“数字电子技术”课程教学模式的改革

2013-03-25王国新宋婀娜张桂凤

电气电子教学学报 2013年2期

王国新，宋婀娜，张桂凤

(黑龙江科技学院电气与信息工程学院，黑龙江哈尔滨 150027)

“数字电子技术”是工科电气工程及电子信息类专业的重要基础课程，其传统的教学比较注重介绍数字逻辑器件内部结构，讲述每一元器件的工作原理，这已经不能适应当今学生学习电子新技术和新理论的要求。在我校新编的教材［2］中，精减了对集成门电路内部电路的分析，侧重数字集成电路的逻辑功能和应用，注重学生对实用性的要求。在数字电路的介绍中，采用当前的主流芯片，并且加入了对VHDL硬件描述语言和Quartus II开发软件的介绍，引入了工程实例。该教材已被列入普通高等教育“十二五”规划教材。

为进一步培养学生的实际动手能力和创新意识，我们认为还必须对该课程的教学方法和手段、实验和实践教学进行改革与创新。

1 改革教学方法和手段

1)重视语言的艺术性

在课堂上，教师的语言是学生获取知识的一个重要渠道，其对学生的学习兴趣也有着直接的影响。笔者认为，教师的语言不仅应准确精练且逻辑性强，风趣幽默和富有启发性的设问可以拉近师生之间的距离，使课堂变得生动且有吸引力。

2)合理利用多媒体课件

我校所设计的“数字电子技术”课程网络版课件包含教学课件、动画视频、双语教学和习题解答等内容，均可在校园网内进行下载，这也拓展了学生学习的时间和空间，提高了学生学习的积极性。该课件于2012年荣获“第十二届全国多媒体课件大赛”三等奖［3］。

3)将仿真技术引入课堂

我们将QuartusII软件引入课堂，用硬件描述语言及顶层原理图设计方式实现对数字电路的仿真，这既让学生加深了对理论知识的理解，又让学生学会了如何使用仿真软件。例如，在课堂上讲完数据选择器的功能和工作原理以后，打开QuartusII软件，载入预先编好的程序进行仿真，学生能切身地体会到数字电路的应用效果。我们再改变输入信号，让学生们观察输出波形的变化。也可以在讲授其它的组合逻辑器件和时序逻辑器件时进行仿真，学生可以对理论知识的理解更加深刻。

2 创新实验与实践教学

认识来源于实践，最终又要用来指导实践。认识过程有两次飞跃，第一次是感性认识上升到理性认识，第二次是理性认识到实践的飞跃。遵循学生的认知规律教学，会收到事半功倍的效果。在传统的教学模式中，教师先在课堂上讲解理论知识，这种教学模式违背了人类的认知规律，往往使学生陷入不知道所学知识有什么用的困境，从而限制了学生学习的热情，也影响了课堂上的教学质量。我校对“数字电子技术实验”实践教学进行了大胆改革，安排学生先做验证型实验，再进入课堂学习理论知识，然后做综合设计型实验，最后进入到实践教学环节。

1)改革实验教学形式

我校新修订的“数字电子技术”教学大纲规定理论学时为54学时，实验学时为12学时。其中验证型实验为6学时。每个验证型实验都以班级为单位，一个人为一组，且每个验证型实验均安排在理论教学之前的1～2个星期内完成。例如，数据选择器的实验安排在学期的第3～4周完成。实验教师只指导学生如何连接数据选择器芯片各管脚，要求学生在实验报告中记录实验结果，并在课后总结该数字电路的功能。当教师第5周在课堂上讲解此部分理论内容的时候，学生已有很深的印象并且展现出了强烈的求知欲，教师可以联系先前的实验，巧设疑问，不断启发，使课堂上的理论教学质量显著提升。综合设计型实验为6学时，采取开放式教学，学生可根据每个人的具体情况选择做实验的时间。

2)增加实践教学环节

“数字电子技术”课程以我校的国家级精品课—“电气工程实践”为依托，开设了多个实践教学基地，进一步提高了学生理论联系实际的能力。在电子工程实践教学基地，学生可以利用我校自行开发的电子工程实验箱开展电子电路的设计;在电子工艺实践教学基地，学生进行手工焊接以增强贴片焊接的能力;在EDA工程实践教学基地，学生可以进行电路原理图的设计及印制电路板的版面设计;在应用电子工程实践教学基地，可以进行对复杂电子线路系统(如电视机等)的故障分析;在FPGA工程实践教学基地，学生提高了使用QuartusII软件的能力以及通过VHDL语言进行电子电路设计和仿真的能力。每个实践教学基地都有严格的考核制度，学生以班级为单位，必须在每一个实践教学基地里进行为期一周的学习并通过考试，从而加强了学生对实践教学的重视程度，为实现我校制定的“双师型”应用型人才培养目标提供了有力保障。