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關鍵詞:數字電路教學方法教學目標教學要求
“數字電子技術”是高職高專電類專業的一門專業基礎課程,是一門理論性和實踐性都較強的課程。它的任務是通過學習數字電路的基本概念、基本原理和基本技能使學生在數字電路方面具有一定的理論水平和實踐技能,它是《微機原理與應用》、《單片機原理與應用》和《PLC原理與應用》等主要專業課程必不可少的基礎知識。該課程對于學好后繼專業課程以及提高學生的工程實踐能力都有著極其重要的作用。
1立足于教學目標,展開教學
1.1知識目標
熟悉布爾代數的基本定律,掌握卡諾圖與公式化簡法;掌握數字電路中常用的基本單元電路和典型電路構成、原理與應用;掌握常用的中小規模集成電路功能。
1.2能力目標
具有查閱集成電路器件手冊,合理選用集成電路器件的能力。對集成芯片,重點分析電路的外特性和邏輯功,以一些典型集成電路為例介紹如何查閱集成電路手冊、資料等,使學生學會在實際應用中正確選擇和使用集成芯片。
具有識讀和分析一般典型應用電路的能力。增強電路分析的內容,弱化電路設計。傳統數字電路教學往往注重電路設計內容的教學,好像只有電路設計的能力,才能代表水平,而電路分析代表技能,是低技術的。不過技能卻正符合了高職高專的教學目標,所以在教學過程中,應注重電路分析方法的教學,讓學生學會分析較復雜電路,能修改已有電路服務于自己的設計目標。
具有邏輯分析問題與解決問題的方法。隨著數字技術的廣泛普及,數字化社會已經到來,大規模、超大規模數字集成電路以其低功耗、高速度等特點,應用越來越廣泛。因此如何在有限的時間內使學生扎實掌握數字電路基礎知識理論和基本操作技能,培養分析問題、解決問題的能力,是教師在教學過程中需要認真思考的問題。并使學生在傳統的數字電路邏輯分析、邏輯設計思維訓練的基礎上進一步建立起現代數字電路的應用與設計思想,掌握現代電子技術的新技術和新器件,在專業學習中適應當代硬件技術與信息技術的發展,為走向實際工作崗位打下堅實的基礎,為拓寬就業市場尋求一條全新之路。
1.3思想教育目標
(1)樹立熱愛科學、實事求是的學風和創新精神、創新意識。(2)具有一定的自學能力和獲取新知識、新技術的基本素質。(3)提高邏輯思維能力、養成認真細致的工作作風。
總之,專科教學不同于本科教學,專科教學注重于學生能力和綜合素質的培養,教學過程中突出培養學生應用知識,分析解決實際問題的能力,以學生為主體,以教師為主導,以教學為主線,樹立能力培養目標為重中之重的思想。
2選擇合適的教材,以教學要求分層、考核形式分類的方式評價教學
2.1教材的選擇
目前我校選擇的教材充分體現了高職高專教育的特點,以應用為宗旨,強調理論與實踐相結合。編寫原則遵循由淺入深,通俗易懂,便于自學,力爭做到“講,學,做”統一協調,重點和難點采取闡述與比喻相結合,例題與習題相結合,實例與實驗相結合,針對數字電路課程實踐性強的特點,增加了與教材相應的實踐環節教學內容。
針對數字電路教學過程中存在教學內容與學時數的矛盾,根據國家教委課程指導委員會的提議:EDA技術是電子技術類課程教學改革的重要方向。我校及時修訂課程大綱、調整教學內容。把EDA技術和PLD器件納入教學計劃。將教學內容分為數字邏輯基礎、組合邏輯電路、時序邏輯電路、可編程邏輯器件和脈沖信號的產生與整形五大模塊。
2.2教學要求分層
教學要求分為五個層次A.知道、了解。學生對教學內容有感性的、初步的認識或只要能識別它B.領會、理解。學生對概念、規律、基本操作等有理性的認識,即能自述、解釋和舉例說明,并在教師的指導下能順利地完成基本操作C.掌握、運用。學生在理解教學內容后,通過練習,形成技能;運用概念、方法、規則進行常規運算求解、論述和簡單運用、自主操作等D.熟練掌握、靈活運用。學生能綜合運用某個知識解決問題,綜合運用某項技能進行熟練操作或小規模技術設計等,從而形成某種能力E.思想素質的提高。如態度、意識、精神、毅力等的培養。
同時,采取了以創新能力的培養為核心的“四位一體”教學法,即旨在通過學生自學、討論、答辯、考查四個階段,培養學生的自學能力以及分析問題和解決問題的能力,徹底解決傳統教法中“滿堂灌”的現象。
2.3考核形式分類
考核形式分為五種:筆試:傳統的擬卷考試;操作:通過學生動手操作來考核;答辯:教師出題或學生自擬題,經一段時間的實踐,學生以報告形式完成答卷并根據需要答辯;社會化考核:參加由國家有權部門認定的考試考核機構或組織進行的考試考核;社會評判:由社會評定結果如實習鑒定等。
通過多種考核形式達到綜合評價學生的效果。
3采取傳統和現代化教學手段結合方式,運用實例靈活教學
3.1傳統和現代化教學手段相結合
教學課件是教材內容的提升和精煉,是將教材中的概念、定律及應用內容轉化為形象逼真的映像展示給學生。多媒體教學進入課堂是對傳統教學方法的改革,它是教學過程的一個有力工具,但決不能成為課堂教學的主宰,過于詳細的課件使學生上課注意力不集中,一些學生覺得課程內容包含在課件中,便在課堂上不記筆記、注意力分散、交頭接耳、甚至逃課。可以想象,教學中教師盯著顯示器,學生盯著大屏幕,這樣的教學情景很難調動教學氣氛、影響教師配以肢體語言等的熱情發揮,更談不上師生間的互動。只有將多媒體教學方法和傳統教學方法有機的結合起來,相互補充,并在教學實踐中不斷完善,才能取得完美的效果。
EDA是電子設計自動化(ElectronicDesignAutomation)的英文縮寫,將EDA技術引入數字電路課程教學,可以使教師在講述理論的同時,利用EDA技術軟件進行仿真、演示,使學生消除“抽象感”,增加學習的興趣。使課堂教學更生動、直觀,使數字電路課程中一些基本理論和基本概念更加容易理解。
3.2運用實例靈活教學
數字電路的授課可以結合生活中的應用舉例,如目前多媒體PC機里的顯示卡、聲卡是用數電中的數——模(D/A)轉換實現圖像顯示和聲音播放的;制造業中的數控機床,交通信號燈的轉向時間顯示,家電產品中的CD、VCD、DVD等也都應用了數電技術。通過這些實例的介紹,可以使學生真正了解數字電路課程的重要性,從而能更加主動的去掌握所學知識。
培養創新型人才,就要實施創新教育,重視實驗教學,改變以教師為主導的教育模式,充分發揮實驗教學的作用,使之成為引導學生從實踐來獲取和應用理論知識的主要渠道,在完成驗證性實驗的基礎上,實驗大綱中安排智力競賽搶答器和電子秒表等一系列的綜合性實驗,使學生在由簡到繁的設計過程中了解設計工作的思路、方法,通過讓學生實際制作,使學生懂得如何進行理論和實踐相結合,加深對知識點的理解。
4結語
總之,我們只有立足于教學目標,選擇合適的教材,采取傳統和現代化教學手段結合方式,運用實例靈活教學,培養學生的創新能力,才能搞好教學,才能為學生走向實際工作崗位打下堅實的基礎。
參考文獻:
在高速數字電路設計技術的研究中,最為主要的研究點在于:
(1)高速數字電路信號的完整性;
(2)高速數字電路電源的設計兩個方面。在本節中,筆者將進行系統的闡述,強化對高速數字電路設計的認識與研究。具體而言,主要在于以下幾點內容:
1.1高速數字電路信號的完整性設計
在高速數字電路信號的完整性設計中,最主要的研究要點在于兩個方面:一是不同電路信號網傳輸信號的干擾情況;二是不同信號在電路信號網中的相互干擾情況。也就是說,在電路信號的完整性中,信號干擾是最為關鍵的因素,無論是對于干擾問題,還是對于反射問題,都是高速數字電路信號完整性設計的研究要點。在理想狀態之下,不同阻抗是相等的,存在相互匹配性。所以,在電路設計的過程中,要特別注意阻抗的控制,阻抗過小(過大)都會對線路中的電流及電壓造成影響,進而形成信號干擾問題。當然,在高速數字電路的設計中,是很難以讓臨界阻抗與電路新城相互匹配的狀態,這就強調,高速數字電路信號系統,應最可能的處于較為合適的狀態,以最大程度上提高高速數字電路的信號質量。
1.2高速數字電路電源的設計
高速數字電路電源設計,是設計技術研究的重點內容之一。對于高速數字電路而言,需要大量的低電壓元器件的應用,以更好地確保設計的需求。但是,低壓元器件的應用,帶來了一個問題,即電源穩定性受到一定的影響,造成電源設計問題的出現。因此,在實際的設計過程中,需要對高速數字電路電源設計作充分的考慮。在電源設計中“,電源完整性”是主要的關鍵因素,是指電源波形的質量。這一因素的影響主要表現為:
(1)瞬間電流產生過大,即在高速開關狀態下,線路器件極易產生過大的瞬間電流;
(2)信號回路阻抗變大,即在電路之中,過多的電感以至于回路阻抗變大,進而產生一定影響。因此,在高速數字電路電源的設計中,最為理想的狀態的設計就是在高速數字電路電源系統中,并不存在所謂的“阻抗”。這樣一來,不僅不存在阻抗所帶來的損耗,而且確保了系統中各電位的恒定,當然,在實際之中,理想狀態的設計是不存在,電源系統所形成的干擾噪聲,對高速數字電路系統的運行造成較大影響。于是乎,電路設計應對電源的電阻及電感做充分的設計考慮,提高高速數字電路設計的有效性。
2結語
(一)教學改革基本思路
將EDA技術最新的科研成果融于課堂教學中,這也是數字電路教學革新最基本的思路,呈現課堂教學方式現代化,并構建非常先進的教學平臺以及現代化課堂教學環境。以現代化教學平臺為基礎,展開課堂教學內容以及方式的革新,構建能提升學生創新精神與能力良好培養的課堂。數字電路課程理論性教學內容是講關于集成度的,該標準邏輯器件是中小規模集成電路。因為標準邏輯器件所設計的傳統數字體系是使用自下向上的設計方式,總體所需的器件較多,并且其電路連接非常復雜,對應的可靠性也不高。用戶不能對相關器件功能進行修改,這也就促使修改體系設計難度提升。
(二)教學內容及方式的創新
近年來,電子技術以及計算機技術發展飛速,隨著EDA技術的出現及不斷應用,促使數字體系設計進入新的階段。實際上基于標準邏輯器件數字電路有著諸多缺陷,不過運用其展開相關教學也仍是有好處的,其能促使學生很好的了解掌握對應基本原理及知識,教學者也能夠很好的向學生講解其組合邏輯電路與時序邏輯電路的最原始電路,并合理的講述與其對應的分析及設計方式。想要幫該專業學生打下穩固的基礎,還要掌握該學科的最新研究成果及發展趨勢,并合理的結合科研成果進行課堂調整及教學內容優化,找尋可行性較高的實施方法以及教學方式。將各類分類元件及較小規模的集成電路內容進行合理精簡,重點講述中規模的對應集成電路和運用,將EAD技術學習列為重點,并將其軟件融入課堂教學過程中,進行現場仿真直接性概念演示、分析進程及驗證、設計結果,很好的激發學生的學習興趣并提升教學效果。全方位的引進多媒體教學,并將其與傳統方式合理有效的結合,呈現優勢互補的良好效果。
二、革新課堂教學理念并確立教學新目標
(一)課堂教學新理念
古往今來,我國的傳統教學模式就是以教師為中心,課堂教學大多是理論性教學,內容均是需要驗證的。教師可以在課堂上進行實驗,給學生一定的實驗步驟以及電路圖,學生們則是按部就班的驗證其對應結果,這樣根本激發不出學生的學習興趣以及積極性,致使其不能將所學的知識綜合運用,不能全方位的分析及解決問題。高等教育若是不能滿足學生的所有需求,就不能很好的發揮其自身創造力,這樣高等教育發展則會停滯。以教師為中心的教學模式不能長此已久,需要全方位的模式革新,務必要將學生轉移至模式中心,扼制被動式教學,呈現學生主動式學習的良好模式,構建以學生為中心教師為主導,并著重于學生實踐創新能力培養。這樣充分的發揮學生的積極性、創造性,提升高等教育的發展。
(二)課堂教學新目標
應不斷的強化基礎、拓展知識層面、持續提升學生自主學習以及創新能力、發展其個性,并對學生進行因材施教與分流培養,展開啟發式創新及各類實驗合理結合,軟硬件結合、課內外結合、拓展實驗性教學,不斷培養學生運用現代化的各類設計工具,持續提升學生管理較大規模復雜體系的能力。教育創新的核心力量是教師,務必要在整體教學過程中不斷培養學生創新意識、思維以及能力,并很好的激發學生能夠提出問題、分析問題以及解決問題,培養這類內在動機的良好形成,促使學生學習自主性及創造性的形成,并運用各類機會指導學生參與并實驗,持續培養學生發現問題、分析問題、處理問題的能力。
三、運用多樣教學方式
(一)啟發教學
問題是學生思維開啟的關鍵,教學者應該通過對應教學情景創設來很好的引導學生進行問題的發現、分析以及處理,在尋找答案的過程中不斷提升學生綜合能力。啟發式教學對新課程的引入最有效,也是應用最廣泛的。
(二)互動教學
互動教學有別于傳統的教學模式,該方式主要是突出師生之間的互動和學生創造力的良好培養。從學生進入高等教育之后,對應的教學模式以及課程安排是不同于中學時期的,尤其是數字電路基礎課程,其授課時間以及間隔時間較長。講課中教學者及學生互動不到位,學生則會因為課程時間較長從而出現怠學的心理,進而忽略了較為重要的相關知識點,長此已久學生就會因為學不會而出現厭學情況。所以教學者應注重課堂之上與學生的互動,要留有一定的時間讓學生進行相關思考、討論、分析以及總結,促使學生學習主動性的發揮。
(三)任務驅動法
數字電路基礎課程最關鍵的就是實踐,所以對于數字電路基礎課程教學來講任務驅動法是個很實用的方式,將各個重要的知識點巧妙的設計成不同類型的小任務,這樣學生就知道自己是帶著學習任務的,也知道自己要完成怎樣的學習目標。教學者在設置學習任務時要保證任何一個任務都是包含著新舊知識以及技能的,進而很好的將學生的學習積極性激發,并保持著這樣積極的學習熱情。
(四)類比教學
數字電路基礎課程會有比較抽象的知識概念,學生們要是沒有對應的理論知識基礎以及空間想象力,這就在一定程度上影響了學生的深入理解。所以教學者應運用適應的教學方式來輔助學生強化基礎性概念理解,這樣來講類比法則是非常有效的一種教學方式,其是將學生要學習的各個知識點及平常生活巧妙的聯系,學生則可以通過對比及比較發現相應概念的內在規律,進而很好的激發學生對學習的興趣。
四、結語