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《數(shù)字電子技術(shù)》核心課程教學(xué)研究
導(dǎo)語：《數(shù)字電子技術(shù)》作為我院的精品課程和核心課程，具有發(fā)展快、理論抽象、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，為了進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力，從以下幾方面深入展開課程的建設(shè)工作。
一、引入工程案例，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
我國(guó)高等工科教育在工程應(yīng)用能力培養(yǎng)方面存在許多弊端，例如重理論輕實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)但開拓創(chuàng)新意識(shí)不夠等。為了提高教學(xué)質(zhì)量，從多方面培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力，實(shí)現(xiàn)高等工科教育與國(guó)際接軌，目前我國(guó)已有57所高等院校的相關(guān)專業(yè)采用了工程教育模式，其中電氣類專業(yè)是這些高等院校主要的實(shí)施對(duì)象[1]。
（一）理論教學(xué)中工程理念的培養(yǎng)
數(shù)字電子技術(shù)課程作為電子類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)于后續(xù)的EDA課程、微機(jī)原理、單片機(jī)課程等專業(yè)課的學(xué)習(xí)尤為重要，為了擺脫理論教學(xué)的枯燥無味，在教學(xué)過程中引入工程案例設(shè)計(jì)思想，開拓學(xué)生的邏輯思維，激發(fā)學(xué)生的興趣，并將理論與實(shí)踐有機(jī)的結(jié)合起來，學(xué)習(xí)效果自然事半功倍。
例如，在學(xué)習(xí)555定時(shí)器時(shí)，為了讓學(xué)生深入掌握多諧振蕩器的工作原理，通過Multisim仿真軟件搭建電路原理圖，并對(duì)電路進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)真正所見即所得的直觀印象。在電路圖1中，采用雙蹤示波器XSC2的A和B通道分別來觀察放電電容C1兩端電壓和輸出脈沖波形的變化。在此基礎(chǔ)上對(duì)電路進(jìn)行擴(kuò)展，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)實(shí)用的數(shù)據(jù)報(bào)警器，如圖2所示，通過多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖信號(hào)使蜂鳴器發(fā)出頻率為1000Hz的報(bào)警音。 利用Multisim豐富的仿真分析能力，實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路的設(shè)計(jì)工作。
（二）游戲進(jìn)課堂的創(chuàng)新思維拓展
為了解決理論講解太過抽象的問題，開展游戲式的教學(xué)方法，既能吸引學(xué)生眼球又能在娛樂中掌握理解知識(shí)。例如，在講解邏輯函數(shù)的卡諾圖時(shí)，邏輯相鄰性是個(gè)難點(diǎn)，而卡諾圖的化簡(jiǎn)法又是以邏輯相鄰的最小項(xiàng)畫圈為原則。為了讓學(xué)生理解邏輯相鄰性，我?guī)е皷|南西北”的折紙進(jìn)課堂（圖3所示），讓學(xué)生以玩游戲的形式把卡諾圖想象成球面的展開體，推理出同一行的首尾、同一列的首尾、四個(gè)對(duì)角的最小項(xiàng)是邏輯相鄰的關(guān)系（圖4所示）。游戲中的思維與探索，加深了學(xué)生的主觀意識(shí)，取得了不錯(cuò)的成效。
二、注重實(shí)踐環(huán)節(jié)，開拓創(chuàng)新思維
在實(shí)踐教學(xué)中，我們也注重與工程的對(duì)接，為學(xué)生的就業(yè)和深造做好深層的鋪墊。
（一）在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中引入綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)
綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)有利于學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)內(nèi)容，是理論向工程應(yīng)用轉(zhuǎn)折的必經(jīng)之路。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)即要考慮實(shí)驗(yàn)的趣味性和可實(shí)現(xiàn)性，也要結(jié)合不同專業(yè)學(xué)生的應(yīng)用基礎(chǔ)和背景。課程組與實(shí)驗(yàn)老師經(jīng)過討論與設(shè)計(jì)，開發(fā)了一系列新的綜合性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)：《霓虹燈模擬顯示控制器的設(shè)計(jì)》、《聲控?zé)粼O(shè)計(jì)》、《晴雨控制器設(shè)計(jì)》、《搶答器設(shè)計(jì)》等。針對(duì)不同能力的學(xué)生，開展不同級(jí)別的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生都能獲得能力的提升，取得一定的成就感。
（二）在課程設(shè)計(jì)、電子實(shí)習(xí)中引入項(xiàng)目式設(shè)計(jì)
在課程設(shè)計(jì)和電子實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，改變單純的給學(xué)生電路，讓學(xué)生去仿真或者焊接電路的方式。開展項(xiàng)目設(shè)計(jì)，包括項(xiàng)目涵蓋的知識(shí)點(diǎn)、項(xiàng)目引入的時(shí)機(jī)、項(xiàng)目難度、項(xiàng)目與生產(chǎn)生活的聯(lián)系等，同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和知識(shí)的擴(kuò)展。項(xiàng)目設(shè)計(jì)與課程知識(shí)體系結(jié)合，涵蓋的內(nèi)容由點(diǎn)到面[2]。具體項(xiàng)目設(shè)置如下：①通過編碼器、譯碼顯示器、門電路為主要器件設(shè)計(jì)優(yōu)先病房呼叫器；②通過計(jì)數(shù)器、555定時(shí)器、譯碼顯示器為主要器件設(shè)計(jì)可預(yù)置的定時(shí)報(bào)警器；③通過移位寄存器、計(jì)數(shù)器、譯碼器為主要器件設(shè)計(jì)汽車尾燈控制電路；④通過譯碼顯示器、計(jì)數(shù)器、555定時(shí)器為主要器件設(shè)計(jì)數(shù)字電子鐘。通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)方法，使學(xué)生自主查閱集成芯片的學(xué)習(xí)手冊(cè)，串聯(lián)知識(shí)點(diǎn)構(gòu)建電路系統(tǒng)。實(shí)習(xí)過程中學(xué)生合理分組，鍛煉學(xué)生的協(xié)調(diào)、團(tuán)隊(duì)合作能力。焊接完成調(diào)試時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生從原理出發(fā)一步步查找錯(cuò)誤，討論分析，提高學(xué)生分析、解決問題的能力。
三、啟動(dòng)以賽帶學(xué)機(jī)制，激發(fā)學(xué)生潛能
近年來，學(xué)院增設(shè)了電子實(shí)訓(xùn)中心，開展課外科技活動(dòng)，并舉辦電子設(shè)計(jì)大賽以賽帶學(xué)。學(xué)生在全國(guó)各類電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽中均取得了不錯(cuò)的成績(jī)，數(shù)字電子技術(shù)與模擬電子技術(shù)、電路原理、單片機(jī)等課程互成體系，是電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中必不可少的知識(shí)，在競(jìng)賽中，學(xué)生們能夠感覺到學(xué)以致用的樂趣，積累了工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，鍛煉了學(xué)生對(duì)問題的綜合分析能力。同時(shí)，學(xué)校對(duì)于競(jìng)賽獲獎(jiǎng)的同學(xué)給予了很多鼓勵(lì)政策，通過以往驕人的成績(jī)，鼓勵(lì)低年級(jí)同學(xué)努力學(xué)習(xí)，帶著需要去學(xué)，往往取得事半功倍的效果。
四、結(jié)論
美國(guó)教育計(jì)劃提出，學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)容要迎合21世紀(jì)所需的相關(guān)專業(yè)知識(shí)與能力，重點(diǎn)關(guān)注如何利用技術(shù)讓已有的最有效的學(xué)習(xí)原則發(fā)揮出強(qiáng)大的力量，改變學(xué)生原有的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，增加基于項(xiàng)目的探究式學(xué)習(xí)、混合式學(xué)習(xí)等新型學(xué)習(xí)體驗(yàn)。隨著自動(dòng)化與數(shù)字化的高速發(fā)展，《數(shù)字電子技術(shù)》課程工程教育的培養(yǎng)也將逐步完善，真正成為學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、促進(jìn)者和激勵(lì)者。
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