《數(shù)字電子技術(shù)》教學(xué)的簡與略

張 力

摘要本文介紹了《數(shù)字電子技術(shù)》的課程教學(xué)的簡單方法與學(xué)習(xí)策略,教師從轉(zhuǎn)變思維、強調(diào)步驟、簡化過程和精煉結(jié)論的教學(xué)經(jīng)驗,深化該課的課程改革,加深了學(xué)生對理論知識的理解,提高了學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)綜合能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞數(shù)字電子技術(shù) 教學(xué)改革 簡單方法 學(xué)習(xí)策略

中圖分類號:G420文獻標(biāo)識碼:A

數(shù)字電子技術(shù)是一門應(yīng)用性很強的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的迅速發(fā)展,中、大規(guī)模和超大規(guī)模數(shù)字集成電路在電信、計算機等信息類領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,逐漸從過去單純的電子技術(shù)理論中分立出來,形成獨立的學(xué)科,作為高職院校電子信息、電氣自動化、通信工程、機電一體化、汽車電子等專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程,該學(xué)科教學(xué)目的就是培養(yǎng)技能型、實用型人才,注重他們的技術(shù)能力和工作過程適應(yīng)能力的培養(yǎng),注重職業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),更是適應(yīng)新的高等職業(yè)教育發(fā)展的需要。

學(xué)生剛剛接觸數(shù)字電子技術(shù)這門學(xué)科時,學(xué)習(xí)起來感到十分的困難,抽象的邏輯條件,習(xí)慣于十進制的運算被二進制運算所替代,難免一時適應(yīng)不了這門課程。教師也往往是言之無物,教學(xué)嚴(yán)重脫節(jié),就會導(dǎo)致數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)難度。

在此教學(xué)矛盾存在的前提之下,針對數(shù)字電子技術(shù)課程的特殊性進行教學(xué)改革,要從教學(xué)方式、學(xué)生學(xué)習(xí)形式和考核評定標(biāo)準(zhǔn)進行調(diào)整,應(yīng)采用教學(xué)的“簡”與“略”,提高數(shù)字電子技術(shù)課程的質(zhì)量。

簡:即是教的簡單方法。略:即是學(xué)的學(xué)習(xí)策略。簡單方法不等同于在教授知識中的“偷工減料”,而是依照教育規(guī)律的深入淺出,化腐朽為神奇的做法。學(xué)習(xí)策略也不是“弄虛作假”,而是學(xué)生在掌握知識過程中的經(jīng)驗總結(jié),用相應(yīng)的學(xué)習(xí)對策來鞏固學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

1 從教的方面入手,利用簡單方法解決復(fù)雜的邏輯問題

在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中,老師應(yīng)從四個方面進行調(diào)整,以期達到到教學(xué)效果。

1.1轉(zhuǎn)變思維

在運用教育規(guī)律,進行數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué),首先應(yīng)該轉(zhuǎn)變思維方式,采用簡單方法教授該課程。轉(zhuǎn)變思維,也就是轉(zhuǎn)變常規(guī)教學(xué)模式,用科學(xué)發(fā)展觀來思考,具體問題,具體分析,知識就能融會貫通。

數(shù)字電子技術(shù)課程強調(diào)的是邏輯理論,故而要將課程前后知識串聯(lián)起來,在教學(xué)過程中一定要聯(lián)系后面的課程內(nèi)容,這與其它課程的教學(xué)有所不同,難以借鑒。

在教學(xué)之初一定要介紹晶體管的開關(guān)特性,這是數(shù)字電子技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ)和來源。數(shù)字電子技術(shù)要學(xué)習(xí)關(guān)鍵的兩個字,就是“開關(guān)”,也就是0和1的關(guān)系。

晶體管的開關(guān)特性,在《模擬電子技術(shù)》和《電路基礎(chǔ)》課程中講過,內(nèi)容相互重疊,我們可以簡單的介紹晶體二極管的單向?qū)щ娦?以及使用晶體三極管“邊角余料”,即飽和及截止區(qū),放大區(qū)解決的問題是另一學(xué)科模擬電子技術(shù)的內(nèi)容。

數(shù)字電子技術(shù)的進步,可引申到電信業(yè)的發(fā)展上去講,可以從電話的產(chǎn)生到廣泛應(yīng)用說起,玩具→話務(wù)員轉(zhuǎn)接→機械轉(zhuǎn)接(步進式交換機和縱橫交換機)→電子轉(zhuǎn)接(準(zhǔn)電子交換機)→數(shù)字通信(程控交換機),這樣便能連接起從手動→半自動→自動,開關(guān)的自動化控制過程介紹清楚,加深學(xué)生對邏輯關(guān)系的理解。

1.2強調(diào)步驟

在講解邏輯概念和推理條件,主要應(yīng)體現(xiàn)在步驟的落實上。只要遵循規(guī)律,按步驟來分析和設(shè)計,使其有章可循,一步一步進行,就不至于混亂,也就避免了重復(fù)利用規(guī)則,浪費時間,比如卡諾圖化簡,只要按照步驟進行,即:(1)從大到小。(2)圈盡量大。(3)可重復(fù)圈。(4)減多余圈。就不會遺漏化簡的結(jié)果。

數(shù)字電子技術(shù)不同于其它的課程,它除了基礎(chǔ)門電路部分與后面內(nèi)容相關(guān)聯(lián),其它的章節(jié)都具有相對的獨立性,只要按照步驟引導(dǎo)學(xué)生來求解,學(xué)習(xí)就顯得輕松和簡單。

有些求解可以在書上直接做結(jié)論,如上圖所示,可督促學(xué)生將其每個步驟得出的結(jié)果寫到每一個門電路的輸出端,最后就不難看出Y1、Y2、Y3的結(jié)果從何而來,這樣既直觀,又讓學(xué)生看得一清二楚。

1.3簡化過程

在教授數(shù)字電子技術(shù)課程中,可適當(dāng)簡化課堂教學(xué)的過程,就可以節(jié)約時間,讓學(xué)生充分地發(fā)揮主觀能動性,多做課堂練習(xí),教師起到指導(dǎo)教學(xué)作用,只要學(xué)生與之配合,便可以達到課堂教學(xué)目的。

在教材利用上,筆者與很多教師的意見相反,筆者認(rèn)為應(yīng)減少或刪除主要參數(shù)和使用中的注意事項,而著重于工作原理和邏輯關(guān)系的講解,還要注重組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析與設(shè)計。

可以把編碼器、譯碼器、加法器、比較器、寄存器和計數(shù)器等典型電路,當(dāng)成例題、習(xí)題來做,這樣就可以減少課堂教學(xué)的時間,讓學(xué)生們自己動腦,增加了師生的互動環(huán)節(jié)。

在學(xué)習(xí)過程中,通過基礎(chǔ)內(nèi)容的教學(xué),不必過多的浪費大量板書書寫的時間,只要在基本條件上添加后面的學(xué)習(xí)內(nèi)容,就可以讓學(xué)生觸類旁通?？己嗽u定的標(biāo)準(zhǔn)主要是看結(jié)果,而不看學(xué)習(xí)的過程。

比如在學(xué)習(xí)集成觸發(fā)器一章,只要熟練掌握了基本RS觸發(fā)器原理及表示方式,后面的RS 觸發(fā)器、 JK 觸發(fā)器及 D 觸發(fā)器問題便可迎刃而解。在這些電路上都有著邏輯聯(lián)系,只要了解其延續(xù)與發(fā)展,都是建立在解決問題基礎(chǔ)上,如鐘控觸發(fā)器存在著“空翻”現(xiàn)象,解決辦法有兩種,一個是用物理辦法來縮小脈寬,而最理想的脈寬是窄到一條線上,那么就要考慮另一種在電路上解決問題的辦法,也就是邊沿觸發(fā)器形成的基本條件,在上升沿和下降沿上觸發(fā),如此一來,主從觸發(fā)器便應(yīng)運而生。

1.4精練結(jié)論

數(shù)字電子技術(shù)不同于其它學(xué)科,數(shù)字電子技術(shù)體現(xiàn)在具像化上,教材多為晦澀難懂,很難體現(xiàn)出具體的意思來,不適合學(xué)生自學(xué)。這往往要求教師做到課堂問題要在課堂上解決,盡量要求學(xué)生不要去看教材,而只能拿教材來作為課后的參考。課后的作業(yè)甚至都要在課堂上完成,故而,課后總結(jié)就顯得尤為重要,要總結(jié)出精髓,適合學(xué)生的理解和記憶。

結(jié)論的文字一定不要太多,以點帶面,舉一反三。比如說在總結(jié)異或門關(guān)系,只用“相異為1”做結(jié)論,巧妙運用的異或門中的那個“異”字,而不必強調(diào)相同為什么,讓學(xué)生聯(lián)想到另一個條件明顯就是“相同為0”。這也可以省去對應(yīng)的同或門的功能記憶,因為同或門使用的是同一個記憶方法,就是利用“同”字來做結(jié)論的。在結(jié)論中只要記住一個條件,理解其原理,就可以省略其它的原理的死記硬背。

2 從學(xué)的角度考慮,采取學(xué)習(xí)策略掌握實際的職業(yè)技能

與上述理論不同之處,文章所講的“略”字,并非是省略的意思,而是在學(xué)生在數(shù)字電子技術(shù)課程中講究的學(xué)習(xí)方法,即學(xué)習(xí)的策略。

如何讓學(xué)生面對數(shù)字電子技術(shù)課程學(xué)習(xí)增加興趣,擺脫枯燥無味,這就需要教師講究教法,學(xué)生講究學(xué)法,彼此之間產(chǎn)生共鳴,增添互動環(huán)節(jié),學(xué)生才會取得良好的學(xué)習(xí)效果。對于數(shù)字電子技術(shù)學(xué)科,學(xué)生應(yīng)用三種學(xué)習(xí)策略。

2.1數(shù)字游戲

英國聯(lián)想主認(rèn)錯心理學(xué)認(rèn)為學(xué)習(xí)是形成觀念間的聯(lián)想,鮑爾和希爾加德(G.HBower&E.R.Hiligard,1981)將學(xué)習(xí)重新定位為:“由一個主體在某個規(guī)定情境中的重復(fù)經(jīng)驗引起的、對那個情境的行為或行為潛能的變化。而且這種變化不是根據(jù)主體的先天反應(yīng)傾向、成熟或暫時狀態(tài)來解釋的?！?/p>

數(shù)字電子技術(shù)主要是以二進制數(shù)碼運算及應(yīng)用,要抓住學(xué)生學(xué)習(xí)的興奮點,增進他們的學(xué)習(xí)熱情,就要從數(shù)字入手,以做游戲方式增進友誼加他們的學(xué)習(xí)興趣,加深對教學(xué)內(nèi)容的理解,也就是高等教育學(xué)習(xí)理論中的“對那個情境的行為或行為潛能的變化”,充分利用其心理的反應(yīng),才能達到有效的學(xué)習(xí)效果。

比如在學(xué)習(xí)七段數(shù)碼顯示譯碼器時,那些“0”和“1”就成了具體的發(fā)光管的“滅”與“亮”,雖然只是數(shù)碼的設(shè)計,卻讓學(xué)生在數(shù)字中得到樂趣。再就是用現(xiàn)實事件說明與、或、非真值表中的“數(shù)字”關(guān)系,這讓可以讓學(xué)習(xí)在實際的生活中理解二進制條件的廣泛應(yīng)用。還有卡諾圖的化簡,只要掌握了化簡的規(guī)則,學(xué)生對于那些數(shù)字關(guān)系及化簡就會如魚得水、輕松自如地完成。