高職《數(shù)字電子技術(shù)》教學(xué)實(shí)效性的研究與實(shí)踐

韋蔚萍

（貴港職業(yè)學(xué)院，廣西 貴港 537100）

在高職教育快速發(fā)展的今天，高職教學(xué)正面臨著“如何培養(yǎng)應(yīng)用型高技術(shù)人才”的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，其中提高教學(xué)實(shí)效性是一個關(guān)鍵的問題，提高教學(xué)實(shí)效性已成為目前大力倡導(dǎo)的主題，越來越受到廣大教育者的關(guān)注，也關(guān)系到高職教育發(fā)展的全局。貴港職業(yè)學(xué)院應(yīng)用電子專業(yè)課程組的教師在進(jìn)行課程教學(xué)設(shè)計時，非常重視教學(xué)實(shí)效性的研究探索，并且結(jié)合本院的實(shí)際情況進(jìn)行了大膽的研究，經(jīng)過幾年的實(shí)踐探索出一條增強(qiáng)高職《數(shù)字電子技術(shù)》教學(xué)實(shí)效性的有效途徑，取得了較好的效果，受到學(xué)生的歡迎。

一、以高職教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，確定課程教學(xué)目標(biāo)

高職教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，面向建設(shè)、管理、服務(wù)第一線“下得去、留得住、用得上”的高素質(zhì)、高技能應(yīng)用型人才。高職課程教學(xué)目標(biāo)的定位應(yīng)以高職教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，并始終是為人才培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，而且數(shù)字電子技術(shù)還是學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)的先行基礎(chǔ)課，很多企業(yè)迫切需要大量熟練掌握數(shù)字電子技術(shù)，并能開發(fā)、應(yīng)用和維護(hù)數(shù)電控制系統(tǒng)的高級技術(shù)人員。為此，貴港職業(yè)學(xué)院應(yīng)用電子專業(yè)將《數(shù)字電子技術(shù)》課程列為本專業(yè)的一門核心職業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，課程的教學(xué)目標(biāo)是：通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握數(shù)字電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識、基本理論、基本分析和設(shè)計方法，訓(xùn)練學(xué)生數(shù)字應(yīng)用電路制作與調(diào)試的基本技能；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、科學(xué)思維方式以及創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生具備較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能，具備企業(yè)生產(chǎn)第一線產(chǎn)品裝配、調(diào)試、檢驗(yàn)、維修、生產(chǎn)管理等崗位的綜合應(yīng)用能力；通過基于工作任務(wù)的“教、學(xué)、做”一體化的項(xiàng)目式教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯電路分析能力、邏輯電路設(shè)計能力、常用儀器儀表使用能力、邏輯電路制作能力，較強(qiáng)的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；使學(xué)生初步具備畢業(yè)后上崗的相關(guān)能力，具備一定數(shù)字電路芯片設(shè)計開發(fā)的能力。其中培養(yǎng)的核心能力是邏輯電路分析能力、邏輯電路設(shè)計能力。

為了實(shí)現(xiàn)《數(shù)字電子技術(shù)》課程的教學(xué)目標(biāo)，我們對課程的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了選擇優(yōu)化、整合，利用已有的條件設(shè)備，在電子實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行理論與實(shí)踐、教學(xué)做、工學(xué)結(jié)合的授課模式。靈活運(yùn)用多種教學(xué)手段和方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī)，激活學(xué)生的學(xué)習(xí)思維，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

二、建立合理的課程內(nèi)容體系，以項(xiàng)目任務(wù)方式重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

隨著高職教學(xué)改革的不斷深化，數(shù)字電子技術(shù)課程原有的教學(xué)要求越來越跟不上時代發(fā)展的步伐，主要問題在于：教學(xué)內(nèi)容大多是本科教材的壓縮，黑板+粉筆+實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情；學(xué)與用銜接不上，有些內(nèi)容學(xué)生“學(xué)了不會用”，有些內(nèi)容“學(xué)的用不上”，可是有些實(shí)用的內(nèi)容卻沒有提到。可見，教學(xué)內(nèi)容的改革是高職教學(xué)改革的重難點(diǎn)，要按照突出針對性、實(shí)用性和先進(jìn)性的原則重構(gòu)課程內(nèi)容，刪除陳舊過時，偏多偏深而又不實(shí)用的內(nèi)容。

為使課程的教學(xué)內(nèi)容更切合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，滿足職業(yè)崗位實(shí)際工作任務(wù)需要，我們多次對《數(shù)字電子技術(shù)》的知識點(diǎn)和技能要求進(jìn)行了調(diào)查，派教師到相關(guān)企業(yè)做了知識點(diǎn)和能力要求的調(diào)研，對企業(yè)所要求能力進(jìn)行了分析，并及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容更符合相關(guān)行業(yè)企業(yè)發(fā)展的需要。組織課程教學(xué)時，打破了傳統(tǒng)的以課程結(jié)構(gòu)為主線的方式，不管教材內(nèi)容的先后順序，而是將相關(guān)章節(jié)實(shí)用的知識分區(qū)歸類，按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和由簡單到復(fù)雜的原則，將課程教學(xué)內(nèi)容分為“四大實(shí)訓(xùn)”工作項(xiàng)目，并將知識和能力有機(jī)地融入到完成工作任務(wù)的具體過程中。理論教學(xué)主要是結(jié)合在項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)的過程中進(jìn)行，實(shí)踐與理論在內(nèi)容上相互充實(shí)、相互補(bǔ)充，邊學(xué)邊做。課程教學(xué)以實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目作為核心實(shí)例來帶動知識點(diǎn)的講授，以工作任務(wù)的完成過程為主線選擇和組織課程教學(xué)內(nèi)容，以完成工作任務(wù)為主要學(xué)習(xí)方式。每一個實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目中又包含有幾個小任務(wù)，通過每個任務(wù)的完成使學(xué)生掌握必須的理論知識和基本技能?！八拇髮?shí)訓(xùn)”工作項(xiàng)目及相關(guān)的任務(wù)和知識點(diǎn)分區(qū)如下：

1.加法計算器的設(shè)計和制作。要完成該項(xiàng)目任務(wù)，操作的基本技能訓(xùn)練有：基本門電路的邏輯功能測試；加法計算器的設(shè)計與調(diào)試（在模擬實(shí)驗(yàn)箱上完成）。要掌握的相關(guān)知識：邏輯代數(shù)的基本定律及規(guī)則；TTL門電路；OC門；常用數(shù)制與BCD碼；三態(tài)門；TTL門電路、CMOS門電路的分類及其比較；TTL和CMOS數(shù)字集成電路的使用；最小項(xiàng)與最大項(xiàng)；邏輯函數(shù)的化簡；組合邏輯電路的分析、設(shè)計方法；組合邏輯電路中的競爭－冒險現(xiàn)象。

2.四人搶答器的設(shè)計和制作。要完成該項(xiàng)目任務(wù)，操作的基本技能訓(xùn)練有：譯碼器功能的測試；編碼器功能的測試；鎖存器功能的測試；搶答器的電路設(shè)計與調(diào)試（在模擬實(shí)驗(yàn)箱上完成）。要掌握的相關(guān)知識：譯碼器；顯示譯碼器；LED顯示器；編碼器；二進(jìn)制優(yōu)先編碼器功能擴(kuò)展；D鎖存器。

3.計數(shù)器的設(shè)計和制作。要完成該項(xiàng)目任務(wù)，操作的基本技能訓(xùn)練有：觸發(fā)器邏輯功能測試；計數(shù)器邏輯功能測試；計數(shù)器的設(shè)計與調(diào)試（在模擬實(shí)驗(yàn)箱上完成）。要掌握的相關(guān)知識：基本RS觸發(fā)器；同步觸發(fā)器；邊沿D觸發(fā)器；邊沿JK觸發(fā)器。時序邏輯電路的組成及電路分析；計數(shù)器的類型及分頻功能；四位二進(jìn)制加法計數(shù)器74LS161；四位二進(jìn)制同步加法計數(shù)器74LS163；集成異步十進(jìn)制計數(shù)器74LS290；振蕩器。

4.數(shù)字鐘的設(shè)計與制作（選做）。我們在講授相關(guān)知識的理論內(nèi)容時，以基本概念和基本應(yīng)用為主，刪除繁瑣的公式理論推導(dǎo)，對一些參數(shù)、公式直接給出結(jié)果，如振蕩器周期參數(shù)、單穩(wěn)態(tài)電路的暫穩(wěn)態(tài)時間不再進(jìn)行公式推導(dǎo)。著重于邏輯功能的描述和分析，重點(diǎn)討論外特性、重要參數(shù)及其應(yīng)用，比如門電路、觸發(fā)器不詳細(xì)介紹其內(nèi)部電路的組成及其工作原理，這樣可以用較少的時間讓學(xué)生了解更多數(shù)字邏輯電路的概念和分析方法。對各種集成組合和時序邏輯電路，強(qiáng)調(diào)從邏輯功能表入手讓學(xué)生理解其各引腳邏輯功能及其優(yōu)先權(quán)排列，如譯碼器、編碼器、計數(shù)器不詳細(xì)分析其內(nèi)部邏輯圖，重點(diǎn)介紹其功能表，通過功能表讓學(xué)生掌握芯片的使用。適量介紹貼近生產(chǎn)實(shí)際的集成邏輯器件的使用，讓學(xué)生明白所學(xué)知識的實(shí)用性和重要性，提高學(xué)習(xí)的興趣，增強(qiáng)學(xué)生對邏輯器件的使用能力。

學(xué)生隨著項(xiàng)目任務(wù)的逐步完成，知識得以逐步完善，能力逐步提高，當(dāng)所有的項(xiàng)目任務(wù)完成時，該課程的知識點(diǎn)自然而然也就學(xué)完了。通過這樣的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，學(xué)生已經(jīng)具備了數(shù)字電子技術(shù)的基本理論知識、基本分析和設(shè)計能力。

三、創(chuàng)設(shè)合理的教學(xué)情境，“教、學(xué)、做”理實(shí)一體化

貴港職業(yè)學(xué)院數(shù)字電子實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)一直圍繞著“教、學(xué)、做”理實(shí)一體化的教學(xué)模式進(jìn)行，實(shí)訓(xùn)室內(nèi)約有1/5的區(qū)域?yàn)榻處熃虒W(xué)區(qū)，配有展示臺和多媒體設(shè)施，利用多媒體可將教師要講解的內(nèi)容和操作過程顯示出來。其余的4/5為實(shí)驗(yàn)操作區(qū)，擺有操作臺和實(shí)驗(yàn)設(shè)備，按25臺套標(biāo)準(zhǔn)配置（主要設(shè)備有數(shù)字電路模擬實(shí)驗(yàn)箱、示波器、信號源、穩(wěn)壓電源、計數(shù)器、頻率計等），還有20多臺高性能計算機(jī)。理論教學(xué)大多采用多媒體教學(xué)與現(xiàn)場教學(xué)相結(jié)合；實(shí)踐教學(xué)全部在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。這種融教室、實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)室于一體的教學(xué)情境，有利于把“教、學(xué)、做”有機(jī)地結(jié)合起來。項(xiàng)目任務(wù)式的教學(xué)內(nèi)容對“教、學(xué)、做”的有機(jī)融合起到了至關(guān)重要的作用，我們所設(shè)置的實(shí)踐訓(xùn)練包括“基本技能訓(xùn)練”、“設(shè)計和制作訓(xùn)練”?！盎炯寄苡?xùn)練”所涉及的內(nèi)容與課堂教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)，充分體現(xiàn)課程的實(shí)踐性，教師和學(xué)生講講做做，有時先講后做，有時先做后講，亦工亦學(xué)，學(xué)完了當(dāng)即通過做來實(shí)踐，實(shí)際過程中遇到的共性問題，再回到課堂上講授、討論給予解決?！霸O(shè)計和制作訓(xùn)練”是根據(jù)給出的實(shí)際問題，由學(xué)生自己設(shè)計和制作實(shí)現(xiàn)邏輯功能的電子成品，讓學(xué)生自己選用芯片、進(jìn)行安裝調(diào)試、排除故障，組裝自行設(shè)計的實(shí)用電路。在實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的教學(xué)過程中，我們把實(shí)訓(xùn)的學(xué)生按2～3人一組，分成若干個小單位，每人都有自己的崗位，在不同的項(xiàng)目中輪換崗位角色，使每個人都得到充分的鍛煉機(jī)會。這樣，學(xué)生進(jìn)入實(shí)訓(xùn)室就像進(jìn)入了工作崗位，這種環(huán)境促使學(xué)生去主動了解應(yīng)該做什么、怎么去做。在這種教學(xué)過程中，激發(fā)了學(xué)生的原動力，使學(xué)生從被動接收知識和呆板操作的模式中解放出來，真正成為學(xué)習(xí)的主人，教師只是施以啟發(fā)性的提示，在師生“教、學(xué)、做”的互動過程中完成教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力，提升職業(yè)能力的目的。

通過以上方式，將技能實(shí)踐融入課堂教學(xué)，讓學(xué)生直接在課堂上學(xué)到今后就業(yè)所必需的操作技能，變被動學(xué)習(xí)為主動參與，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生的職業(yè)能力，提高了職業(yè)素質(zhì)。

四、運(yùn)用多種教學(xué)方法和教學(xué)手段，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用

在高職教學(xué)中，傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)，由于操作簡單而被許多教師在教學(xué)中廣泛使用，這樣的課堂主要是教師講學(xué)生聽，教師問學(xué)生答，只注重知識的傳播與積累，而忽略了學(xué)生的積極主動性，忽視了學(xué)生的主體作用，影響了學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮，是非常不利于學(xué)生發(fā)展的。為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極主動性，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高，在進(jìn)行課程教學(xué)時，我們主要采用了以下幾種教學(xué)方法和教學(xué)手段：

1.講解式教學(xué)方法。本方法為傳統(tǒng)式教學(xué)法，一般用在新內(nèi)容講解初期，使學(xué)生對課程內(nèi)容建立初步的理解。如邏輯函數(shù)的基本定律，邏輯函數(shù)的化簡等內(nèi)容適合采用講解式教學(xué)方法。

2.對比式教學(xué)方法。用于可類比課程內(nèi)容講解，可將復(fù)雜問題簡單化。例如，講JK觸發(fā)器可與RS觸發(fā)器類比；時序邏輯電路和組合邏輯電路的講解過程及順序類似，組合電路相對容易理解和掌握，在講解時序邏輯電路時多與組合電路相比較，組合電路由門電路組成，無記憶功能，時序電路由觸發(fā)器和門電路組成，觸發(fā)器有記憶功能，時序電路有記憶功能，這樣由淺入深，使學(xué)生很快接受。

3.討論式教學(xué)方法。通過對某一問題的集中討論，使學(xué)生集中突破課程重難點(diǎn)。

4.啟發(fā)式教學(xué)方法。適于讓學(xué)生深層次理解課程內(nèi)容及其關(guān)系。心理學(xué)研究表明，在人的思維過程中，問題情境占有極其重要的地位，思維過程是不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程，發(fā)現(xiàn)問題既是思維的起點(diǎn)，更是思維的動力。因此，將啟發(fā)式、問題式教學(xué)方法運(yùn)用于理論教學(xué)中，能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的潛能。例如講授OC門時，首先提出一般的與非TTL門輸出并聯(lián)的問題，進(jìn)一步讓學(xué)生自己思考，從而引出OC門及其特點(diǎn)和作用。該方法能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生積極思考，使學(xué)生對課程內(nèi)容的理解融會貫通。

5.邊講邊做式。適用于課程知識點(diǎn)的教學(xué)，學(xué)生能立即通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論知識。邊講邊做主要用于介紹集成電路工作原理后，由學(xué)生對電路的功能及外部特性進(jìn)行測試；練講結(jié)合則是由學(xué)生根據(jù)集成電路的功能表對電路進(jìn)行測試，而后由教師和學(xué)生對測試結(jié)果進(jìn)行討論，歸納總結(jié)，以加深對知識的理解。這樣，將教學(xué)過程放在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中，有利于學(xué)生實(shí)現(xiàn)由感性到理性的自然過渡。在邊學(xué)邊練中更深刻地領(lǐng)會所學(xué)知識，在頭腦中建立起理論與實(shí)際的聯(lián)系，使學(xué)生逐步提高學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐技能，引導(dǎo)學(xué)生將基本理論、基本分析方法應(yīng)用于解決實(shí)際問題。

6.項(xiàng)目教學(xué)法。這種教學(xué)方法是本課程最主要的教學(xué)方法，通過項(xiàng)目帶動理論的學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

7.習(xí)題解答式。適于講完一個知識模塊之后，通過練習(xí)與解答幫助學(xué)生消化吸收課程內(nèi)容。

8.采用多媒體教學(xué)。我們結(jié)合本校的特點(diǎn)研制了該課的電子教案。采用多媒體教學(xué)有許多優(yōu)點(diǎn)，它直觀形象、信息量大、效率高，在數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課教學(xué)中應(yīng)用作用很明顯。講課過程中要畫的電路圖和表格比較多，占用的時間多，特別是一些中、大規(guī)模集成電路，電路復(fù)雜，以前，由于難以畫出其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，學(xué)生頭腦中不易形成電路的整體概念，講課的難度大。有了多媒體后，這些問題迎刃而解。如金屬—氧化物—半導(dǎo)體場效應(yīng)管（MOS管）的基本原理這部分內(nèi)容對學(xué)生來說一直都是難點(diǎn)，我們用動畫的形式來輔助講解，學(xué)生可以直接觀察到其內(nèi)部載流子的運(yùn)動情況。這樣一來，將抽象的內(nèi)容具體化、形象化了，講課的速度明顯加快，收到事半功倍的效果。

提高課程教學(xué)實(shí)效性是學(xué)校教育的一個永恒的主題，高等職業(yè)教育改革在不斷深入，電子技術(shù)的飛速發(fā)展為《數(shù)字電子技術(shù)》的教學(xué)改革帶來了極大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。高職教師只有不斷更新教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法，加強(qiáng)實(shí)踐訓(xùn)練，注重創(chuàng)新教學(xué)，才能不斷提高教學(xué)質(zhì)量，為社會培養(yǎng)更多的高素質(zhì)高技能應(yīng)用型人才。

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