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目前,隨著中國(guó)社會(huì)的教育范圍不斷擴(kuò)大、教育程度不斷深化,高等教育已從精英階段發(fā)展到了大眾化階段。進(jìn)入新階段后,為了適應(yīng)社會(huì)的人才需求新方向,高等教育開(kāi)始以結(jié)構(gòu)調(diào)整、質(zhì)量提升為首要任務(wù),應(yīng)用型本科教育[1]這一嶄新的教育類型便應(yīng)運(yùn)而生。應(yīng)用型本科教育的核心,是以本科教育為主,面向區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì),以學(xué)科為依托,以應(yīng)用型專業(yè)教育為基礎(chǔ),以社會(huì)人才需求為導(dǎo)向,培養(yǎng)高層次應(yīng)用型人才。同時(shí)為了配合該教育類型的良好實(shí)施,相關(guān)院校的相關(guān)專業(yè)都需要進(jìn)行一定程度上的改造、重組和調(diào)整,尤其在課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核模式方面,都需要著手改革。《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》[2]是電子類專業(yè)的主干必修課程之一,以《電路分析基礎(chǔ)》和《模擬電子技術(shù)》等課程為基礎(chǔ),其主要內(nèi)容涉及數(shù)字技術(shù)的基礎(chǔ)部分、相關(guān)電子器件的原理介紹以及簡(jiǎn)單的硬件描述語(yǔ)言等。另外,該課程還要求學(xué)生能夠使用中、小規(guī)模集成芯片設(shè)計(jì)具有簡(jiǎn)單邏輯功能的電路,這為后續(xù)的《EDA技術(shù)》、《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》和《數(shù)字通信原理》等課程做好了鋪墊工作。由此可知,尤其在數(shù)字技術(shù)高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的今天,該課程的學(xué)習(xí)對(duì)于學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建以及未來(lái)職業(yè)的規(guī)劃是十分重要的。因此,如何圍繞應(yīng)用型本科教育對(duì)該課程進(jìn)行改革,以適應(yīng)社會(huì)的人才需求并做好高層次應(yīng)用型的人才培養(yǎng),筆者結(jié)合自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),提出了以下“偏應(yīng)用、主啟發(fā)、重實(shí)踐”的教學(xué)思路。
1教學(xué)內(nèi)容改革—偏應(yīng)用
應(yīng)用型本科教育下的課程內(nèi)容偏向應(yīng)用是毋庸置疑的,學(xué)生在完成《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的學(xué)習(xí)后,不僅需要掌握基礎(chǔ)理論,還要能夠進(jìn)行簡(jiǎn)單邏輯電路的設(shè)計(jì)與制作,同時(shí)對(duì)于當(dāng)下數(shù)字技術(shù)的最新發(fā)展形式以及當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)企業(yè)的技術(shù)情況須有一定的了解,并且能夠?qū)σ恍?yīng)用廣泛的數(shù)字模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。(1)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)偏重于應(yīng)用型知識(shí)。教學(xué)內(nèi)容由原先的偏重邏輯函數(shù)和電路的原理分析等理論知識(shí),轉(zhuǎn)向于集成芯片的組成架構(gòu)與應(yīng)用設(shè)計(jì)等方面[3]。基礎(chǔ)理論部分遵循“夠用即行”原則,應(yīng)著重于具有實(shí)踐意義的組合邏輯電路與時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)知識(shí),尤其在集成芯片的應(yīng)用設(shè)計(jì)上更應(yīng)牢牢把握,同時(shí)硬件描述語(yǔ)言的初步使用也應(yīng)引起注意。(2)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)多講“新”少講“舊”。目前教學(xué)中使用較頻繁的《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》類教材,其內(nèi)容大同小異,都著重介紹理論基礎(chǔ)以及部分的經(jīng)典電路如TTL邏輯門(mén)、基本RS觸發(fā)器等,如教學(xué)中使用的集成芯片如譯碼器74LS138、編碼器74LS151等。這些“舊”內(nèi)容作為數(shù)字電子的基礎(chǔ),其概念清晰、簡(jiǎn)單,有利于學(xué)生的理解與掌握,但是在數(shù)字技術(shù)爆炸式發(fā)展的今天,應(yīng)盡快讓學(xué)生接觸到最前沿的科學(xué)技術(shù)。所以教學(xué)內(nèi)容應(yīng)少講一點(diǎn)“舊”多講一些“新”,這個(gè)新就是當(dāng)下數(shù)字技術(shù)的最新動(dòng)態(tài),比如其發(fā)展方向和當(dāng)下應(yīng)用最廣泛的集成芯片等。通過(guò)這樣的教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生才能最大限度的開(kāi)闊眼界,拓寬知識(shí)面,順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展潮流。(3)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)結(jié)合區(qū)域相關(guān)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r。應(yīng)用型本科教育強(qiáng)調(diào)服務(wù)社會(huì)和適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、科技的發(fā)展導(dǎo)向,因此在教學(xué)內(nèi)容中需增加與課程內(nèi)容相關(guān)的當(dāng)?shù)仄髽I(yè)、科研機(jī)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r。比如與我校有良好合作關(guān)系的中電38所,其自主研發(fā)的“魂芯DSP”芯片在業(yè)界屬于領(lǐng)先地位,在教學(xué)中可以適當(dāng)介紹該芯片,分析其架構(gòu)以及設(shè)計(jì)思路,使得學(xué)生能夠了解當(dāng)?shù)氐目萍记闆r,并且接觸到“新”的知識(shí),可以更好的服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
2教學(xué)方法改革—主啟發(fā)
當(dāng)前的教學(xué)形式以課堂教學(xué)為主,教師作為主導(dǎo)的一方,對(duì)學(xué)生進(jìn)行“灌輸式”教育,這種教學(xué)方法難以使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣,難以鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造力,更難以培養(yǎng)出高層次的應(yīng)用型人才,因此教學(xué)方法的改革勢(shì)在必行。在應(yīng)用型本科教育提出后,教育者探究了各類的方法改革,雖然形式各異,但都包含了“啟發(fā)式”的教學(xué)思想[4]。(1)教學(xué)中應(yīng)啟發(fā)學(xué)生的思維。所謂啟發(fā)應(yīng)是調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)后,不僅做到能懂會(huì)用,而且能聯(lián)想到與知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的發(fā)散性內(nèi)容以及延續(xù)性內(nèi)容。比如在觸發(fā)器一章中,當(dāng)講到鐘控觸發(fā)器時(shí),應(yīng)啟發(fā)學(xué)生思考如何克服其存在的多次翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象,并逐步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入主從觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);還可根據(jù)其具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的功能,啟發(fā)學(xué)生思考觸發(fā)器在生活中的應(yīng)用,如延時(shí)、計(jì)數(shù)等。這種方法不僅使課堂生動(dòng)有趣,發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,而且有利于學(xué)生知識(shí)框架的建立,更激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造力。(2)教學(xué)中應(yīng)發(fā)展多樣化的授課形式。教師不應(yīng)局限于課堂教學(xué),還可根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的性質(zhì)選擇不同的形式。比如在講解組合邏輯電路的功能分析時(shí),可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行教學(xué),學(xué)生在實(shí)驗(yàn)箱內(nèi)連接電路,并逐級(jí)分析其輸出信號(hào)特征以完成電路功能的確定;在講解時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)時(shí),可在電腦機(jī)房使用仿真軟件如EWB、Protel進(jìn)行教學(xué),學(xué)生可以方便的試驗(yàn)不同結(jié)構(gòu)、不同元件設(shè)計(jì)出的電路。采用多樣的教學(xué)形式可使“乏味”的講解轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的主動(dòng)參與,在調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性同時(shí)也啟發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維,并且鍛煉的學(xué)生的應(yīng)用能力。(3)教學(xué)中應(yīng)結(jié)合項(xiàng)目的研究情況。教師在承擔(dān)與課程相關(guān)的項(xiàng)目時(shí),可以將項(xiàng)目的背景、進(jìn)展的過(guò)程介紹給學(xué)生,這種“摸得著”的知識(shí)容易吸引學(xué)生的興趣,同時(shí)可與學(xué)生分享項(xiàng)目推進(jìn)中所遇的困難,啟發(fā)學(xué)生思考解決問(wèn)題的方向,提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)應(yīng)用的靈活性。
3考核模式改革—重實(shí)踐
長(zhǎng)期以來(lái),《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的考核模式都以卷面考試為主要手段,輔以作業(yè)、課堂表現(xiàn)和出勤率等。這種常規(guī)模式不僅缺乏過(guò)程性考核,且體現(xiàn)不出學(xué)生的應(yīng)用能力,不符合應(yīng)用型本科教育注重實(shí)踐的思想。(1)注重實(shí)踐型考核。卷面考試主要以單一的知識(shí)點(diǎn)考查為主,且不能反映學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。而實(shí)踐形式考查的則是知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用,能夠檢驗(yàn)學(xué)生“知行合一”的情況。教師在實(shí)踐考查中給出明確的邏輯功能如多路表決器等,要求學(xué)生設(shè)計(jì)出相應(yīng)的電路,并結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件來(lái)仿真驗(yàn)證。設(shè)計(jì)也可為開(kāi)放性,不限制學(xué)生使用超出課本范圍的知識(shí)點(diǎn)或芯片[5]。如果條件允許,可以要求學(xué)生在設(shè)計(jì)后動(dòng)手制作該電路,更能加強(qiáng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。(2)增加過(guò)程性考核。若只在期末進(jìn)行考核,難以覆蓋大部分知識(shí)點(diǎn),且容易讓學(xué)生形成不良的“突擊式”學(xué)習(xí)習(xí)慣,造成學(xué)生基礎(chǔ)不扎實(shí)、知識(shí)斷層的現(xiàn)象。過(guò)程性考核設(shè)置在每章的教學(xué)內(nèi)容完成之后,教師針對(duì)該部分知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行考核,形式以上述實(shí)踐手段為佳。這樣的方式不僅有利于教師及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中的問(wèn)題以及授課中的不足并加以改正,而且使得學(xué)生更加注重平時(shí)的學(xué)習(xí),有利于學(xué)生牢牢掌握知識(shí),為靈活應(yīng)用打好基礎(chǔ)。(3)建立小組式考核。建立小組式考核以培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)調(diào)組織能力是應(yīng)用型教育不可或缺的一環(huán)。教師在考核中將學(xué)生分組并設(shè)定某一需要協(xié)作完成的目標(biāo),如多路彩燈控制器等。小組內(nèi)學(xué)生自行分配資料查找、電路設(shè)計(jì)、程序編輯和電路制作等任務(wù),確定進(jìn)度計(jì)劃并按此執(zhí)行。這一考核方式有助于學(xué)生的協(xié)調(diào)組織能力培養(yǎng),有助于學(xué)生在工作中迅速融入團(tuán)隊(duì)。科技研發(fā)多以團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ),良好的協(xié)作組織能力是項(xiàng)目完成的必備條件,也是高層次應(yīng)用型人才的必要素質(zhì)。
4總結(jié)
本文就應(yīng)用型本科《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的課程改革方案進(jìn)行了探索和研究,分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核模式三個(gè)方面提出了“偏應(yīng)用、主啟發(fā)、重實(shí)踐”的改革思路,并一一分析、闡述。然而一門(mén)課程的改革是任重道遠(yuǎn)的,筆者所提的思路必然存在缺陷與不足,需要教育者不斷的在教學(xué)實(shí)踐中去發(fā)掘和總結(jié),最終達(dá)到應(yīng)用型本科教育的目標(biāo)。
[參考文獻(xiàn)]
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[2]閻石.?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006.
[3]王磊.《數(shù)字邏輯電路》教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容改革探究[J].內(nèi)江科技,2010,31(9):68-68.
在我國(guó)各大高職高專院校,人才培養(yǎng)的定位是技能型、應(yīng)用型,如何提高大學(xué)生的動(dòng)手能力已經(jīng)是高校教師共同的教學(xué)目標(biāo)。電子信息工程專業(yè)的培養(yǎng)方向是:培養(yǎng)出能夠在電子產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢測(cè)、生產(chǎn)管理等方面的基本知識(shí)和基本技能。《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》是電子信息工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程,是后續(xù)電子專業(yè)課程的一個(gè)很重要的基礎(chǔ)課,該課程的教學(xué)質(zhì)量好壞將影響整個(gè)專業(yè)課的學(xué)習(xí),我們學(xué)習(xí)知識(shí)是從理論-實(shí)踐-理論的過(guò)程,在整個(gè)過(guò)程中,學(xué)生從對(duì)理論知識(shí)的一知半解,沒(méi)有完全明白其意思,沒(méi)有感性認(rèn)識(shí);到通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)的驗(yàn)證理論知識(shí)的正確性,通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐現(xiàn)象建立感性認(rèn)識(shí),真正明白其含義;再回到理論知識(shí)中去、這樣才能更好的理解相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。在這個(gè)過(guò)程中實(shí)踐環(huán)節(jié)很重要,起著一個(gè)連接作用,是一個(gè)能夠讓學(xué)生真正理解知識(shí)、建立感性認(rèn)識(shí)、加深印象的環(huán)節(jié),學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)也是在這個(gè)環(huán)節(jié)培養(yǎng)出的,因此《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)踐課程教學(xué)質(zhì)量就重要了,如何提高《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)踐課程的教學(xué)質(zhì)量是教師教學(xué)的目標(biāo)。
《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)踐課程包括《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)和《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)兩門(mén)課程。目前在各高校《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)驗(yàn)課開(kāi)設(shè)的基本上都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)課程大多是在一周內(nèi)完成一個(gè)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的項(xiàng)目。可以看出《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)踐課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡(jiǎn)單、實(shí)踐訓(xùn)練強(qiáng)度低下,這樣的教學(xué)大幅度提升學(xué)生的動(dòng)手能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,實(shí)驗(yàn)課中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基本都是驗(yàn)證各種芯片的基本功能,而對(duì)于芯片的使能端該怎么使用基本上沒(méi)有訓(xùn)練,使能端使用的變化是該芯片的功能擴(kuò)展的核心,實(shí)驗(yàn)課中開(kāi)設(shè)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)不足以讓學(xué)生真正掌握芯片的功能,學(xué)生只能了解芯片的基本功能,而通常在設(shè)計(jì)中都會(huì)用到芯片的擴(kuò)展功能。《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)本來(lái)檢查學(xué)生對(duì)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的掌握程度,是檢查學(xué)生電路設(shè)計(jì)能力和電路制作能力的一個(gè)綜合訓(xùn)練,而現(xiàn)實(shí)的課程設(shè)計(jì)是要求學(xué)生在一周內(nèi)按照教室給定電路進(jìn)行焊接,這樣不能檢測(cè)出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,學(xué)生電路設(shè)計(jì)能力也沒(méi)有得到很好的鍛煉,對(duì)于學(xué)生的動(dòng)手能力提高沒(méi)有太大的幫助。
鑒于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課和課程設(shè)計(jì)課無(wú)法滿足學(xué)生技能培養(yǎng)的要求,為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力,我們必須對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)踐課程的教學(xué)進(jìn)行改革。首先,《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的實(shí)驗(yàn)課不能只做驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),我們應(yīng)該設(shè)計(jì)出一些新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,盡可能的將使能端應(yīng)用于新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中去,讓學(xué)生了解到使能端的變化會(huì)實(shí)現(xiàn)更多的功能,讓學(xué)生真正的掌握芯片的功能,為后續(xù)的數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)以前是在一周完成一個(gè)項(xiàng)目,老師基本上都是給給定的電路,學(xué)生只需要焊接,然后寫(xiě)一份實(shí)訓(xùn)報(bào)告就結(jié)束了,這樣在內(nèi)容上和強(qiáng)度上都不夠,因此數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)也必須改革,首先,是改變課程設(shè)計(jì)的上課時(shí)間,將原本一周的上課時(shí)間分解到8周,每周4節(jié)課,在8周內(nèi)學(xué)生要完成6-8個(gè)項(xiàng)目,其次,也是最為關(guān)鍵的,就是考核方式,以前該課程基本上都是考查,學(xué)生根本就不重視該課程,所以課程設(shè)計(jì)考核方式的改變是必然的。
《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)的考核方式改變是必須的,以前以一個(gè)作品和一份實(shí)訓(xùn)報(bào)告作為考核的依據(jù),這種考核方式不夠嚴(yán)謹(jǐn),而且不能反應(yīng)學(xué)生的實(shí)際能力。因?yàn)樵谶@個(gè)考核環(huán)節(jié)的實(shí)訓(xùn)報(bào)告大部分同學(xué)是抄襲的,而作品也都是老師給定的電路,沒(méi)有設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),學(xué)生的設(shè)計(jì)能力沒(méi)有得到體現(xiàn)。這中不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目己朔绞饺菀讓?dǎo)致學(xué)生有敷衍的態(tài)度,調(diào)動(dòng)不了學(xué)生的積極性,提高不了教學(xué)質(zhì)量。為此我們將《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程設(shè)計(jì)的考核方式分成三個(gè)部分。
第一:要求每個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成6-8個(gè)電路的設(shè)計(jì)與制作,并對(duì)學(xué)生的每個(gè)作品進(jìn)行打分,最后求平均分,占課程考核總評(píng)成績(jī)的30%,其中如果學(xué)生有1/3作品沒(méi)有交的同學(xué)就可以判定該課程不及格。
一、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)改革的原因
隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,我國(guó)的電子信息類企業(yè)實(shí)現(xiàn)了前所未有的持續(xù)快速發(fā)展,企業(yè)對(duì)員工素質(zhì)提出了更高的要求。面對(duì)企業(yè)對(duì)一線技術(shù)性工人需求量的不斷增大和人員素質(zhì)要求的不斷提高,教育工作者要思考如何培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)一線生產(chǎn)需要的技能型人才。面對(duì)這個(gè)現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題,傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不適用,常聽(tīng)到師生抱怨:“教師教得累,學(xué)生學(xué)得煩。練習(xí)做了不少,學(xué)習(xí)效果不好。”現(xiàn)代教育要注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作技能和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,正逐漸淡化學(xué)科課程的界限,教師要讓學(xué)生在掌握知識(shí)和技能的同時(shí)學(xué)會(huì)解決問(wèn)題。《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)際上是非常有趣的課程,很多理論知識(shí)都可以通過(guò)單元電路、綜合的設(shè)計(jì)性電路來(lái)驗(yàn)證或體現(xiàn),同時(shí)配上聲、光等直觀現(xiàn)象,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中將會(huì)更有興趣和激情。在教學(xué)中我們?cè)O(shè)計(jì)了很多有趣的單位電路、綜合電路,在電路中囊括了教材中的知識(shí)點(diǎn),讓學(xué)生設(shè)計(jì)預(yù)定的電路,并把設(shè)計(jì)好的電路進(jìn)行仿真或制作成電路板。學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中主要是自己找資料,老師輔導(dǎo),從而從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。這樣的教學(xué)方法我們稱之為項(xiàng)目教學(xué)法,通過(guò)在學(xué)校教學(xué)中的應(yīng)用,教學(xué)效果不錯(cuò),具體做法闡述如下。
二、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》項(xiàng)目的設(shè)計(jì)
預(yù)設(shè)項(xiàng)目的好壞是項(xiàng)目教學(xué)法成功與否的先決條件,因此設(shè)定項(xiàng)目就顯得十分重要,同時(shí)要求老師具有相當(dāng)?shù)碾娐吩O(shè)計(jì)能力。我認(rèn)為一個(gè)好的教學(xué)項(xiàng)目應(yīng)是教學(xué)重點(diǎn)突出,能涵蓋大部分知識(shí)點(diǎn),項(xiàng)目注意趣味性,不枯燥。要得到一個(gè)好的教學(xué)項(xiàng)目,老師應(yīng)該做以下工作。
1.將《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》按類別分為若干知識(shí)和技能單元,每個(gè)知識(shí)和技能單元作為一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目,每個(gè)教學(xué)項(xiàng)目都以應(yīng)用該項(xiàng)知識(shí)和技能完成一個(gè)具體的項(xiàng)目任務(wù)作為目標(biāo),是將理論與實(shí)踐融于一體的教學(xué)模式。此項(xiàng)工作看似簡(jiǎn)單,但很能考驗(yàn)老師的教學(xué)水平,看老師能否將課程的重點(diǎn)難點(diǎn)都準(zhǔn)確地列出,并將其分類。
2.項(xiàng)目設(shè)計(jì)的思路:設(shè)計(jì)的項(xiàng)目應(yīng)覆蓋整個(gè)工作領(lǐng)域和承載這個(gè)工作領(lǐng)域所需要的知識(shí)和技能;項(xiàng)目結(jié)構(gòu)劃分應(yīng)體現(xiàn)工作體系的特征;在以項(xiàng)目劃分為線索進(jìn)行工作分析的基礎(chǔ)上,合理設(shè)計(jì)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)具體原則:項(xiàng)目應(yīng)覆蓋知識(shí)點(diǎn)和技能要求;知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容應(yīng)最大限度地融于項(xiàng)目教學(xué)之中;項(xiàng)目大小要根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)度和要求來(lái)確定;項(xiàng)目?jī)?nèi)容設(shè)計(jì)要考慮教學(xué)組織的可行性和合理性。
3.在第二點(diǎn)的基礎(chǔ)上一定要考慮項(xiàng)目的趣味性,因?yàn)橥ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)我們發(fā)現(xiàn)趣味性不強(qiáng)的項(xiàng)目很難調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,項(xiàng)目的趣味性體現(xiàn)在:首先是預(yù)定的項(xiàng)目有一個(gè)好聽(tīng)的名字,名字最好能結(jié)合實(shí)際的生活;其次是在電路中合理地加入發(fā)光二極管、數(shù)碼管、喇叭、各類傳感器等,讓學(xué)生能在項(xiàng)目中直接感受項(xiàng)目的效果。
三、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》項(xiàng)目的教學(xué)實(shí)施
由于受到很多因素的影響,比如教學(xué)課時(shí)、教學(xué)資源不足等,我們將全班分成兩個(gè)人一組的小個(gè)體,后將準(zhǔn)備好的項(xiàng)目拿出來(lái),對(duì)項(xiàng)目要求進(jìn)行陳述,并將涉及的知識(shí)點(diǎn)告訴學(xué)生。學(xué)生拿到項(xiàng)目后,每個(gè)個(gè)體的兩個(gè)成員就共同開(kāi)始找資料、設(shè)計(jì),這樣他們可以互相討論,取長(zhǎng)補(bǔ)短,同時(shí)也有了競(jìng)爭(zhēng)意識(shí),學(xué)生們的學(xué)習(xí)也就會(huì)從被動(dòng)變主動(dòng)。在教學(xué)中一個(gè)班至少需要兩位教師進(jìn)行輔導(dǎo),輔導(dǎo)不是直接給出電路,而是引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),否則達(dá)不到效果。一般一次課要求六節(jié)課連上,這樣學(xué)生學(xué)習(xí)就有連續(xù)性。在教學(xué)過(guò)程中還有個(gè)問(wèn)題需要注意:在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)(一般為上午的四節(jié)課),小組之間是不能交流的,否則將出現(xiàn)大范圍的抄襲現(xiàn)象,上午下課之前要對(duì)設(shè)計(jì)的進(jìn)度進(jìn)行有效的統(tǒng)計(jì),作為評(píng)分的依據(jù)。下午兩節(jié)屬于仿真和制作的時(shí)間,將學(xué)生帶至電子制作實(shí)驗(yàn)室完成。最終本次課堂的作業(yè)就是設(shè)計(jì)的仿真效果或?qū)嵨镒髌?同時(shí)也要求每個(gè)小組交上一份該項(xiàng)目的小論文。
四、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》項(xiàng)目教學(xué)的考核
對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)課程的考核永遠(yuǎn)是他們最關(guān)心的事,也是他們覺(jué)得最重要的事,因此課程的考核制度將影響項(xiàng)目教學(xué)的效果。關(guān)于考核制度,我們的做法包括三方面:第一,學(xué)生的考勤,學(xué)生曠課課時(shí)達(dá)1/3以上即取消考試資格,曠課一節(jié)課程總評(píng)分扣1分,遲到或早退一次程總評(píng)分扣0.5分,老師每次上課必須點(diǎn)到;第二,每個(gè)項(xiàng)目的仿真效果或?qū)嵨镒髌氛荚擁?xiàng)目總分的70%,在評(píng)分時(shí)實(shí)物作品比仿真分要高一點(diǎn),鼓勵(lì)學(xué)生制作實(shí)物作品,那樣能更好地鍛煉學(xué)生的能力;第三,項(xiàng)目的設(shè)計(jì)小論文占該項(xiàng)目的30%,在平時(shí)引導(dǎo)學(xué)生寫(xiě)論文,為學(xué)生以后的發(fā)展打下基礎(chǔ)。該課程的總評(píng)分是各個(gè)項(xiàng)目總評(píng)分的平均值。有了一個(gè)嚴(yán)格的考核制度,學(xué)生的態(tài)度就端正了,為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。
五、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》項(xiàng)目教學(xué)的效果
《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法后,課堂發(fā)生了變化,再也不是單純的“我講你聽(tīng),我要求你練習(xí)”,而是變得活躍,學(xué)生真正成為了課堂的主角,學(xué)生改變了過(guò)去對(duì)學(xué)習(xí)不感興趣的現(xiàn)象,在課堂中能積極參與討論和實(shí)踐,提高了聽(tīng)課率和參與度;學(xué)生的實(shí)踐技能有明顯提高,學(xué)生綜合素質(zhì)提高幅度大,多種教學(xué)法充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性,學(xué)生從被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng),學(xué)習(xí)能力、合作能力、表達(dá)能力、溝通能力都有很大的提高。此外,教師與學(xué)生的距離拉近了,師生關(guān)系更密切了。
六、《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》項(xiàng)目教學(xué)存在的問(wèn)題
在很多高等院校《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施還存在很多的問(wèn)題,有些院校領(lǐng)導(dǎo)對(duì)項(xiàng)目教學(xué)法這種教學(xué)模式還不是很了解,或者說(shuō)是對(duì)改革的教學(xué)方法沒(méi)有底,怕犯錯(cuò)誤,還是選擇延用傳統(tǒng)的教學(xué)模式。因?yàn)殡m然傳統(tǒng)的教學(xué)模式存在不足但不至于犯錯(cuò)誤,不會(huì)影響學(xué)校的教學(xué)次序;《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施需要對(duì)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行修改,有些學(xué)校是嚴(yán)格按教學(xué)計(jì)劃來(lái)的,不會(huì)因?yàn)橐婚T(mén)課程來(lái)進(jìn)修修改;《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施需要學(xué)校有相當(dāng)?shù)挠布O(shè)備配套,而現(xiàn)在很多普通高校缺的就是教學(xué)設(shè)備的投入,學(xué)校當(dāng)然也不會(huì)因?yàn)橐婚T(mén)課程的需要一次性投入大量資重;《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施需要較多的電子耗材費(fèi)用,對(duì)這筆費(fèi)用一些以營(yíng)利為目的的學(xué)校肯定是不會(huì)掏的,他們用傳統(tǒng)的教學(xué)模式就可以省下這筆費(fèi)用,沒(méi)有理由進(jìn)行這項(xiàng)改革,如果說(shuō)這些電子耗材費(fèi)用采取收取學(xué)生錢(qián)的方式,學(xué)生又有意見(jiàn),有些學(xué)生會(huì)向上級(jí)部門(mén)舉報(bào),學(xué)校不愿冒險(xiǎn),所以就只能用仿真的形式,但是效果有沒(méi)有實(shí)物制作的好;《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》的項(xiàng)目教學(xué)法也存在本身的弊端,例如沒(méi)有現(xiàn)成的教材,不利于教學(xué)的開(kāi)展,對(duì)教師的電路設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力有相當(dāng)高的要求,教學(xué)工作量很大,老師很吃力。
七、結(jié)語(yǔ)
在教學(xué)方法改革的過(guò)程中,新教學(xué)方法能否被成功地推廣與應(yīng)用,在很大程度上,取決于教師知識(shí)水平和教學(xué)才能的高低,教學(xué)方法改革的一個(gè)關(guān)鍵是提高教師的素質(zhì)水平。教學(xué)方法的研究與實(shí)踐任重道遠(yuǎn),需要長(zhǎng)期、廣泛、深入開(kāi)展。以上是我對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)的認(rèn)識(shí),希望廣大同仁能夠找到最有效的教學(xué)方法,讓學(xué)生能更快更好地學(xué)習(xí)知識(shí)、掌握知識(shí),為學(xué)生的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的的基礎(chǔ)。
大學(xué)是傳授高深學(xué)問(wèn)的地方,這種知識(shí)不應(yīng)只是一般的學(xué)科知識(shí)或確定性知識(shí),而是具有前沿性的創(chuàng)新知識(shí)。進(jìn)入20世紀(jì)以后電子技術(shù)進(jìn)入飛速發(fā)展時(shí)期,電子技術(shù)的教學(xué)應(yīng)該通過(guò)研究性教學(xué)啟發(fā)帶動(dòng)學(xué)生掌握這種先進(jìn)技術(shù)。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)電子學(xué)教研室在2011年編寫(xiě)了由高等教育出版社出版的《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》普通高等教育“十一五”國(guó)家規(guī)劃教材。針對(duì)該教材我們開(kāi)展了數(shù)字電子技術(shù)研究性教學(xué)的探索,注重電子技術(shù)實(shí)踐性,跟蹤電子技術(shù)的最新發(fā)展,經(jīng)過(guò)小班試點(diǎn),取得了很好的實(shí)踐效果。
一、研究性教學(xué)內(nèi)容的前沿性
若課程內(nèi)容的前沿性不足就不能反映科學(xué)上的新進(jìn)展,也會(huì)制約學(xué)生掌握最新知識(shí)和先進(jìn)方法,不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。研究性教學(xué)可以將前沿科學(xué)問(wèn)題作為教學(xué)內(nèi)容提出,且不像傳統(tǒng)課程那樣給出明確的結(jié)論。這樣便于保證課程的前沿性和開(kāi)放性。前沿性的課程內(nèi)容既傳播新知識(shí)和新方法,又能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)和創(chuàng)新自我效能感。當(dāng)學(xué)生得知自己正在討論學(xué)術(shù)前沿問(wèn)題時(shí),他們會(huì)表現(xiàn)出更大的研究興趣,投入更多時(shí)間和熱情,也更加渴望在這樣的問(wèn)題上提出自己的見(jiàn)解,從而激發(fā)他們的創(chuàng)新動(dòng)機(jī)。反之,陳舊的課程內(nèi)容會(huì)減弱學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,拉低自我效能感和創(chuàng)新動(dòng)機(jī),學(xué)生們也會(huì)傾向于使用固有思路和方法去解決問(wèn)題。
當(dāng)前,電子技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化時(shí)代,電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(簡(jiǎn)稱EDA)是現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)最前沿的技術(shù)。它可以將幾片到上千片中小規(guī)模集成電路集成到一塊芯片如FPGA芯片中,在通信工程、自動(dòng)控制系統(tǒng)、機(jī)電一體化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。它包括FPGA/CPLD開(kāi)發(fā)技術(shù)、SOPC(片上可編程系統(tǒng))及ASIC(專用集成電路)設(shè)計(jì)。
FPGA技術(shù)一個(gè)重要特點(diǎn)是技術(shù)更新快,從器件、軟件到各種參考書(shū)籍,層出不窮。例如Altera公司的可編程邏輯芯片,兩三年就會(huì)推出新一代芯片,在性能上或多或少有所改進(jìn)。其集成開(kāi)發(fā)環(huán)境幾乎逐年更新。因此在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的重要性,并以此為主線開(kāi)展教學(xué)。通過(guò)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)技術(shù)及硬件描述語(yǔ)言HDL簡(jiǎn)介、可編程邏輯器件結(jié)構(gòu)、Verilog語(yǔ)言及可編程邏輯器件編程軟件Quartus II的學(xué)習(xí),學(xué)生可全面地掌握電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的設(shè)計(jì)方法。Verilog語(yǔ)言學(xué)習(xí)采取先給出實(shí)例,再對(duì)實(shí)例中出現(xiàn)的語(yǔ)法現(xiàn)象進(jìn)行說(shuō)明的書(shū)寫(xiě)方式,保證了Verilog語(yǔ)言語(yǔ)法介紹的連續(xù)性。實(shí)例覆蓋了中規(guī)模邏輯器件,包括:數(shù)據(jù)選擇器、加法器、顯示譯碼器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器和有限狀態(tài)機(jī)。通過(guò)模仿這些實(shí)例可以快速地掌握邏輯電路的Verilog程序編寫(xiě)方法。
為了使電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化教學(xué)與國(guó)際接軌,首先我們與美國(guó)著名半導(dǎo)體公司ALTERA建立了國(guó)際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,調(diào)查了美國(guó)、加拿大及英國(guó)的部分大學(xué)的數(shù)字電子技術(shù)課程的內(nèi)容及使用的EDA實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),這些學(xué)校包括美國(guó)阿拉巴馬大學(xué)(University of Alabama)、美國(guó)伊利諾州立大學(xué)香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)、美國(guó)密西根大學(xué)(Universityof Michigan-Ann Arbor)、加拿大多倫多大學(xué)(University of Toronto)、美國(guó)普渡大學(xué)(Purdue University)、喬治亞理工學(xué)院(Georgia Institute of Technology)、英國(guó)倫敦大學(xué)(University of London)、帝國(guó)理工學(xué)院(Imperial College London)、麥克馬斯特大學(xué)(McMaster University)美國(guó)哥倫比亞大學(xué)(Columbia University)等,這些國(guó)際大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程都大量引入電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化相關(guān)的理論及實(shí)踐課程,所使用的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和我校相同為ALTERA公司的DE2開(kāi)發(fā)平臺(tái)。這為我們借鑒國(guó)際教學(xué)模式奠定了基礎(chǔ)。
參考國(guó)外大學(xué),修改了課程的教學(xué)內(nèi)容,強(qiáng)調(diào)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的重要性,通過(guò)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)技術(shù)及硬件描述語(yǔ)言HDL簡(jiǎn)介、可編程邏輯器件、Verilog語(yǔ)言及可編程邏輯器件編程軟件Quartus II的學(xué)習(xí),學(xué)生可全面地掌握電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)國(guó)際化聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的平臺(tái)引入了美國(guó)工程類頂尖名校伊利諾伊—香檳分校、普渡大學(xué)、密西根大學(xué)的教學(xué)案例。同時(shí)邀請(qǐng)國(guó)際同類課程教授及FPGA設(shè)計(jì)名企資深工程師前來(lái)講學(xué)培訓(xùn),如2011年5月邀請(qǐng)美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程負(fù)責(zé)人Sobelman教授及學(xué)生來(lái)訪,觀摩了本課程的教學(xué),與Sobelman教授就數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法做了進(jìn)一步的交流。Sobelman教授說(shuō),我們目前的教學(xué)內(nèi)容與他們學(xué)校基本一致,使用的實(shí)驗(yàn)裝置與美國(guó)高校基本相同。邀請(qǐng)加拿大多倫多大學(xué)電機(jī)研究所美國(guó)Accelight IC主設(shè)計(jì)師做了“全新40納米Stratix IV及Cyclone IV介紹及其應(yīng)用分析”的講座。
前言
根據(jù)國(guó)家的人才培養(yǎng)方案和目標(biāo)的要求。數(shù)字電子技術(shù)這門(mén)課程是工科專業(yè)學(xué)生主要的工程技術(shù)方面必修的基礎(chǔ)課程,該課程具有較強(qiáng)的理論實(shí)踐性,這就要求在課程教學(xué)的過(guò)程中多引入一些案例,分層式的教學(xué),但傳統(tǒng)的教學(xué)方式在教學(xué)的過(guò)程中缺少對(duì)新的知識(shí)、技術(shù)和方法的引入,忽略學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。因此,需要對(duì)傳統(tǒng)的課程進(jìn)行改革和教學(xué)方法以及模式的創(chuàng)新,充分培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。
一、數(shù)字電子技術(shù)理論課程教學(xué)模式的創(chuàng)新
(一)調(diào)整數(shù)字電子技術(shù)課程的內(nèi)容
根據(jù)這門(mén)課程教學(xué)存在的,缺乏實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)的方面對(duì)課程進(jìn)行優(yōu)化問(wèn)題,根據(jù)學(xué)校學(xué)生的需求構(gòu)建具有特色的數(shù)字電子數(shù)字課程體系。調(diào)整數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的內(nèi)容,傳統(tǒng)的課程中內(nèi)容比較多且復(fù)雜,知識(shí)零散,缺少一定的合理性。因此,要對(duì)電子技術(shù)課程教學(xué)的內(nèi)容根據(jù)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力的要求作出調(diào)整,比如,適當(dāng)減少電路中存儲(chǔ)器和數(shù)字比較器等的理論知識(shí),增加一些與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)為主的課程內(nèi)容,從而更好讓教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生有針對(duì)和有效的學(xué)習(xí),以數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)為相關(guān)的重點(diǎn)知識(shí),在一定的程度上能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。根據(jù)課程目標(biāo)的要安排數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,高等教育學(xué)校以電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中多增加驗(yàn)證性、綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容為主,增強(qiáng)理論知識(shí)的掌握和應(yīng)用的能力,從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中循序漸進(jìn),以此達(dá)到實(shí)踐應(yīng)用能力培養(yǎng)的目標(biāo)。
(二)利用多媒體平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)
隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的高速發(fā)展,使得電子技術(shù)教學(xué)的內(nèi)容在不斷的增加,但有學(xué)校安排課程的課時(shí)數(shù)少,教學(xué)內(nèi)容增多,原來(lái)的教學(xué)課時(shí)已經(jīng)不能滿足教學(xué)的需求,因此,在教學(xué)的過(guò)程中采用板書(shū)的形式對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的講解的方式,無(wú)法完成教學(xué)的目標(biāo)和任務(wù)。在電子技術(shù)課中利用多媒體平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)在能夠提高教學(xué)的速度和效率,減少了老師對(duì)教學(xué)的重點(diǎn)知識(shí)板書(shū)和畫(huà)圖列表時(shí)間的浪費(fèi),為老師在教學(xué)的過(guò)程中節(jié)省更多的時(shí)間對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的講解以及課堂的提問(wèn),讓老師對(duì)于具有抽象和理論性的知識(shí)講解得更加透徹,這樣的教學(xué)方式能夠讓學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握更加深刻,讓學(xué)生在一定的時(shí)間內(nèi)可以學(xué)習(xí)掌握更多的數(shù)字電子技術(shù)的知識(shí)。此外,這種教學(xué)方法能同時(shí)使用影像、視頻、音頻等功能,為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)現(xiàn)代化、信息化的課堂教學(xué)環(huán)境,培養(yǎng)學(xué)生思維和實(shí)踐能力,在優(yōu)化課堂教學(xué)的同時(shí),在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率以及教學(xué)工作的效率方面起到積極作用。
(三)加強(qiáng)和學(xué)生的交流互動(dòng)
在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中,通過(guò)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信息化的平臺(tái)加強(qiáng)和學(xué)生之間的交流互動(dòng),加強(qiáng)學(xué)生預(yù)習(xí)和老師教學(xué)之間的聯(lián)系,讓學(xué)生在課前的預(yù)習(xí)、教學(xué)課堂以及教學(xué)后等環(huán)節(jié)都有全新的體驗(yàn)感,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)的效率。使用知到、學(xué)習(xí)通,慕課等,教師在教學(xué)中有把帶有視頻、音頻、習(xí)題的課件通過(guò)學(xué)習(xí)軟件傳到學(xué)生的手機(jī),學(xué)生打開(kāi)手機(jī)就能學(xué)習(xí),方便老師和學(xué)生進(jìn)行溝通和互動(dòng);在教學(xué)的過(guò)程中為活躍課堂的氣氛,進(jìn)行答題、彈幕、互動(dòng)、回答等的環(huán)節(jié),解決傳統(tǒng)教學(xué)課堂中存在的問(wèn)題。這些學(xué)習(xí)軟件的應(yīng)用,加強(qiáng)教學(xué)課堂的互動(dòng)以及師生間的交流。利用這樣的教學(xué)方式在電子技術(shù)相關(guān)內(nèi)容的概念和原理教學(xué)時(shí),更好的讓生活中的實(shí)際案例展現(xiàn)在學(xué)生的眼前,進(jìn)行具體的分析和討論,能夠提高學(xué)生理論知識(shí)的綜合應(yīng)用能力,增強(qiáng)學(xué)生在電子技術(shù)應(yīng)用的實(shí)踐能力。在軟件上加強(qiáng)師生的交流教學(xué)方式讓老師在教學(xué)時(shí)可以提問(wèn),也可以讓學(xué)生集體的討論和交流,能很好的培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題和回答問(wèn)題的能力。
二、數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方法的創(chuàng)新
(一)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程創(chuàng)新
隨著課程改革的要求,為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力為基礎(chǔ),數(shù)字電子技術(shù)課程改革偏向較強(qiáng)的實(shí)踐的教學(xué),通過(guò)開(kāi)設(shè)驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性和綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)課程,可以有效的提高學(xué)生的綜合能力。進(jìn)行驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)主要用芯片驗(yàn)證性能,主要有觸發(fā)器和電路,能讓學(xué)生在實(shí)際的操作中理解芯片的功能和作用;進(jìn)行設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)主要有組合電路和時(shí)序電路的設(shè)計(jì)兩個(gè)方面的內(nèi)容,學(xué)生在進(jìn)行數(shù)字電路的設(shè)計(jì)中鍛煉自己的動(dòng)手能力;在學(xué)期末進(jìn)行綜合性的實(shí)驗(yàn),主要考察學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的掌握和綜合運(yùn)用的情況,但有實(shí)踐操作起來(lái)難度。設(shè)計(jì)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)不僅可以激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)字電子技術(shù)學(xué)習(xí)的興趣,提高學(xué)生動(dòng)手操作和思考的能力,從中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用的能力。具體的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的安排要依據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況而定。
(二)數(shù)字電子技術(shù)采用案例式教學(xué)
許多高等教育學(xué)校開(kāi)設(shè)電子技術(shù)課程的出發(fā)點(diǎn)都是為了學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握電路設(shè)計(jì)的知識(shí),培養(yǎng)實(shí)踐應(yīng)用的能力能夠解決以后遇到電路問(wèn)題。學(xué)生只有認(rèn)識(shí)到數(shù)字電子技術(shù)課程學(xué)習(xí)的實(shí)用性才會(huì)有學(xué)習(xí)的動(dòng)力,因而,在教學(xué)的過(guò)程中,老師采用實(shí)際的案例進(jìn)行教學(xué),通過(guò)實(shí)際的案例進(jìn)行分析和運(yùn)用到的知識(shí)進(jìn)行講解,能讓學(xué)生了解課程的目的和教學(xué)內(nèi)容以及對(duì)自己以后的生活和工作中的重要性,促使學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度。除此之外,老師選取理論知識(shí)在實(shí)際生活中應(yīng)用的案例案例以分析和講解的方式,向?qū)W生展示數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)實(shí)際的運(yùn)用可能遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析,解決實(shí)際的問(wèn)題的意義,通過(guò)進(jìn)行綜合性的分析問(wèn)題,和設(shè)計(jì)出解決該問(wèn)題的關(guān)鍵的最合理的方案。相比于傳統(tǒng)的教學(xué)方式,這種教學(xué)方法在教學(xué)的過(guò)程中,可以培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力以及實(shí)踐應(yīng)用能力。
(三)采取實(shí)驗(yàn)教學(xué)法進(jìn)行教學(xué)
數(shù)字電子技術(shù)課程具有一定的邏輯和實(shí)踐性,對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力的要求很高。在教學(xué)的過(guò)程中,采用實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的示范和演示能讓學(xué)生加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解和對(duì)掌握知識(shí)的鞏固,提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)的實(shí)踐運(yùn)用能力。根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容開(kāi)展不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課,這樣的教學(xué)方式能夠減少在教學(xué)中不必要的理論知識(shí)的講解。在課堂多采用實(shí)用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)多留時(shí)間給學(xué)生進(jìn)行實(shí)際性的實(shí)驗(yàn)操作,在課堂中能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。
計(jì)算能力可以說(shuō)是人類最重要的能力之一,因?yàn)橛?jì)算能力的需求增強(qiáng),意味著貿(mào)易更加繁榮,人口更加密集,需求也愈發(fā)地多,人類最早的一次計(jì)算能力的提升是算盤(pán)的發(fā)明。這是人類利用工具來(lái)計(jì)算的開(kāi)始,也是人類計(jì)算史上的一次飛躍。而后的很長(zhǎng)時(shí)間,計(jì)算能力一直停留在算盤(pán)的層面,直至17世紀(jì),德國(guó)數(shù)學(xué)家查爾斯?巴蓓奇通過(guò)大量對(duì)于計(jì)算的研究,發(fā)現(xiàn)通常的計(jì)算設(shè)備錯(cuò)誤百出,于是他開(kāi)發(fā)了自己的一套計(jì)算系統(tǒng),設(shè)計(jì)出了差分機(jī),差分機(jī)雖然只能計(jì)算一部分專門(mén)的數(shù)據(jù),但是其中含有的系統(tǒng)則為以后的計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生提供了思想基礎(chǔ),可以被認(rèn)為是近代計(jì)算機(jī)的一個(gè)雛形,查爾斯?巴蓓奇也因?yàn)樗麑?duì)計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生做出的貢獻(xiàn)被認(rèn)為是“計(jì)算機(jī)之父”。他設(shè)計(jì)的理論十分超前,特別是利用卡片輸入程序和數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)被后人采用。而計(jì)算機(jī)技術(shù)的衍生,使得一個(gè)制表機(jī)公司悄悄崛起,學(xué)習(xí)了查爾斯?巴蓓奇的技術(shù),發(fā)明了穿孔片計(jì)算機(jī),成為了如今的IBM王國(guó),在美國(guó)的一次人口普查,原本利用原始的人口普查需要10年的時(shí)間,此時(shí)IBM大顯神威;僅僅利用六個(gè)月就完成,大發(fā)其財(cái),迅速膨脹。而第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā),終于催生了計(jì)算機(jī)的誕生。因?yàn)樵趹?zhàn)爭(zhēng)中需要精確打擊對(duì)手,發(fā)射導(dǎo)彈時(shí)就需要知道導(dǎo)彈的飛行時(shí)間和落點(diǎn),其中的計(jì)算十分復(fù)雜,人工難以實(shí)現(xiàn),亟待一個(gè)計(jì)算機(jī)器的產(chǎn)生幫助計(jì)算。于是1946年,第一臺(tái)真正意義上的計(jì)算機(jī)產(chǎn)生了,被命名為艾尼阿克,是電子管計(jì)算機(jī),被認(rèn)為是第一代計(jì)算機(jī)。而后計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)了電子管數(shù)字計(jì)算機(jī),晶體管數(shù)字計(jì)算機(jī),集成電路數(shù)字計(jì)算機(jī),大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)的四個(gè)過(guò)程,計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸成熟。后來(lái)計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)了兩次的進(jìn)一步改革,主要是體型大幅度縮小,逐漸進(jìn)入了企業(yè),家庭的視野,成本也不斷降低。在接下來(lái)的幾十年里,計(jì)算機(jī)逐漸成了一個(gè)集業(yè)務(wù),生活,娛樂(lè)等多功能于一體的機(jī)器,建立了全球服務(wù)器系統(tǒng),使用計(jì)算機(jī)可以獲得許多生活中得不到的資源,充分發(fā)揮客戶端PC的處理能力,很多工作可以在客戶端處理后再提交給服務(wù)器,大大減輕了服務(wù)器的壓力,進(jìn)入了Internet時(shí)代,整個(gè)世界就像一張網(wǎng)一樣互通有無(wú),其中數(shù)字電子技術(shù)就是起主體作用的技術(shù)之一。
數(shù)字電子技術(shù)從17世紀(jì)發(fā)展到今天,理論體系得到逐步的完善,走入了大學(xué)校園,成為了一門(mén)重要的課程。在電路中,有兩種不同的信號(hào)進(jìn)行著信息傳遞,一種是模擬信號(hào),他是通過(guò)電路中的電學(xué)指標(biāo)來(lái)傳遞信號(hào)的,是連續(xù)變化的,處理這種信號(hào)的電路稱為模擬電路。而另一種則是通過(guò)不連續(xù)變化的脈沖信號(hào)來(lái)作用的,處理數(shù)字信號(hào)的電路稱為數(shù)字電路。
數(shù)字電路主要是研究脈沖信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制和對(duì)數(shù)字進(jìn)行邏輯運(yùn)算等,因此數(shù)字電路又稱為邏輯電路。數(shù)字電子技術(shù)則是一門(mén)主要研究各種邏輯門(mén)電路,集成器件的功能及其應(yīng)用,邏輯門(mén)電路組合和時(shí)序電路的分析和設(shè)計(jì),集成芯片各腳功能,555定時(shí)器等。在最開(kāi)始的時(shí)代,模擬電路更占據(jù)主要位置,而隨著科技的發(fā)展,數(shù)字電路的優(yōu)越性愈發(fā)地明顯,它的信號(hào)處理能力更加強(qiáng)大,我們可以將模擬電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào),而后利用數(shù)字電路進(jìn)行信號(hào)處理,最后在轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)輸出,提高了工作效率與工作質(zhì)量,數(shù)字電子技術(shù)則為這種方法提供了理論依據(jù)與可行性。
首先,模擬電路是使用電信號(hào)的變化傳遞信息的,而電路中各個(gè)元件的屬性如電阻,電流,電壓容易受到外界條件的影響,如溫度變化,濕度變化等因素,而且模擬電路的參數(shù)修改較為困難,而相比于模擬電路,數(shù)字電路采用的是二進(jìn)制,通過(guò)邏輯門(mén)電路來(lái)處理信號(hào),這樣的處理方式首先外界環(huán)境變化對(duì)電路影響很小,不會(huì)因?yàn)槟承┮蛩剌p微變化導(dǎo)致電路邏輯反轉(zhuǎn),并且邏輯電路參數(shù)修改簡(jiǎn)單了很多,便于控制,穩(wěn)定性和靈活性兼?zhèn)洹_壿嬮T(mén)電路有很多種,但就如同每個(gè)理論體系一樣,邏輯門(mén)電路也是有最基本的幾個(gè)邏輯組成的,其中就包括與門(mén),或門(mén),非門(mén)。與門(mén)表示如果事件Y發(fā)生,則需要其發(fā)生的多個(gè)條件同時(shí)滿足;或門(mén)表示如果事件Y發(fā)生,則需要其發(fā)生的多個(gè)條件只要一個(gè)或多個(gè)條件發(fā)生即可;非門(mén)表示如果決定事件Y發(fā)生的條件A滿足時(shí),Y不能發(fā)生,當(dāng)A滿足時(shí),Y反而能發(fā)生。這三種基本的門(mén)電路通過(guò)組合還能形成與或門(mén),與非門(mén),或非門(mén)等,進(jìn)而形成復(fù)雜的邏輯函數(shù),這一切的邏輯處理就需要計(jì)算機(jī)或者專用機(jī)器進(jìn)行處理。數(shù)字信號(hào)處理就是利用這些邏輯電路,采集信號(hào),對(duì)其以數(shù)據(jù)的形式進(jìn)行一系列的處理,得到易于使用,讀取,轉(zhuǎn)換的信號(hào)形式。數(shù)字信號(hào)處理主要應(yīng)用多元化的數(shù)學(xué)手法,以網(wǎng)絡(luò),信號(hào),通信等理論為依歸進(jìn)行處理信號(hào)。數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的具體操作方式是先經(jīng)過(guò)信息的獲取或者數(shù)據(jù)的采集,轉(zhuǎn)換成原始信號(hào),原始信號(hào)如果是連續(xù)信號(hào),則需經(jīng)過(guò)抽樣過(guò)程成為不連續(xù)信號(hào),進(jìn)而進(jìn)行轉(zhuǎn)換,如果是不連續(xù)信號(hào)則可以直接轉(zhuǎn)換,最終得到二進(jìn)制數(shù)碼,輸入邏輯電路。
21世紀(jì)是信息時(shí)代,是高科技的時(shí)代,所以數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)在很多領(lǐng)域都要得到應(yīng)用。在通信領(lǐng)域,信號(hào)是最主要的研究對(duì)象,所以數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)是核心的手法之一,現(xiàn)在的電子設(shè)備,通訊設(shè)施逐漸向無(wú)線化發(fā)展,整個(gè)世界形成一個(gè)無(wú)線系統(tǒng),數(shù)字信號(hào)顯得極為重要,數(shù)據(jù)加密,可視電話等進(jìn)步科技的實(shí)現(xiàn)都需要數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的支持。在圖形圖像領(lǐng)域,數(shù)字處理技術(shù)可以很好地把圖像,音頻,視頻等具體形式轉(zhuǎn)換,而現(xiàn)如今已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在科學(xué)研究以及其他各行各業(yè)中,比如粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,衛(wèi)星遙感圖像的處理,巖石的勘測(cè),生物細(xì)胞細(xì)微結(jié)構(gòu)的擴(kuò)放,這些技術(shù)也在迅猛發(fā)展,不斷完善。尤其在生物學(xué)方面,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)居功至偉,因?yàn)槿伺c動(dòng)物的身體就是一個(gè)巨大的信息系統(tǒng),通過(guò)各種器官,組織,細(xì)胞,傳遞信息,進(jìn)行生命系統(tǒng)的微調(diào),而神經(jīng)系統(tǒng)作為調(diào)節(jié)的中樞,信息傳遞更加尤為重要,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)可以幫助研究人腦信息處理模型,為生物學(xué)的進(jìn)步作出巨大的貢獻(xiàn)。
總而言之,現(xiàn)今的時(shí)代是數(shù)字時(shí)代,是信息時(shí)代,數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)作為一門(mén)實(shí)用性極強(qiáng),應(yīng)用廣泛的科學(xué),必定會(huì)大放異彩。
【參考文獻(xiàn)】
中圖分類號(hào):TN79文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1007-9416(2015)12-0235-01
作者簡(jiǎn)介:胡文濤(1979—),男,湖北荊州人,碩士研究生,助教,研究方向:計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。
1引言
高速數(shù)字電路的含義是通過(guò)電路,高速變化信號(hào)出現(xiàn)電熔以及電感等性狀,計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路涉及兩方面的技術(shù),分別是計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子技術(shù),優(yōu)化了電路的所有參數(shù),保證高速數(shù)字電路系統(tǒng)可以正常的運(yùn)行。在進(jìn)行高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)時(shí),最為關(guān)鍵的是合理搭配各個(gè)元件,這樣才有利于電路信號(hào)以及相關(guān)元器件的穩(wěn)定運(yùn)行。
2影響計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)的問(wèn)題
2.1來(lái)自于信號(hào)線之間距離
高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)的出現(xiàn),對(duì)于計(jì)算機(jī)電子技術(shù)來(lái)講,是一個(gè)很大的進(jìn)步。不過(guò)目前這種技術(shù)還不成熟,還有很多弊端。舉個(gè)例子,信號(hào)線之間的距離也對(duì)其帶來(lái)一定的影響,通常來(lái)說(shuō),印刷版電路的密度越大,信號(hào)線之間的距離就會(huì)變小,同時(shí),還會(huì)增加電磁耦合度,如果沒(méi)有充分注意到這個(gè)問(wèn)題,就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)之間相互干擾,而且這種現(xiàn)象會(huì)越發(fā)的嚴(yán)重。
2.2阻抗不能匹配
對(duì)于信號(hào)傳輸線來(lái)說(shuō),最主要的就是阻抗,但是目前在進(jìn)行高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)時(shí),阻抗不能匹配的情況時(shí)有發(fā)生,這會(huì)引起反射噪聲的出現(xiàn),從而影響到信號(hào)的完整性。
2.3來(lái)自于電源平面之間電感以及電阻方面的因素
具體來(lái)講,計(jì)算機(jī)高速數(shù)字化電路設(shè)計(jì)技術(shù)就是結(jié)合具體條件,通過(guò)電子技術(shù)完成設(shè)計(jì),在很大的范圍內(nèi)得到了推廣。目前,在進(jìn)行計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)時(shí),因?yàn)殡娫雌矫嬷g是有電感以及電阻存在的,如果同時(shí)進(jìn)行所有的電路輸出,就會(huì)在電路上形成巨大的瞬間電流,影響到電源線電壓以及極端級(jí)的電路地線,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成波動(dòng)。
3深入探討計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)
3.1通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)保證完整的計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路信號(hào)
我們經(jīng)過(guò)上面的分析已經(jīng)知道,目前,在進(jìn)行計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)時(shí),因?yàn)榇嬖谧杩怪g的不匹配,會(huì)造成電路信號(hào)的不完整,所以,要科學(xué)的設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù),最大程度保證完整傳輸電路信號(hào)。有關(guān)這個(gè)問(wèn)題可以從兩個(gè)方面進(jìn)行研究,首先,研究不同種類電路之間電路信號(hào)傳輸?shù)母蓴_現(xiàn)象,換句話來(lái)說(shuō),就是上面所說(shuō)的干擾以及反射的現(xiàn)象。其次,我們還要研究不同種類信號(hào)在進(jìn)行傳輸時(shí),給電路信號(hào)網(wǎng)帶來(lái)的影響。計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí),因?yàn)樽杩共荒芷ヅ?傳輸?shù)碾娐沸盘?hào)并不是很完整,此外,計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路在運(yùn)行當(dāng)中,是無(wú)法控制好阻抗的,阻抗有時(shí)過(guò)大,有時(shí)過(guò)小,這會(huì)影響到電路信號(hào)的波形,最終造成計(jì)算機(jī)高速電路不能傳輸完整的信號(hào)。為了解決這個(gè)問(wèn)題,我們必須要進(jìn)一步研究計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù),按照一般的規(guī)律,高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)是無(wú)法讓臨街阻抗符合電路的,這就要改進(jìn)計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù),確保系統(tǒng)是過(guò)阻抗的情況,這種方式可以解決由于阻抗的不匹配,造成計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路不能傳輸完整信號(hào)的問(wèn)題,最大程度減少由于阻抗過(guò)大或者過(guò)小所帶來(lái)的負(fù)面作用。
3.2科學(xué)設(shè)計(jì)高速數(shù)字電路電源
計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)是離不開(kāi)電源的,可以說(shuō),電源是包含在計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)之內(nèi)的,我們通過(guò)上面的分析已經(jīng)了解到,在進(jìn)行計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)時(shí),因?yàn)殡娫雌矫嬷g電感以及電阻帶來(lái)的影響,電源在運(yùn)行時(shí),會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓的現(xiàn)象,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是干擾到電源的波形,無(wú)法保證計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路安全穩(wěn)定的運(yùn)行。按照理論來(lái)講,在進(jìn)行高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)時(shí),如果電源系統(tǒng)是沒(méi)有阻抗的,電路設(shè)計(jì)就會(huì)進(jìn)行的非常順利,在這種情況下,信號(hào)回路就不容易消耗到阻抗,系統(tǒng)當(dāng)中,每個(gè)點(diǎn)都會(huì)保持一種長(zhǎng)期穩(wěn)定的態(tài)勢(shì)。但是這只不過(guò)是一種假設(shè)的理想狀態(tài),在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中,是不可能存在的,為了保證計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)的正常運(yùn)行,就不能忽略電源的電感以及電阻帶來(lái)的影響,為了將這種影響控制在最低的程序,需要我們采取科學(xué)的手段。我們考察目前計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)所用的電源材料可知,對(duì)于電路系統(tǒng)來(lái)說(shuō),大部分都是利用銅質(zhì)材料的,但是根據(jù)電源系統(tǒng)的具體情況,銅質(zhì)材料是不符合計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路電源的材質(zhì)要求的,這會(huì)影響到計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)的正常運(yùn)行。面對(duì)這種情況,我們要從多角度對(duì)各個(gè)影響因素進(jìn)行探究,比如可以在電路中應(yīng)用樓電容,這種方式有利于減少電源面的電感以及電阻所帶來(lái)的影響,最終保證計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)可以長(zhǎng)久穩(wěn)定的運(yùn)行。
4結(jié)語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō),隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展越來(lái)越快,推動(dòng)了電子技術(shù)的不斷進(jìn)步,也催生了很多新的技術(shù),就如文章所闡述的計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù),其就建立在電子技術(shù)的基礎(chǔ)之上,通過(guò)科學(xué)設(shè)計(jì)而實(shí)現(xiàn)的,并且應(yīng)用于各個(gè)行業(yè),取得了顯著的效果。文章深入分析了計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù),在結(jié)合筆者自身的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),此外,還有對(duì)于計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路技術(shù)的初步認(rèn)識(shí),詳細(xì)的闡述了計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路設(shè)計(jì)技術(shù)的相關(guān)影響因素,并且提出了具有針對(duì)性的完善手段,主旨在于通過(guò)上述的分析,可以將計(jì)算機(jī)高速數(shù)字電路系統(tǒng)的應(yīng)有作用發(fā)揮出來(lái),繁榮電子產(chǎn)品市場(chǎng),并且成為同行的一種借鑒。
參考文獻(xiàn)
[1]蔡葉芳,田澤,邵剛,等.一種高速數(shù)模混合倒裝芯片協(xié)同仿真技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展,2015(06).
《電子技術(shù)基礎(chǔ)》是職業(yè)學(xué)校電子專業(yè)一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其教學(xué)任務(wù)是使學(xué)生掌握基本功能電路的基本功能、工作原理、性能特點(diǎn)及應(yīng)用實(shí)例;熟悉電子線路工藝技能和常用電子儀器的正確使用方法;初步掌握查閱電子元器件的能力;具備閱讀和應(yīng)用常見(jiàn)的模擬電路和數(shù)字電路的能力;具備測(cè)試常用電路功能、性能及排除簡(jiǎn)單故障的能力。為專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這門(mén)課程由于其所具有的理論程度高,抽象性、實(shí)踐性較強(qiáng),具有一定的難度。這幾年又由于招生原因,職高生入學(xué)時(shí)素質(zhì)較差,如果沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方法,很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。我在教學(xué)中主要在以下方面進(jìn)行探索。
一、個(gè)性化教學(xué)
為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展,對(duì)應(yīng)用型人才的需要,培養(yǎng)出既有一定的理論基礎(chǔ),又有一定專業(yè)技能的高素質(zhì)的勞動(dòng)者和專業(yè)技術(shù)人才。針對(duì)我們的學(xué)生的特點(diǎn)和教材難度,遵照學(xué)生的志愿,分為技能型和對(duì)口升學(xué)型。對(duì)技能型學(xué)生,強(qiáng)化技能訓(xùn)練,制定出系統(tǒng)的、具體的技能訓(xùn)練方案,設(shè)置好每項(xiàng)訓(xùn)練的教學(xué)目標(biāo),使學(xué)生心中有數(shù),知道要學(xué)什么,達(dá)到什么樣水平。比如:基本放大電路故障排除,要求學(xué)生多長(zhǎng)時(shí)間排除故障,一個(gè)個(gè)過(guò)關(guān)。期末技能成績(jī)是每次檢測(cè)成績(jī)總和,極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。同時(shí)適當(dāng)降低理論知識(shí)難度。對(duì)于對(duì)口升學(xué)型的學(xué)生,在加強(qiáng)技能訓(xùn)練的同時(shí)加強(qiáng)理論學(xué)習(xí),為進(jìn)一步深造打下良好的基礎(chǔ)。
二、改進(jìn)教學(xué)方法
1.低起點(diǎn)
大部分中職生沒(méi)有掌握正確的學(xué)習(xí)方法,掌握初中基礎(chǔ)知識(shí)的缺乏超出了我們的想象,這兩年春季招生的學(xué)生不用參加中考就可以進(jìn)入職高學(xué)習(xí)。面對(duì)這樣的學(xué)生,要求教師首先摸清學(xué)生相關(guān)準(zhǔn)備知識(shí),基礎(chǔ)知識(shí)和心理準(zhǔn)備等實(shí)際情況。通過(guò)談話、問(wèn)卷、診斷性測(cè)試。口頭或書(shū)面提問(wèn)等形式了解學(xué)生水平,確定適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)起點(diǎn)。在課堂教學(xué)中首先把本節(jié)課所用到的初中物理知識(shí)以及數(shù)學(xué)知識(shí)、單位換算等知識(shí),通過(guò)提問(wèn)、討論等形式進(jìn)行復(fù)習(xí),然后再講新課,使學(xué)生不會(huì)因?yàn)榛A(chǔ)知識(shí)較差而形成學(xué)習(xí)障礙,順利實(shí)現(xiàn)初中到職高的過(guò)渡。同時(shí),在教學(xué)過(guò)程中放慢節(jié)奏,把教學(xué)內(nèi)容按由易到難,由簡(jiǎn)到繁的原則分解成合理的層次,根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)和內(nèi)容確定合適的教學(xué)進(jìn)度。采用啟發(fā)教學(xué),力求學(xué)生聽(tīng)懂聽(tīng)會(huì),有一種成功的喜悅,進(jìn)而形成學(xué)生的動(dòng)力。
2s.重視直觀教學(xué)
中職生的基礎(chǔ)較差,學(xué)生的自制能力較弱,在學(xué)習(xí)理論知識(shí)感到枯燥乏味,就會(huì)產(chǎn)生厭學(xué)的情緒。直觀教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而且還可以加深對(duì)理論知識(shí)的理解。為此,我在講述理論課的同時(shí),力爭(zhēng)多做實(shí)驗(yàn),并根據(jù)學(xué)校實(shí)驗(yàn)設(shè)備的現(xiàn)狀給學(xué)生提供盡可能多的實(shí)驗(yàn)條件,加深對(duì)基本理論的理解。比如我在講特殊二級(jí)管時(shí),把這節(jié)課設(shè)計(jì)成幾個(gè)小實(shí)驗(yàn),使學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。掌握二級(jí)管的特性,取得了良好的教學(xué)效果。
3.開(kāi)展第二課堂
第二課堂可以提高部分學(xué)生動(dòng)手操作能力和思維能力,同時(shí)還可以激發(fā)全體學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。為此,我利用課余時(shí)間,組織開(kāi)展第二課堂的興趣活動(dòng)。例如:講授數(shù)字電路時(shí),我組織學(xué)生制作觸摸開(kāi)關(guān)、定時(shí)器。在制作、調(diào)試過(guò)程中不僅使學(xué)生鞏固了理論知識(shí),而且鍛煉了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):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
數(shù)字電子技術(shù)是針對(duì)電類專業(yè)學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)的知識(shí)要求而開(kāi)設(shè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一。它是研究各種半導(dǎo)體器件的性能、電路及其應(yīng)用的重要學(xué)科,是一門(mén)理論與實(shí)際緊密聯(lián)系的課程,具有發(fā)展速度快、理論抽象、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)。該課程教學(xué)效果的好壞直接影響后續(xù)一些專業(yè)課程的教學(xué)。
隨著時(shí)代的前進(jìn),數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn),傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)明顯單調(diào)和落后,嚴(yán)重束縛了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,也使這門(mén)課程的教學(xué)質(zhì)量難以提高。為實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)高質(zhì)量人才的目標(biāo),必須對(duì)目前的教學(xué)現(xiàn)狀實(shí)施改革。本文介紹筆者基于CDIO模式的數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)改革方面的一些經(jīng)驗(yàn)。
1 CDIO教學(xué)模式
CDIO教學(xué)模式是近年來(lái)國(guó)外工程教育改革的最新成果,其中C代表構(gòu)思(Conceive),D代表設(shè)計(jì)(Design),I代表實(shí)現(xiàn)(Implement),O代表運(yùn)作(Operate)。CDIO模式是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體,強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式來(lái)學(xué)習(xí)工程,并以綜合培養(yǎng)的方式使學(xué)生在多方面達(dá)到工程師的預(yù)定目標(biāo)。實(shí)踐證明,CDIO教學(xué)模式比傳統(tǒng)教學(xué)模式適應(yīng)面更寬,更有助于提高教學(xué)質(zhì)量,尤為重要的是CDIO模式中的新評(píng)測(cè)標(biāo)準(zhǔn),為工程教育的系統(tǒng)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)[1]。
2 數(shù)字電子技術(shù)教改措施
2.1 將多媒體教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)手段有機(jī)結(jié)合
目前高校授課中普遍存在兩種極端:一種是只板書(shū)授課,形式單調(diào),內(nèi)容枯燥,課堂時(shí)間無(wú)法有效利用,知識(shí)容量小;另一種則完全采用多媒體授課,課堂教學(xué)變成單純地播放幻燈片,缺乏學(xué)生參與互動(dòng)的空間和可能。
筆者強(qiáng)調(diào)打造“多媒體+板書(shū)”的高質(zhì)量精品課堂。一方面,優(yōu)秀的教學(xué)課件能提升和精煉教材內(nèi)容,通過(guò)利用圖像、聲音和動(dòng)畫(huà)等多媒體技術(shù)將教材中相關(guān)概念、定律及應(yīng)用轉(zhuǎn)化成形象逼真的影像展示給學(xué)生,介紹前沿知識(shí)和電路原理,有利于擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面,有效利用課堂時(shí)間。另一方面,將板書(shū)穿插于多媒體教學(xué)中,對(duì)關(guān)鍵步驟進(jìn)行推導(dǎo)和典型例題的講解,目的在于展示教學(xué)進(jìn)度、層次和重點(diǎn),有利于學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的系統(tǒng)把握,有效避免知識(shí)講授過(guò)程中的“碎片化”現(xiàn)象[2-3]。
2.2 適度質(zhì)疑、歸納和比較,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)技能
質(zhì)疑是思維的導(dǎo)火線,也是學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力,它可以促使學(xué)生的求知欲由潛伏狀態(tài)轉(zhuǎn)入激活狀態(tài)。因此,教師在教學(xué)中適當(dāng)設(shè)疑,設(shè)計(jì)符合學(xué)生認(rèn)知水平且富有啟發(fā)性的問(wèn)題,激發(fā)學(xué)生對(duì)新知識(shí)學(xué)習(xí)的積極性。例如,在講授OC門(mén)時(shí)提問(wèn):“為什么要引入OC門(mén)?”通過(guò)講解一般TTL門(mén)輸出并聯(lián)的問(wèn)題,進(jìn)一步讓學(xué)生思考并掌握OC門(mén)及其特點(diǎn)和作用[4]。
課程講授過(guò)程中,引導(dǎo)學(xué)生觸類旁通,理解知識(shí)點(diǎn)之間的相互關(guān)聯(lián),從而舉一反三。例如,在講授觸發(fā)器邏輯功能時(shí),首先詳細(xì)介紹JK觸發(fā)器的特性表、特性方程和狀態(tài)圖,推導(dǎo)三者之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系;然后引導(dǎo)學(xué)生采用相同的方法學(xué)習(xí)和掌握D、T和T′觸發(fā)器的相關(guān)原理,推導(dǎo)相應(yīng)的邏輯功能;最后引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)得出“觸發(fā)器的電路形式和邏輯功能是兩個(gè)不同的概念,具有某種功能的觸發(fā)器可以用不同的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn),而同一電路結(jié)構(gòu)的觸發(fā)器也可構(gòu)成不同的邏輯功能”這一結(jié)論。
對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行比較,幫助學(xué)生了解知識(shí)點(diǎn)之間的異同,有助于知識(shí)的靈活掌握和應(yīng)用。例如,講解鎖存器和觸發(fā)器的具體工作原理之前,引導(dǎo)學(xué)生掌握兩者的共同點(diǎn),即均可存儲(chǔ)并自行保持0和1兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài);同時(shí)也應(yīng)使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)上述兩種器件的不同點(diǎn),即鎖存器對(duì)脈沖電平敏感,而觸發(fā)器對(duì)脈沖邊沿敏感。又如,講解集成計(jì)數(shù)器74LVC161的應(yīng)用時(shí),引導(dǎo)學(xué)生比較反饋清零法、反饋置數(shù)法中置0和置最小數(shù)這兩類三種接線方式上的差異,從而便于學(xué)生靈活應(yīng)用該芯片構(gòu)成任意數(shù)制計(jì)數(shù)器。
2.3 加強(qiáng)課程整體以及課程之間的融會(huì)貫通
學(xué)習(xí)是一種認(rèn)知活動(dòng),通過(guò)對(duì)課程整體內(nèi)容的聯(lián)系和比較,有助于學(xué)生對(duì)重要知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握。例如,在講解十-二進(jìn)制轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出對(duì)整數(shù)除權(quán)取余和對(duì)小數(shù)乘權(quán)取整的數(shù)制轉(zhuǎn)換的一般方法。又如,集成譯碼器74HC138和集成數(shù)據(jù)選擇器74HC151都可用作邏輯函數(shù)產(chǎn)生器,此時(shí)引導(dǎo)學(xué)生比較這兩種芯片在接線方式上的差異。
此外,由于數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)以及電路課程密不可分,因此不能將它們孤立對(duì)待,而應(yīng)在授課期間不斷提醒學(xué)生將這三門(mén)課程內(nèi)容融會(huì)貫通。例如,將電路分析中的三要素法應(yīng)用于典型脈沖電路輸出波形的參數(shù)計(jì)算中來(lái),同時(shí)也可適當(dāng)布置一些數(shù)字電路和模擬電路相結(jié)合的實(shí)例設(shè)計(jì)分析題,這樣既強(qiáng)調(diào)了電子技術(shù)這門(mén)課程的整體性,又增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。
3 結(jié)論
本文結(jié)合筆者多年來(lái)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),在簡(jiǎn)要介紹CDIO教學(xué)模式的基礎(chǔ)上,針對(duì)數(shù)字電子技術(shù)理論教學(xué)方面提出一些改革措施,今后還將圍繞實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革開(kāi)展一些有益的探索。
參考文獻(xiàn)
[1]楊雪,王玫.CDIO在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式改革中的應(yīng)用[J].南京工程學(xué)院學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2010,10(1):65-68.
2交互式電子技術(shù)手冊(cè)的問(wèn)題
交互式電子技術(shù)手冊(cè)的發(fā)展經(jīng)過(guò)了很長(zhǎng)的一段時(shí)間,發(fā)展到現(xiàn)在,一共有五個(gè)階段。但是目前還沒(méi)有真正意義上的人工智能的集成故障診斷的綜合電子技術(shù)手冊(cè)。各種各樣的電子技術(shù)手冊(cè)雖然代表了不同的發(fā)展階段,和優(yōu)勢(shì)的電子技術(shù)手冊(cè)、低水平仍有其價(jià)值。隨著電子信息技術(shù)組織、管理和傳播的優(yōu)勢(shì)明顯,收集。在信息化、數(shù)字化的時(shí)代,電子技術(shù)手冊(cè)更關(guān)注的是對(duì)各種信息獲取的便捷程度,展電子技術(shù)手冊(cè),不僅需要一個(gè)良好的外部組織環(huán)境,還需要良好的管理、用戶手冊(cè)等諸多內(nèi)容。
3在時(shí)間與頻率標(biāo)準(zhǔn)方面的應(yīng)用
時(shí)間和頻率是對(duì)一個(gè)現(xiàn)象進(jìn)行描述的重要參數(shù),這兩者之間,可以通過(guò)時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)引導(dǎo)出頻率的標(biāo)準(zhǔn),也可以兩者都使用同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)頻率源,它可以是一個(gè)引用來(lái)分享。1952時(shí)間標(biāo)準(zhǔn),建立國(guó)際天文聯(lián)盟定義的基礎(chǔ)上,地球的自轉(zhuǎn)和革命,分別稱為世界時(shí)(UT)和星歷表時(shí)間(ET)。目前,世界上很多國(guó)家都制定出了相應(yīng)的量子頻率標(biāo)準(zhǔn),如133銣原子頻率標(biāo)準(zhǔn)(CS)、氫頻率標(biāo)準(zhǔn),一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的原子氫、甲烷、飽和度和他-Ne激光器頻率標(biāo)準(zhǔn)和吸收。這樣做之后,從過(guò)去的微觀運(yùn)動(dòng),在這場(chǎng)偉大的運(yùn)動(dòng)的原子結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。另一方面,設(shè)備簡(jiǎn)單、體積和重量;另一方面,它大大提高了穩(wěn)定性的頻率標(biāo)準(zhǔn)(1430000000-1430000000-300000000秒)。1967年,國(guó)會(huì)通過(guò)了一項(xiàng)決議,規(guī)定:13個(gè)國(guó)際測(cè)量的時(shí)間第二階段等于133919631的“770全國(guó)銫超精細(xì)躍遷”。時(shí)間基準(zhǔn),開(kāi)發(fā)高精度頻率測(cè)量技術(shù),這將有助于太空飛行,太空探索,還可以促進(jìn)現(xiàn)代微波技術(shù)、激光技術(shù)、雷達(dá)等方面的發(fā)展。有些應(yīng)用程序在任何情況下,近似靜態(tài)分析,關(guān)鍵問(wèn)題在交互式電子技術(shù)手冊(cè),納電子學(xué)的基本知識(shí)和擠壓,在時(shí)間和頻率標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)。在蓬勃發(fā)展的同時(shí),在現(xiàn)代高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、先進(jìn)的信息在我們的生活中,廣泛應(yīng)用新技術(shù)、建筑,沒(méi)有科學(xué),我們研究一個(gè)新的理論和國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和和諧社會(huì)建設(shè)、專業(yè)技能、實(shí)踐在空氣中,應(yīng)用程序的理論。