張錦

【摘 要】隨著現(xiàn)代電子技術領域日益趨向自動化與數(shù)字化的快速發(fā)展，數(shù)字電子技術的發(fā)展也是日新月異，而《數(shù)字電子技術》作為一門基礎學科其教學的改革與創(chuàng)新也是勢在必行。本文結合該課程的教學經(jīng)驗，從教學內容、實踐內容、教學方法等方面對該課程教學創(chuàng)新改革提出幾點建議。

【關鍵詞】電子技術；數(shù)字電子技術；教學創(chuàng)新改革

0 引言

電子技術當前的發(fā)展非常迅速，電子技術可以分為模擬電子技術和數(shù)字電子技術兩部分[1-2]。由于大規(guī)模集成電路尤其是可編程器件的高速發(fā)展，數(shù)字電子技術的更新速度非常迅速，信息時代正是以數(shù)字化為基本特征，航天、通信、計算機、工業(yè)自動化等領域都在應用數(shù)字技術，因此對以數(shù)字電路邏輯設計和應用為主要內容的《數(shù)字電子技術》課程的教學提出了更高的要求。為了適應當前的發(fā)展形式，提高教學質量，本文從《數(shù)字電子技術》課程教學中存在的不足，從教學內容、實踐教學內容、教學方法方式上對該課程教學創(chuàng)新改革提出幾點建議。

1 教學內容的創(chuàng)新

1.1 數(shù)字電子技術與模擬電子技術

數(shù)字信號是離散化的信號，信號的值用高低電平來表示分別代表數(shù)字邏輯量1或0。而模擬信號是連續(xù)信號。數(shù)模信號間的轉換往往是將模擬量信號轉換為數(shù)字量信號，數(shù)模轉換是將傳感器從自然界獲取的連續(xù)信號經(jīng)過采樣、量化、編碼等處理，最終轉化為數(shù)字信號。

數(shù)字信號較模擬信號具備以下優(yōu)點：

1）模擬信號是連續(xù)型的信號，因此其波形有若干種形式，而數(shù)字信號只有高、低兩種信號，為信號的接收與處理帶來了方便。

2）模擬信號極容易收到干擾，這些干擾不僅僅來自信號的采集階段，信號傳輸過程和電子元件本身都會造成誤差，因此模擬信號的精度難以保證。而數(shù)字電路中只以高低電平對信號進行編碼，這就保證了信號的抗干擾能力，提高信號的精度。

1.2 教學內容創(chuàng)新

當前大部分高校教學中所選用的《數(shù)字電子技術》教材還是講述的是標準邏輯器件。其中包括TTL制造工業(yè)的54/74系列和基于CMOS制造工藝的4000系列。基于標準邏輯器件設計的數(shù)字系統(tǒng)所需器件多，連線復雜，因此系統(tǒng)可靠性較低，但教學時以標準邏輯器件為研究對象可以方便學生掌握基本原理，也容易理解其搭建的基本電路的設計及分析方法。

電子設計自動化EDA（Electronic Design Automation）技術的出現(xiàn)，可以將硬件進行編程化設計，使得硬件設計的修改像軟件程序修改一樣方便快捷且容易移植。因此在教材的編寫和選擇中應精簡分立元件的內容，引入EDA技術的教學設計環(huán)節(jié)，通過仿真軟件進行電路的模擬與演示更形象地說明電路的功能[3]，從而提高學生對大規(guī)模復雜系統(tǒng)的分析、設計能力，激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，為學生提供主動學習的試驗平臺。

2 實踐教學內容的創(chuàng)新

《數(shù)字電子技術》是一門實踐性非常強的課程，在實踐環(huán)節(jié)可以給予學生更直觀的理解，可以做到進一步驗證理論和深化理論。實踐教學內容的創(chuàng)新可以從以下幾個方面入手：

1）以“學生為主體，教師為輔助”的實驗教學模式。在實驗過程中運用啟發(fā)式教學，以引導和個別輔導的方式鼓勵學生獨立思考問題。在實驗條件允許的情況下采用一人一組的模式，保證每名學生都獨立完成實驗，實驗結束后可以引導學生思考在實驗中遇到的問題，發(fā)揮每一名同學的主觀能動性和創(chuàng)新能力。

2）設計綜合性、設計性實驗。綜合性設計性的實驗有助于學生應用所學知識靈活應用的能力，是學生由理論向能力應用的必要路徑。設計實驗時也應考慮實驗的趣味性和可實現(xiàn)性，在實驗過程中學生按照課程所學電路的設計步驟完成實驗，為今后運用數(shù)字電路知識解決實際問題打下良好基礎。

3）多種實驗方式：學生要完成實踐教學環(huán)節(jié)，必須使用實驗室，那么僅僅實驗課上開放的時間可能無法滿足學生的實驗需求，那么針對這一問題，可以將實驗的形式分為課上及課下兩部分，延長實驗室開放時間，保證所有學生完成實驗課程計劃。

4）強化課程設計

在課程設計中強化學生對于EDA技術的應用和掌握，在必選課題外提供若干個備選的課題作為選作課題，在規(guī)定時間內完成設計，提高學生的設計能力。

3 教學方式的創(chuàng)新

由于現(xiàn)代電子技術與計算機技術的快速發(fā)展，《數(shù)字電子技術》在理論教學中的課程內容日益分化，分析方法更加多樣，這使得授課難度加大，因此需要對教學方法和教學手段進行改革。

3.1 啟發(fā)式教學

從問題的提出到引導學生思考，再到對結論的假設和求證，激發(fā)學生的求知欲，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，例如，講到組合邏輯電路設計時，可以通過比較貼近于生活的實例來激發(fā)學生的設計欲望，可以舉一個火車進站與出站調度信號控制的實例：

首先問題的提出：

1）鐵路安全問題今年來頻頻出現(xiàn)，特別是全國火車大提速后，此問題如何解決？

2）經(jīng)統(tǒng)計研究，大部分事故因火車班次調度有誤引起。

3）作為一名電氣工程師，你該如何解決這個問題？

4）如何利用組合邏輯電路設計步驟解決火車調度問題？

通過問題的提出將這樣一個現(xiàn)實生活中的常見問題轉化為該次課所上的內容中來，接下來導入實際問題：

例：旅客列車有特快、普快和普客3種，在同一時間，只允許有一列客車從車站發(fā)出，即只能給出一種開車信號，上述3種客車的優(yōu)先級別是特快最高，其次是普快、普客。 試用優(yōu)先編碼器實現(xiàn)上述邏輯要求。

接下來引導學生分析：請求信號有3個，分別為特快、普快、普客3種列車的請求開出信號，而站里發(fā)出的允許信號為輸出信號，根據(jù)組合邏輯電路設計步驟，求解其邏輯圖。

最后按照邏輯電路設計的步驟解題。

3.2 EDA仿真軟件與多媒體結合教學

《數(shù)字電子技術》課程的顯著特點是圖表大、信息豐富，且電路狀態(tài)的變化是動態(tài)的，因此可采用EDA軟件畫出不同的控制方式電路，并將對應的仿真結果以波形圖方式給出，讓學生直觀形象地領會所學內容，提高學習效率。

4 結束語

《數(shù)字電子技術》課程的教學創(chuàng)新改革應適應數(shù)字電子技術發(fā)展的現(xiàn)狀，在內容及教學重點上相應調整，此外，為了使學生更直觀更容易理解數(shù)字電子技術的設計過程，應加強與實際生活的聯(lián)系以及實踐環(huán)節(jié)的設計與創(chuàng)新。

【參考文獻】

[1]薛延霞，鄭燕.數(shù)字電子技術課程教學改革的探討[J].西安郵電學院學報，2006（11）.

[2]佘新平，余士求，余厚全.數(shù)字電子技術課程實驗教學改革探索[J].實驗科學與技術，2012（10）.

[3]劉銀萍，陳惠珊.數(shù)字電子技術實驗教學改革的探討[J].實驗室研究與探索，2006（25）.

[責任編輯：侯天宇]