李戰(zhàn)勝
(武漢輕工大學(xué),湖北 武漢 430023)
學(xué)分制,屬于教育模式的一種,以選課為核心,教師指導(dǎo)為輔助,通過學(xué)生的成績績點(diǎn)和所修學(xué)分,衡量學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)和量的綜合教學(xué)管理制度。與班建制、導(dǎo)師制合稱三大教育模式。自2011 年7 月15 日湖北省物價(jià)局正式公布了湖北省《普通高等學(xué)校學(xué)分制收費(fèi)管理辦法》起,湖北省各大高校也陸續(xù)開始實(shí)施學(xué)分制,而我校也準(zhǔn)備在2015 級(jí)新生中全面實(shí)施學(xué)分制。在這種大背景下,以前的教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容也隨之而改變,作為電類專業(yè)的三門專業(yè)基礎(chǔ)課之一的模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容整合也急需解決,從而符合時(shí)代的發(fā)展,不但有利于學(xué)分制的順利實(shí)施,更能提高模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量。
作為電類專業(yè)的學(xué)生,電路理論、模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)必修的三門專業(yè)基礎(chǔ)課,其中模擬電子技術(shù)處于相對(duì)重要的位置,不但是電路理論和模擬電子技術(shù)的后續(xù)課程,同時(shí)也是微機(jī)原理、單片機(jī)原理及應(yīng)用等與計(jì)算機(jī)相關(guān)的先修課程,而計(jì)算機(jī)在我們現(xiàn)在的日常生活中是必不可少的,從中足以說明數(shù)字電子技術(shù)課程的重要性和不可或缺的地位。
各大高校選用的教材一般是兩個(gè),一個(gè)是清華大學(xué)出版社出版的由童詩白主編的數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ),另一個(gè)是高等教育出版社出版的由康華光主編的教材,我校一直采用的是康華光版的,而在學(xué)分制下也準(zhǔn)備使用該教材,該教材結(jié)構(gòu)合理,內(nèi)容的組合恰當(dāng),比較適合我校電類專業(yè)的學(xué)生。
學(xué)分制前,我校數(shù)字電子技術(shù)課程總學(xué)時(shí)72 學(xué)時(shí),理論學(xué)時(shí)48學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)16 學(xué)時(shí),理論教學(xué)的內(nèi)容覆蓋面廣,幾乎涵蓋了教材的所有章節(jié)的內(nèi)容,從多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和學(xué)生的反饋情況來看,教學(xué)效果并不太好,很多學(xué)生覺得這門課較難了,不過比模擬電子技術(shù)課程應(yīng)該是簡單一些,尤其是其中的組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì),難點(diǎn)是時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)。
由于學(xué)分制的實(shí)施充分體現(xiàn)了“以人為本”的教育思想,充分尊重學(xué)生選課、選教師、選修學(xué)計(jì)劃的自由,不但有利于培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性,更能充分發(fā)揮各自的潛能。在學(xué)分制的教學(xué)體制下,學(xué)校就像一個(gè)教育大超市,里面的“課程商品”可謂是琳瑯滿目,學(xué)生就是顧客,就是上帝。上哪門課,學(xué)生自己選;想聽哪位老師的課,學(xué)生自己做主;甚至什么時(shí)候上課和做實(shí)驗(yàn),都由自己決定。學(xué)分制充分體現(xiàn)了學(xué)生的自主性,這是一種新的教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式的嘗試,對(duì)學(xué)生是,對(duì)老師也是。作為教師,尤其是講授數(shù)字電子技術(shù)課程的我們又該如何處理呢?
第一,如何激發(fā)學(xué)生選這門課程的積極性和學(xué)習(xí)該課程的積極性,這個(gè)是重中之重,只有提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,才是提高我們教學(xué)質(zhì)量的最好的途徑,通過調(diào)研發(fā)現(xiàn),不少同學(xué)對(duì)各種游戲感興趣,而且還建立了討論群,討論起來可謂是熱火朝天,結(jié)果游戲打得順風(fēng)順?biāo)绻麑W(xué)生能把討論游戲、玩游戲的勁頭用到學(xué)習(xí)上,肯定是事半功倍。這是我們作為高校教師必須考慮的問題,那么如何使學(xué)生從游戲中抽身出來,投入到課程的學(xué)習(xí)上呢?首先要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到該門課程的重要性,數(shù)字電子技術(shù)是處理數(shù)字信號(hào)的電路,這個(gè)內(nèi)容直接與我們的日常生活的計(jì)算機(jī)有關(guān),包括我們身邊的各種電子產(chǎn)品,尤其是我們現(xiàn)在的智能手機(jī)、智能電視、空調(diào)、冰箱和洗衣機(jī)等家電都有數(shù)字電路的身影,可以說數(shù)字電子技術(shù)與我們是密切相關(guān)的。而在數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)里面,主要是分析現(xiàn)實(shí)生活中的計(jì)算機(jī)內(nèi)部的主要電路是如何形成的,具體的電路是什么,通過該課程的學(xué)習(xí),不但能了解數(shù)字電路的基本內(nèi)容,更能與目前一些處于科技前沿的知識(shí)聯(lián)系在一起。基于此,可以通過提問的方式或者讓學(xué)生自己調(diào)研,當(dāng)然也可以提醒學(xué)生多多參加學(xué)校組織的甚至是全國性質(zhì)的電子設(shè)計(jì)大賽,提高他們實(shí)際動(dòng)手能力的同時(shí),還能激發(fā)他們學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)課程的積極性。不過這也僅僅是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的其中一個(gè)方法而已。
第二,教學(xué)內(nèi)容的整合。實(shí)際上這也是提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的方法之一。首先要把握數(shù)字電路的整體內(nèi)容,主要是組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì),那么這兩種電路是如何形成的?而分析方法又是什么呢?解決了這兩個(gè)問題,該課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容就可以迎刃而解。不但可以降低該課程的難度,還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次,既然數(shù)字電子技術(shù)是由組合和時(shí)序邏輯電路組成,那么就針對(duì)性對(duì)這兩種電路進(jìn)行分析和設(shè)計(jì),其他內(nèi)容可以選學(xué)。而組合邏輯電路是由三個(gè)基本的邏輯門電路組成的,因此可以只選擇三個(gè)基本的邏輯門,即與門,或門和非門的電路符號(hào),至于TTL 門和CMOS 門可以不講,當(dāng)然學(xué)生也可以不學(xué),跳過此部分,數(shù)字電子技術(shù)難度大降低,而組合邏輯電路的分析共分為四步,只要掌握了這四步分析法,即可解決該電路的分析問題,四步分別是(1)由邏輯電路寫出邏輯表達(dá)式,(2)化簡表達(dá)式,(3)由表達(dá)式列出狀態(tài)表,(4)根據(jù)狀態(tài)表分析邏輯功能。而設(shè)計(jì)組合邏輯電路的步驟與分析步驟剛好相反,分別是(1)由邏輯要求列狀態(tài)表,(2)根據(jù)狀態(tài)表寫出邏輯表達(dá)式,(3)化簡表達(dá)式,(4)根據(jù)表達(dá)式畫出邏輯圖。這也是該課程的上半部分內(nèi)容,同時(shí)也是該課程兩大重點(diǎn)之一。第二個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容就是時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì),首先要了解三個(gè)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器:可控的RS 觸發(fā)器、JK 觸發(fā)器和T 觸發(fā)器,對(duì)于這三種觸發(fā)器,只要知道其符號(hào)和對(duì)應(yīng)的狀態(tài)表即可,至于其內(nèi)部由哪些門組成以及原理可以不講和不學(xué),這有利于降低該部分的難度。另一個(gè)重要的就是分析和設(shè)計(jì)問題,與組合邏輯電路類似,其分析和設(shè)計(jì)步驟也是相反的,不過時(shí)序邏輯電路與組合邏輯不同的是,分為同步時(shí)序和異步時(shí)序。兩種時(shí)序邏輯電路的分析步驟類似共分為四步:(1)寫方程式:三個(gè)方程式分別是輸出方程、驅(qū)動(dòng)方程和狀態(tài)方程,(2)列狀態(tài)表轉(zhuǎn)換真值表,(3)邏輯功能的說明,(4)畫狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖和時(shí)序圖。而兩種時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)也分為四步,與分析步驟基本相反。通過以上內(nèi)容的整合,使學(xué)生了解到只要掌握了組合和時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì),就抓住了數(shù)字電路的靈魂,不但能使學(xué)生更容易接受這個(gè)內(nèi)容,激發(fā)他們的選修該門課程的興趣和努力學(xué)習(xí)的興趣,又能提高數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)質(zhì)量。
本文通過學(xué)分制的分析,提出在這一背景下數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容的整合問題,主要圍繞如何提高學(xué)生選修和學(xué)習(xí)該門課程的積極性,以及在教學(xué)內(nèi)容整合方面如何精簡和整合現(xiàn)有課程內(nèi)容,從中提出了組合邏輯和時(shí)序邏輯的四步的分析步驟和設(shè)計(jì)步驟,這就體現(xiàn)了以學(xué)生為本,以教師指導(dǎo)為輔助的學(xué)分制思想,從而在一定程度上解決了教學(xué)內(nèi)容整合方面的難題。而且經(jīng)過現(xiàn)有課堂教學(xué)的實(shí)施,效果不錯(cuò)。
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