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数字电子技术教学改革探究4篇

数字电子技术教学改革探究4篇

(一)

一、数字电子技术基础实验教学现状及存在的问题

(一)教学内容老化,缺乏现代性

目前数字电子技术基础实验教学内容主要是基础性和验证性实验,包括门电路功能测试、组合逻辑电路功能测试、触发器逻辑功能测试、时序逻辑电路实验、同步计数器、555时基电路等。实验采用从属于理论课的教学形式,目的只是巩固和验证学生的理论知识,而把培养学生的数字电路应用和设计能力放在了次要的位置,偏离了教学目标。[2]

(二)教学方式封闭,方法单调

目前数字电子技术基础实验教学以实验箱为平台,采取传统的“课前预习一教师讲解一课堂实验一递交实验报告”教学方式,模式单一,缺乏新意。学生只是根据实验指导书上的原理图在实验箱上连接线路并观察实验结果,学生通过实验只验证和巩固了理论知识,不利于数字电路的分析、设计和开发能力的培养。

(三)课程考核方式僵化、缺乏创新性

受传统教学的影响,数字电子技术基础实验成绩属于理论课平时成绩的一部分,一般采用选取简单基础性实验为题目进行简单考核,甚至不进行考核。这种课程设置模式和考核方式主要反映了学生掌握知识和实验操作的能力,而无法反映学生掌握数字电路应用、设计和开发的能力。缺乏有效的激励使很多学生不重视设计,严重阻碍了学生动手能力和创新思维的培养。

二、数字电子技术基础实验教学改革方案

(一)改革目标

随着电子技术的飞速发展,传统的仅要求掌握数字集成电路的使用的数字电子技术基础实验教学目标已远远不能满足教学的要求。本课程进行教学改革的目标是在掌握数字集成电路基本使用的基础上,培养学生利用数字集成电路进行电子系统开发的能力,培养学生的创新和设计能力,为后续电子技术相关课程的学习奠定良好的基础。

(二)改革方案

1.课程模式

传统的数字电子技术基础实验教学采取从属于理论课的教学形式,学生的实验成绩也只是理论课平时成绩的一部分,这种课程设置模式使学生错误地认为实验课不重要。为提高实验教学质量,提高学生对实验课程的重视程度,提高学生实验的主动性和积极性,加强学生的实际动手能力,将数字电路实验改为独立授课并独立分配0.5学分,并提高实验的课时量。在课程设置模式改革的同时,改变传统的理论课由理论教师来主讲,实验课由实验老师负责的情况,理论主讲老师也应承担一部分实验课,这样有利于主讲老师在上课过程中理论结合实际,避免强调过多的理论,忽略了实际中容易出现的问题。[3]

2.教学内容及模式

随着电子技术的发展,传统实验内容远远不能满足社会对电子技术人才的需要,为此在传统常规实验的基础上提出了基础实验、设计实验、开放实验和电子技术课程综合设计实验为核心的层次实验教学模式。基础实验主要是使学生掌握数字集成电路的使用,包括常用仪器的使用、TTL与非门逻辑功能和参数测试、组合逻辑电路分析与设计、触发器、时序逻辑电路分析与设计、移位寄存器、计数与显示、555定时器等实验项目。这类实验主要是让学生通过测试数字集成电路的逻辑功能,掌握基本的数字集成电路的测试方法和使用方法,为完成设计性和综合性实验打好基础。设计性实验主要是培养学生分析和设计电路、发现问题并解决问题的能力,提高学生的综合设计能力。对于设计性实验,实验指导书上只列出实验任务和原理框图,学生根据任务要求,选择设计方案并画出原理图,拟定测试方案,最后根据原理图和测试方案进行连接电路、调试和结果测试,最后按要求写出完整的设计报告。此类实验项目包括电子秒表、24小时多功能电子钟和抢答器等,目的是锻炼学生数字集成电路综合应用能力。由于课程大纲规定的实验,均由教师统一规定内容、统一实验要求、统一实验时间,在有限的实验课时和统一的实验时间管理中,学生没有机会进一步接近实验室,难以满足学生探索性、创新性的要求,在培养学生的动手能力和创新能力上没有重视学生的能力差异,缺乏个性能力培养,因此在设置开放性实验是必要的。通过开放实验室和开放实验的方式,采用多种形式的开放式教学手段,给学生选择实验的主动权和选择权,达到尊重学生的个性发展,有效调动学生的实验积极性,科学培养学生的实验意识和参与科研的意识,培养学生实验能力、设计能力和创新能力的目标。电子技术课程综合设计实验是安排在课程结束后的假期为提高学生的电子设计能力而设置的,不仅包括数字电子技术基础课程的内容,还包括模拟电子技术基础的内容,综合两门课程做一个完整的电子系统,例如数字电压表、数字频率计和数字温度计等。电子技术课程综合设计实验主要是提高学生综合运用所学的电子技术知识进行电子设计的能力。

3.教学方法

传统的学生根据实验指导书上的原理图以实验箱为平台连接线路进行电路测试的实验教学方法,使一部分学生机械地连接线路而忽视了原理的理解,很难提高学生思考问题和解决问题的能力。为提高实验教学质量,培养学生思考问题和解决问题的能力,将实验箱平台改为面包板,学生利用分立元器件搭建电路进行测试,这样有利于学生基本知识和基本技能的掌握,同时也提高了学生独立思考和解决问题的能力。在实验指导书方面,前几个实验可以给出原理图,在学生掌握了数字电子技术基础实验基本操作步骤后,将实验指导书中的原理图改为只给出实验任务要求,学生在实验任务的要求下自行设计原理图,这样有利于提高学生运用理论知识解决实际问题的能力,同时也提高了学生对理论知识的掌握。

4.考核方式

传统的实验操作和实验报告相结合的数字电子技术基础实验课程考核方式客观性较强,在一定程度上只能考查学生的实验操作能力和对知识的记忆能力而无法考查学生对所学的数字电子技术基础知识进行综合运用的能力。基于上述课程教学改革思路,课程考核方式实施过程如下:课程结束以后每组学生选取一个设计性数字电路系统题目,分别利用分立元器件实现题目要求的功能,学生上交纸质版的功能开发文字报告和功能实现的电路板,最后组织学生就自己的项目进行全班答辩。教师根据学生平时训练情况、文字报告、功能实现的情况和答辩情况给出具体的成绩。[5]

三、结束语

数字电子技术基础实验改革的目的是提高学生综合运用数字集成电路进行设计开发的能力。上述改革可以根据实际情况进行先行试点,在试点过程中逐步修改完善,最终形成一种合理有效的数字电子技术基础实验教学模式,提高高校数字电子技术基础实验教学水平,以适应现代电子技术的发展和社会对创新性电子技术人才的需求。

作者:王连胜 徐桂荣 王良成 汪源 单位:三亚学院理工学院

(二)

一、高职院校数字电子技术教学存在的问题

高职院校在数字电子技术教学方面所存在的问题主要是由于陈旧的教学方法跟不上现代科技发展的步伐。虽然这些年来我们一直对现有的教学方法进行改革,也取得了不少的成就。但是还是存在不少问题,主要包括教学的教材严重滞后于现代科技发展的需要,教学的内容过于陈旧,教学方法过于老套。更加详细的说就是现有的教学方法不能够达到高职院校培养人才教学要求;学生没有正确的认识到学习该课程的重要性,他们的积极性没有被调动起来;只凭借考试成绩就判定学生学习效果的好坏不利于充分的调动学生学习的热情,也不利于有效地掌握学习的内容;最重要的是很多学生脑子里有着一种学而无用的想法,这种想法根深蒂固,他们认为有些知识与实践脱节,而有些很有实践性的知识又没有被列入教学内容中去,这直接打击了他们学习的积极性。

在教学内容方面,众所周知,电子科学技术最注重的就是与时俱进,不断地改革创新,不断的更新换代。而现有的教学内容已经严重的落后于先进的科技,根据提高所学知识的实用性的需求对教学内容进行调整和改革势在必行。由于数字电子科学技术这门课程是众多专业的基础课更应该及时的进行更新才能不落后于现代科技发展的步伐。我们国家一直在提倡高职院校要注重应用型人才的培养,要着重培养学生的动手能力和创新能力,归根结底,要解决当前高职院校电子技术教学中所存在的问题就要对教学内容进行改革。只有从根本上解决了教学内容中存在的问题,再结合其他的手段才能达到提高教学效率及其实用性的目的。在教学方法方面,随着近些年来数字电子技术教学方法不断地改革使得我们的教学学时不断的减少,而教学内容并没有随之减少。在这种情形下,老师就要利用更少的学时教授与以前一样的知识,这就意味着我们要提高学生的学习效率,所以只有教师们改进自己的教学方法才能在一定程度上保证学生们的学习效率。因此,目前高职院校所面临的最大的问题就是对现有的教学方法和内容进行改革。

二、高职院校电子技术教学方法和内容的改革

1、数字电子技术教学三部曲

高职院校的数字电子技术教学可以分为三步进行:理论教学、实践教学以及课程设计。只有经过了这三步才能够把学生学习的知识和实际有效的联系起来,才能够有效地激发学生的学习热情和积极性。在理论教学方面,主要是教学内容的编排上,具体的可以先从基础知识开始过渡到综合知识再到系统的知识最后升级到创新的层面。每一个层次都要有具体的目的和方法,只有完成了上一级的学习才能进入下一层次的学习最后到达最高的层次。

2、充分调动学生的学习积极性

古语有云,兴趣是最好的导师,一个人只有对自己所学的东西感兴趣了,才能学起来轻松,掌握起来才能更快。在传统的教学方法中加入问题式和启发式的教学方法往往能达到激发学生的兴趣的效果。这种通过提问和启发的方法可以很容易的激发学生去思考问题的积极性,触发他们探索知识的欲望,更好地激发他们学习的潜能。在课堂上一个老师若能够在适当的时候提出合理的问题,学生们也就能够更加准确的抓住所学的知识点,他们才会跟着老师的教学思路走而不至于开小差甚至逃课。例如,在教学的时候老师引入一个知识点之后说说它的应用,然后把其他的应用留给学生们自己去发掘。当然这要在学生对所讲的知识有比较全面的理解的基础上才能做到。这就会促使同学们为了在提问环节能提出更有建设性的问题而选择认真听课。这样学生在每次上课时便会养成一种认真听课积极思考的好习惯。学生们学习有了积极性,学习的效率也就会随之提高。

3、充分利用现代教学方法

传统的教学方法主要是老师在黑板上写,学生在下面抄。往往教师在上面写字的功夫就已经浪费了三分之一的课程时间。而在现代我们的课程时间越来越短的情况下,这显然是行不通的。这不但浪费了大量的课堂时间,还会导致学生的学习效率有所降低。而随着科技的发展和进步,多媒体的出现很好地解决了这个问题。我们要充分利用各种教学资源,把基本的教学内容做成幻灯片的形式,上课的时候以多媒体的形式展示给学生们,省去了在黑板上写字的时间。并且教师可以把一些过程做成动画和图片的形式,图文并茂,更加形象具体的展示给学生,这样不但能够提高学生们的学习热情,充分调动他们的积极性,还能够有效地提高学习效果。

4、理论联系实际

理论教的再好,如果缺乏实践也不能使学生很好的理解所学知识。教学过程中最忌讳的就是空谈,所以教师应该在教完课程之后给学生一些实践的机会,这是一个很好的深入了解和掌握理论知识的途径。所有的事情都要讲究理论联系实际,更何况我们的应用型教学。而老师在教学过程中也应该时不时的说说我们所学的知识的具体应用,在教学过程中教师可以假设一些实际问题,让学生们自己去解决,从而使得学生在参与的过程中不但熟悉了解决问题的流程,也对所学的东西有了更加全面深入的了解。这对于以后的应用和实践来说至关重要。

5、注重课外实践

课堂上的教学时间是有限的,因此老师应该激发学生学习的主动性,并且提供一些课下的实践机会让学生自己去学习。学校可以开放微机室和实验室,教师们可以出一些与课程相关的计划方案指导学生们学以致用,让学生们看到理论知识的实用性,最终达到提高学习效率的目的。

作者:宋朝君 单位:云南广播电视大学机械电子工程学院

(三)

一、灵活采用多种教学方法

1.1采用的教学方法的目的

教学方法是实现教育目的,完成教学任务的基本手段,但常规的教学方式只是简单的知识传授,达不到所期望的教学效果,而教学方法改革的目的,就是在教学过程中,一贯坚持“学生为主体,教师为主导”,“教”是为了“学”,只有适应于“学”的“教”,才是成功的“教”。学生不是机器,而是有思想的活生生的人,无论是简单知识,还是复杂知识,要使学生掌握,必须通过学生的各种心理活动进行内化,才能把社会知识变为个体知识。

1.2多种教学方法灵活使用的形式

1.2.1提问式

提问式教学方法的特点就是在教学过程中,通过在关键时候设置矛盾,积极调动学生的思维,达到教学的目的。在使用提问式教学方法时必须做到:(1)提出的问题要恰当。恰当就是难易适度,既建立在学生已有知识的基础上,又不是已有知识的简单照搬,而是经过自己的思维加工、分析综合才能回答的问题。例如在讲解电路信号时,首先向学生提问实验中发现的输出信号波形与理论结果相悖的原因,提高学生对该问题的兴趣。(2)提问要巧妙、有意义。巧妙就是要考虑先问什么,后问什么,用什么样的方式提问最能激发学生思维,有意义就是要考虑通过提问让学生得到什么启发。(3)要注意提出问题的连续性,让矛盾贯穿教学始终。

1.2.2启发式教学

启发式教学组织的特点就是通过教学的引导,使学生能在已具备专业知识的基础上进行拓展,通过启发引导使学生在获得电子电路具体知识的同时,能初步具备像一个电子信息工程师那样思考电路与系统的问题。我们根据多年教学效果及积累的教学经验,认为电子电路课程的教学在有限的时间内让学生着重掌握的应该是思路,而不是详尽“电路分析”的数学演绎过程。学生在启发式教学活动中一旦掌握了思路,再结合已有的“电路分析”和“信号与系统”知识去理解数学过程将事半功倍。更重要的是,思路反映了方法的产生,掌握了方法,才可能有发展,才可能有创新,而这才是教学的目的。因此,在课堂教学中,我们注重从电路系统概念、分析问题思路和方法、适用场合以及存在问题等方面着手,为学习新内容作好铺垫。在教学过程中,可采用“设计问题”、“引导思考”到“假设结论”、“探索求证”等手段。

1.2.3案例驱动式教学

采用引入实际案例的方式是本课程具有专业特色的教学方法,分析完电路后进行知识联想性扩展,就更能对所学知识实际化、工程化。通过案例驱动教学,使理论教学变动得生动而具体,不仅活跃了课堂气氛,还能给学生以思考和创新的启迪,取得了明显的教学效果。如:介绍乙类互补推挽功率放大器后,我们以功效在输入信号为零时,电路基本不耗能为例,驱动学生思考教材中未讲到的电路具有智能节能特点,为从不同角度去发现电路新特点提供了一个好的案例。

1.2.4对比式

有比较才能有鉴别,有鉴别才能有发现有创造。对比式的教学方法就是在教学过程中培养学生对比思维方法和能力。如在讲解数字电子技术的门电路时与模拟电路进行对比,讲解场效应管时与晶体管对比,讲解场效应管放大电路时与晶体管放大电路进行对比,讲解时序电路时与组合逻辑电路进行对比,找出共性和个性,讲清个性,重点突出,突破难点。通过如此的教学,学生便能在对比的教学过程中更深刻地理解和掌握相关的专业知识。

1.2.5讨论式

在激发学生积极主动性的基础上,灵活运用各种教学方法,促进学生动脑、动口、动手。而推行讨论式的教学方法正是使课堂教学的民主化,营造一种和谐自然、轻松愉快的学习气氛的一种手段。在讲授新的内容时,让学生展开讨论该知识点与前面学过的内容有什么样的联系与区别,加深旧知识点的认知,并对新知识点有进一步的了解。也可以提出问题让学生分组进行讨论,然后派代表上讲台进行发言,最终由老师进行归纳总结。实践证明,这种研讨式的教学方法,学生非常欢迎,并且收效显著。

二、现代教育技术应用与教学改革

现代教育技术在教学中的应用表现在多个方面,就本课程而言,体现在多媒体教学方式和传统教学方式相结合、网络教学与传统教学相结合的方式,如此能更好地与现代化的教学手段相结合,提高专业教学的效果。如多媒体教学方式,针对很多专业知识的讲解分析,大部分使用多媒体课件和动画来实现,所以充分发挥动画、课件在教学过程中的辅助特色,调动学生学习的积极性,提高课堂效率;而网络教学则是充分利用网络课堂,促进学生自主学习、拓展知识面,对学生自学成材、因材施教、发挥主动性各方面都有着不可替代的作用。

2.1多媒体教学方式和传统教学方式相结合

多媒体教学是把枯燥专业知识转变成学生易懂受学的重要教学方式,为课堂教学提供了活力,教师以此为教学手段,把握教学的节奏和重点,使常规教学和多媒体课件有机结合起来,达到两者各自的优劣互补的效果。如本课程在电路图识图环节,虽然图形多而复杂,但通过多媒体教学明了直观,且节约课时。同时,为了专业教学的需要,提高课件的信息量和可观赏性,组织学校专业和计算机能力强的专业教师,在兄弟院校教师的协同下,利用多种课件制作工具,协同制作多媒体课件,这样使大家在专业教学过程中相互沟通学习,达到取长补短的效果。

2.2网络教学与传统教学相结合

课堂教学仍然是教学的主题,网络教学则是在立足课堂教学的基础上,对课堂教学的延展和提升,不能只是对课堂教学的复制。教师引导学生实施时,应该充分发挥网络资源的优势,在增加知识面、提高效率、因材施教等方面对课堂教学起很好的补充作用,有利于充分发挥学生的主观能动性和自我学习的能力。

三、结束语

课程教学的目的是通过各种教学方法和手段,使学生理解和掌握教学大纲中规定的教学内容。我们通过选择合适的教学方法,依据现有条件,采用灵活的教学方法,不仅能有效提高《数字电子技术》课程的理论知识教学效果,还能通过实验使学生加深对电子相关课程的理解,增强学生的实施和数据分析能力,提高学生专业的竞争力,从而为职业院校数字电子技课程的教学做了有益的探讨。

作者:雷霞 单位:四川核工业高级技工学校

(四)

一、教学体系改革

(1)课程教学的调整

2005我院第一次修改教学计划,缩减了“数字电子技术”课程的授课时数,同时还强调要对实验教学进行加强和重视。2008年,教学计划将“数字电子技术”课程分解为“数字电子技术”和“数字电子技术实验”两门课。这项改革加大了对实验教学的重视,我们还及时修订了两门课程的教学计划。

2)修改教学大纲

我们结合我院对教学计划的修改,对“数字电子技术”课程教学大纲进行了修订。

3)建立网络教学平台

自2007年至2010年,我们建成了一个适用于我校校园网环境下的电子技术类课程的网络教学平台。通过应用该平台于教学实践中,对电子技术教学改革的方法和途径,完成了大量的教研工作,发表相关教研论文7篇。

二、教学方法改革

1)课堂教学改革

在课堂教学中,我们采用交互式教学,有意识和学生多交流。教师要钻研教材,准确把握课程教学重点与难点。我们鼓励学生之间进行学习交流和讨论,我们给学生提供了很丰富的学习资料,除了主要教材外,推荐了一批较好的辅导书籍。通过网络教学平台,学生可以得到教师的教学教案、多媒体教学资料、动画演示、课后习题的解答、相关自测题和相关教学辅导等。我们从提高学生的能力和素质出发,在讲课时有意加强对一个完整项目和知识体系的串通和前后呼应的联想式教学。

2)实验教学改革

我院电工电子实验室有综合实验装置20套,能完成课程讲授和项目教学中基础模块的验证和简单的设计性实验。我们使学生尽可能多地了解数字电子技术领域的新技术和新方法,尽可能多地接受与“数字电子技术”相关的工程实践训练。例如,我们提供交通信号灯数字频率计、智力竞赛抢答器和数字钟等课程设计项目,要求学生用EWB软件设计完成。

三、教学思想改革

我们在教学中,将学生在三年级要完成的学年论文和四年级要完成的毕业设计与本课程的教学相结合,紧密结合现代电子技术发展的动态,将相关的最新技术作为学生的学年论文或毕业设计的研究方向。我们积极鼓励学生参与教师的科研活动,每个研究课题都吸纳2~3名学生参与。不仅让学生学到了很多知识和技能,更重要的是学会了怎样做事,怎样做人。

四、结语

经过了10年的教学探索,我们“数字电子技术”课程组的教师们积累了大量的教学经验和感受,有很大的收获和提高。2007年“数字逻辑与分析”课程被评甘肃政法学院校级精品课程。基于该课程的教改项目先后有4项列项,获校级教学成果奖2项,3位任课教师分别获得校级优秀教学奖一等奖、二等奖和三等奖等。此外,我们每年都选拨学生作品参加“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛,多次取得好的成绩,我们教研室的3位教师也多次获得“挑战杯”优秀指导教师称号。

作者:陆冰 魏芸 闾燕 张琛 单位:甘肃政法学院