摘要摘要:三本院校软件专业学生中有一部分是文科学生,物理知识及数学基础相对薄弱,学习《数字电子技术》课程有一定困难。针对《数字电子技术》课程教学中存在的问题,从理论和实验两方面提出了改革方案,并在实际教学过程中运用该方案。考核结果表明该教改方案效果显著。
关键词关键词:数字电子技术;实践教学;教学改革
DOIDOI:10.11907/rjdk.151958
中图分类号:G434
文献标识码:A文章编号文章编号:16727800(2016)001020002
0引言
《数字电子技术》课程是通信、计算机以及电力等多个专业很重要的一门基础课,具有极强的逻辑性和实用性,是众多后续课程的基础,在相关专业的课程体系中具有举足轻重的地位[1]。该课程开设的主要目的及任务是:使学生了解组成数字计算机和其它数字系统的各种基本逻辑电路;能熟练运用有关知识和理论对各类逻辑电路进行分析;能针对各种设计要求,综合运用多种方法和技术完成逻辑部件的设计与验证[2]。通过《数字电子技术》课程的学习,使学生掌握数字电子技术的基本方法、基本理论、综合应用方法[3],培养学生分析问题和解决问题的能力[4]。
通过对三本院校软件专业调查发现,该专业中有很大一部分是文科学生。文科学生物理数学基础薄弱,学生普遍感觉该课程知识抽象、难于理解,尤其是涉及到器件如何应用,如何利用所学器件设计实用电路时显得不知所措[56]。学生基础薄弱以及课程本身的性质给教学带来了一定的困难。
本文结合三本软件专业数字电子技术教学现状,从理论教学和实验教学两个方面展开讨论,提出一些改革建议。
1理论教学改革
软件建立在硬件基础之上,不懂硬件的软件开发人员发展有限,很难往更高层次走,所以软件专业开设数字电子技术课程非常必要,但三本软件专业的学生应该学习数字电子技术中的哪些知识值得思考。
1.1理论教学内容
《数字电子技术》教材包含数制和码制、逻辑代数、逻辑门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、可编程逻辑器件、脉冲波形的产生和整形、数模和模数转换。由于学生基础知识薄弱,课时有限,不可能把所有的知识消化吸收,所以要有选择地安排学习内容,在有限的课时内让学生学到必要的知识。
针对三本软件专业学生的基础以及该专业性质,对该理论课程在内容讲解上作以下改革:
(1)重点讲解数制和码制、逻辑代数、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器内容。
(2)逻辑门电路章节只讲授二极管的单向导电原理、TTL与门、或门、非门实现的原理、传输门的实现原理,TTL管与MOS管的区别。
(3)简单了解可编程逻辑器件、硬件描述语言、脉冲波形的产生和整形、数模和模数转换。
在课时有限、基础相对薄弱的情况下,应该分清主次,有选择地学习。结合专业性质,应该把逻辑作为《数字电子技术》课程的重点,而电路知识对后续课程影响不大,学生有简单的了解即可。综上,可以把《数字电子技术》分为两大块:组合逻辑电路和时序逻辑电路。由于学生都有数学基础,所以这两块学习起来难度不大,可满足软件专业培养计划对学生的要求。
1.2理论教学方法
传统的理论教学方式是灌输式、填鸭式的,忽视了学生的主体地位,学生在这个过程中被动地接受,不去思考。在理论教学过程中,应该尽量采用多种教学方法,对不同知识点采用不同的教学模式。
《数字电子技术》课程有它自身的特点——抽象,所以在教学过程中,要理论联系实际,将抽象的东西具体化。例如:在讲解计数器时引入日常生活中常见的声控灯、闹钟等,介绍其工作原理,让学生知道数字电子技术应用的广泛性及神奇之处,在惊叹之余,学生会主动接受该知识点。
让学生参与教学过程,选取一些章节,以小组为单位进行讲授,学生变成老师站上讲台,无形中会让他们去搜索更多相关知识点,弄透其中原由。学生变被动为主动,激发了学习积极性,锻炼了团队协作能力。
建立网络教学平台,整合精品资源,提供在线答疑。网络课堂扩大了课程的受益面,与课堂教学互补,实现因材施教,缩短了师生距离,加强了师生、生生之间的交流互动[7]。
除此之外,理论课与实验课交叉进行,将课本上的一些知识点拿到实验课上讲,在讲解的过程中,让学生通过实物进行理解。例如:讲到74LS139双二线四线译码器时,学生通过具体芯片了解其外部特性,并动手操作,加深了理解。
2实验教学改革
2.1实验教学内容
实验内容的设定相当重要,既要涵盖课本上基本的知识点,又要具备可操作性和创新性。下面从基本实验和课程设计两个方面对实验内容安排展开讨论。
(1)基本实验。传统的实验内容以验证性实验为主,但验证性实验无法完全发挥学生的主观能动性,不能使学生灵活掌握,所以在教学中采用验证性与设计性实验共存的方式,且以设计性实验为主。首先设计一些验证性实验,让学生了解一些芯片的外部特性。在此基础上,设计一些设计性实验,让学生学以致用。例如数据选择器实验,首先通过验证性实验,让学生了解74LS153双四选一数据选择器数据端、地址端、选通控制端的特性;其次,让学生设计一个带有主裁判的4人表决器(当主裁判赞成且其他3人中多数赞成时,方案通过),通过74LS153及一些基本门电路来实现。将学到的知识应用到具体实例中,学生就会有成就感,进而激发他们学习的积极性。
(2)课程设计。课程设计的目的是进一步提高学生对数字电子技术的理解,提高学生独立思考问题、分析问题、解决问题的能力。在实验内容上安排一些综合型实验,例如酒店客房呼叫系统、交通信号灯控制系统、频率计实验等。通过综合型实验,学生自主探究,践行所学知识,从而实现理论与实验的有机统一。
基于以上分析,给出实验安排,见表1。
2.2实验教学方法
实验课程是学生巩固基础知识、发散思维、提升能力的关键步骤。传统的实验课以教师讲解为主,学生按照教师的步骤按部就班去完成。这种教学模式能够最大限度地避免器件的损坏,实验能够顺利进行,但学生的能力得不到拓展。笔者认为实验课教学应该是学生起主导作用,教师什么都不讲或教师把所有的步骤都讲解清楚都是不可取的。在教学过程中一定要把握好这个度,应该介绍清楚实验目的及简单的实验思路,其它任务交给学生完成。为了最大限度提高学生分析问题、解决问题能力,实验内容一定要提前布置,让学生有足够的时间准备实验。
对有进一步学习兴趣的学生提供开放实验,学生提交设计思路,所需设备在课余时间开放,对学生进行专门辅导,学生提交实验报告,教师进行评分,计入平时成绩加分项。
3考核方式
考核方式是教学过程中很重要的辅助手段,为了保证实验教学改革的顺利进行,必须充分发挥考核的导向和监督作用。要建立健全考核体制,不再单纯以期末考试成绩作为最终成绩,要将实验成绩、平时成绩都考虑进去,将考核分3块进行,即总成绩=期末考试成绩60%+实验成绩20%+平时成绩20%。这样,学生在学习过程中就会重视日常表现,重视实验。
4结语
《数字电子技术》课程教学质量的好坏与教师、学生以及实验设备等多个因素有关。本文针对三本软件专业《数字电子技术》课程教学中存在的问题,提出了一些改革建议,以提高学生学习的积极性,从而保证《数字电子技术》课程教学质量。通过使用该改革方案,学生与教师良好互动,实验中积极主动探索,期末考试成绩有了显著提高。
参考文献参考文献:
[1]李文娟.三本院校《数字电路与逻辑设计》课程教学探讨[J].科技视角,2013(1):2224.
[2]王俊,席冰,刘想德.《数字电路与逻辑设计》课程教学改革初探[J].重庆邮电大学学报:社会科学版,2007(6):173175.
[3]赵转莉,王留奎.数字电路教学改革之我见[J].中国科技信息,2007(3):232233.
[4]刘丽丽,李 锦,胡 静.《数字电路》课程教学的探索和思考[J].大学教育,2015(5):109110.
[5]王尔申,庞涛,李鹏,等.Multisim和Proteus仿真在数字电路课程教学中的应用[J].实验技术与管理,2013,30(3):7881.
[6]孙磊,蔡钧.浅议《数字电路》课程设计的教学改革[J].考试周刊,2015(24):1213.
[7]刘元超.《数字电路》教学改革探索[J].长江大学学报:自然科学版,2009,6(3):318319.
责任编辑(责任编辑:杜能钢)
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