郭艷平

（中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 中山 528436）

1.引言

數(shù)字電子技術(shù)是電子信息類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程[1-2]，其它專業(yè)基礎(chǔ)課程還包括：電路、模擬電子技術(shù)，這三門課程是學(xué)習(xí)后續(xù)專業(yè)核心課程的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，例如電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)核心課程主要包括：電機(jī)與拖動(dòng)、單片機(jī)、PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與維護(hù)等。根據(jù)專業(yè)調(diào)查結(jié)果可知，電子信息類專業(yè)畢業(yè)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用能力相對(duì)薄弱，與企業(yè)對(duì)應(yīng)崗位的能力需求之間有明顯差距，究其原因還是實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)僅僅訓(xùn)練學(xué)生基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，即教學(xué)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)缺乏專業(yè)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，每門專業(yè)課的外延不夠，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行改革勢在必行[3-4]，本文以數(shù)字電子技術(shù)為例構(gòu)建了“一體化 三階梯”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，實(shí)踐證明該實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ叫Ч己?，具有一定推廣到其它專業(yè)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的價(jià)值。

2. 實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀分析

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容趣味性不足

雖然數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教材可供選擇的很多，但是比較其基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，發(fā)現(xiàn)均為只涉及單個(gè)知識(shí)點(diǎn)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏多個(gè)知識(shí)點(diǎn)交叉，甚至多門相關(guān)專業(yè)課程知識(shí)點(diǎn)交叉的專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒有隨著企業(yè)技術(shù)手段的進(jìn)步進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置也不夠貼近學(xué)生生活，即不能激發(fā)學(xué)生的求知欲望和探索興趣，難以吸引學(xué)生的精力投入和興趣點(diǎn)[5-6]。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容專業(yè)綜合性不夠

現(xiàn)有的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)只關(guān)注學(xué)生單個(gè)知識(shí)模塊的掌握和和單項(xiàng)技能的訓(xùn)練，且只針對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)容的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏將專業(yè)其它課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合的專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)，即沒有將學(xué)生的知識(shí)點(diǎn)結(jié)成一張網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致其知識(shí)的靈活運(yùn)用和實(shí)踐應(yīng)用能力較弱，如果將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)難易程度和綜合程度進(jìn)行“一體化，分階梯”的設(shè)置，即可以拓寬學(xué)生的專業(yè)視野，也可以根據(jù)學(xué)生的能力實(shí)現(xiàn)分層培養(yǎng)[7]，進(jìn)而從根本上扭轉(zhuǎn)學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)，難以對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容發(fā)生興趣的局面，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)靈活運(yùn)用技能的目的。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和方法亟需改進(jìn)

目前，職業(yè)院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革的呼聲很高，但是符合認(rèn)知規(guī)律和專業(yè)漸進(jìn)學(xué)習(xí)模式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和模式很少，各大高校的教學(xué)方法和過程基本相似，即學(xué)生預(yù)習(xí)、教師詳細(xì)講解、學(xué)生“照貓畫虎”的實(shí)驗(yàn)步驟操作，在這種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ街?，學(xué)生的自主能動(dòng)性沒有被調(diào)動(dòng)起來，只要熟記實(shí)驗(yàn)步驟和操作方法，在不用自主獨(dú)立思考的情況下就可以完成實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式在訓(xùn)練學(xué)生的基本操作技能方面有其可取之處，但學(xué)生的專業(yè)知識(shí)靈活運(yùn)用能力、分析問題和解決問題的能力難以得到提高，同時(shí)對(duì)學(xué)生思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高存在一定的局限性[8-10]。所以這種教學(xué)模式和方法亟待改進(jìn)，以更好的適應(yīng)人工智能時(shí)代背景下，市場對(duì)技術(shù)技能人才的需求改變。

2.4 沒有統(tǒng)一的電子元件庫，難以保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

在各方的共同努力下，學(xué)校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)硬件和軟件資源明顯改善。但是在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中還是存在教學(xué)資源匱乏的問題，例如沒有建立元器件統(tǒng)一采購和調(diào)配機(jī)制，這在一定程度上制約了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高。以數(shù)字電子技術(shù)等專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)為例，現(xiàn)在的做法是任課教師事先設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容，再采購元器件，學(xué)生動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程，各個(gè)不同專業(yè)課任課教師各自為政，不統(tǒng)一，不協(xié)調(diào)，這種做法的后果是：采購來的元件質(zhì)量參差不齊，用不完的元器件浪費(fèi)，每一個(gè)學(xué)生做的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)內(nèi)容都是相同的，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)開放性，更難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。因此有必要對(duì)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行深入的研究和探索，為專業(yè)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革尋找新路[11-12]。

3.“一體化，三階梯”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建

3.1 “一體化、三階梯”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建

“一體化，三階梯”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式主體思想見圖1：

圖1 “一體化，三階梯”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式主體思想示意圖

精簡數(shù)字電子技術(shù)課程的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)部分內(nèi)容，使其雖然以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，但在加深理論知識(shí)點(diǎn)的理解、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)技能操作和激發(fā)學(xué)生自主思考能力三個(gè)方面取得平衡，再逐步過渡到多知識(shí)點(diǎn)的交叉應(yīng)用。在綜合實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，將至少兩門專業(yè)課的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行交叉，設(shè)計(jì)具有一定綜合性的實(shí)驗(yàn)，例如與模擬電子技術(shù)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)的競答器電路實(shí)驗(yàn)；將數(shù)電+模電+單片機(jī)的知識(shí)來綜合實(shí)現(xiàn)數(shù)字秒表功能；甚至進(jìn)一步擴(kuò)展更多的專業(yè)知識(shí)，形成一個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)，例如加入電機(jī)的相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制和電機(jī)的速度測量功能等，這樣即使數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)技能和應(yīng)用得到鞏固，又加強(qiáng)了不同專業(yè)課之間的橫向聯(lián)系，為后續(xù)的畢業(yè)綜合實(shí)踐和實(shí)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)，專業(yè)綜合應(yīng)用和專業(yè)綜合設(shè)計(jì)以設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主線，在深入理解現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上，開展發(fā)現(xiàn)缺陷、分析缺陷、彌補(bǔ)缺陷的頭腦風(fēng)暴，以此模式培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能應(yīng)用、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新技能，在每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)上力求融知識(shí)性、趣味性、應(yīng)用性、開放性為一體，凸顯個(gè)性化培養(yǎng)模式。

3.2 “一體化、三階梯”的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建

實(shí)驗(yàn)性質(zhì) 知識(shí)點(diǎn)交叉課程 實(shí)驗(yàn)名稱及功能描述基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)1.與門、或門、非門邏輯功能測試2.與非門；或非門；與或非門、異或門及同或門邏輯功能測試3.全加器電路設(shè)計(jì)及功能測試4.編碼器、譯碼器、比較器和數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能測試5. D和J-K觸發(fā)器功能測試6. N進(jìn)制計(jì)數(shù)器和寄存器的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)7. 555 定時(shí)器無1.基本邏輯門功能測試2.復(fù)合邏輯門功能測試3.組合邏輯電路分析與設(shè)計(jì)4.集成邏輯芯片的功能測試及應(yīng)用5.觸發(fā)器相關(guān)知識(shí)理解6.時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用7. 555定時(shí)器的工作原理及邏輯功能綜合實(shí)驗(yàn)1.脈沖信號(hào)發(fā)生器2.八位數(shù)-模轉(zhuǎn)換器和八位模-數(shù)轉(zhuǎn)換器3.智力競賽搶答裝置4.電子秒表5.數(shù)字時(shí)鐘的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)模擬電子技術(shù)1.一個(gè)指定頻率的脈沖信號(hào)發(fā)生器2.數(shù)字信號(hào)-模擬信號(hào)相互轉(zhuǎn)換3. 6 路搶答器4. 24秒計(jì)時(shí)進(jìn)位實(shí)現(xiàn)5.數(shù)字60秒計(jì)數(shù)+進(jìn)位+分計(jì)數(shù)電路專業(yè)實(shí)驗(yàn) 1.無線溫度探測小車2.數(shù)字電子秤模擬電子技術(shù)+單片機(jī)+C語言+電機(jī)1.電機(jī)驅(qū)動(dòng)+溫度探測+無線通信2.自動(dòng)稱重+數(shù)字顯示+自動(dòng)控制

以數(shù)字電子技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，形成一體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，按先后順序和難易程度成三個(gè)階梯，分別為：

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，即幫助學(xué)生理解邏輯代數(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，并進(jìn)一步掌握常用的基本和符合邏輯門電路的功能測試步驟，組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)是數(shù)字電路的核心內(nèi)容，通過基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)掌握常用IC芯片的功能表閱讀，根據(jù)典型電路和外圍元器件功能特點(diǎn)，分析和設(shè)計(jì)特定功能的邏輯電路。

綜合實(shí)驗(yàn)，和模擬電子技術(shù)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行有機(jī)融合，設(shè)計(jì)脈沖信號(hào)發(fā)生器、八位數(shù)-模轉(zhuǎn)換器、八位模-數(shù)轉(zhuǎn)換器、智力競賽搶答器、電子秒表、數(shù)字時(shí)鐘六個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)，這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)貼緊學(xué)生生活，趣味十足，同時(shí)又有一定的專業(yè)知識(shí)融合，通過三屆學(xué)生的實(shí)踐，已經(jīng)形成成熟的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)有機(jī)融合的綜合實(shí)驗(yàn)手冊(cè)。

專業(yè)實(shí)驗(yàn)，即在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步融合更多的專業(yè)知識(shí)模塊，通過融合單片機(jī)、模擬電子技術(shù)、電機(jī)、傳感器和C語言等，形成了2套較成熟的專業(yè)實(shí)驗(yàn)，即無線溫度探測小車和數(shù)字電子稱，在實(shí)驗(yàn)實(shí)施過程中，學(xué)生普遍興趣盎然，有層層進(jìn)步和“水到渠成“的感覺，在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)刻，巨大的成就感悠然而生。

數(shù)字電子技術(shù)是電子類專業(yè)人才培養(yǎng)中一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過“一體化，三階梯“實(shí)驗(yàn)教學(xué)，幫助學(xué)生不僅掌握電子信息基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)應(yīng)用電路設(shè)計(jì)，進(jìn)而拓展其專業(yè)應(yīng)用場景，從而培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐應(yīng)用能力的電子人才。

3.3 “一體化，三階梯”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的特點(diǎn)

以數(shù)字電子技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，建立的“一體化，三階梯”實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的特點(diǎn)主要有以下兩點(diǎn)：

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)在加深理論知識(shí)點(diǎn)理解、培養(yǎng)基礎(chǔ)操作技能、激發(fā)學(xué)生自主思考能力之間取得平衡，使學(xué)生具有厚實(shí)的理論和操作基礎(chǔ)；專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)同其它專業(yè)課的橫向聯(lián)系，使學(xué)生的專業(yè)知識(shí)模塊“連成線，結(jié)成網(wǎng)”，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用專業(yè)知識(shí)和實(shí)際分析、解決問題的能力。該實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降膬?nèi)容設(shè)置依從認(rèn)知規(guī)律，以構(gòu)建理論為總體指導(dǎo)思想，從而達(dá)到培養(yǎng)具有一定操作技能和創(chuàng)新應(yīng)用能力的職業(yè)技術(shù)人才目的。

根據(jù)職業(yè)創(chuàng)新型和技能應(yīng)用型人才成長的規(guī)律，以激發(fā)學(xué)生主觀能動(dòng)性教學(xué)為導(dǎo)向，打破課程之間的固有界限，進(jìn)行課程內(nèi)容和教學(xué)模式的整合，以期達(dá)到市場對(duì)職業(yè)技能人才的要求。