数字电子技术基础课程改革探究

数字电子技术基础课程改革探究

[摘要]《数字电子技术基础》是电子专业基础课程之一,有着承前启后的重要地位。其知识点不仅涵盖理论知识,也包括集成芯片等实践应用部分,特别是在数字技术得到高速发展和广泛应用的今天,该课程的学习在应用型人才的培养过程中就显得尤为重要。本文围绕应用型本科教育,结合笔者的教学经验从教学内容、教学方法和考核模式三个方面展开了该课程改革形式的探索与研究,提出了“偏应用、主启发、重实践”的改革思路,分析讨论了其实施方案,以切实达到应用型人才的培养目标。

[关键词]数字电子技术基础;应用型本科;课程改革

目前,随着中国社会的教育范围不断扩大、教育程度不断深化,高等教育已从精英阶段发展到了大众化阶段。进入新阶段后,为了适应社会的人才需求新方向,高等教育开始以结构调整、质量提升为首要任务,应用型本科教育[1]这一崭新的教育类型便应运而生。应用型本科教育的核心,是以本科教育为主,面向区域经济社会,以学科为依托,以应用型专业教育为基础,以社会人才需求为导向,培养高层次应用型人才。同时为了配合该教育类型的良好实施,相关院校的相关专业都需要进行一定程度上的改造、重组和调整,尤其在课程的教学内容、教学方法以及考核模式方面,都需要着手改革。《数字电子技术基础》[2]是电子类专业的主干必修课程之一,以《电路分析基础》和《模拟电子技术》等课程为基础,其主要内容涉及数字技术的基础部分、相关电子器件的原理介绍以及简单的硬件描述语言等。另外,该课程还要求学生能够使用中、小规模集成芯片设计具有简单逻辑功能的电路,这为后续的《EDA技术》、《单片机应用技术》和《数字通信原理》等课程做好了铺垫工作。由此可知,尤其在数字技术高速发展和广泛应用的今天,该课程的学习对于学生知识体系的构建以及未来职业的规划是十分重要的。因此,如何围绕应用型本科教育对该课程进行改革,以适应社会的人才需求并做好高层次应用型的人才培养,笔者结合自身的教学经验,提出了以下“偏应用、主启发、重实践”的教学思路。

1教学内容改革—偏应用

应用型本科教育下的课程内容偏向应用是毋庸置疑的,学生在完成《数字电子技术基础》的学习后,不仅需要掌握基础理论,还要能够进行简单逻辑电路的设计与制作,同时对于当下数字技术的最新发展形式以及当地相关企业的技术情况须有一定的了解,并且能够对一些应用广泛的数字模块进行简单的分析。(1)教学内容应偏重于应用型知识。教学内容由原先的偏重逻辑函数和电路的原理分析等理论知识,转向于集成芯片的组成架构与应用设计等方面[3]。基础理论部分遵循“够用即行”原则,应着重于具有实践意义的组合逻辑电路与时序逻辑电路的分析与设计知识,尤其在集成芯片的应用设计上更应牢牢把握,同时硬件描述语言的初步使用也应引起注意。(2)教学内容应多讲“新”少讲“旧”。目前教学中使用较频繁的《数字电子技术基础》类教材,其内容大同小异,都着重介绍理论基础以及部分的经典电路如TTL逻辑门、基本RS触发器等,如教学中使用的集成芯片如译码器74LS138、编码器74LS151等。这些“旧”内容作为数字电子的基础,其概念清晰、简单,有利于学生的理解与掌握,但是在数字技术爆炸式发展的今天,应尽快让学生接触到最前沿的科学技术。所以教学内容应少讲一点“旧”多讲一些“新”,这个新就是当下数字技术的最新动态,比如其发展方向和当下应用最广泛的集成芯片等。通过这样的教学内容,学生才能最大限度的开阔眼界,拓宽知识面,顺应时代的发展潮流。(3)教学内容应结合区域相关技术发展状况。应用型本科教育强调服务社会和适应区域经济、科技的发展导向,因此在教学内容中需增加与课程内容相关的当地企业、科研机构的发展状况。比如与我校有良好合作关系的中电38所,其自主研发的“魂芯DSP”芯片在业界属于领先地位,在教学中可以适当介绍该芯片,分析其架构以及设计思路,使得学生能够了解当地的科技情况,并且接触到“新”的知识,可以更好的服务区域经济发展。

2教学方法改革—主启发

当前的教学形式以课堂教学为主,教师作为主导的一方,对学生进行“灌输式”教育,这种教学方法难以使学生产生学习兴趣,难以锻炼学生的创造力,更难以培养出高层次的应用型人才,因此教学方法的改革势在必行。在应用型本科教育提出后,教育者探究了各类的方法改革,虽然形式各异,但都包含了“启发式”的教学思想[4]。(1)教学中应启发学生的思维。所谓启发应是调动了学生的积极性、主动性和创造性,让学生在学习一个知识点后,不仅做到能懂会用,而且能联想到与知识点相关的发散性内容以及延续性内容。比如在触发器一章中,当讲到钟控触发器时,应启发学生思考如何克服其存在的多次翻转现象,并逐步引导学生进入主从触发器的结构设计;还可根据其具有存储数据的功能,启发学生思考触发器在生活中的应用,如延时、计数等。这种方法不仅使课堂生动有趣,发挥了学生的主观能动性,而且有利于学生知识框架的建立,更激发了学生的创造力。(2)教学中应发展多样化的授课形式。教师不应局限于课堂教学,还可根据知识点的性质选择不同的形式。比如在讲解组合逻辑电路的功能分析时,可在实验室进行教学,学生在实验箱内连接电路,并逐级分析其输出信号特征以完成电路功能的确定;在讲解时序逻辑电路的设计时,可在电脑机房使用仿真软件如EWB、Protel进行教学,学生可以方便的试验不同结构、不同元件设计出的电路。采用多样的教学形式可使“乏味”的讲解转变为学生的主动参与,在调动了学生的积极性同时也启发了学生的创造性思维,并且锻炼的学生的应用能力。(3)教学中应结合项目的研究情况。教师在承担与课程相关的项目时,可以将项目的背景、进展的过程介绍给学生,这种“摸得着”的知识容易吸引学生的兴趣,同时可与学生分享项目推进中所遇的困难,启发学生思考解决问题的方向,提高学生对所学知识应用的灵活性。

3考核模式改革—重实践

长期以来,《数字电子技术基础》的考核模式都以卷面考试为主要手段,辅以作业、课堂表现和出勤率等。这种常规模式不仅缺乏过程性考核,且体现不出学生的应用能力,不符合应用型本科教育注重实践的思想。(1)注重实践型考核。卷面考试主要以单一的知识点考查为主,且不能反映学生对所学知识的应用能力。而实践形式考查的则是知识点的综合应用,能够检验学生“知行合一”的情况。教师在实践考查中给出明确的逻辑功能如多路表决器等,要求学生设计出相应的电路,并结合计算机软件来仿真验证。设计也可为开放性,不限制学生使用超出课本范围的知识点或芯片[5]。如果条件允许,可以要求学生在设计后动手制作该电路,更能加强应用型人才的培养。(2)增加过程性考核。若只在期末进行考核,难以覆盖大部分知识点,且容易让学生形成不良的“突击式”学习习惯,造成学生基础不扎实、知识断层的现象。过程性考核设置在每章的教学内容完成之后,教师针对该部分知识点进行考核,形式以上述实践手段为佳。这样的方式不仅有利于教师及时发现学生学习中的问题以及授课中的不足并加以改正,而且使得学生更加注重平时的学习,有利于学生牢牢掌握知识,为灵活应用打好基础。(3)建立小组式考核。建立小组式考核以培养学生的协调组织能力是应用型教育不可或缺的一环。教师在考核中将学生分组并设定某一需要协作完成的目标,如多路彩灯控制器等。小组内学生自行分配资料查找、电路设计、程序编辑和电路制作等任务,确定进度计划并按此执行。这一考核方式有助于学生的协调组织能力培养,有助于学生在工作中迅速融入团队。科技研发多以团队为基础,良好的协作组织能力是项目完成的必备条件,也是高层次应用型人才的必要素质。

4总结

本文就应用型本科《数字电子技术基础》的课程改革方案进行了探索和研究,分别从教学内容、教学方法、考核模式三个方面提出了“偏应用、主启发、重实践”的改革思路,并一一分析、阐述。然而一门课程的改革是任重道远的,笔者所提的思路必然存在缺陷与不足,需要教育者不断的在教学实践中去发掘和总结,最终达到应用型本科教育的目标。

[参考文献]

[1]刘光明,张兴旺.应用型本科电子技术基础课程建设的研究与实践[J].文教资料,2007,(10):66-67.

[2]阎石.数字电子技术基础(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[3]王磊.《数字逻辑电路》教学方法和教学内容改革探究[J].内江科技,2010,31(9):68-68.

[4]徐健宁.《数字逻辑电路》课程的教改探索[J].职业时空,2011,7(9):109-110.

[5]徐莹隽.基于开放教学模式的数字逻辑电路实验教学改革[J].2006,28(6):64-66.

作者:齐琦 陈臖 陈兵兵 单位:合肥师范学院