“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)改革研究與探索

孫梅 張成研 謝超藝 匡淑娟

（常德職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系，湖南常德 415000）

0 前言

21世紀(jì)以來，隨著全球化進(jìn)程的加快，數(shù)字化、信息化的觀念日益深入人心，電子設(shè)備的科學(xué)技術(shù)含量飛速提高并更新迅速，時(shí)時(shí)刻刻影響著人們的學(xué)習(xí)、工作與生活。數(shù)字電子技術(shù)課程是數(shù)字時(shí)代、信息時(shí)代下的產(chǎn)物，在電子類專業(yè)的教學(xué)體系中有著舉足輕重的地位。然而，傳統(tǒng)的教學(xué)方法中已經(jīng)無法隨著科技的發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)，造成理論課程與社會實(shí)際嚴(yán)重脫節(jié)，因此，數(shù)字電子技術(shù)課程的改革勢在必行。

1 傳統(tǒng)課程教學(xué)中存在的問題

1.1 多變量函數(shù)化簡問題

在傳統(tǒng)數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)中，大多使用卡諾圖進(jìn)行邏輯函數(shù)的化簡工作，然而卡諾圖雖然操作性相對較強(qiáng)，但它只能化簡6變量以內(nèi)的邏輯函數(shù)，在學(xué)生的實(shí)際操作中，4變量的卡諾圖簡化尚在可承受范圍之內(nèi)，一旦涉及到5變量和6變量的操作便會覺得束手無策，7變量以上的邏輯函數(shù)更是需要通過質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)法進(jìn)行操作，但使用質(zhì)蘊(yùn)涵項(xiàng)法操作的操作難度會隨著變量的增多而成倍增大，即便得出結(jié)果，也很容易操作錯(cuò)誤，難度大、準(zhǔn)確率低不便于學(xué)生的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

1.2 復(fù)雜組合邏輯電路問題

在傳統(tǒng)數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)中，針對組合邏輯電路的分析主要是要學(xué)生從開始的輸入信號，到最后的輸出信號一部分一部分按部就班的對其所表達(dá)出來的邏輯函數(shù)進(jìn)行推導(dǎo)。這種操作方法對一般相對比較簡單的電路效果明顯，但遇到組合復(fù)雜的邏輯電路，如電路系統(tǒng)中包含譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、編碼器等多種組件的組合時(shí)，這種操作方法的工作量就會隨著組件的增多而增長，而且出錯(cuò)的可能性非常大，操作的工作效率較低。

1.3 時(shí)序電路問題

時(shí)序電路最基本的分為同步時(shí)序電路和異步時(shí)序電路兩種，前者中所必須具備的部分是觸發(fā)器，在分析和設(shè)計(jì)方面相對比較容易，也相對易于操作。但后者，也就是異步時(shí)序電路則相對比較復(fù)雜，可將其分為脈沖和電平兩種，其中脈沖異步時(shí)序電路與同步時(shí)序電路一樣，觸發(fā)器是其必有裝置，分析和設(shè)計(jì)可按照傳統(tǒng)方法進(jìn)行操作，但操作量相對較大，也容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，但電平異步時(shí)序電路卻難度比較大，無法按照傳統(tǒng)的方法進(jìn)行操作。

1.4 智能電路教學(xué)缺失

在傳統(tǒng)數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)中，狀態(tài)機(jī)這一部分已經(jīng)從課程教材中刪除了，其原因在于，一個(gè)狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行大量的功能分析工作，如確定機(jī)器的分類工作、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的繪畫工作、狀態(tài)的分配和化簡工作、觸發(fā)器的檢查和確定工作以及實(shí)現(xiàn)電路工作，整個(gè)過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，系統(tǒng)太過龐大與復(fù)雜，操作難度相對較大。因此，很多教師在教學(xué)的過程中直接將狀態(tài)機(jī)這一進(jìn)行智能數(shù)字電路設(shè)計(jì)最好用的課程直接跳過，以至于學(xué)生在遇到此類問題時(shí)手足無措。

2 “數(shù)字電子技術(shù)”的改革

2.1 理論層面的改革

針對相對比較基礎(chǔ)的課程內(nèi)容，如邏輯函數(shù)及化簡、編碼與數(shù)制、電路分析與設(shè)計(jì)等課程，要在為學(xué)生打好根基的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)臏p少課時(shí)，并遵守深淺適中的原則進(jìn)行教學(xué)。在涉及到以后教學(xué)系統(tǒng)中DSP系統(tǒng)開發(fā)等多項(xiàng)課程的A/D與D/A轉(zhuǎn)換的課程，要適當(dāng)投入相對較多的課時(shí)。并在相對較重要的理念和操作上適當(dāng)增加課時(shí)，還要輔以具體實(shí)例對學(xué)生進(jìn)行具體操作上的講解，使相關(guān)專業(yè)的學(xué)生真正感受到電子信息技術(shù)的強(qiáng)大力量，拓展眼界，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)熱情，達(dá)到更好的學(xué)習(xí)目的。

2.2 實(shí)驗(yàn)層面的改革

數(shù)字電子技術(shù)在教學(xué)的過程中，實(shí)踐課的比重應(yīng)該適當(dāng)增加，并且一定要將理論與實(shí)踐相結(jié)合，想要達(dá)到最佳的教學(xué)效果，就一定要將數(shù)字電子技術(shù)的實(shí)踐教學(xué)重視起來。并將創(chuàng)造性與基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)的比例恰當(dāng)分配，將教學(xué)過程中重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)講述。而且要盡可能的將提問式、引導(dǎo)式的教學(xué)方法融入到日常的教學(xué)工作中來，提高學(xué)生自主思考的能力，在教學(xué)過程中，適當(dāng)?shù)耐怀鰧?shí)踐性的問題，在條件不允許上實(shí)踐課時(shí)，模擬實(shí)踐課的教學(xué)，通過提出實(shí)踐問題，讓學(xué)生們針對問題討論可能出現(xiàn)的情況，以問題串聯(lián)教學(xué)內(nèi)容，控制課堂進(jìn)度，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和獨(dú)立思考能力。

2.3 設(shè)計(jì)層面的改革

在數(shù)字電子技術(shù)在教學(xué)的過程中，課程設(shè)計(jì)也是其中相當(dāng)重要的部分之一，絕大多數(shù)學(xué)校將時(shí)間安排在一個(gè)星期前后，相對來講時(shí)間上還是比較充足的，但很多時(shí)候因?yàn)榻虒W(xué)組織上的松懈和設(shè)計(jì)內(nèi)容相對簡單，很多學(xué)生在前期兩天左右的時(shí)間里就完成了所有工作，接下來的時(shí)間便全部浪費(fèi)了，以至于無法達(dá)到計(jì)劃中的教學(xué)效果。因此，首先要制定難度適中的設(shè)計(jì)題目，并在設(shè)計(jì)的過程中規(guī)劃任務(wù)完成進(jìn)度，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)由教師全程跟進(jìn)，因?yàn)樵谡麄€(gè)設(shè)計(jì)課程的過程中，學(xué)生一定會遇到一些從未見過的問題，在教師的及時(shí)幫助下，可以擴(kuò)充自己的知識面，而且記憶更加深刻。

2.4 網(wǎng)站與多媒體教學(xué)

數(shù)字電子技術(shù)作為一項(xiàng)電子類學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程，其學(xué)生資源龐大，因此，在學(xué)校網(wǎng)站上建立相關(guān)的專業(yè)類的教學(xué)板塊很有必要。充分開發(fā)現(xiàn)代教學(xué)的教學(xué)技術(shù)與教學(xué)資源，利用自身優(yōu)勢，為學(xué)生提供一個(gè)具有教學(xué)主要內(nèi)容、相關(guān)資料、實(shí)驗(yàn)方法等的平臺，為學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課上實(shí)踐、課后復(fù)習(xí)提供一個(gè)良好的平臺和學(xué)習(xí)氛圍。還可以設(shè)計(jì)網(wǎng)上虛擬實(shí)驗(yàn)的板塊，解決教學(xué)空間有限的客觀問題，教師與學(xué)生還可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行課后交流，發(fā)布一些與教學(xué)相關(guān)的信息等。

3 結(jié)語

數(shù)字電子技術(shù)課程的改革是為了與發(fā)展越來越快的現(xiàn)代化科技相接軌，針對傳統(tǒng)教學(xué)體系中的多方面問題，在教學(xué)的理論層面、實(shí)踐層面、課程設(shè)計(jì)層面以及教學(xué)方式層面根據(jù)時(shí)代的發(fā)展要求進(jìn)行改革的研究和探索，提高學(xué)生獨(dú)立思考能力、動(dòng)手實(shí)踐能力、思維創(chuàng)新能力，并優(yōu)化教學(xué)資源的合理配置，為學(xué)生未來的發(fā)展創(chuàng)造更加良好的環(huán)境。