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数字电子技术课程总结

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数字电子技术课程总结

数字电子技术课程总结范文第1篇

关键词:中等职业学校 电子技术课程 动手能力 校企合作 学生就业

中图分类号:G718.3 文献标识码:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.20.086

1 深入认识电子技术课程

电子技术课程是一门包括“模拟电子技术”和“数字电子技术”两大门类,注重理论和实践的的课程,模拟电子技术是对仿真信号进行研究并进行模拟电路的一门技术,数字电子技术是将模拟信号转换成数字信号,再利用数字信号的处理优势将信号根据实际需要转换成输出信号的一门新兴技术。在当今的中等职业学校,已经逐渐成为培养学生实际动手能力培养的重要课程,随着社会上电子技术不断迅速更新换代,新技术、新元件、新方案的不断涌现,在电子技术课程中调动学生的兴趣和积极性,提高学生实际操作能力显得尤为重要。

2 在电子技术课程提高动手能力的重要意义

电子技术不断发展,日新月异的社会需求,课标的改革不断深入,招聘市场竞争的激烈化等等各方面因素都在要求中等职业技术学校在电子技术课程中不断提高学生的实际动手能力,面向社会需要,提高自己在竞聘时的竞争力。“高、精、尖”类的人才可以更好地满足市场需求,敢于创新、富有技能、实干型的人才也独守各大企业的青睐;培养学生动手能力也是各中等职业技术学校教学能力的一个体现,既可以充分利用学校的各类软硬件资源,也可以减轻教师负担,提高学生自己的各方面能力;学生动手能力的提高,不断充实自己,是提高自身竞争力的体现,尤其是在电子技术课程这一方面,学生动手能力的高低将会直接影响学生对知识的掌握、对各电子器件的熟练应用、对日新月异的电子技术的操作,有利于将来在工作岗位上的立足,对电子技术的发展做出贡献。

3 参考当下电子技术课程,为提高学生动手能力提出建议

3.1 完善各类软硬件设施,加强校企合作,采用实训教学模式,在电子技术的实践中提高学生动手能力

中等职业技术学校教学设施的完善是学生学习电子技术课程的主要保障,也只有在软硬件设施齐全的条件下,学生才能够真正了解电子技术课程,在实践练习中不断提高实际动手能力,相对于以往的传统教学模式,只是简单借助课本和以往的案例分析来学习电子技术课程,严重与当今日新月异的电子技术脱轨,学生学到的知识早已经落伍,锻炼的能力也无法应用到实际操作中,完善电子技术设施,让学生们到电子技术的实验室当中动手操作,保持与社会上电子技术的更新步调一致,这样学生学习到的知识和能力才是符合当下市场实际需要的,才能够真正达到为社会输送人才的目标。

校企合作是我们中等职业技术学校的一大亮点,具有其他教学模式无可比拟的优势。面对当前激烈的社会竞争,校企合作,专注于培养专向人才,有针对性地对电子技术课程教学完善补充,突出了学生的实用性和实效性,使得学校的教学工作与企业的长远发展得到共赢的局面。电子技术课程与相关企业合作,为学生提供在工厂、企业实践的机会,学生可以接触到当下社会上的主流电子技术,并在实践当中不断操作,提高自己的实际动手能力,是一个主动发现问、主动解决疑惑、主动获取新知的过程,工学结合,注重实训。这样的实训模式对学生动手能力的培养提高有着明显的作用,同时还能使得学校与企业得到双赢的局面,我们应当大力推广普及。

3.2 学校各单位、教师积极培养学生对电子技术的兴趣,积极引导学生自主动手学习研究电子技术课程

兴趣是最好的老师,引导着学生不断探索学习,不断进步。学生对电子技术课程的兴趣往往来自两个方面,一是学生自己对本课程固有的喜欢,二是通过教师的培养,由被动接受转为主动喜欢,由此可见,教师在教学过程中注意培养学生对电子技术课程的兴趣是一项很重要的工作,注意引导学生对这门课程的兴趣,善于挖掘学生在学习中的闪光点,调动起学生的积极性,鼓励学生主动参与其中,在兴趣的引领下进行学习,往往会达到事半功倍的效果。

3.3 引导学生在学习过程中勤思考多练习,鼓励学生之间的相互交流沟通,共同分享实践经验教训

在培养学生动手能力的过程中,学生是主体,而每一个主体的方式方法都不尽相同,所以,教师就应当善于引导学生在思考之后进行实践,注重相互之间的分工合作,不断沟通交流优秀的思考方式和操作方法技巧,注意总结成功的经验和失败的教训,扬长避短,解决难题。

3.4 定期更换教学方法,分析各类相关典型实例,做好总结工作

在提高学生动手能力的工作中各位教师的任务会更重要,引导、启发、鼓励学生,改变传统的学生被动接受的教学模式,分析典型的实例,在此基础上进行创新研究,鼓励培养学生在学习电子技术课程过程中敢于质疑、敢于设计、敢于实践的精神,主动发现疑惑、解决难题,在教学过程中,可以分组讨论并进行电子技术实践、电子技术实例重新模拟、学生讲授电子技术实验课等等模式来教学,注重总结,与学生互动交流。

4 小结

目前,中等职业学校毕业生已成为企业一线操作工的主要力量,而中职电子技术课程的开设与教学情况势必对机械操作类企业的生产起着重要的作用,而在教学中积极培养和锻炼学生的实际动手能力的是教学工作中的一个不可分割的重要环节。中职学校要综合利用各种资源,提高学生学习兴趣,注重培养动手能力,促进学生的就业工作,为社会输送实用型、实效型的人才。

参考文献:

[1]付丽,罗钧,孟丽娅.实验教学改革与创新型人才的培养[J].实验科学与技术,2011,(1).

[2]张晓东,李秀娟.开放实验室在促进学生科技竞赛中的作用[J].实验科学与技术,2010,(4).

[3]徐雅云.电工电子实验教学中学生动手能力和创新能力的培养[J].内江科技,2008,(12).

[4]苏建欢.基于学生能力培养的电子技术实验课程教学改革探讨[J].科技信息(学术研究),2008,(29).

数字电子技术课程总结范文第2篇

关键词 数字电子技术 项目式教学 应用型本科院校

中图分类号:G424 文献标识码:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.02.051

Practice of Project-based Teaching in Applied Undergraduate Colleges

――Take Digital Electronic Technology Course as an example

SHI Jingwen

(Zhijiang College of Zhejiang University of Technology, Hangzhou, Zhejiang 2310024)

Abstract Project-based teaching is flourishing in new teaching methods German vocational education, teaching reform in the ascendant in today's universities. This paper describes the traditional teaching of "Digital Electronic Technology" with respect to application-oriented colleges drawbacks, and teaching projects elaborated in "Digital Electronic Technology" course in the implementation process and assessment methods.

Key words Digital Electronic Technology; project-based teaching; applied undergraduate college

1 数字电子技术课程教学中存在的问题

数字电子技术课程于2002年在之江学院开始授课,历时十年多。这期间课程的理论和实践教学虽然进行了一系列的建设,但目前的教学还是拘泥于传统的教学理念和教学方法,存在较大的弊端。具体来说有以下几点:

(1)从教学内容的侧重点上,偏重理论,在实践性上非常欠缺。数字电子技术课程的主要目的是要教会学生应用基础知识,设计出各种功能的数字电路。设计某一具体电路的完整步骤是用户提出设计任务或要求设计者查阅资料,制定设计方案根据理论知识设计电路图对电路图仿真(验证其正确性)制作实物并完成调试。目前课程教学活动仅到设计电路图为止,仅是完成了纸上谈兵的设计。这样,一来给学生造成“工程设计仅是理论设计”的假象,使学生对具体实践不够重视,二来会使学生在参加课外科技活动、大学生电子设计竞赛、毕业设计的实物制作时感到无从下手,从而丧失信心和兴趣。

(2)从实验教学上,对学生的动手能力,特别是解决实际问题的能力的培养不够重视。实验课的教学目的,一是检验理论知识,在实验中获得理论知识的直观认识,加深理解;二是在实验中锻炼提高学生的动手能力和解决实际问题的能力。对于第一个目的,只要学生认真预习,大部分都能达到。对于第二个目的,就目前情况来看不容乐观。在实验中,由于芯片损坏或导线断开而使电路调试不成功时,学生的第一反应就是“我的电路连线是对的,电路调不出来又不是我的责任”。而在具体工程项目制作中,电路设计好后的调试时间一般要占到整个工程的一半时间。

(3)从考核方式上,偏重理论,手段单一。目前,数字电子技术课程的理论和实验是分开设课、分开考核的。由于实验课的学分较少(1个学分),学生普遍对实验课不太重视。理论考核分两部分,期末考试占80%,平时作业和考勤占20%。所以实际上该课程的考核还是以理论的卷面考试为主,对学生动手能力和创新能力的考核所占的比重非常少。

综上所述,无论从教学内容上还是考核方式上,无论从理论教学还是实验教学的角度看,目前数字电子技术课程还是较多地沿袭了普通本科院校偏重理论的精英教育,不太符合之江学院这类应用型本科院校以培养高素质应用型人才为目标的教学要求。

2 项目式教学于数字电子技术课程的意义

为了改变目前教学活动的弊病,本次教学改革采用了项目式教学法。项目式教学法从理论上起源于美国,实践上盛行于德国。2003年7月,德国联邦教育部职教所制定了“以行动为导向”的项目教学法,将这种先进的教学方法进行了推广。①项目式教学是师生通过共同实现一个完整的项目工作而进行的教学活动。其教育理念的核心就是以项目为载体,任务为驱动,训练为主线,学生为中心,教师为主导。

对于数字电子技术课程,可以通过形象而又有趣的项目任务(如表决器、电子秒表等)的布置,化抽象的理论学习目标为具体可见的实物,极大地激发了学生的学习兴趣和积极性。学生可在完成项目的过程中,加深理论知识的理解,锻炼实践动手能力,达到“在做中学,在学中做”的目的。因此,项目式教学法能极好地克服目前数字电子技术课程中“重理论轻实践,重知识轻技能”的弊病,切实提高学生的实践能力。

3 项目式教学在数字电子技术课程中的实施

3.1 项目的选取

既然是以项目为载体进行的教学活动,选择合适的项目就是教学的关键。这里的项目是指针对课程教学内容而设计的,能由学生独立完成又可收到良好教学效果的数字电路设计制作任务。

(1)项目的选取原则:①项目要包含大部分的教学内容,包含尽量多的知识点。②项目要有趣味性,能对学生产生较大地吸引力。对于刚刚接触专业的大二学生,在项目电路中增加发光二极管、数码管、蜂鸣器这些有声光反应的器件,还是有很大吸引力的。③多个项目之间要由层次感,②逐渐从易到难,保证项目制作的成功率。对没有焊接过通用板的大二学生,项目选题不宜过大过难,要有个渐进过程。

(2)具体项目。结合课程内容,根据选取原则,在整个教学活动中拟选择5个项目进行实施,如表1所示。

表1 项目一览表

3.2 教学实施过程

在项目实施前,先进行了分组工作:以2~3学生为一个项目小组。每组选择一位项目组长来负责教学活动的展开。下面就以“倒计时电路”为例,具体阐述该项目的教学实施过程。

(1)布置任务及分析项目。首先由老师向学生布置“倒计时电路”项目的要求,并指导学生对项目进行分析,明确项目所涉及的知识点。在分析项目时,教师可提出一些引导性的问题帮助学生理解项目,如倒计时电路可用在日常生活中的哪些场合,是如何工作的,有哪些功能部分,每个功能部分包含哪些理论知识点,哪些是已学的,哪些是要学的。

(2)讲授理论知识。由教师讲授理论性较强的教学内容,如触发器的电路及功能、二进制计数器的电路构成、任意进制计数器的产生等。继而用两个基础实验(触发器的的应用、计数器的设计与调试)来巩固和加深这两个新学知识点的理解。

(3)项目小组自主设计电路及仿真。根据对项目的分析,倒计时电路可分为三个子项目:脉冲源产生电路、N进制计数器、译码及显示电路。项目小组由此对成员分配具体任务,查阅资料、制定方案、设计电路图、仿真验证,这些环节由学生在课外自主完成。

(4)开展项目方案讨论课。在学生设计好电路图后,开展答辩式的课堂讨论,对各个小组的电路进行展示。主要方法是抽取各小组中的一人讲解电路原理,并回答教师或其他小组的提问。

(5)项目电路制作及调试。实物制作和调试部分均在实验室由各项目组自主完成,教师从旁指导。这个环节是锻炼学生动手能力的关键所在。学生遇到电路问题时,教师应鼓励学生拿起万用表,耐心地进行调试。

(6)检查及总结。总结是项目教学的重要环节,教师可以对每组在项目设计和制作过程遇到的问题进行归纳总结,其目的是帮助学生对知识、方法在项目中的应用进行反思,从而达到对项目的再认识,做到“实践理论再实践再理论”的升华。总结后,各项目组提交项目报告。在项目完成后,教师要对每个小组的项目完成情况进行评价,以作为期末总评的考核依据。

4 数字电子技术课程的考核方法改革

课程考核分为三大部分:平时(作业及考勤)占20%,项目占40%,期末考试占40%。与原有评价方法相比,主要的变化是期末考试从80%降到40%,减少的40%由项目实施过程的评分得到。项目的考核是一个过程考核,即对每个项目实施过程的考核评价。5个项目在项目总分中各占20%,每个项目的考核内容可包括项目设计、课堂阐述、项目制作、项目报告四个方面;考核方式包括教师的评价、小组成员间的互评和自评。期末考试采用传统的笔试形式,考核学生的理论知识,特别是在项目中没有涉及而又需要掌握的知识点,也可使学生在期末复习的过程中对课程内容形成系统性的概念。

上述的评价体系,大大增强了实践内容的考核,不仅有利于学生改变注重理论,轻视实践的观念,提高学生的动手能力和创新能力,而且更加契合数字电子技术课程的应用性特点,还课程的本来面目。

5 结语

经过3年的教学改革实践,摸索出了一套切实可行的教学体系,取得了良好的教学效果。若要将项目式教学在所有班级进行推广,就必然要考虑相应的教学成本,主要包括元器件的耗材成本和教师的人力成本。前者投入不大,后者若要进行小班化教学,就需增加教师人手。另外,从培养学生能力的角度来看,光有一门课程是远远不够的。因此,建议在制定学生的培养计划时,能否每个学期都开设一门类似项目式教学的课程,以强化学生的自主学习能力和实践动手能力。

基金项目:浙江工业大学2011年教学方法改革专项项目,项目编号:JGZ1115

参考文献

数字电子技术课程总结范文第3篇

【关键字】课程项目设计,任务驱动教学法,数字电子技术,评价标准

在高职院校电子信息与通信类专业中,数字电子技术是一门重要的专业基础课程。由于此课程逻辑性强、与电子技术联系紧密,而多数高职院校学生对基础知识的掌握程度一般,使许多学习该课程的学生感到理论知识过多、难以理解透彻,甚至失去学习兴趣。因此,如何让理论联系实际,培养学生的学习兴趣,提高学生的动手能力,让学生从课程教学中获得解决问题的能力,是所有数字电路课程教学同仁们亟待解决的问题。为此,本文从课程项目设计的环节着手,探讨数字电子技术课程的教学改革思路。

课程项目设计思路

1、简化理论推导,突出实用价值

考虑到高职学生的学习特点和实际情况,根据教育部《国家中长期教育改革和发展规划纲要》的文件精神,以培养技能型人才为目标,在模拟电子技术课程单元设计中,遵循简化理论推导,突出课程实用价值的原则。高职院校培养的是技能型人才,是动手能力强,能在一线岗位立即发挥作用的实用性人才,这些原则目标体现在教学中,就是要把繁琐原理性推导内容大量压缩简化,够用就行;突出课程的实用价值,突出课程和产品设计、仿真、生产、检测等环节的关系,体现本课程在实际工程应用中的基础地位。

2、注重实践操作,激发学习兴趣

在数字电子技术课程中的教学实践证明,注重实践操作,是激发学生学习兴趣的有效途径。注重实践操作,就是要注重实验、实训等实践动手环节。实验是验证理论知识的正确性,有助于学生对课程内容的理解,有助于学生对示波器、信号发生器等实验仪器的熟练操作使用;实训一般分阶段进行,是对知识点阶段性总结提高的有效手段。

3、细分知识重点,任务驱动教学

数字电子技术课程的内容多,知识重点多。在课程项目设计中要把它们逐一细分,分成若干个项目,采用任务驱动教学法,用任务目标—理论教学—实验教学—课程任务设计等四个教学环节贯彻整个项目。

4、建立评价标准,科学评价效果

一个良好的教学方法少不了良性的反馈。教师教的怎么样,学生学的怎么样,要有统一的、合理的、科学的评价标准。有了标准,才能评价不同教师、不同学生使用一样的教学方法时的效果,才能促进教学相长,才能迅速提高教师的教学水平。根据评价标准去合理评价教师和学生教和学,引导教师更加娴熟地使用这种教学方法,学生更快地适用这种教学方法,使师生受益,培养出符合时代要求的技能型复合人才。

具体项目设计

数字电子技术课程总结范文第4篇

【关键词】教学方法 项目驱动 一体化 表决器 组合逻辑电路

【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)06-0241-01

引言

数字电子技术课程是电子、通信、自动化等理工科专业的基础课程。该课程知识点多,逻辑性强,且理论与实践结合密切,掌握基本理论和实践技能可为后续课程打下基础。学校在培养学生时应以市场为导向,以创新为动力,培养具有自学能力、创新意识、实践能力及团体协作能力的技能应用型人才。数字电子技术主要分为组合逻辑电路和时序逻辑电路,在教学方法上,采用了项目驱动,任务导向的一体化教学,起到了较好的学习效果,下文以组合逻辑电路中三变量多数表决器为例阐述。

1.项目驱动一体化教学

数字电子技术课程教学方法很多,可以采用传统的板书讲授法、多媒体讲解演示法、图示法、螺旋上升式和支架式教学法、支架式问题启发式教学法、比较法、项目导向-任务驱动教学法等[1],各种教学方法各有利弊。在授课过程中应选择合适的教学工具,根据教学目的和内容特点将各种方式有效组合利用,以便使学生真正成为学习的主导与主体,激发他们更好的学习这门课程。

项目驱动一体化教学就是:即依附一个应用项目,设定具体任务,几人一组让同学分工合作进行理论设计[2],实现理论教学区,模拟操作区,岗位训练区,实现教学场地“空间一体化”。项目驱动一体化教学体系框架结构如图1所示。

2.应用实施步骤

(1)布置项目:表决器在选举及投票时用的非常多,是比较贴近实际的一个产品。该项目要求利用所学的组合逻辑电路知识[3],设计一个至少3变量的多数表决器,表决时无弃权情况。学生4人为一个小组,分工协作,共同完成理论到实践设计。

图1. 项目驱动一体化教学体系框架结构图

(2)理论教学区――电路理论设计:组合逻辑电路设计步骤:逻辑抽象,函数表达式,选择器件,电路连线。由项目要求可知,输入有3个,设为ABC,输出1个设为Y,可依此列出真值表,写出函数表达式如下:

选择器件,电路连线:

方案一:采用小规模集成门电路设计(门电路),从电路器件数目少,种类少的角度考虑,选用与非门设计电路图如图3(a)所示。

方案二:采用中规模集成芯片设计(译码器和数据选择器)。用3-8译码器74HC138及双4选1数据选择器74HC153根据函数构建实现,连线如图2(b)(c)所示。

(a)门电路 (b) 74HC138 (c)74HC153

图2. 三变量表决器电路设计图

(3)模拟操作区――软件模拟仿真:选用元器件及仪表与实物较接近的Multisim10,该软件的元件库提供了数千种电路元器件及其理想值,另外仪器库中的数字万用表,逻辑分析仪,函数信号发生器等多种电工电子仪表可供选用[4]。让学生根据所采用的器件进行Multisim模拟仿真,采用门电路进行的软件模拟如图3所示,当代表三变量的开关ABC有2个以上接高电平时,与G4与非门相接的灯就会点亮,表示方案通过。

图3. 采用门电路构成的3变量表决器

(4)岗位训练区――版图绘制及DIY、元件焊接调试[5]:采用Protel99SE进行PCB版图的设计;接下来进行PCB制板,看是否达到设计要求的效果。学生此部分若未学过Protel可先暂不操作。

(5)各组答辩、评价:根据各组理论设计、软件模拟、实物制作情况,给予合理的评价,总结各组的优缺点,看是否符合起初设计规定的要求,鼓励学生设计中的创新之处,让学生感到自学的快乐。

3.总结

项目驱动一体化教学法使学生通过一个与现实紧密的项目操作,完成理论教学区,模拟操作区,岗位训练区,实现教学场地“空间一体化”教学,使学生在学习数字电子技术的课程中,可以做到突出应用主线,注重学用结合,更好的培养学生创新、团体协作能力,为其以后提供更为广阔的发展空间。

参考文献:

[1]刘岩梅.浅谈数字电路的教学方法[J].科技信息,2010(26):132

[2]蒋淑明,项目教学法在数字电子线路课程教学中的应用[J].实践与探索,2010(6):158-159

[3]刘海燕 贾燕茹,《组合逻辑电路设计》的课堂教学设计与实践[J].郑州铁路职业技术学院学报,2010(2):61-63

数字电子技术课程总结范文第5篇

数字电子技术实验课程是电气类、自动化类、信息类等相关专业的专业基础课,主要培养学生实际动手解决问题和分析问题的能力。从传统数字电子技术实验课程的弊端,提出新的改革方法,增加了综合设计性实验,采用自顶向下分模块设计的方法,就如何提高学生的动手能力和工程实践能力方面进行了讨论。实践表明,数字电子技术实验课程教学改革取得了明显效果。

关键词:

数字电子技术实验课程;综合设计性实验;动手能力;工程

数字电子技术课程是电气类、自动化类、信息类等相关专业必修的专业基础课,在整个大学阶段的学习中,起着承上启下的作用,是基础课和专业课之间的桥梁。数字电子技术课程旨在培养学生发现问题和解决问题的能力,而这种能力,最终体现在动手能力的提高。对在校大学生而言,培养学生实践中发现问题和解决问题的能力,最初就来源于实验课程。所以,数字电子技术实验课程责任重大。中北大学电工电子实验教学中心属于国家级实验教学中心。一直以来,电工电子实验教学中心在校院两级领导的支持下,无论在软件还是硬件设施建设方面都取得了巨大的发展。实验教学目标逐渐从“基础实践教学”到“工程创新能力培养”层次。实验环节分为基础性实验、提高性实验、综合设计性实验三个阶段,不断提高学生的工程实践能力和创新能力,培养动手能力强、创新能力强、适应经济社会发展的高质量工程人才[1]。

1创建新型数字电子技术实验课程教学体系

数字电子技术课程一般设置在本科二年级第二学期或者本科三年级第一学期,同学期学习数字电子技术实验课程。这个阶段,学生并没有接触专业课,数字电子技术是基础课到专业课的一个转变,所以这一阶段学生的学习,需要循序渐进式地从理论到工程性进行,不能一蹴而就。目前开设的电子技术实验课,很多为验证实验,在实验箱上按照教师的指令去操作,观察实验现象。这一类实验,可以很好地让学生对所学理论知识有一个感性的认识,但它同时也对培养学生的工程实践能力存在不足,所以需要提高性实验,让学生很好地认识到所学理论知识的应用性。而改革之后新加入的数字系统设计为综合设计性实验,能培养学生工程实践能力。改革前实验学时及属性,表2为改革后的实验学时及属性。改革后的实验教学内容,压缩了验证性实验和提高性实验的学时,增加了数字系统设计。实验教学的改革,能培养学生掌握复杂数字系统的设计方法和自顶向下分层次模块化的设计方法,巩固对组合逻辑和时序逻辑电路设计方法的学习,提高综合运用理论知识解决实际问题的能力,提高创新能力,但并没有减弱验证性实验和提高性实验的作用。

1.1验证性实验

数字电子技术实验课目的在于培养学生在电子设计和制作方面的能力,良好的基本功是必要的。验证性实验的内容以基本门电路和触发器为基础,培养学生扎实的基本功。这一类型的实验,教导学生认识常用元器件,电路连接方法、装配方法,基本电子电路工具的使用以及相关电子仪器的使用。具体来说,改革后数字电子技术实验课程的验证性实验包括:TTL门电路、集电极开路门和三态门逻辑功能及参数测试、触发器实验。这些实验用4学时完成,所占实验学时较短,只是让学生认识一些集成芯片、会使用多种常用集成门电路和掌握若干基本电路的设计和装调,之后可以进行提高性实验。

1.2提高性实验

提高性实验是在学生认识一些基本门电路和掌握一定的电子技术知识之后,由任课教师指定大部分元器件,提供大部分电路图,从最基本最典型的单元电路的设计开始,逐步加深和扩展。提高性实验包括:SSI和MSI组合逻辑电路设计与实现、时序逻辑电路实验、计数器实验(EDA实验)、555定时器应用实验、A/D与D/A转换器实验。这一类型实验在12学时完成,为总学时一半,所占实验学时较长。在这一阶段,由教师指定一些具有综合设计性实验的题目,指导学生对题目进行分析研究。以交通信号灯控制系统设计为例,学生通过观察交通信号灯的工作过程,思考一些问题:交通信号灯的一个周期包含哪几种状态?交通信号灯从一个状态到另一个状态,转换的条件是什么?以现有的知识,设计一个实现方案。然后把综合设计性实验分解在各个提高性实验中完成。对提高性实验而言,如同堆积木一样,先对它分解,先单独设计装调与实验研究一个个模块,而这一个个模块,就是提高性实验的内容。如交通信号控制系统设计则是由指示灯显示模块、初始值控制模块、系统初始化模块、状态计数器模块、时间计数器模块、秒脉冲模块等组成,这些内容分散在组合逻辑电路实验、时序逻辑电路实验、计数器实验和555应用等实验中。利用计算机进行电子线路辅助设计可以缩短设计周期,提高设计的可靠性、经济型。在这个阶段,让学生学会一种数子电子技术的EDA工具软件,对电路进行设计、调试,为综合设计性实验的学习打下基础[2]。

1.3综合设计性实验

综合性实验共8学时,所占实验学时较重,这个实验阶段,把学生3人分为一个小组,以小组的形式进行。综合性实验分为三个阶段进行,第一阶段建立系统概念,在实验课初期进行;第二阶段设计各个模块,在提高性实验中进行;第三阶段构建系统,在提高性实验完成后进行。在综合设计性实验中,各个模块的实现,已经分散在提高性实验中进行,电路基本功能的实现,只需要将前面做过的一些功能电路,进行组合与装调,直到实现较为复杂的小型电子线路系统,这为一种方法。学生也可以根据自身情况,采用PLD器件实现。接着教师指导学生分析现有系统结构的优缺点,提出改进方法,尝试其他设计方法,或增加新功能。最后撰写报告,进行答辩。在综合设计性实验阶段,教师为指导者,把自交给学生。在此过程中,学生可以初步掌握中等规模电子线路设计方法,摸索探索性学习方法,并培养团队合作精神和良好的沟通协调能力[3]。为配合学生实验,实验教学中心在这个阶段实行全方位开放,配备专职实验指导教师。综合设计性实验内容鼓励学生也可自选有研究价值的科研题目,还可以根据教师的科研项目,利用实验设备在实验室进行实验,使学生得到更多工程实际锻炼,有效提升了实验课的价值。

2改革考核方式

对数字电子技术实验的考核也进行了改革,验证性实验共10分,提高性实验共50分,数字系统设计共40分。各个实验都必须写预习报告和实验报告,预习报告包括设计方案、硬件原理图、软件流程图,实验报告包括调试中遇到的问题、解决方案以及心得体会等[4-5]。验证性实验和提高性实验的分数中,预习和操作各占一半。数字系统设计实验,要注重培养学生的动手能力、工程实践能力、运用理论知识解决实际问题的能力、团队合作能力和总结表达能力等。数字系统设计共40分,包含内容比较多,分数分配如表5所示。以交通信号灯控制系统的设计为例,电路搭建共15分,其中各模块测试成功每模块1分,共8分,系统整体测试成功7分。设计创新性共10分,其中按整体电路验收顺序,独立设计为5分,前1~2名且没有雷同为5分,2~5名为4分,6~13名为3分,其它1分;拓展设计或新增功能共5分,按照可行性、使用性、经济性酌情给分。系统电路整体仿真共5分,若部分完成仿真,酌情给分。实验报告视书写规范与完整程度给分,共5分。最后教师听取学生答辩,包括对课题设计的说明、课题前景的调查和论证,以及设计电路的功能实际情况,共5分。考核时鼓励学生发表独到的见解,做出性能独特的实验作品,这种考核方法能够尽可能全面的考察学生的各项能力,督促学生有意识地加强工程实践和创新能力的锻炼[6]。

3实践效果

改革后的数字电子技术实验课程,与以往常规实验课程相比较,优势主要在于对学生工程能力和创新能力的培养。实践表明,通过对复杂数字系统自顶向下分层次模块化、循序渐进由易到难的实验过程,使学生建立起相关的知识体系,在发现实际问题和解决实际问题的过程中,学会对工程问题的研究学习,锻炼学生协作技能,体验工程实际问题的解决方法,为以后的工作打下扎实的基础,这是传统实验课程所不具备的[7-8]。改革后的实验课程在教学实践中,验证性实验和提高性实验一般学生都能在教师指导下实现。综合设计性实验中,以交通信号灯控制系统作为综合设计性题目为例,采用中小规模集成电路实现的学生占总数量50%左右,其他学生采用PLD实现。综合设计性实验最后能完全实现的学生在60%左右。综合设计性实验包含了数字电子技术课程的大部分内容,在实现的过程中,学生又熟练掌握了EDA设计,对于培养学生成为适应电子技术发展的卓越工程人才具有重要意义[9-10]。

4结语

综上所述,数字电子技术实验课程的改革与实践,改变了传统教学中教师指导学生严格按照实验指导书的操作步骤,一步步进行操作实现的教学方法,让学生在掌握基本门电路和集成触发器等常用元器件的基础上,先对综合设计性实验进行分析,建立系统概念,接着设计各个模块,提高学生对电路的认识,最后构建系统,分组合作进行,实现系统电路,撰写实验报告,进行答辩。整个实验过程,循序渐进、由易到难、自顶向下分模块进行,让学生学会对复杂数字系统分析,调动学生的学习兴趣,使学生专业基础扎实、洞察力敏锐、自学能力强及培养团队合作能力,提升了数字电子技术实验课程的价值,为学生工程能力的培养打下良好的基础。

作者:薛英娟 单位:中北大学信息与通信工程学院

参考文献:

[1]李祖明,胡仁杰.培养学生的工程实践能力和创造力[J].电气电子教学学报,2008,30(6):56-57.

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