时间:2023-02-28 15:26:25
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇数字电子技术基础范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
关键词:
1PROTEUS软件介绍
PROTEUS软件是英国LabcenterElectronics公司开发的电路分析与实物仿制及印制电路板设计软件,是一个电子设计的教学平台、实验平台和创新平台,覆盖了电工电子实验室、电子技术实验室,单片机应用实验室等全部功能。它可以对模拟电路、数字电路、单片机及其电路组成的系统仿真,并进行功能验证,通过动态器件如电机、LED,LCD开关等,配合系统配置的虚拟仪器,实时观看运行后的输入输出的效果。
2理论教学改革
根据我校地处偏远且为农林院校的特殊情况和实际工程需要,教学内容上舍去复杂的理论分析,注重理论分析结果的应用,减少有关器件内部结构的分析过程,着重介绍器件(或集成元器件)的作用、主要参数、使用方法。全系教师根据各路反馈信息,确定数字电路基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲波形产生于整形,AD/DA和DA/AD转换电路五大教学项目,每个大项目又分为几个小的教学模块,同时弱化或忽略掉其它相关内容。《数字电子技术基础》是学生第一次接触与以往截然不同的逻辑电路,其中涉及到很多电路的原理和繁琐抽象名词术语,这些无论板书或者多媒体课件,都会使学生觉得枯燥无味,丧失学习激情。如果教学时根据教学内容,在理论教学过程中利用多媒体讲解原理、用法,再穿插Proteus仿真,可使理论知识直观、形象、生动,促进学生对知识的理解和记忆。例如,刚接触常用组合逻辑电路8线-3线优先编码器74HC148时,学生对什么是编码器,选通输入端、低电平有效等名词一头雾水,更难以想象对输入的编码其输出是怎样的,如果有几路信号同时输入,究竟对哪一路优先编码输出,怎样实现利用功能端实现扩展编码?单靠多媒体讲解,这些问题在学生脑海里像一盘浆糊,一片茫然,无疑加大了学生的理解难度。这时,教师可以在Proteus界面上形象地演示编码器74HC148的逻辑功能,改变各个输入端和控制端的输入,即可用发光二极管形象的表现出74HC148输出端的状态,结合仿真现象形象讲解,使得原来难以理解的芯片功能表也变得容易,会起到事半功倍之效,为后面的学习打下夯实的基础。实践表明,通过在课堂上现场穿插PROTEUS仿真教学,学生很轻松学习地译码器、数据选择器、数据比较器等常用组合逻辑电路,各种触发器、常用时序逻辑电路和555定时器的运用,以及AD,DA转换器,对《数字电路基础》的畏难情绪一扫而光。
3实验教学改革
在我校人才培养方案中该课程实验教学10学时,因受到实验场所、时间、设备和管理等多方面因素的限制,几乎不可能提供学生太多的实践机会。而且,传统的《数字电子技术基础》实验往往以验证性实验为主,实验课上学生机械第按照实验指导书连线,观察实验结果,完全没有独立思考和动手设计的机会,学生的实践能力和创新能力被严重制约。自从在教学中引进PROTEUS仿真后,实验教学也进行了大刀阔斧的改革。首先,在讲解相关理论内容时,提前给大家布置实验内容,要求学生利用课余时间先进行PROTEUS仿真,并把仿真文件传给教师,进行检查指导,然后实验课上再完成硬件连接。再次,加大设计实验力度。为了提高学生的创新能力,实验内容不再以验证性试验为主,加大设计实验内容,重点放在各种芯片的应用设计上。增加用数据选择器设计测试输血和受血血型匹配的电路实验,74LS138译码器和与非门设计控制发电机工作的逻辑电路、电子秒表实验等设计型实验。例如,实验时学生利用74LS153芯片设计的血型匹配电路。A、B代表输血者,C、D代表受血者(她们的取值00代表O型血,01代表A型血,10代表B型血,11代表AB型血),根据四个变量的取值,在输出端用发光二极管表示是否匹配,二极管亮表示血型匹配,二极管熄灭表示血型不匹配。最后,加大实验考核力度。为了促进学生动手做实验的热情,试验成绩在课程考核成绩中所占比重加大,由过去的15%,加大30%。另外,不再完全根据实验报告和考勤给实验成绩,而是组织专门考试。学生现场抽取预先准备好的题目,当场做实验,根据实验结果和学生讲解,教师现场给成绩。
4课程设计改革
课程设计是教学中非常重要的实践环节,是学生获取实际工程经验和能力,走向就业的重要途径。但是,对于没有实践经验的学生来说,设计电路的合理、正确与否没有判断经验,容易造成器件和仪器的损坏,有时辛苦焊接好后,预期的设计结果也出不来,往往需要重新设计,造成大量的人力和资金浪费。但采用Proteus软件后,每个学生相当于拥有了一个完整的虚拟实验室,学生可在ProteusISIS窗口大胆进行电路设计、测量、调试,修改,且在安装实物作品前就可看到结果。仿真成功后,只要安装正确无误、焊接可靠、布线合理,实际作品都会得到与Proteus仿真设计一致的结果。自从在课程设计环节引入Proteus仿真环节,学生设计的电子秒表、数字频率计、拔河游戏机等作品成功率大大提高,节省了硬件投入,使学生独立操作能力和创造力都得到了极致发挥。
5结束语
把Proteus仿真应用到《数字电子技术基础》教学中,克服了传统教学的不足,使得枯燥无味的理论知识变得生动起来,为数电教学质量的提高和创新性人才的培养提供了一种新的思路和方法。并且,该仿真软件也可应用到后续课程的单片机教学中来,为后续课程的学习打下良好基础。
为应对经济全球化和科技革命的挑战,本科教育要创造条件使用英语等外语手段开展公共课和专业课的教学。很多高校已经开设了一些课程的双语教学,在全国各高校内得到了广泛的重视和积极的试行,并取得了一些成果。所谓双语教学,就是用母语和外语进行非语言学科的教学。我国的双语教学语言主要是汉语和英语,它是非语言学科专业的一种新的教学模式。数字电子技术基础课程作为电子信息技术等专业的核心专业基础课,也被我校纳入双语教学课程体系。开展双语教学,可以更有效地锻炼学生的“听”、“说”、“读”、“写”技能,更好地推进数字电子技术课程的双语教学。显然,双语教学在推进我国本科教育国际化,进一步提高本科教学质量,以及培养创新型人才等诸多方面具有重要作用。
一、开展双语教学的必要性
在数字电子技术基础课程中,有很多专业术语和元器件符号,教学中老师要对它们进行解释,但学生在实际应用器件手册时还是感到陌生。采用双语教学,学生使用英文教材,有助于学生理解这些专业术语和符号,加深对问题的理解,同时还可以提高学生查找、消化英文,用英文进行学术和技术交流的能力。
二、双语教材的选取及合理利用
合理选择双语教学教材是开展双语课程的重要前提,选教材主要考虑以下方面:一是双语教材的覆盖内容基本上与原课程教材相同;二是要求双语教材的句子尽量使用简单句,让学生一看就明白它的意思。同时,如果句子太长,就很难理解,学生的学习兴趣也会随之降低。
三、双语教学模式的设计
在双语教学中面临的第一个问题是师资条件。对于双语教师,不仅要求其熟悉专业知识、外语驾驭能力强,还要求能灵活运用各种教学方法和手段,因此,在新开展的双语教学中,选择一个合适的教师很重要。第二个问题是学生素质问题。学生刚开始接触外语教材和外语课程会感到非常吃力,想在有限的课时内完成对外语表述的教学内容的透彻理解是很困难的。所以,在新开的双语班中可选择基础比较好的一本专业实施。另外,加上学生的外语水平良莠不齐,势必会影响部分学生基础课程的学习,进而影响对本专业后续课程的学习。因此要在课堂教学模式和教学手段方面进行设计,以便适应初学者的认知能力和适应能力。
1.循序渐进的课堂教学模式
现阶段普通高校工科学生的总体英文水平尚未达到能够接受全英文授课的程度,如果一开始就让老师用英语讲授复杂的专业知识,则会有一部分学生无法听懂,反而不利于专业知识的学习。由于学生刚刚接触课程,缺乏对课程的整体认识,还是双语教学,因此采用英文板书,中文讲课,让学生慢慢熟悉专业术语,用课时的1/4左右时间引导学生对英文教材的前面部分内容进行精读,对重要的概念和例题进行逐句逐段的解释;中期以后,学生逐步适应了双语教学,可以逐渐加大英语讲课的比例,对于简单内容用全英文讲解,对于复杂内容,先用英文讲解一遍,再用中文辅助解释一遍,加深学生的印象。
2.注重平常的课后练习
每次课结束后,给学生布置课后练习,以督促学生课后复习、预习,从而阅读、理解教材的内容。而且要求学生在做课后练习时,采用英文作答,使学生熟悉英文提问的方式,同时学会使用一些简单的语言解答专业问题。
3.考试模式
期末考试采用闭卷形式,全英文命题,为了让学生不在英文作答上浪费时间,作答形式不要求全英文,可以中文作答。
四、结语
双语教学是一项很具挑战性的工作,其准备工作难度大,需要教师投入的时间和精力多,也需要学校给予承认和支持。在师资和软硬件许可的条件下,通过师生的共同努力,其前景还是非常乐观的。只要有了好的教学模式及教学方法,外语和专业的学习是可以相互促进的,成效也会日益突出。只有在实践中不断探索,认真研究和总结经验,才能达到预期的教学效果。
参考文献:
一、《数字电子技术基础》教学改革的原因
随着我国科学技术的不断发展,我国的电子信息类企业实现了前所未有的持续快速发展,企业对员工素质提出了更高的要求。面对企业对一线技术性工人需求量的不断增大和人员素质要求的不断提高,教育工作者要思考如何培养适应企业一线生产需要的技能型人才。面对这个现实的问题,传统的教学方法已不适用,常听到师生抱怨:“教师教得累,学生学得烦。练习做了不少,学习效果不好。”现代教育要注重培养学生的实践操作技能和解决实际问题的能力,正逐渐淡化学科课程的界限,教师要让学生在掌握知识和技能的同时学会解决问题。《数字电子技术基础》实际上是非常有趣的课程,很多理论知识都可以通过单元电路、综合的设计性电路来验证或体现,同时配上声、光等直观现象,学生在学习的过程中将会更有兴趣和激情。在教学中我们设计了很多有趣的单位电路、综合电路,在电路中囊括了教材中的知识点,让学生设计预定的电路,并把设计好的电路进行仿真或制作成电路板。学生在设计过程中主要是自己找资料,老师辅导,从而从被动学习转为主动学习。这样的教学方法我们称之为项目教学法,通过在学校教学中的应用,教学效果不错,具体做法阐述如下。
二、《数字电子技术基础》项目的设计
预设项目的好坏是项目教学法成功与否的先决条件,因此设定项目就显得十分重要,同时要求老师具有相当的电路设计能力。我认为一个好的教学项目应是教学重点突出,能涵盖大部分知识点,项目注意趣味性,不枯燥。要得到一个好的教学项目,老师应该做以下工作。
1.将《数字电子技术基础》按类别分为若干知识和技能单元,每个知识和技能单元作为一个教学项目,每个教学项目都以应用该项知识和技能完成一个具体的项目任务作为目标,是将理论与实践融于一体的教学模式。此项工作看似简单,但很能考验老师的教学水平,看老师能否将课程的重点难点都准确地列出,并将其分类。
2.项目设计的思路:设计的项目应覆盖整个工作领域和承载这个工作领域所需要的知识和技能;项目结构划分应体现工作体系的特征;在以项目划分为线索进行工作分析的基础上,合理设计项目结构。项目内容设计具体原则:项目应覆盖知识点和技能要求;知识点的内容应最大限度地融于项目教学之中;项目大小要根据学习内容进度和要求来确定;项目内容设计要考虑教学组织的可行性和合理性。
3.在第二点的基础上一定要考虑项目的趣味性,因为通过实验我们发现趣味性不强的项目很难调动学生的积极性,项目的趣味性体现在:首先是预定的项目有一个好听的名字,名字最好能结合实际的生活;其次是在电路中合理地加入发光二极管、数码管、喇叭、各类传感器等,让学生能在项目中直接感受项目的效果。
三、《数字电子技术基础》项目的教学实施
由于受到很多因素的影响,比如教学课时、教学资源不足等,我们将全班分成两个人一组的小个体,后将准备好的项目拿出来,对项目要求进行陈述,并将涉及的知识点告诉学生。学生拿到项目后,每个个体的两个成员就共同开始找资料、设计,这样他们可以互相讨论,取长补短,同时也有了竞争意识,学生们的学习也就会从被动变主动。在教学中一个班至少需要两位教师进行辅导,辅导不是直接给出电路,而是引导学生学习,否则达不到效果。一般一次课要求六节课连上,这样学生学习就有连续性。在教学过程中还有个问题需要注意:在规定的时间内(一般为上午的四节课),小组之间是不能交流的,否则将出现大范围的抄袭现象,上午下课之前要对设计的进度进行有效的统计,作为评分的依据。下午两节属于仿真和制作的时间,将学生带至电子制作实验室完成。最终本次课堂的作业就是设计的仿真效果或实物作品,同时也要求每个小组交上一份该项目的小论文。
四、《数字电子技术基础》项目教学的考核
对于学生来说课程的考核永远是他们最关心的事,也是他们觉得最重要的事,因此课程的考核制度将影响项目教学的效果。关于考核制度,我们的做法包括三方面:第一,学生的考勤,学生旷课课时达1/3以上即取消考试资格,旷课一节课程总评分扣1分,迟到或早退一次程总评分扣0.5分,老师每次上课必须点到;第二,每个项目的仿真效果或实物作品占该项目总分的70%,在评分时实物作品比仿真分要高一点,鼓励学生制作实物作品,那样能更好地锻炼学生的能力;第三,项目的设计小论文占该项目的30%,在平时引导学生写论文,为学生以后的发展打下基础。该课程的总评分是各个项目总评分的平均值。有了一个严格的考核制度,学生的态度就端正了,为后续的学习打下了基础。
五、《数字电子技术基础》项目教学的效果
《数字电子技术基础》实施项目教学法后,课堂发生了变化,再也不是单纯的“我讲你听,我要求你练习”,而是变得活跃,学生真正成为了课堂的主角,学生改变了过去对学习不感兴趣的现象,在课堂中能积极参与讨论和实践,提高了听课率和参与度;学生的实践技能有明显提高,学生综合素质提高幅度大,多种教学法充分调动了学生学习的主动性、积极性,学生从被动变为主动,学习能力、合作能力、表达能力、沟通能力都有很大的提高。此外,教师与学生的距离拉近了,师生关系更密切了。
六、《数字电子技术基础》项目教学存在的问题
在很多高等院校《数字电子技术基础》的项目教学法实施还存在很多的问题,有些院校领导对项目教学法这种教学模式还不是很了解,或者说是对改革的教学方法没有底,怕犯错误,还是选择延用传统的教学模式。因为虽然传统的教学模式存在不足但不至于犯错误,不会影响学校的教学次序;《数字电子技术基础》的项目教学法实施需要对教学计划进行修改,有些学校是严格按教学计划来的,不会因为一门课程来进修修改;《数字电子技术基础》的项目教学法实施需要学校有相当的硬件设备配套,而现在很多普通高校缺的就是教学设备的投入,学校当然也不会因为一门课程的需要一次性投入大量资重;《数字电子技术基础》的项目教学法实施需要较多的电子耗材费用,对这笔费用一些以营利为目的的学校肯定是不会掏的,他们用传统的教学模式就可以省下这笔费用,没有理由进行这项改革,如果说这些电子耗材费用采取收取学生钱的方式,学生又有意见,有些学生会向上级部门举报,学校不愿冒险,所以就只能用仿真的形式,但是效果有没有实物制作的好;《数字电子技术基础》的项目教学法也存在本身的弊端,例如没有现成的教材,不利于教学的开展,对教师的电路设计能力和动手能力有相当高的要求,教学工作量很大,老师很吃力。
七、结语
在教学方法改革的过程中,新教学方法能否被成功地推广与应用,在很大程度上,取决于教师知识水平和教学才能的高低,教学方法改革的一个关键是提高教师的素质水平。教学方法的研究与实践任重道远,需要长期、广泛、深入开展。以上是我对《数字电子技术基础》教学的认识,希望广大同仁能够找到最有效的教学方法,让学生能更快更好地学习知识、掌握知识,为学生的就业打下坚实的的基础。
一、《电子技术基础(数字部分)》课程的教学现状
《电子技术基础(数字部分)》是一门重要的专业技术基础课程,是学生对电路认识和理解的基本素质形成和培养的关键性课程,理论性和实践性都很强。但是,《电子技术基础(数字部)》在很多学校仍然沿用传统的教学理念,实验课堂上很少考虑到学生对实验项目的需求和兴趣,实验内容所传递的知识和技能也不易被学生理解,学生的学习目标不明确,这种状况使得学生在学习过程中缺乏兴趣和主动性。作为一名专业教师,深入探讨其教学方法并有效实施,对学生掌握一定的电路知识和培养学生分析问题、解决问题的能力有着非常重要的作用。
二、《电子技术基础(数字部分)》课程教学改革探索
科学的教学方法不仅要求学生在学习中获得“知识”,而且要求学生在实践中获得“技能”,更重要的是“素质”的提高。对于《电子技术基础(数字部分)》来说,它在教学过程中更侧重于对基础知识和基本技能的认知和训练,在此基础上做简单的综合性的提升,从而使学生形成初步的知识体系和技能素养。以此为指导,笔者吸取了模拟教学法、案例教学法、参与式教学法、项目教学法等多重教学方法的共同优点,根据《电子技术基础(数字部分)》课程的特点、教学目标和中职生学习自觉性较差的特点,选择了“任务驱动”教学法并进行实践,取得了较好的效果。
三、任务驱动教学法的实施框架
教师根据课程教学目标设计一系列任务,让学生在完成一系列任务的过程中掌握知识和技能并提高综合素质的方法称为“任务驱动”教学法。“任务驱动”教学方法的工作流程是“明晰目标”“设计任务” “学生完成” “成绩评定”。
1.明晰课程目标
应用“任务驱动” 教学法首先要明晰课程教学目标,这是制订教学实施方案和方法的先导。中等职业技术教育的目标是以技能和职业素养培养为主线。《电子技术基础(数字部分)》课教学目标定位是数字电路基本知识的掌握、焊接装配工艺的掌握、图纸分析能力的培养、故障排除技能的培养,同时注重职业素养的培养。
2.设计任务书
将《电子技术基础(数字部分)》课程的培养目标分解为基本知识、专业技能、职业素养,据此设计一系列任务书。
基础知识包括:基本概念、基本原理等。技能项目:元器件的识别及检测、识图画图、电路组装、电路焊接工艺、电路测量、电路故障排除,共计6项。素质要求:指稳定的品质和素养,要贯彻到整个培养过程之中。
3.成绩评定
学生按具体项目要求完成任务,教师综合考察给出成绩。成绩分为 “优秀”(90分以上)、“良好”(90-80分)、“中等”(80-70分)“及格”(70-60分)、“不及格”(60分及以下)五级。学生成绩的确定依据是“过程”和“成果”。在过程中评估素质,以学习成果为依据评定技能。
四、任务驱动教学法在具体案例中的运用
下面以八人数码抢答器电路的锁存器部分为案例展示任务驱动教学法的实施细节。
1.课程目标
(1)锁存器概述:在数码抢答器中,锁存器是一个中间环节,而且功能相对比较复杂,有锁定和存储两大功能。要实现这两个功能,电路的实现同时涉及到了逻辑组合电路和时序组合电路,综合性较强。而我们的学生在此之前是分别学习分析这两种数字电路,将两者并用是对学生所学知识的一个提升,这就要求对教学过程精心设计。
(2)课程目标的设定:课程目标的设定对整个教学过程有着重要的指引作用。我们要从实际出发,根据学习阶段和教学对象的不同,做个性化的调整。对于数码抢答器电路的锁存器部分,笔者为其设定了4个课程目标: ①会根据锁存器的电路图组装焊接电路。在这个目标下,要培养学生的识图能力、元器件的识别能力和焊接技能。对于将来要步入一线岗位的中职生来说,这是他们必备的基本技能。②会分析讲述锁存器的工作原理。在这个目标下,可以巩固学生的基础知识,并会简单的应用,培养学生的逻辑思维能力。中职生就业起点很低,逻辑思维能力的培养有助于自学能力的提升,为中职生就业后拓展发展空间打下一定的基础。③会排除锁存器中典型的简单的故障。这是一个综合性较强的教学目标,是对第①②目标的综合应用,不是所有学生都能实现。④职业素养的培养。
2.任务书
课程目标是制定给教师做指导的,而学生的学习指导就来自于任务书。所以,教师需要将自己的课程目标科学地体现在任务书里。下图是笔者为学生制定的锁存器电路的任务书。
任务书2-2
3.成绩评定
评价与反馈是教学过程的一个重要组成部分,是学习活动的收获,是对教学过程的总结。就每一个项目任务来说,都有质量评定标准,学生完成任务不能仅仅达到及格,而要鼓励学生“创造优良工程”,鼓励学生针对同一技能训练项目做第二、第三次,甚至更多次实验,让学生在这个过程中体验自己每一次都会有进步,并且把几次成绩当中的最佳成绩作为这次技能训练项目的成绩。这个过程是任务驱动法的最大特色和亮点所在。它最有效地发挥了“教师导”、“学生学”的作用,激发了学生内在的动力。学生在知道了学习成绩的来源与评定方式后,都会非常重视学习过程以及自己实践能力的培养。即使基础差一些的同学,看到平时一点一滴的努力,都能不断提高学习成绩,学习及技能训练的积极性也大大提高了。
五、教学总结
以前学生学完《电子技术基础(数字部分)》,仍不清楚学了什么,掌握了什么,给学生甚至教师都带来了挫败感。任务驱动法使学生学习目标更加明确,对学习的效果更加关心,对学习有了兴趣和信心。例如在锁存器任务中,将任务③“焊接工艺按要求去做”明确化后,使得学生在完成过程中对工艺的要求大大提高,而工艺的提高也间接提高了电路的成功率,这使得学生成就感大大提升,对本课程的学习热情也跟着提升了。2010级学生抢答器电路的完成人数为班级67%,在进行教学方法改革和考评模式改革后,学生学习主动性增强了,积极性提高了,成绩也提高了。2012级,学生完成情况提升到了84%,而且一次成功率也由原来的38%提高到63%。
另外,改变的不只是完成情况,学生掌握的内容也发生了本质变化。前者主要完成了焊接过程,对电路特点、工作过程掌握得很少。后者则是知识、能力、素质的综合反映。例如:原来的学生都忙于完成电路板的焊接,没有多余精力关心电路原理及分析,对于教师的讲解也就漫不经心了。而采用任务驱动教学法后提高了制板的效率,学生有多余的精力学习理论,加上任务书中明确的要求,学生更加重视原理的分析并将原理运用到排除故障的分析中,进一步完成了任务中的另一个要求。
参考文献:
[1]郑金洲.教学方法应用指导[M].上海:华东师范大学出版社,2006.
一、中职电子技术基础数字化信息化教学的发展方向
毋庸置疑,中职电子技术基础教学的数字化信息化发展,是教学和历史发展的必然选择,中职电子技术基础教学必须要顺应发展潮流,推动教学的规范化、科技化、高端化。
(一)教学的必然选择
大凡了解电子技术教学的教育工作者都知道这样一个现象,就是在电子技术教学上,学生的淘汰率和后进率非常大,之所以出现这样的原因就是电子技术知识不容易掌握,教学不易实现直观化、操作化,而随着时代科技的发展和进步,以及数字化、信息化技术的融入,有效地弥补了中职电子技术基础教学中和其它相关电子科目教学时的直观化、操作化不足的缺点,所以说,这是电子技术基础教学中的必然选择,在全面已经提到过,随着中职电子技术基础教学中对科技操作要求的加大,中职教学必然会朝着信息化、数字化教学方向发展。
(二)发展的必然选择
随着时代的发展,电子技术基础教学更加数字化、信息化,融入了更多的科学和科技元素,笔者认为这是历史发展的必然选择,可以拭目,电子技术数字化、信息化应用的领域越来越宽泛,要求的技术科技含量越来越高,不仅仅是军事、工业、航空等领域应用数字化、信息化,而且数字化、信息化已经进入了寻常百姓家,比如电脑、手机、电视机、空调、厨房设备等都实现了数字化、信息化,那么,在中职的电子技术教学中,为了迎合时代的发展,不至于被时代所淘汰,就一定要选择数字化、信息化,迎合历史发展的必然选择。
二、中职电子技术基础数字化信息化教学的相关建议
前面已经提到过,数字化、信息化是中职技术教学的一个方向,在中职电子技术基础数字化、信息化教学中,只要掌握正确、有效的教育教学策略,就一定能发挥好数字化、信息化作用,从而实现教学的成功。
(一)注重科技知识的普及
数字化、信息化操作有时会让一些中职学生们感觉不十分适应,原因是在中职院校就读的学生普遍文化知识水平不高,对数字化、信息化知识理解的不深、掌握得不透,所以说,在中职电子技术基础数字化、信息化教学中,一定要注重基础知识的普及,一定要实施一次数字化、信息化基础知识的再教育,然后再实施电子技术基础教学,否则就难以达到教学的预期效果。而且仅仅做好基础数字化、信息化知识普及还远远不够,还要想方设法地对电子设备、电脑程序等略显高深,但是也十分常用的设备、操作等知识进行普及,为实现有效、高效的教学奠定基础。
(二)注重科技设备的投入
必须要正视一点,目前在中职电子技术基础数字化、信息化教学中,只有极少一部分中职学校实现了全程或者全规模的数字化、信息化教学,而且大多数的电子技术教学的中职学校只是上了少量的数字化、电子化教学设备,实施上机操作时,电子计算机数量严重不足,只能实施二人或者几名学生在一机上操作,或者分组、轮流式的操作,导致在有限的时间里未能从事更多的有效学习,尤其在学习电子技术基础中的重点和难点课程,而且还需要实施教师远程指导操作时,根本就无法实现,这是很遗憾的,设备不足是阻碍数字化、信息化教学中最大的障碍。故此,在今后的中职电子技术基础数字化、信息化教学中,必须赢得主管教育部门、赢得学校的领导层、赢得赞助单位和企业的鼎力支持,赢得支持后,才能进一步加大投入、活化资金,让更多设备运营到中职教育教学的数字化、信息化课程中来,确保在中职电子技术基础的教学中,保证每一名学生都能够独立操作一台机器,保证数字化、信息化教学的硬件充分满足需求。
(三)注重科技教学的实效
教学实效、教学成效是所有教学中的第一要求,中职学校的教学也不例外,尤其在中职电子技术基础数字化、信息化教学中,教师在应用数字化、信息化设备和技术进行教学的时候,一定要讲求教学实效,注重在课堂教学中随时跟进、随时提问,对学生们提出的疑难问题作以准确的解答,对学生们在数字化、信息化技术方面产生的疑问更是要予以有效的破解、及时的帮助,确保中职电子技术基础教学的顺利进行。例如,在学习《基本模块》时,可以通过数字化、信息化教学直接显现常用电子仪表的使用,可以方便快捷地通过信息化、数字化来检测电子元器件,尤其在晶体管放大电路的学习中,更可以清晰、科学、有效地操作,如此一来,就实现了数字化、信息化教学的成功,达到了预期的教学目标和应该取得的教学实效。
(四)注重科技发展的质量
科学技术是不能马虎的,科学技术是容不得半点瑕疵的,尤其在中职电子技术基础数字化信息化教学中,千万不能用所以然、差不多等教育教学方式方法去应付了事,而是要在数字化、信息化的保障之下,确保中职电子技术基础教学的质量。这里所说的质量似乎不太容易理解,其实展开了说,就是要在中职电子技术基础数字化、信息化教学中,保证知识的清晰度、保证技术的清晰度、保证设备的清晰度,做到这三个“清晰”,就可以有效保障和有效提升中职技术教学发展的质量。例如,在学习《时序逻辑电路》和《其它常用电路》等教学内容时,知识点增加、知识难点加大,单凭教师的口述和简单的模拟操作和实验已经很难实现教学的成功,这时如果通过电脑或者视频教学,再结合教师的远程辅导操作,就可以帮助学生们实现时序逻辑电路和555集成电路的成功学习,从而让复杂的知识简单化,生涩的知识直观化。同时,在确保教学质量、科技发展质量的基础上,也就充分保障了中职学生们对电子技术基础的学习效果。
三、总结
可以预见,在未来的中职电子技术基础教学中,将是科技化、信息化全盘融入的阶段,而这一发展方向恰恰是推动中职电子技术基础教学迈上更高台阶的有效举措,达到了这一标准,从而在教学科学化、规范化的基础上,成功完成教学,并成功培养出更多、更优秀的电子科技人才。
计算能力可以说是人类最重要的能力之一,因为计算能力的需求增强,意味着贸易更加繁荣,人口更加密集,需求也愈发地多,人类最早的一次计算能力的提升是算盘的发明。这是人类利用工具来计算的开始,也是人类计算史上的一次飞跃。而后的很长时间,计算能力一直停留在算盘的层面,直至17世纪,德国数学家查尔斯・巴蓓奇通过大量对于计算的研究,发现通常的计算设备错误百出,于是他开发了自己的一套计算系统,设计出了差分机,差分机虽然只能计算一部分专门的数据,但是其中含有的系统则为以后的计算机的产生提供了思想基础,可以被认为是近代计算机的一个雏形,查尔斯・巴蓓奇也因为他对计算机的产生做出的贡献被认为是“计算机之父”。他设计的理论十分超前,特别是利用卡片输入程序和数据的设计被后人采用。而计算机技术的衍生,使得一个制表机公司悄悄崛起,学习了查尔斯・巴蓓奇的技术,发明了穿孔片计算机,成为了如今的IBM王国,在美国的一次人口普查,原本利用原始的人口普查需要10年的时间,此时IBM大显神威;仅仅利用六个月就完成,大发其财,迅速膨胀。而第二次世界大战的爆发,终于催生了计算机的诞生。因为在战争中需要精确打击对手,发射导弹时就需要知道导弹的飞行时间和落点,其中的计算十分复杂,人工难以实现,亟待一个计算机器的产生帮助计算。于是1946年,第一台真正意义上的计算机产生了,被命名为艾尼阿克,是电子管计算机,被认为是第一代计算机。而后计算机经过了电子管数字计算机,晶体管数字计算机,集成电路数字计算机,大规模集成电路计算机的四个过程,计算机技术逐渐成熟。后来计算机经过了两次的进一步改革,主要是体型大幅度缩小,逐渐进入了企业,家庭的视野,成本也不断降低。在接下来的几十年里,计算机逐渐成了一个集业务,生活,娱乐等多功能于一体的机器,建立了全球服务器系统,使用计算机可以获得许多生活中得不到的资源,充分发挥客户端PC的处理能力,很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器,大大减轻了服务器的压力,进入了Internet时代,整个世界就像一张网一样互通有无,其中数字电子技术就是起主体作用的技术之一。
数字电子技术从17世纪发展到今天,理论体系得到逐步的完善,走入了大学校园,成为了一门重要的课程。在电路中,有两种不同的信号进行着信息传递,一种是模拟信号,他是通过电路中的电学指标来传递信号的,是连续变化的,处理这种信号的电路称为模拟电路。而另一种则是通过不连续变化的脉冲信号来作用的,处理数字信号的电路称为数字电路。
数字电路主要是研究脉冲信号的产生、变换、控制和对数字进行逻辑运算等,因此数字电路又称为逻辑电路。数字电子技术则是一门主要研究各种逻辑门电路,集成器件的功能及其应用,逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计,集成芯片各脚功能,555定时器等。在最开始的时代,模拟电路更占据主要位置,而随着科技的发展,数字电路的优越性愈发地明显,它的信号处理能力更加强大,我们可以将模拟电路转换成数字信号,而后利用数字电路进行信号处理,最后在转换成模拟信号输出,提高了工作效率与工作质量,数字电子技术则为这种方法提供了理论依据与可行性。
首先,模拟电路是使用电信号的变化传递信息的,而电路中各个元件的属性如电阻,电流,电压容易受到外界条件的影响,如温度变化,湿度变化等因素,而且模拟电路的参数修改较为困难,而相比于模拟电路,数字电路采用的是二进制,通过逻辑门电路来处理信号,这样的处理方式首先外界环境变化对电路影响很小,不会因为某些因素轻微变化导致电路逻辑反转,并且逻辑电路参数修改简单了很多,便于控制,稳定性和灵活性兼备。逻辑门电路有很多种,但就如同每个理论体系一样,逻辑门电路也是有最基本的几个逻辑组成的,其中就包括与门,或门,非门。与门表示如果事件Y发生,则需要其发生的多个条件同时满足;或门表示如果事件Y发生,则需要其发生的多个条件只要一个或多个条件发生即可;非门表示如果决定事件Y发生的条件A满足时,Y不能发生,当A满足时,Y反而能发生。这三种基本的门电路通过组合还能形成与或门,与非门,或非门等,进而形成复杂的逻辑函数,这一切的逻辑处理就需要计算机或者专用机器进行处理。数字信号处理就是利用这些逻辑电路,采集信号,对其以数据的形式进行一系列的处理,得到易于使用,读取,转换的信号形式。数字信号处理主要应用多元化的数学手法,以网络,信号,通信等理论为依归进行处理信号。数字信号处理技术的具体操作方式是先经过信息的获取或者数据的采集,转换成原始信号,原始信号如果是连续信号,则需经过抽样过程成为不连续信号,进而进行转换,如果是不连续信号则可以直接转换,最终得到二进制数码,输入逻辑电路。
21世纪是信息时代,是高科技的时代,所以数字信号处理技术在很多领域都要得到应用。在通信领域,信号是最主要的研究对象,所以数字信号处理技术是核心的手法之一,现在的电子设备,通讯设施逐渐向无线化发展,整个世界形成一个无线系统,数字信号显得极为重要,数据加密,可视电话等进步科技的实现都需要数字信号处理技术的支持。在图形图像领域,数字处理技术可以很好地把图像,音频,视频等具体形式转换,而现如今已经广泛地应用在科学研究以及其他各行各业中,比如粒子的运动轨迹,卫星遥感图像的处理,岩石的勘测,生物细胞细微结构的扩放,这些技术也在迅猛发展,不断完善。尤其在生物学方面,数字信号处理技术居功至伟,因为人与动物的身体就是一个巨大的信息系统,通过各种器官,组织,细胞,传递信息,进行生命系统的微调,而神经系统作为调节的中枢,信息传递更加尤为重要,数字信号处理技术可以帮助研究人脑信息处理模型,为生物学的进步作出巨大的贡献。
总而言之,现今的时代是数字时代,是信息时代,数字信号处理技术作为一门实用性极强,应用广泛的科学,必定会大放异彩。
【参考文献】
《数字电子技术》是电子类专业的专业基础课程,是一门必修课。它是培养学生具备电子技术的基本知识和技能,和《模拟电子技术》课程共同构成电子类专业的基础核心课程,是学生必须打下的专业基本功。它以电路基础课程学习为基础,是后续单片机、PLC、传感器、电子测量等专业课程学习的基础,也为无线电装接工、调试工等考级考证打下基础。
高职数字电子技术教学的目标确立是为了更好地指导该课程的教学方向,对有效落实教学体系起到了指导性的作用。围绕着这个目标建立教材的筛选处理,再依托EDA的技术,强化理论和实践的教学,最后通过课程的设计创新来形成独具教学质量的体系。
一、高职数字电子技术教学的目标
实践教学和理论教学是高职数字电子技术教学综合体系,通过实验、实习、课程设计等内容,完成基本操作技能、综合能力和应用能力的三级能力培养要求,培养学生观察、分析和解决实际问题的能力及创新思维的综合能力。
(一)基本操作技能的培养
实验是整个实践教学环节的基础,可以分为验证性实验和设计性实验。验证性实验可以使学生了解器件功能和使用要求,掌握基本测量方法与仪器仪表的使用技能,熟悉实验操作规范以及学习实验报告的书写要求等基本技能,为进一步深入学习理论知识和能力培养奠定基础。对于初学的学生,必要的验证性实验是培养基本操作技能的主要途径,是素质教育的基础。
(二)综合能力的培养
验证性实验过多会使学生失去对实验的“神秘”感和探索欲望,思维缺乏灵活性和创造性。开设综合性、设计性、实践性实验,可以增加实验的灵活性、创造性,激发学生的求知欲和学习的兴趣,使学生能初步地将所学的基本理论知识独立应用于实践中。在观察和探索的基础上,通过教师的引导激发他们积极思维,逐步提高学生分析问题和解决问题的能力,并使学生的基本技能得到进一步提高。
(三)应用能力的培养
运用虚拟、仿真等技术手段,采用较为先进的EDA技术,一方面可以使实验更加接近工程实际,激发学生的参与性;另一方面通过接近工程实际的课题,使学生多方位多角度地观察、思考、探索和想象,提出多种设想和解决问题的方案。在此基础上,再引导学生进行收敛思维,确定解决问题的最佳方案,完成方案拟订、实施方案的设计、电路制作、安装调试等环节,达到在实践中学、在实践中练的目的,使理论与设计融为一体。从工程角度出发促使学生了解科研活动的全过程,增强学生的求知欲和科研意识,体会理论设计与实际中的距离。这不仅能训练学生思维的逻辑性和独创性,培养严谨的科学态度、科学的思维方式、创新意识和创新能力,还能培养学生的工程观念,训练学生工程应用技能,达到培养应用能力的目的。
二、对教材进行适当处理,把握理论上的度
“数字电子技术”是计算机、机电、自动化类专业的一门重要的专业基础课.当前,随着以培养技术应用型人才为目标的高职教育的日益发展,以及高职对特色的强烈渴望,迫切需要形成与高职教育培养目标相适应的课程体系。
《数字电子技术》的主要任务是培养学生掌握数字电子方面的基本知识和基本分析、设计方法,训练学生数字电路制作与调试的基本技能;培养学生严谨的科学态度、科学思维方式以及创新意识和创新能力。它共有五大模块,包括数字逻辑基础模块、逻辑门电路模块、组合逻辑电路模块、时序逻辑电路模块和综合模块,主要作用就是要求学生能看懂基本电子电路图,学会使用电子元器件手册,能制作、调试、软件仿真、实验验证相关电路,了解数字电子技术在实际生活中的应用,培养学生的职业岗位基本能力和职业素质。由于许多中专升格的高职院校目标定位还不够明确,在办学上仍处于探索阶段,没有系统的、适合自身办学特色的教材,所以一般都选择本科院校教材的压缩版,课程内容不适应高职教育的特点,加上大部分高职生(特别是偏远地区)的学科基础差、底子较薄,在学习的过程中存在着一些不适应现象,学习效果较差。根据高职教育教学“基本理论教学要以应用为目的,以必需、够用为度”的基本原则要求,就必须从“广而深”的知识中选择、重构“少而精”的教学体系。在教学内容的选择上就必须考虑实际工程需要,突出基本理论、基本分析方法和知识的应用,传统的逻辑函数化简方法像代数法、卡诺图法只需要简单分析介绍一下,回避繁琐的集成电路内部分析和数学推导过程,着重介绍器件(或集成元器件)的作用、主要参数、使用方法。如在讲授TTL与非门电路原理时,可结合原理图作简单分析如此:TTL与非门利用T1的多个发射级结构实现“与逻辑”功能,中间级从T2的集电极和发射极分别输出两个相位相反的信号,以驱动T3、T4;当输入信号中有任何一个为低电平时,都将使T1饱和,T2、T4截止,T3导通,输出端Y为高电平,当输入信号全是高电平时,则T1倒置工作状态,其集电结正偏,发射结反偏,使T2、T4饱和,而T3导通,输出端Y为低电平。而对于电路中各个三极管的导通或截止,电路的输入、输出特性,拉电流和灌电流的概念等,不进行详细的分析和计算,只要求学生记住TTL与非门的电压传输特性和噪声容限等主要结论、多余输入端的处理方法和使用中的注意事项,注重理论联系实际,以会用为最大目标。另外,适当采用清晰的最新的电子元器件实物照片,努力减小与现实实际工程应用差距并争取同步,增加学生感性认识和进一步提高学生学习兴趣。这样的处理,既可以让这些基本素质较差的学生理解基本原理,又可以从少学时中留出足够的技能训练时间。
三、以EDA技术为支撑,将理论教学与实践教学融为一体 转贴于
《数字电子技术》是一门应用性很强的技术基础课,其基本理论与实践技能是许多后续课程的基础,理论与实践的密切结合,在本门课程中显得尤为重要。高职教材大多在每章都有演示实验、验证性实验或综合设计,根据我校实习设备的配备情况,在技能实训中往往2-5人一组,这样,经常有学生光看不做,学习缺乏主动性。又由于电子技术教学中所涉及的电路图、电子元件、操作方法和工序都很细微,设备或元件故障多等问题,在操作过程中,学生会碰到各种不同的问题,教师忙于协助解决,上课效率无法提高,从而影响了整个教学计划。根据多年的教学实践,我们把EDA技术引入实验教学,采用EWB仿真实验与传统实验教学形成互补,以解决上述问题。即在课堂教学中,结合教学内容,运用EDA技术对这些实验进行仿真,动态配合课堂教学和做虚拟数字电路实验,让学生感到如同置身于真实的实验实训环境中安装调试一样,形象逼真,让学生在不知不觉中学习,同时可以弥补实验仪器、元件少的不足以及避免仪器、元器件的损坏,还可以避免因实验仪器、元件不足以及仪器、元器件的损坏因素造成实验失败给学生带来挫折感,保证实验能在短时间内成功演示或验证。为了加强学生的实际实践能力,开设了全天开放的创新实验室,学生可以利用课余时间结合硬件实验平台和EWB虚拟电子实验台等亲自完成验证性实验、综合设计等,有些学生还结合全国大学生电子设计竞赛,进行创新设计和制作。此举既提高了学生学习的兴趣和动手能力,又可以为大学生电子设计竞赛培养优秀人才。
四、注重课程设计和创新设计
电子技术课程设计是数字电子技术理论教学完成后进行的一次综合性训练,以进一步培养学生综合运用所学理论知识、独立设计电子产品和对电子产品实际安装、调试的能力。学生经过本课程的理论学习和技能实践后,对于一些中、小规模集成电路的工作原理、逻辑功能、使用方法、等基础知识已有一定的理解,掌握了电路的基本分析方法和基本设计方法,具备了一定的动手能力,在期末便可结合专业发展实际、现有实验条件和电子设计竞赛、创新设计竞赛等,有针对性地进行相应课程设计。课程设计内容由指导教师根据难易分成不同的课题,也可以让学生自行选题,由指导教师根据学生的掌握情况指定由学习较好的学生担任课题负责人,其它学生可根据自己的实际情况选择加入,指导教师要对课题组成员做宏观调配,一般同一小组中应该有不同层次的学生,以达到优秀的学生带动较差的学生共同进步的目标。
在课程设计中,在确定设计方案、电路逻辑功能的设计实现、主要参数和芯片等元器件的选择、电路仿真、安装调试、故障排除等,遇到问题时,除了本组成员之间相互讨论外,各小组之间也可以参与其中,相互交流,指导教师负责审查,作好启发、引导工作并帮助学生解决疑难问题。对学习基础较差的学生,加强辅导与检查;对学习能力较强的学生,适当提高要求,结合工程实际,增大设计方案的创新性,以充分挖掘学生的潜力,激发学生的创新思维。
通过开展课程设计,全面培养学生的科学作风、实验技能以及综合分析、发现和解决问题的能力,使学生具有创新、创业精神和实践能力,促进学生知识、能力、素质协调发展。
五、开展多样化教学,继续提高教学质量
可以开展诸如项目课程,该教学过程需要不断地变换教学组织形式,比如完成工作任务时需要采用小组形式,集体讲授时需要采用班级形式,讨论问题时又需要采用小组形式。在实施项目教学时,相当多的需要模拟企业组织活动结构,让学习者“身临其境”。为了适应这种不断变化的教学组织形式的要求,学校的教学场所,包括课堂桌椅都要做相应变化。
项目化教学提高了学生学习的积极性,分析问题、解决问题、自我探究、自主学习和口头表达等能力得到很好的发展,并形成了良好学习品质。学生在学习的过程中互相帮助,加强了团结合作意识,增进了同学间的相互了解。这样既学到了知识,提高了学习兴趣,使学生的实际应用能力得到很好的培养和锻炼,还增强了探索创新精神。
目前职业高中学生素质普遍下降,学习基础差、学习兴趣不高,《电子技术基础》这门课对他们来说有一定难度,如何让学生能接受这门课的知识,特别是重点内容的理解和应用,这就要求我们在专业课堂教学中,应更新观念,改革课堂教学方式,提高教育教学效果。
一、合理选择教学内容,突出“学以致用”理念
《电子技术基础》是一门基础学科,它的内容抽象,也比较单调枯燥,在教学上应减少数理论证,以掌握概念,突出应用培养技能为教学重点.应注重将理论知识与工程技术上的应用相联系起来。例如,在介绍二极管的特性曲线时,若只单纯介绍曲线的基本含义,而特性曲线有什么实际应用并不介绍,这种从概念到概念的灌输,使学生对课程的学习感到抽象和无用。我在介绍曲线的基本概念后,进一步联系实际,说明二极管特性曲线可由晶体管图示仪来测量获得,利用特性曲线可以观测二极管的主要参数和检测性能的优劣,从中学生体会特性曲线的作用和应用。
二、教学方法灵活多样
(一)在发现问题中学习,培养学生的创新能力
学生学习的过程是一个发现问题到解决问题的过程。因此,在教育教学过程中,首先,要把培养学生发现问题的能力作为提高学生主动学习能力的一个重要方面,努力营造多种问题情境,要求学生以问题作为学习的载体,以问题为中心,围绕问题的发现、提出、分析和解决来组织自己的学习活动。其次,衡量学生学习效果好坏的标准不是看学生掌握了多少知识,而是看学生发现了多少问题;不仅要让学生解决问题,而且要让学生善于发现问题;不在于学生提问的正确性、逻辑性,而在于学生发问的独特性和创造性。只有学生以自己敏锐的洞察力发现了问题,学习才有强大的动力,才能真正领会到学习的乐趣与魅力,从而逐步提高自己的学习能力。
(二)加强直观教学,降低学习难度
目前职高学生的入学成绩普遍不高,文化基础不够扎实,所以教学方法的设计要注意面向学生的心理特点,面向学生周围的日常生活环境和学生已有的生活经验。 教学中加强演示实验可激发学生的学习兴趣,帮助学生理解有关的知识和结论,更重要的目的是培养学生的科学态度和训练学生的科学方法。
(三)进行模块教学
职高学生电子基础较差,知识不够系统,概括能力不强,所以将课本知识进行模块教学,可以较好地饶过学生的不足,例如,职高《电子技术基础》教学中我们可以将模拟电子技术和数字电子技术的理论课分为三个模块:
1、半导体模块 主要内容包括:二极管、三极管、场效应管、晶闸管,该模块是模拟电子技术和数字电子技术的共同基础。
2、模拟电路模块 主要内容包括:基本放大器、信号发生器、直流稳压电源等。该模块是模拟电子技术的主要内容,着重让学生掌握模拟电路的基本概念、基本原理及基本分析方法。
3、数字逻辑与数字电路模块 主要包括逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲产生与整形等。该模块是数字电子技术的主要内容,旨在让学生掌握数电的基础知识及常用数字集成电路,学会逻辑分析和逻辑设计方法。
三、加强实验课教学,注重工程应用能力的培养
要体现中等职业技术教育的特色,关键在于学生的实践能力的培养。且《电子技术基础》本身就是实践性很强的课程,更应将培养学生的工程实践能力作为教改的重点,所以实验课教学方法应进行以下必要的改革:
(一)改变以往验证性实验为主的实验课模式,加强工程应用的实训内容,要求学生自己装接和调试电路
例如:在讲稳压电源电路时,让学生在印制版上焊接一个串联型直流稳压电源,然后调试此电源可为收音机供电。学生既感兴趣,又有成就感,同时对串联型直流稳压电源的电路结构及工作原理也有了更深的理解。
(二)由测量数据和指标为主的实验转向电子产品的故障检测、判断和维修
例如:检测振荡器是否正常工作时,一是用示波器观察输出波形是否正常,二是用万用表的直流电压挡测量振荡三极管的VBE出现反偏电压或小于正常放大时的数值,再用电容将正反馈信号交流短路到地端,若VBE电压回升,则可验证电路已经起振。
(三)精简分立元件实验,加强集成电路应用实验,特别要加强数字逻辑应用集成电路的实验
例如:在学习译码器时可以组织学生设计制作一个七段译码器,这样不仅可以加深学生的译码器的理解,而且可以提高学生的学习积极性,多提供学生试验动手的机会,就可以慢慢地提高学生对电子课的兴趣,从而提高学生的学习效果。
(四)借助现代计算机技术开展学生实验
由于制作印制版图进行实验成本较高,所有的实验都通过印制版图来完成经济上不太现实,时间上不能保证效果也不好,所以用计算机来辅助实验切实可行,而且效果不错,现在用的计算机辅助实验主要有两种:一是EDA技术。二是EWB虚拟电子工作台。
总之,现代的《电子技术基础》教学要根据实际情况的变化而变化,要从教学内容的选择、教学方法、学习方法等方面入手,以学生为本,找到切实可行的方法,把《电子技术基础》教学化难为易,化繁为简,激发学生的学习兴趣,提高学生的理论水平和动手能力。
参考文献:
中图分类号:G642.0 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2012)06-0081-02
Teaching Reform of Digital Electronic Technology based on CDIO Teaching Model//Tang Min
Abstract Digital electronic technology is one of the major foundational courses for electronics and electrics engineering. According to the teaching model of CDIO, several teaching reform measures of digital electronic technology are carried out, including combining multimedia approach with traditional teaching method; query, induction and comparison within measure; and digesting points in the whole curriculum or intersectional disciplines. The author’s rich practical experiences demonstrate that these teaching reform measures can foster the students’ abilities, inspire their interests and therefore improve the teaching effect greatly.
Key words digital electronic technology; teaching reform; CDIO; teaching model
Author’s address School of Electronics and Information, Nantong University, Nantong, Jiangsu, China 226007
数字电子技术是针对电类专业学习数字逻辑设计的知识要求而开设的重要专业基础课之一。它是研究各种半导体器件的性能、电路及其应用的重要学科,是一门理论与实际紧密联系的课程,具有发展速度快、理论抽象、实践性强等特点。该课程教学效果的好坏直接影响后续一些专业课程的教学。
随着时代的前进,数字电子技术的发展突飞猛进,传统的教学方法已经明显单调和落后,严重束缚了学生学习的积极性,也使这门课程的教学质量难以提高。为实现培养高质量人才的目标,必须对目前的教学现状实施改革。本文介绍笔者基于CDIO模式的数字电子技术课程教学改革方面的一些经验。
1 CDIO教学模式
CDIO教学模式是近年来国外工程教育改革的最新成果,其中C代表构思(Conceive),D代表设计(Design),I代表实现(Implement),O代表运作(Operate)。CDIO模式是以产品研发到产品运行的生命周期为载体,强调让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习工程,并以综合培养的方式使学生在多方面达到工程师的预定目标。实践证明,CDIO教学模式比传统教学模式适应面更宽,更有助于提高教学质量,尤为重要的是CDIO模式中的新评测标准,为工程教育的系统化发展奠定基础[1]。
2 数字电子技术教改措施
2.1 将多媒体教学和传统教学手段有机结合
目前高校授课中普遍存在两种极端:一种是只板书授课,形式单调,内容枯燥,课堂时间无法有效利用,知识容量小;另一种则完全采用多媒体授课,课堂教学变成单纯地播放幻灯片,缺乏学生参与互动的空间和可能。
笔者强调打造“多媒体+板书”的高质量精品课堂。一方面,优秀的教学课件能提升和精炼教材内容,通过利用图像、声音和动画等多媒体技术将教材中相关概念、定律及应用转化成形象逼真的影像展示给学生,介绍前沿知识和电路原理,有利于扩大学生知识面,有效利用课堂时间。另一方面,将板书穿插于多媒体教学中,对关键步骤进行推导和典型例题的讲解,目的在于展示教学进度、层次和重点,有利于学生对重要知识点的系统把握,有效避免知识讲授过程中的“碎片化”现象[2-3]。
2.2 适度质疑、归纳和比较,培养学生的学习技能
质疑是思维的导火线,也是学习的内驱力,它可以促使学生的求知欲由潜伏状态转入激活状态。因此,教师在教学中适当设疑,设计符合学生认知水平且富有启发性的问题,激发学生对新知识学习的积极性。例如,在讲授OC门时提问:“为什么要引入OC门?”通过讲解一般TTL门输出并联的问题,进一步让学生思考并掌握OC门及其特点和作用[4]。
课程讲授过程中,引导学生触类旁通,理解知识点之间的相互关联,从而举一反三。例如,在讲授触发器逻辑功能时,首先详细介绍JK触发器的特性表、特性方程和状态图,推导三者之间的转换关系;然后引导学生采用相同的方法学习和掌握D、T和T′触发器的相关原理,推导相应的逻辑功能;最后引导学生总结得出“触发器的电路形式和逻辑功能是两个不同的概念,具有某种功能的触发器可以用不同的电路结构实现,而同一电路结构的触发器也可构成不同的逻辑功能”这一结论。
对相关知识点进行比较,帮助学生了解知识点之间的异同,有助于知识的灵活掌握和应用。例如,讲解锁存器和触发器的具体工作原理之前,引导学生掌握两者的共同点,即均可存储并自行保持0和1两个稳定状态;同时也应使学生充分认识上述两种器件的不同点,即锁存器对脉冲电平敏感,而触发器对脉冲边沿敏感。又如,讲解集成计数器74LVC161的应用时,引导学生比较反馈清零法、反馈置数法中置0和置最小数这两类三种接线方式上的差异,从而便于学生灵活应用该芯片构成任意数制计数器。
2.3 加强课程整体以及课程之间的融会贯通
学习是一种认知活动,通过对课程整体内容的联系和比较,有助于学生对重要知识点的理解和掌握。例如,在讲解十-二进制转换的基础上,引导学生总结出对整数除权取余和对小数乘权取整的数制转换的一般方法。又如,集成译码器74HC138和集成数据选择器74HC151都可用作逻辑函数产生器,此时引导学生比较这两种芯片在接线方式上的差异。
此外,由于数字电子技术和模拟电子技术以及电路课程密不可分,因此不能将它们孤立对待,而应在授课期间不断提醒学生将这三门课程内容融会贯通。例如,将电路分析中的三要素法应用于典型脉冲电路输出波形的参数计算中来,同时也可适当布置一些数字电路和模拟电路相结合的实例设计分析题,这样既强调了电子技术这门课程的整体性,又增强了学生的实践动手能力。
3 结论
本文结合笔者多年来的教学经验,在简要介绍CDIO教学模式的基础上,针对数字电子技术理论教学方面提出一些改革措施,今后还将围绕实践教学环节的改革开展一些有益的探索。
参考文献
[1]杨雪,王玫.CDIO在数字电子技术教学模式改革中的应用[J].南京工程学院学报:社会科学版,2010,10(1):65-68.
Exploration of the Electronic Technology Base teaching of the electron specialty in the secondary vocational school
Jiang Tianbin
【Abstract】The course, Electronic Technology Base, has a strong logicality and theoretics quality, so students fell difficult and boring when learning it. As their teachers, how to make them learn easily with interest, how to make them learn something and lay a good foundation for the future learning? The author has summarized some teaching methods just for reference after many years’ teaching work and research.
【Keywords】Electronic technologyTeachingExploration
当今社会电子技术迅猛发展,电子产品日新月异,使我们的生活多姿多彩。正是由于电子产品与我们的生活息息相关,才导致大多数初中毕业生爱上了电子专业,可是进入职业学校以后,他们却不知道怎样才能学习好电子专业。《电子技术基础》是电子专业的一门专业基础课,在电子专业中占有举足轻重的地位,由于这门专业基础课逻辑性强,理论性强,学习难度较大,职业学校学生基础较差,对他们也就难上加难了。如何才能培养他们的学习兴趣,让学生学习好这门专业基础课,进而为他们以后的学习打下坚实的基础,这就需要教学者不断探索。我从事这门课的教学工作多年,教学效果好,深受学生的欢迎,各种层次的学生均能学有所得,学有所用。现将有关的教学体会述诸于后,供同仁参考。
1.深入钻研教材,把握教学重心。只有认真钻研教材,熟悉教材,才能融会贯通,做到前后联系,有的放矢。《电子技术基础》这门课既讲了模拟电路,又讲了数字电路。模拟电路重在分析电路图,弄清信号的流向,弄懂各元件在电路中所起的作用,不用或损坏此元件又会出现什么现象,掌握电路的工作原理。数字电路重在组合逻辑电路,集成触发器,时序逻辑电路等的分析、设计和应用,而对于元器件的参数、性能、结构、分类等只要求学生一般了解,略讲即可。只有认真钻研了教材,熟悉了教材,有丰富的专业理论知识,才能把握教材的重点,掌握难点,重点讲透、难点讲清,做到心中有数,才能在教学上得心应手,让学生真正学习到专业理论知识。
2.化抽象为具体,多做演示实验。《电子技术基础》是一门理论性较强的专业基础课,它的内容实际上是一个“压缩饼干”,是前人多年知识和经验的积累。要想真正领会所学到的理论知识的内涵、外延,并用它解决现实生活中的一些实际问题,这就要求教师在讲解时把抽象的东西具体化,用演示实验加以演示。《电子技术》的许多理论和我们现实的电子产品相联系,而有些电子产品的现象又可以对理论加以补充,在教学过程中做到理论联系实际,学生能很快把理论知识和感性知识相联系,让所学知识牢固,抽象的东西具体化。如我在讲三极管受温度影响时,它的性能、放大倍数等参数要发生变化,我讲了一个以收音机为例的实例,收音机在连续工作几个小时后,效果将越来越差,究其原因是因为温度升高,三极管性能受其影响所至,学生点头称是接受了,也加深了印象。又如在放大电路中,输入信号是否越大越好,学生答:越大越好。我举了一个例子:电视机输入信号越强,图像质量越好吗?学生答:不好。原因是信号过强,三极管进入了饱和状态而失去了放大作用,所以放大电路输入信号不宜过大。
在教学过程中,利用尽可能的条件,多做演示实验,这样收效甚好。在讲述二极管的单向导电性时,我用了一只二极管,两节电池一只小灯泡,加正向电压时,二极管导通,小灯泡发光;加反向电压时,二极管截止,小灯泡不发光。于是总结出:二极管具有单向导电性,显得非常直观,电路图如下图:
又如在讲述串联型直流稳压电源稳压时,我自制了一个稳压电源,利用变压器、调压器、电压表,当在一定范围内调节调压器时,V1有较大的变化,而稳压电源输出电压V2基本不变,具体数字可以从电压表观察出来,显得非常直观。实验框图如下:
3.注重深入浅出,寻求最佳教学方法。在教材中,有的内容讲得较深奥,学生难于理解,这就要求教师有一定的知识功底,把深奥的道理简单化、形象化,注重归纳总结。在讲述反馈电路这一章时,学生对反馈类型的判别有一定的困难,我就把如何判断各种反馈加以归纳,用最简单的方法予以说明,如串并联反馈判别:反馈信号送入三极管的基极B,即为并联反馈,反馈信号送入三极管的发射极E,即为串联反馈,如图: