摘要本文介紹了《數(shù)字電子技術(shù)》的課程教學(xué)的簡單方法與學(xué)習(xí)策略,教師從轉(zhuǎn)變思維、強調(diào)步驟、簡化過程和精煉結(jié)論的教學(xué)經(jīng)驗,深化該課的課程改革,加深了學(xué)生對理論知識的理解,提高了學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)綜合能力和創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞數(shù)字電子技術(shù) 教學(xué)改革 簡單方法 學(xué)習(xí)策略
中圖分類號:G420文獻標(biāo)識碼:A
數(shù)字電子技術(shù)是一門應(yīng)用性很強的技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科。隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的迅速發(fā)展,中、大規(guī)模和超大規(guī)模數(shù)字集成電路在電信、計算機等信息類領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,逐漸從過去單純的電子技術(shù)理論中分立出來,形成獨立的學(xué)科,作為高職院校電子信息、電氣自動化、通信工程、機電一體化、汽車電子等專業(yè)一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程,該學(xué)科教學(xué)目的就是培養(yǎng)技能型、實用型人才,注重他們的技術(shù)能力和工作過程適應(yīng)能力的培養(yǎng),注重職業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),更是適應(yīng)新的高等職業(yè)教育發(fā)展的需要。
學(xué)生剛剛接觸數(shù)字電子技術(shù)這門學(xué)科時,學(xué)習(xí)起來感到十分的困難,抽象的邏輯條件,習(xí)慣于十進制的運算被二進制運算所替代,難免一時適應(yīng)不了這門課程。教師也往往是言之無物,教學(xué)嚴(yán)重脫節(jié),就會導(dǎo)致數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)難度。
在此教學(xué)矛盾存在的前提之下,針對數(shù)字電子技術(shù)課程的特殊性進行教學(xué)改革,要從教學(xué)方式、學(xué)生學(xué)習(xí)形式和考核評定標(biāo)準(zhǔn)進行調(diào)整,應(yīng)采用教學(xué)的“簡”與“略”,提高數(shù)字電子技術(shù)課程的質(zhì)量。
簡:即是教的簡單方法。略:即是學(xué)的學(xué)習(xí)策略。簡單方法不等同于在教授知識中的“偷工減料”,而是依照教育規(guī)律的深入淺出,化腐朽為神奇的做法。學(xué)習(xí)策略也不是“弄虛作假”,而是學(xué)生在掌握知識過程中的經(jīng)驗總結(jié),用相應(yīng)的學(xué)習(xí)對策來鞏固學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
1 從教的方面入手,利用簡單方法解決復(fù)雜的邏輯問題
在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中,老師應(yīng)從四個方面進行調(diào)整,以期達到到教學(xué)效果。
1.1轉(zhuǎn)變思維
在運用教育規(guī)律,進行數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué),首先應(yīng)該轉(zhuǎn)變思維方式,采用簡單方法教授該課程。轉(zhuǎn)變思維,也就是轉(zhuǎn)變常規(guī)教學(xué)模式,用科學(xué)發(fā)展觀來思考,具體問題,具體分析,知識就能融會貫通。
數(shù)字電子技術(shù)課程強調(diào)的是邏輯理論,故而要將課程前后知識串聯(lián)起來,在教學(xué)過程中一定要聯(lián)系后面的課程內(nèi)容,這與其它課程的教學(xué)有所不同,難以借鑒。
在教學(xué)之初一定要介紹晶體管的開關(guān)特性,這是數(shù)字電子技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ)和來源。數(shù)字電子技術(shù)要學(xué)習(xí)關(guān)鍵的兩個字,就是“開關(guān)”,也就是0和1的關(guān)系。
晶體管的開關(guān)特性,在《模擬電子技術(shù)》和《電路基礎(chǔ)》課程中講過,內(nèi)容相互重疊,我們可以簡單的介紹晶體二極管的單向?qū)щ娦?,以及使用晶體三極管“邊角余料”,即飽和及截止區(qū),放大區(qū)解決的問題是另一學(xué)科模擬電子技術(shù)的內(nèi)容。
數(shù)字電子技術(shù)的進步,可引申到電信業(yè)的發(fā)展上去講,可以從電話的產(chǎn)生到廣泛應(yīng)用說起,玩具→話務(wù)員轉(zhuǎn)接→機械轉(zhuǎn)接(步進式交換機和縱橫交換機)→電子轉(zhuǎn)接(準(zhǔn)電子交換機)→數(shù)字通信(程控交換機),這樣便能連接起從手動→半自動→自動,開關(guān)的自動化控制過程介紹清楚,加深學(xué)生對邏輯關(guān)系的理解。
1.2強調(diào)步驟
在講解邏輯概念和推理條件,主要應(yīng)體現(xiàn)在步驟的落實上。只要遵循規(guī)律,按步驟來分析和設(shè)計,使其有章可循,一步一步進行,就不至于混亂,也就避免了重復(fù)利用規(guī)則,浪費時間,比如卡諾圖化簡,只要按照步驟進行,即:(1)從大到小。(2)圈盡量大。(3)可重復(fù)圈。(4)減多余圈。就不會遺漏化簡的結(jié)果。
數(shù)字電子技術(shù)不同于其它的課程,它除了基礎(chǔ)門電路部分與后面內(nèi)容相關(guān)聯(lián),其它的章節(jié)都具有相對的獨立性,只要按照步驟引導(dǎo)學(xué)生來求解,學(xué)習(xí)就顯得輕松和簡單。
有些求解可以在書上直接做結(jié)論,如上圖所示,可督促學(xué)生將其每個步驟得出的結(jié)果寫到每一個門電路的輸出端,最后就不難看出Y1、Y2、Y3的結(jié)果從何而來,這樣既直觀,又讓學(xué)生看得一清二楚。
1.3簡化過程
在教授數(shù)字電子技術(shù)課程中,可適當(dāng)簡化課堂教學(xué)的過程,就可以節(jié)約時間,讓學(xué)生充分地發(fā)揮主觀能動性,多做課堂練習(xí),教師起到指導(dǎo)教學(xué)作用,只要學(xué)生與之配合,便可以達到課堂教學(xué)目的。
在教材利用上,筆者與很多教師的意見相反,筆者認(rèn)為應(yīng)減少或刪除主要參數(shù)和使用中的注意事項,而著重于工作原理和邏輯關(guān)系的講解,還要注重組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析與設(shè)計。
可以把編碼器、譯碼器、加法器、比較器、寄存器和計數(shù)器等典型電路,當(dāng)成例題、習(xí)題來做,這樣就可以減少課堂教學(xué)的時間,讓學(xué)生們自己動腦,增加了師生的互動環(huán)節(jié)。
在學(xué)習(xí)過程中,通過基礎(chǔ)內(nèi)容的教學(xué),不必過多的浪費大量板書書寫的時間,只要在基本條件上添加后面的學(xué)習(xí)內(nèi)容,就可以讓學(xué)生觸類旁通??己嗽u定的標(biāo)準(zhǔn)主要是看結(jié)果,而不看學(xué)習(xí)的過程。
比如在學(xué)習(xí)集成觸發(fā)器一章,只要熟練掌握了基本RS觸發(fā)器原理及表示方式,后面的RS 觸發(fā)器、 JK 觸發(fā)器及 D 觸發(fā)器問題便可迎刃而解。在這些電路上都有著邏輯聯(lián)系,只要了解其延續(xù)與發(fā)展,都是建立在解決問題基礎(chǔ)上,如鐘控觸發(fā)器存在著“空翻”現(xiàn)象,解決辦法有兩種,一個是用物理辦法來縮小脈寬,而最理想的脈寬是窄到一條線上,那么就要考慮另一種在電路上解決問題的辦法,也就是邊沿觸發(fā)器形成的基本條件,在上升沿和下降沿上觸發(fā),如此一來,主從觸發(fā)器便應(yīng)運而生。
1.4精練結(jié)論
數(shù)字電子技術(shù)不同于其它學(xué)科,數(shù)字電子技術(shù)體現(xiàn)在具像化上,教材多為晦澀難懂,很難體現(xiàn)出具體的意思來,不適合學(xué)生自學(xué)。這往往要求教師做到課堂問題要在課堂上解決,盡量要求學(xué)生不要去看教材,而只能拿教材來作為課后的參考。課后的作業(yè)甚至都要在課堂上完成,故而,課后總結(jié)就顯得尤為重要,要總結(jié)出精髓,適合學(xué)生的理解和記憶。
結(jié)論的文字一定不要太多,以點帶面,舉一反三。比如說在總結(jié)異或門關(guān)系,只用“相異為1”做結(jié)論,巧妙運用的異或門中的那個“異”字,而不必強調(diào)相同為什么,讓學(xué)生聯(lián)想到另一個條件明顯就是“相同為0”。這也可以省去對應(yīng)的同或門的功能記憶,因為同或門使用的是同一個記憶方法,就是利用“同”字來做結(jié)論的。在結(jié)論中只要記住一個條件,理解其原理,就可以省略其它的原理的死記硬背。
2 從學(xué)的角度考慮,采取學(xué)習(xí)策略掌握實際的職業(yè)技能
與上述理論不同之處,文章所講的“略”字,并非是省略的意思,而是在學(xué)生在數(shù)字電子技術(shù)課程中講究的學(xué)習(xí)方法,即學(xué)習(xí)的策略。
如何讓學(xué)生面對數(shù)字電子技術(shù)課程學(xué)習(xí)增加興趣,擺脫枯燥無味,這就需要教師講究教法,學(xué)生講究學(xué)法,彼此之間產(chǎn)生共鳴,增添互動環(huán)節(jié),學(xué)生才會取得良好的學(xué)習(xí)效果。對于數(shù)字電子技術(shù)學(xué)科,學(xué)生應(yīng)用三種學(xué)習(xí)策略。
2.1數(shù)字游戲
英國聯(lián)想主認(rèn)錯心理學(xué)認(rèn)為學(xué)習(xí)是形成觀念間的聯(lián)想,鮑爾和希爾加德(G.HBowerE.R.Hiligard,1981)將學(xué)習(xí)重新定位為:“由一個主體在某個規(guī)定情境中的重復(fù)經(jīng)驗引起的、對那個情境的行為或行為潛能的變化。而且這種變化不是根據(jù)主體的先天反應(yīng)傾向、成熟或暫時狀態(tài)來解釋的?!?/p>
數(shù)字電子技術(shù)主要是以二進制數(shù)碼運算及應(yīng)用,要抓住學(xué)生學(xué)習(xí)的興奮點,增進他們的學(xué)習(xí)熱情,就要從數(shù)字入手,以做游戲方式增進友誼加他們的學(xué)習(xí)興趣,加深對教學(xué)內(nèi)容的理解,也就是高等教育學(xué)習(xí)理論中的“對那個情境的行為或行為潛能的變化”,充分利用其心理的反應(yīng),才能達到有效的學(xué)習(xí)效果。
比如在學(xué)習(xí)七段數(shù)碼顯示譯碼器時,那些“0”和“1”就成了具體的發(fā)光管的“滅”與“亮”,雖然只是數(shù)碼的設(shè)計,卻讓學(xué)生在數(shù)字中得到樂趣。再就是用現(xiàn)實事件說明與、或、非真值表中的“數(shù)字”關(guān)系,這讓可以讓學(xué)習(xí)在實際的生活中理解二進制條件的廣泛應(yīng)用。還有卡諾圖的化簡,只要掌握了化簡的規(guī)則,學(xué)生對于那些數(shù)字關(guān)系及化簡就會如魚得水、輕松自如地完成。
2.2典型電路
在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中,特別重要的一點,就是發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性,讓學(xué)生自主自覺的思考,提高學(xué)生利用所學(xué)知識分析問題和解決問題的能力。
故而,教學(xué)內(nèi)容應(yīng)突出現(xiàn)實電路設(shè)計,多講應(yīng)用在各個領(lǐng)域中的電子信息的數(shù)字電路,引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,讓他們感到學(xué)有所用,可以學(xué)有所成。
在數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)理論教育形成后,結(jié)合學(xué)生專業(yè)的實際,選用一些實用性、趣味性較強的案例,指導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計一些簡單電路,讓他們親手設(shè)計交通崗燈,表決器,多路搶答器,樓上樓下雙向開關(guān)等電路,開拓學(xué)生的思路,充分發(fā)揮學(xué)生的想象力,讓學(xué)生從電路功能角度出發(fā),進行真值表的排列組合,化簡以求最簡式,畫出電路圖。
掌握設(shè)計的經(jīng)驗、技能和技巧,進一步深化理論學(xué)習(xí),將理論轉(zhuǎn)化為實踐,從而提高學(xué)生的電路設(shè)計、分析能力,充分調(diào)動學(xué)生的主動性和參與意識。
2.3動手能力
數(shù)字電子技術(shù)是一門實踐性很強的課程,抽象理論要在實驗室中轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用,在對基礎(chǔ)的知識學(xué)習(xí)過后,通過實驗環(huán)節(jié),直觀地展示在學(xué)生的面前,在數(shù)字電路測試箱上,根據(jù)給定或是設(shè)計電路圖進行連線,讓學(xué)生驗證實驗結(jié)果和理論結(jié)論對錯與否,這樣就可以“看得懂,聽得到,摸得著”,以此培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、創(chuàng)造能力,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。
用現(xiàn)代化的教學(xué)手段、實驗設(shè)備進行實際的操作與應(yīng)用,讓學(xué)生在設(shè)計性、綜合性、創(chuàng)造性實驗中得到鍛煉和提高,在數(shù)字電子技術(shù)課程完成后,要進行一次綜合練習(xí)實習(xí),至少要在一周以上,提供的數(shù)字器件設(shè)計制作一個實用的數(shù)字系統(tǒng),制作數(shù)字電子鐘,這樣把學(xué)到的數(shù)字電子技術(shù)學(xué)科各個單元電路有機地結(jié)合起來,要求學(xué)生學(xué)會使用常用數(shù)字電路器件構(gòu)建簡單的數(shù)字電路,構(gòu)成一個具有脈沖單元電路、數(shù)字組合電路和時序電路組成的具有一定功能的實用系統(tǒng),使學(xué)生學(xué)習(xí)和逐步掌握工程設(shè)計、電路分析、組裝、調(diào)試及故障處理動手能力。
通過數(shù)字電路的綜合實驗分析與訓(xùn)練,將所學(xué)的數(shù)字電子技術(shù)列入其中,加強了各章節(jié)的聯(lián)系,培養(yǎng)了學(xué)生解決實際問題的能力,提升綜合設(shè)計能力和對新技術(shù)的應(yīng)用能力。
3 結(jié)論
我們從上述的教學(xué)體會中,不難總結(jié)出教學(xué)的簡單方法和學(xué)習(xí)策略,指導(dǎo)數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)。通過切合實際的作法,可以培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新的學(xué)習(xí)能力,開拓學(xué)生的思路,極大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,提高學(xué)生的分析能力與設(shè)計能力,使學(xué)生由被動的接受變?yōu)橹鲃拥膶W(xué)習(xí),促進學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng),從而真正實現(xiàn)高職教育的目的。
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