词:数字电路;教学内容;项目化教学;实践实训

“数字电路”是电信类专业的一门课程,属于专业基础范畴。该课程的理论部分逻辑性强,实践教学环节要求高。在教学中,注重学生逻辑思维能力和动手能力的培养。但是,学生在学习过程中,对抽象的理论、专业术语、名词概念理解领会起来感到较吃力,加上实践动手能力不强,导致对本门课程的学习兴趣不高,进而放弃学习。而本课程又是一门专业基础课程,对学生后续课程的学习以及本专业职业技能的提高起着关键作用,所以必须改变现状,提高学生学习兴趣。近年来,为了使高等教育,特别是高等工程教育贴合社会需求,各类高校都在进行人才培养模式的探索研究。但鉴于各学校学生的基础、教师水平、教学经费投入和教学条件的差异,其他学校成功的方法,应用到自己学校就不一定适合。纵观国内高职院校的“数字电路”课程,无论在教学内容还是选用的教材上,一直沿用本科或专科教育的“压缩饼干”式课程体系,采用传统的“黑板+实验箱”的教学模式,忽略高等职业教育的“技能+创新型+应用型”的人才培养目标,因此,必须摒弃陈旧的教学方法,探索出一套适合高职学生学习的模式,这是每一位任课教师必须考虑的问题。我们必须从“数字电路”课程的教学特点出发,从激发学生的学习兴趣和强烈的求知欲开始,探索出新的教学方法,形成符合高素质技能型人才培养的教学模式。

1数字电路课程现状

“数字电路”作为专业基础课,主要学习数字电路的基本知识,重点讲述门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、触发器的电路结构与逻辑功能等知识。开设本课程的主要目的,是让学生了解各种逻辑器件的基本功能和使用方法。学会中、大规模数字集成芯片的使用,对常用逻辑电路能够分析出其逻辑功能。在此基础上,能够利用所学知识,完成简单电路逻辑功能的分析和设计。但是,目前大多数高职院校该课程的讲解侧重点还是在元器件内部结构、工作原理和公式推导、变换上,如花大量课时讲解逻辑函数的化简、各类门电路内部结构和逻辑功能分析,而对各种逻辑电路的应用实践课时安排不够,使多数学生在掌握数字电路基本功能、常用集成芯片的使用、简单数字电路的设计等目标上达不到教学要求。同时,由于近年来高职学生生源质量的差异性增大,如果还一味强调理论教学,忽略实践教学环节,这将难以实现“以就业为导向”的高职教育人才培养目标。另外,部分高职院校在实践教学上,还是采用“实验箱式”教学。所谓的实验也是以验证性实验为主,不利于学生创新能力的培养和提高。随着数字电子技术的飞速发展和教育教学手段的提高,传统的教学模式知识更新速度慢,实用性差,已经不能满足社会和学生的要求,必须对其进行改革[1]。

2“数字电路”课程教学研究

2.1优化教学内容,紧扣高职培养目标

以“必需、够用”为基准,从实际出发,克服理论性倾向,尽量淡化基础理论的难度,减少不必要的理论知识的讲解。教学的重点从理论学习,转换到实践动手能力的培养上,提高学生分析问题、解决问题的能力。例如,在基本逻辑门电路这一章节中,教师在介绍完基本的逻辑门电路后,可以让学生做一个简单的组合逻辑电路,如简单3人表决器设计、加法器设计等。在组合逻辑电路章节中,对于编、译码器内部工作电路不必做详细讲解,重点是让学生知道编、译码器的工作原理和管脚分配,学会怎样使用该器件。课程结束后,学生可以尝试做一个LED显示译码器,实现两个4位二进制数相加,并用数码管现实结果。这样,既避免了枯燥的理论学习,还能增加课堂趣味性,提高学生学习积极性。教学过程中,教师应结合学生现状和新的科技知识,在教学内容上切忌因循守旧。可以根据需要删减知识点,增加扩充新知识点;同时,教学过程中紧跟科技前沿,理论联系实际,使教学内容贴近学科发展的新思路、新概念、新成果,要站在学科发展的前沿,跟上学科的步伐,用新概念、新成果充实教学内容,开阔学生视野,激发学生探知欲,进而提高学生学习兴趣。

2.2改进教学方法,提高学生综合能力

“数字电路”涉及的元器件多,且每一个元器件功能和管脚排列不同,特别是在对中大规模集成电路进行分析时,学生往往因无从下手而倍感困难。因而,应改进传统的灌输式教学,采用多样化的教学方法,以培养学生的综合能力。首先,采用“项目化”教学方法,每个项目都贯穿CDIO思想,即构思、设计、实现、运行。以项目为主线组织教学内容和教学活动,把“学科导向”变为“项目导向”,把“学以致考”变为“学以致用”,突出项目训练的系统性和完整性。可以将整个教学内容分为若干个项目,每一个项目既要包含必备的理论知识,同时又能以一个项目来提高学生的动手能力。这样,既能保证基础知识的“必需、够用”,又能培养学生应用所学知识解决实际问题的能力,再运用这种能力去解决新的工程实际问题,从而提高了学生适应新的工作环境和技术的发展能力。其次,在课程中引入讨论法。传统的教学方式中,学生被动听课,师生之间互动不高,导致学生的思维和创新能力得不到激发,教学效果不理想。因此,在教学过程中可以有计划性、有针对性地对某个重要知识点提出相关的讨论。学生可以提出自己的疑问,发表自己的看法。通过讨论,既巩固了所学内容,提高学习兴趣,又加强了学生分析问题、解决问题的能力。

2.3更新教学手段,使教学内容形象化

现代化的信息媒体,具有易于调动学生积极性的特点,使学生接受知识的速度更快。在课堂上采用计算机多媒体、投影、自己动手检验等方法,改变传统教学方法。多媒体教学具有形象性、直观性、趣味性的特点,因此根据教学内容,利用多媒体课件为教学服务,将复杂的器件内部电路结构、工作原理、波形图等以动画的形式分步逐级呈现出来,这样既节省板书时间,又能直观地展现给学生,刺激学生感官,加深对该知识点的记忆。学生通过笔记,更能对该知识点印象深刻,有助于提高教学效果。但是,不建议整堂课采取多媒体教学方式,因为其信息停留时间短,学生思维跟不上进度,难以深入思考。所以应该建立以多媒体授课为主,以板书为辅的教学手段[2]。

2.4重视实践教学,培养学生创新能力

培养高素质的技能型人才是高职教育的目标,而学生在校学习时间有限,不能全部掌握本专业的知识和技能,所以必须让学生掌握分析问题、解决问题的方法,提高动手能力、创新能力,授之以鱼不如授之以渔。高职学生的动手能力和创新能力,必须通过在校期间的实践和训练获取。多数高职院校的实践课程是穿插在理论课程中进行的,或者在课程结束后集中几次进行实践教学。教师对实训的要求也不高,学生的重视程度比较低,达不到实训目的,从而导致学生的动手能力欠缺,影响了职业竞争力。对于实践教学环节,教材要选好,制定出切实可行的课程大纲,设计好实验环节,让实践内容更加贴近高职高专学生的层次和生产实际。同时,还要保证有充足的课时,可以把晚上和周末时间充分利用起来,给学生更多的练习机会,以提高动手能力。在具体的时间教学中,要注重学生的主动参与以及综合运用能力的培养,要求学生每次实践都要明确目标、掌握原理、熟练操作相关仪器仪表,完成基本实践项目后,能够基本掌握“数字电路”基础知识和基本技能,并能主动解决设计性实践项目,如八路抢答器的设计、数字钟的设计、篮球积分器的设计等。此类实践项目学生自行查找资料,独立完成电路原理图的绘制仿真,并根据所给元器件进行实物焊接,在焊接过程中出现问题先自行解决。对于无法解决的问题再由指导老师进行指导解决。通过这种传递式的实践教学手段,可以充分地锻炼学生动手能力,培养学生实际创新能力[3]。

3结语

高职高专教育强调重点培养学生的实际动手能力和实践创新能力,“数字电路”是电信类专业课程中实践性很强的基础课程,对学生以后的职业发展起着很大的作用。新的人才培养模式,对“数字电路”教学的改革提出了严峻的挑战,这需要教师不仅要具备本学科领域的知识,还要不断学习新的教学技能和教学方法,提高自身业务水平,满足现代职业教育的需要。

[参考文献]

[1]张有志,张文硕.基于CDIO理念的高职电子信息类专业项目化教学模式探索[J].中国电子教育,2016

[2]教育部.关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见[Z].教高〔2006〕16号.

[3]黄淑珍.数字电子技术[M].北京:清华大学出版社,2015.

作者:黄淑珍 单位:山东凯文科技职业学院