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摘 要:为改善“数字电子技术基础”课程教学效果,提高学生培养质量,本文从课程教学内容和创新能力培养两个方面进行论述。一是对课程教学从教材内容、教学方法上进行探讨,提出教改措施;二是为促进学生的创新能力培养,提出两种培养途径。
关键词:数字电子技术基础;教学;实验;创新能力
“数字电子技术基础”是电子类专业的重要专业基础课。该课程知识覆盖面广,涉及内容多,更新发展快。它不仅具有一般技术基础课比较完整的知識体系,而且也能为“微机系统与接口技术”“单片机原理与应用”“数字信号处理”等后续课程打下坚实的基础,还具有很强的逻辑推理和实践性。学生对该课程的学习态度和学习质量,将直接影响到学生对后续课程的学习及未来在相关领域思维素质的形成和潜能的发挥。这就对从事数字电子技术课程的教学工作者提出了一个要求:必须跟上时代的步伐,积极进行课程的教学改革,不断补充新知识。为了提高学生的学习效果,提高学生的培养质量,本文从课程教学和学生创新能力培养两个方面进行论述。
一、课程教学内容有待于改善
(1)教材内容有待于进一步探讨。从教学大纲和教学内容上来看,自20世纪90年代以来,数字技术是发展最快的技术之一,导致课程的建设与数字电子技术的迅速发展始终有一定的距离。因此,首先要在《数字电子技术基础》大纲的制定中增加反映新科技的内容。超大规模集成电路的制造技术有了长足的进步,特别是高密的可编程逻辑器件(CPLD),其集成度已达到每片上百万门,而成本却迅速下降。同时为其编程而开发的电子设计自动化(EDA) 软件日臻完善,使得这类器件广泛应用于生产和科研领域。面对这一形势,将CPLD 引入教学中。其次,要解决好教材内容繁多和学时数有限的矛盾,“数字电子技术基础”教学转入以集成电路为主,带来了本门课程在基础理论、基本技能和基本分析方法的变化。我们根据本专业的特点,删减陈旧的知识,增加现代电子技术的内容。所以,在教学中,应重点强调其外在特性和应用,对内部结构及其分析尽量淡化。
(2)教学方法有待于进一步改进。首先,为了使学生能够把握课程的整体结构,就要把本课程的主线条讲清楚,把各部分内容之间的联系讲明白。对于门电路、逻辑代数基础、触发器等基本器件的原理和特征要讲透。对分立元件的经典剖析和处理方法应讲透,使学生理解、掌握、牢记其思路,以便于分析、设计时借鉴。其次,在“数字电子技术基础”课程的理论教学过程中,要特别注重基本概念的解释,这样可以达到事半功倍的效果。下面举个具体的例子来说明。“同步”和“异步”在不同环境下的不同理解:在时序逻辑电路这部分内容中,两个地方出现了“同步”和“异步”这两个名词术语。中规模集成计数器芯片中的“同步清零”“异步清零”中的“同步”和“异步” 的含义是指清零信号与时钟信号CP之间的关系,“异步”是指清零信号与时钟信号CP无关,只要有效就起作用;而“同步”是指不但需要有效的清零信号CR,还需要有效的时钟信号CP时钟沿的配合。“异步计数器”中的“异步”的含义是指计数器中的各个触发器的时钟信号之间的关系,“异步”是指各个触发器的时钟信号不是同一个信号。在课堂教学中还有很多很重要的基本概念要强调,基本概念解释清楚了,可以加快教学的速度,在有限的学时内讲授更多的内容,增加信息量,可以学习更多新技术。
二、学生的创新能力有待于进一步提高
学生的学习不能仅仅在于课程知识的掌握,更为重要的是通过上课、做实验培养学生的学习知识的热情和兴趣,提高学生的学习能力,尤其是创新能力有待于进一步提高。“数字电子技术”课程,可以从以下两方面做到这一点。
(1)从课堂教学过程培养学生的踏实的学风、洞察力,提高学生的创新能力。课堂教学是本门课程学习的基础环节,在课堂上包括各个知识点的阐述,各个重难点的讲解。习题课的讲解有助于学生巩固所学知识,意识到知识点之间的联系和解决工程问题的切入点。对重难点的深入剖析,提升同学们对重点知识的洞察力;加大对实际工程案例的分析和讲解,提高同学们解决实际问题的能力;通过提供相应的数字电子技术基础工程案例,帮助学生提高知识应用能力与通过不同解决方案的对比分析扩展学生的思路和提高学生创新能力。以激发学生学习电路的兴趣为出发点,加大平时考核的比重,采取灵活多样的平时考试形式。着重加强对学生能力和素质的考察,不能简单地以考试结果对学生进行分类。要通过对平时考试结果做出分析,形成激励性的改进意见或建议,促进学生全面发展,减轻学生压力。
(2)通过各种实验项目过程提高学生的创新能力。数字电子技术是实践性很强的课程,应根据新技术的发展不断更新试验内容,采用验证——设计——综合——创新四种类型实验,这四个发展阶段正是学生能力培养的不同阶段,根据这一过程制订了实验教学方案。要减少验证性实验,增加设计性、综合性实验,放开创新性实验。根据课程的特点,本着“循序渐进”的原则,开设1~2个基础实验,使学生熟悉实验仪器和基本理论,对数字电子技术有一定的感性认识。在此基础上增开设计型实验,给出设计要求,提供不同类型的计数器芯片,让学生按照自己的思路设计电路,自己连线验证实验功能。另外,除了指定的基础实验内容,每次实验课还安排综合性较强的选作实验内容,综合性实验主要考查将多个知识点串接、综合运用的能力。以前,基于中小规模器件的实验在方法和时间上受到一定的限制,综合性实验较难完成。现在,以计算机为平台、EDA技术为核心的实验方法可以提高实验的复杂度和综合性,综合性实验可以顺利进行。创新性实验自由度更大,把实验的主动权交给学生,由学生自拟命题,确立设计目标。指导教师负责实验内容、要求和方案可行性的审定,并在实验过程中答疑解惑。这样,可以最大限度地发挥学生的创造性和主动性,激发学生学习的兴趣。
参考文献:
[1]康华光.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]尚媛园,赵晓旭.数字电子技术基础课程教学改革[J].中国电力
教育,2010(25).
[3]崔占琴.数字电子技术基础课程授课方法思考[J].电气电子学
报,2010(5).
(安徽建筑工业学院机械与电气工程学院)
关键词:数字电子技术基础;教学;实验;创新能力
“数字电子技术基础”是电子类专业的重要专业基础课。该课程知识覆盖面广,涉及内容多,更新发展快。它不仅具有一般技术基础课比较完整的知識体系,而且也能为“微机系统与接口技术”“单片机原理与应用”“数字信号处理”等后续课程打下坚实的基础,还具有很强的逻辑推理和实践性。学生对该课程的学习态度和学习质量,将直接影响到学生对后续课程的学习及未来在相关领域思维素质的形成和潜能的发挥。这就对从事数字电子技术课程的教学工作者提出了一个要求:必须跟上时代的步伐,积极进行课程的教学改革,不断补充新知识。为了提高学生的学习效果,提高学生的培养质量,本文从课程教学和学生创新能力培养两个方面进行论述。
一、课程教学内容有待于改善
(1)教材内容有待于进一步探讨。从教学大纲和教学内容上来看,自20世纪90年代以来,数字技术是发展最快的技术之一,导致课程的建设与数字电子技术的迅速发展始终有一定的距离。因此,首先要在《数字电子技术基础》大纲的制定中增加反映新科技的内容。超大规模集成电路的制造技术有了长足的进步,特别是高密的可编程逻辑器件(CPLD),其集成度已达到每片上百万门,而成本却迅速下降。同时为其编程而开发的电子设计自动化(EDA) 软件日臻完善,使得这类器件广泛应用于生产和科研领域。面对这一形势,将CPLD 引入教学中。其次,要解决好教材内容繁多和学时数有限的矛盾,“数字电子技术基础”教学转入以集成电路为主,带来了本门课程在基础理论、基本技能和基本分析方法的变化。我们根据本专业的特点,删减陈旧的知识,增加现代电子技术的内容。所以,在教学中,应重点强调其外在特性和应用,对内部结构及其分析尽量淡化。
(2)教学方法有待于进一步改进。首先,为了使学生能够把握课程的整体结构,就要把本课程的主线条讲清楚,把各部分内容之间的联系讲明白。对于门电路、逻辑代数基础、触发器等基本器件的原理和特征要讲透。对分立元件的经典剖析和处理方法应讲透,使学生理解、掌握、牢记其思路,以便于分析、设计时借鉴。其次,在“数字电子技术基础”课程的理论教学过程中,要特别注重基本概念的解释,这样可以达到事半功倍的效果。下面举个具体的例子来说明。“同步”和“异步”在不同环境下的不同理解:在时序逻辑电路这部分内容中,两个地方出现了“同步”和“异步”这两个名词术语。中规模集成计数器芯片中的“同步清零”“异步清零”中的“同步”和“异步” 的含义是指清零信号与时钟信号CP之间的关系,“异步”是指清零信号与时钟信号CP无关,只要有效就起作用;而“同步”是指不但需要有效的清零信号CR,还需要有效的时钟信号CP时钟沿的配合。“异步计数器”中的“异步”的含义是指计数器中的各个触发器的时钟信号之间的关系,“异步”是指各个触发器的时钟信号不是同一个信号。在课堂教学中还有很多很重要的基本概念要强调,基本概念解释清楚了,可以加快教学的速度,在有限的学时内讲授更多的内容,增加信息量,可以学习更多新技术。
二、学生的创新能力有待于进一步提高
学生的学习不能仅仅在于课程知识的掌握,更为重要的是通过上课、做实验培养学生的学习知识的热情和兴趣,提高学生的学习能力,尤其是创新能力有待于进一步提高。“数字电子技术”课程,可以从以下两方面做到这一点。
(1)从课堂教学过程培养学生的踏实的学风、洞察力,提高学生的创新能力。课堂教学是本门课程学习的基础环节,在课堂上包括各个知识点的阐述,各个重难点的讲解。习题课的讲解有助于学生巩固所学知识,意识到知识点之间的联系和解决工程问题的切入点。对重难点的深入剖析,提升同学们对重点知识的洞察力;加大对实际工程案例的分析和讲解,提高同学们解决实际问题的能力;通过提供相应的数字电子技术基础工程案例,帮助学生提高知识应用能力与通过不同解决方案的对比分析扩展学生的思路和提高学生创新能力。以激发学生学习电路的兴趣为出发点,加大平时考核的比重,采取灵活多样的平时考试形式。着重加强对学生能力和素质的考察,不能简单地以考试结果对学生进行分类。要通过对平时考试结果做出分析,形成激励性的改进意见或建议,促进学生全面发展,减轻学生压力。
(2)通过各种实验项目过程提高学生的创新能力。数字电子技术是实践性很强的课程,应根据新技术的发展不断更新试验内容,采用验证——设计——综合——创新四种类型实验,这四个发展阶段正是学生能力培养的不同阶段,根据这一过程制订了实验教学方案。要减少验证性实验,增加设计性、综合性实验,放开创新性实验。根据课程的特点,本着“循序渐进”的原则,开设1~2个基础实验,使学生熟悉实验仪器和基本理论,对数字电子技术有一定的感性认识。在此基础上增开设计型实验,给出设计要求,提供不同类型的计数器芯片,让学生按照自己的思路设计电路,自己连线验证实验功能。另外,除了指定的基础实验内容,每次实验课还安排综合性较强的选作实验内容,综合性实验主要考查将多个知识点串接、综合运用的能力。以前,基于中小规模器件的实验在方法和时间上受到一定的限制,综合性实验较难完成。现在,以计算机为平台、EDA技术为核心的实验方法可以提高实验的复杂度和综合性,综合性实验可以顺利进行。创新性实验自由度更大,把实验的主动权交给学生,由学生自拟命题,确立设计目标。指导教师负责实验内容、要求和方案可行性的审定,并在实验过程中答疑解惑。这样,可以最大限度地发挥学生的创造性和主动性,激发学生学习的兴趣。
参考文献:
[1]康华光.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2006.
[2]尚媛园,赵晓旭.数字电子技术基础课程教学改革[J].中国电力
教育,2010(25).
[3]崔占琴.数字电子技术基础课程授课方法思考[J].电气电子学
报,2010(5).
(安徽建筑工业学院机械与电气工程学院)