“數(shù)字電子技術(shù)”項(xiàng)目教學(xué)模式的探討

徐劍琴 田敬北

摘 要：“數(shù)字電子技術(shù)”是機(jī)電類專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和實(shí)用性。本文在傳統(tǒng)教學(xué)的方法上引入了項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法，將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)融為一體，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的思考、解決問題的能力，提高他們的實(shí)踐水平，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù);項(xiàng)目教學(xué);項(xiàng)目導(dǎo)向;教學(xué)法

基金項(xiàng)目：2018年度廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目“基于電子技術(shù)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與實(shí)踐”（項(xiàng)目編號(hào)：2018JGB234）。

1 引言

“數(shù)字電子技術(shù)”的課程內(nèi)容豐富，主要內(nèi)容由組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、A/D和D/A轉(zhuǎn)換等基本電路組成，且內(nèi)容還涉及到一些中規(guī)模集成電路的基本工作原理、邏輯功能及應(yīng)用。對課程基本概念的理解、復(fù)雜邏輯關(guān)系的分析、以及不同型號(hào)中規(guī)模集成電路的正確使用是大多數(shù)初學(xué)者在學(xué)習(xí)該課程時(shí)困惑之處。但是教師在對學(xué)生授課解惑時(shí)，往往沿襲填鴨式的教學(xué)方法，教師對知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行大量的描述和分析，學(xué)生被動(dòng)地去接受，這樣的教學(xué)方式并不能很好地幫助學(xué)生透徹理解知識(shí)點(diǎn)、正確應(yīng)用所學(xué)知識(shí)去解決問題，而且使得學(xué)生容易感到枯燥、教學(xué)效果不盡人意。為了提高該課程的教學(xué)質(zhì)量，從根本上去提高學(xué)生分析問題、解決問題以及綜合應(yīng)用能力，教學(xué)過程中可結(jié)合項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)方法。

2 項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)方法

項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法是師生通過共同實(shí)施一個(gè)完整的“項(xiàng)目”工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，[1、2]主要包含四個(gè)步驟：1）教師依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)出相應(yīng)的項(xiàng)目;2）在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生根據(jù)實(shí)際情況制定實(shí)施項(xiàng)目任務(wù)的具體計(jì)劃（方案）;3）按照計(jì)劃（方案）實(shí)施項(xiàng)目，完成項(xiàng)目產(chǎn)品的制作;4）教師對最終項(xiàng)目產(chǎn)品進(jìn)行評價(jià)，指出學(xué)生的成功和不足之處，鼓勵(lì)他們揚(yáng)長補(bǔ)短，爭取進(jìn)步。可見，項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)法強(qiáng)調(diào)理論和實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生在實(shí)踐中了解、吸收、掌握相關(guān)理論知識(shí)。并且，這樣的教學(xué)活動(dòng)能使相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)由枯燥的文字變成了生動(dòng)有趣的作品，大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3 項(xiàng)目教學(xué)法在“數(shù)字電子技術(shù)”課程的教學(xué)設(shè)計(jì)

“數(shù)字電子技術(shù)”課程的實(shí)踐性決定了教學(xué)過程中可采用項(xiàng)目導(dǎo)向教學(xué)方法。按照項(xiàng)目教學(xué)法步驟，我們對課程的進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，大致如下。

3.1 項(xiàng)目的設(shè)計(jì)或選擇

數(shù)字電子技術(shù)主要學(xué)習(xí)組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路以及脈沖波形的產(chǎn)生與變換電路等等。結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，我們選擇一些制作較為簡單，有一定的實(shí)用價(jià)值的小項(xiàng)目如一位二進(jìn)制全加器、由觸發(fā)器構(gòu)成的搶答器、數(shù)字電子鐘、電子門鈴、循環(huán)彩燈控制和鋸齒波發(fā)生器等作為實(shí)施項(xiàng)目。這些項(xiàng)目不僅貫穿多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，具有綜合性，而且能把結(jié)果通過顯示、發(fā)聲等有趣的方式表示出來，引發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。比如數(shù)字電子鐘這個(gè)項(xiàng)目涉及到的知識(shí)點(diǎn)包括：計(jì)數(shù)器的概念、常用集成二進(jìn)制或十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能和應(yīng)用、N進(jìn)制計(jì)數(shù)器的實(shí)現(xiàn)、寄存器的原理和應(yīng)用、顯示電路和報(bào)警電路的設(shè)計(jì)等等?？梢妼W(xué)生認(rèn)真完成這個(gè)項(xiàng)目，也就掌握了這些知識(shí)點(diǎn)，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

項(xiàng)目設(shè)定后，把學(xué)生分成學(xué)習(xí)小組，根據(jù)項(xiàng)目難易程度合理安排成員數(shù)，一般3～5人。每個(gè)小組分配一個(gè)項(xiàng)目，由成員協(xié)作完成，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和團(tuán)隊(duì)精神。

3.2 制定實(shí)施計(jì)劃（方案）

老師可以先給學(xué)生介紹項(xiàng)目設(shè)計(jì)的大致思路，學(xué)生制定項(xiàng)目任務(wù)實(shí)施的具體步驟并自主展開活動(dòng)：1）查閱相關(guān)資料，小組成員討論、確定項(xiàng)目要實(shí)現(xiàn)的具體功能，并依據(jù)功能完善電路的組成框架;2）成員之間合理地分配任務(wù)，依據(jù)框架設(shè)計(jì)每一部分功能電路，包括參數(shù)的計(jì)算和元件的選擇;3）整合各功能電路，完成整個(gè)項(xiàng)目電路的設(shè)計(jì);4）使用仿真軟件Protel或Multisim對設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證，根據(jù)仿真結(jié)果加以修正，完善設(shè)計(jì)方案;5）定下最終電路設(shè)計(jì)方案，獲取元器件清單。學(xué)生在這一階段要完成元器件的選擇和電路的設(shè)計(jì)能幫助學(xué)生初步學(xué)會(huì)查閱所需芯片的資料，從而了解芯片的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、外部特性和典型應(yīng)用電路。比如用加法計(jì)數(shù)器CD4518、振蕩分頻器CD4060、數(shù)碼顯示器和顯示譯碼器74LS248等集成芯片去設(shè)計(jì)數(shù)字電子鐘，電路完成下來，學(xué)生在理論和實(shí)踐方面都能對這些芯片有所掌握。這也為今后學(xué)習(xí)運(yùn)用多種數(shù)字集成芯片積累一定的經(jīng)驗(yàn)。

在制定計(jì)劃或方案的過程中，學(xué)生要切身參與，做好分配的任務(wù);同學(xué)之間還應(yīng)討論切磋交流，營造積極的學(xué)習(xí)氛圍，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo);同時(shí)教師可給予原則性的指導(dǎo)，幫助學(xué)生分析問題，解決問題。

3.3 實(shí)施項(xiàng)目

設(shè)計(jì)方案經(jīng)教師審核通過后，可購買元器件，完成PCB板的設(shè)計(jì)和制作，完成電路焊接和調(diào)試（簡單的電路可直接用萬能板制作）。這一實(shí)踐環(huán)節(jié)能提高學(xué)生的動(dòng)手能力，初步掌握元器件的測試方法和電路的檢測調(diào)試方法等等。

3.4 評價(jià)和考核

項(xiàng)目制作后，按要求完成項(xiàng)目報(bào)告書，報(bào)告書應(yīng)包括項(xiàng)目的實(shí)踐目的、設(shè)計(jì)要求、元件與材料清單、主要器件的介紹、電路的設(shè)計(jì)（包括電路圖和其工作原理）、小結(jié)及心得體會(huì)等內(nèi)容。這樣有助學(xué)生回顧知識(shí)要點(diǎn)，理清思路、加深理解。然后以學(xué)習(xí)小組為單位，將項(xiàng)目實(shí)施情況制作PPT進(jìn)行匯報(bào)，展示學(xué)習(xí)成果，自我評價(jià)。教師和其他小組再給予評價(jià)，一起探討，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)的成功和不足之處，獲得經(jīng)驗(yàn)，有利于今后學(xué)習(xí)的提高。教師可綜合平時(shí)表現(xiàn)、項(xiàng)目報(bào)告書、匯報(bào)情況、作品實(shí)物做最終評分，要對學(xué)生的付出給予肯定和鼓勵(lì)，激發(fā)他們的積極性。

4 結(jié)束語

項(xiàng)目教學(xué)法是理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，使得學(xué)生 “學(xué)中做、做中學(xué)”，能把抽象的理論知識(shí)用到實(shí)際中去，在項(xiàng)目開展的過程中更深入了解并掌握器件的功能與應(yīng)用、電路的設(shè)計(jì)和制作，熟悉仿真軟件的使用等等。雖然每個(gè)學(xué)生只參與一個(gè)項(xiàng)目，不同的項(xiàng)目具體的實(shí)現(xiàn)電路不一樣，但對數(shù)字電路的分析和設(shè)計(jì)步驟上大同小異，學(xué)生能通過一次鍛煉的機(jī)會(huì)去了解基本分析和設(shè)計(jì)方法，獲得制作和調(diào)試電路的經(jīng)驗(yàn)，做到舉一反三，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]張偉敏.項(xiàng)目教學(xué)法之我見[J].商業(yè)文化，2011（7）：272.

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