启发式教学在数字电子技术实验课程中的应用研究

刘燕

（嘉应学院电子信息工程学院，广东 梅州 514015）

启发式教学在数字电子技术实验课程中的应用研究

刘燕

（嘉应学院电子信息工程学院，广东 梅州 514015）

数字电子技术是一门实践性很强的课程。本文探讨了在数字电子技术实验课程中启发式教学方法的应用。介绍了启发式教学的具体内容及在数字电子技术实验这门课程中的应用方法，启发式教学在该课程中应用效果良好，能够充分调动学生学习数字电子技术的学习兴趣，增强学生的自学能力和解决问题的能力。

启发式教学；数字电子技术实验；解决问题能力

1 引言

《数字电子技术》课程是电子通信类、自动化类和计算机类等专业的一门重要的技术基础课，具有很强的实践性，因此实验是《数字电子技术》课程教学中不可缺少的重要环节。数字电子技术实验对于学生加深对电路基本概念、原理和分析方法的理解具有极其重要的作用。目前我校数字电子技术实验教学过程中普遍存在学生难学、教师厌教的现象，学生学习兴趣索然，实践教学质量不高[1]。分析上述问题的原因:（1）数字电子技术实验内容枯燥，学生缺乏学习兴趣。（2）当前我校的数字电子技术实验教学模式都是实验指导教师讲授实验原理、内容十分钟左右，示范实验过程、结果，学生听讲之后到实验台上做实验。学生不重内容，只重结果，专心复制老师的实验过程，只会“模仿实验”。（3）实验设置都是单个知识点居多，缺少举一反三的教学引导，学生不能融会贯通，不能系统地将掌握知识。这些问题的出现，都与数字电子技术实验教学方法有关[2]。这种传统的灌输式实验教学方法，只能让学生被动地接受知识，只会“模仿实验”，不重视启发学生的思维，培养学生分析、解决问题的能力。如果在实验教学中很好地运用启发式教学，就可以避免以上问题的出现。启发式教学能充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性，引导学生独立思考，使学生在实验的过程中能够举一反三，横向联合，融会贯通地掌握相关知识，从而培养学生分析问题和解决问题的能力。

2 启发式教学及其在数字电子技术实验教学中的应用

启发式教学，就是教师根据教学目的、内容、学生的知识水平和知识规律，运用各种教学手段，采用启发诱导办法传授知识、培养能力，使学生积极主动地学习，以促进身心发展。这里要着重说明，启发式教学不仅是教学方法，更是一种教学思想，是教学原则和教学观。当代世界各国教学改革无一不是围绕着启发式或和启发式相联系[3]。

启发式教学作为一种教学指导思想和总的教学方法，已为广大教育工作者所熟悉和接受。在数字电子技术实验教学中应用启发式教学方法，主要应注重启发学生的电路思想，培养学生的数字逻辑思维和实际动手操作能力。通过启发引导，使学生在学习数字电子技术实验内容的同时掌握对电路进行设计、分析的技能和方法。

2.1 改进实验内容，加入问题情境描述

将实验指导书中的实验内容进行分类，分为基础性实验和设计性、综合性实验。设置好每个基础性实验中的“启发点”——学习目标与问题情境，通过对学习目标与问题情境思考，引导学生去思考“在什么情况下会出现这种问题？这个问题要达到的目标是什么？”等等。并在设计性、综合性实验的设置上尽量贴近生活应用，激发学生的好奇心。

例如，在基础性实验触发器实验中，针对不同类型的触发器对时钟信号和数据信号的要求各不相同，启发学生思考问题：“边沿触发器与主从触发器对时钟信号和数据信号的要求

不同体现在哪些方面？”当学生分析它们的触发方式之后，并通过控制变量的方法实际验证时钟信号和数据信号对触发器的影响之后，学生就会对边沿触发器的建立时间，保持时间、触发边沿陡度要求有了感性认识和理性认识，会发现主从触发器对上述时间参数要求不高，但要求在CP=1期间，外加的数据信号不容许发生变化，否则将导致触发器错误输出。

对综合性、设计性实验的内容进行精心设计，只给出任务书或由学生自主命题。要求学生从计算——选定实验装置——制定实验方案——实验——数据处理——完成实验报告——完成答辩——撰写论文，独立完成全过程，使学生得到了全面的锻炼。对综合性设计性实验的教学，打破传统教学中“学生被动接受”的弊端，引入启发式的教学方法，使学生逐步形成以自助式、合作式、研究式相结合的学习方式，将实验教学由“封闭式”变为“开放式”，由“有解实验”变为“求解实验”，由“知识积累”变为“智能开发”。有效地提高了学生的学习积极性和学习质量。

2.2 启发归纳思考，提高学生解决问题能力

指导教师在讲解实验内容的时候，尽量只描述元器件功能，其内部电路逻辑交给学生去探究。演示中尽量多试几种方案，不完全按照指导书操作，尽量试错，通过这样的过程，引导学生归纳思考更深层次的问题，即如何让电路在未按照操作规程操作的情况下仍保持设定的功能不出错。这样更贴近实际工作情况，启发学生对实际电路的应用有更直观的理解。

通过学生自主进行归纳思考，引导学生分组进行各种讨论、假设、比较、探索、试验等活动，主动寻求结果或答案；最后再按预定目标对结果予以评价。在此过程中，教师仅只是资源供应者，对于学生在实验中碰到的各种各样的问题，教师应该迂回引导、启发提问,避免将结论直接告知学生。

例如，在集成触发器的产品中，虽然每一种触发器都有固定的逻辑功能，但可以利用转换的方法得到其它功能的触发器。如果把JK触发器的JK端连在一起（称为T端）就构成T触发器，状态方程为：在这个知识点中，启发学生归纳比较JK触发器和T触发器的功能差异，并让学生在电路板上进行操作，通过实验得出其真值表，继而写出其状态方程：

2.3 多课程联合启发，加强创新能力培养

在数字电子技术实验课程中，大多数实验均通过实验箱进行实验，与别的课程联系较少，不利于学生将所学的电子相关的知识融会贯通，举一反三。并且这种传统的实验灵活性差，实验内容单一、设计手段落后、实验装置功能不灵活，使得学生思维受限，不利于创新性人才的培养；扩展性差，不利于具有复杂性、综合性或创新性的实验开设。针对不同基础的学生，可以将EDA（Electronic DesignAutomation)、FPGA（Field－Programmable Gate Array）等课程与数字电子实验结合[4]。EDA技术是以计算机为平台，使用硬件描述语言在EDA工具软件上完成系统逻辑描述，最终将设计系统集成到特定芯片中，实现电子系统芯片化设计。因此，通过将EDA技术引入到数字电子技术实验教学中来，学生不仅对EDA技术及其开发软件的基本使用方法更加熟练，针对中大规模的数字电路设计，加入EDA技术的实验不仅能弥补实验硬件条件的不足，而且利于激发学生的学习兴趣和创造力。

3 结语

本文将启发式教学融入到数字电子技术实验的教学中并取得了一定的成效，总体上学生对数字电子技术的学习兴趣增加，对各种电子设计大赛的参与度增加，启发学生通过学习目标与问题情境的思考，主动寻求结果，增强了学生归纳思考问题和解决问题的能力。在今后的教学中，我们将继续对启发式教学方法在具体实验内容的应用中针对不同层次的学生做更进一步的探索。

[1]段景山．以趣味实验带动启发式教学_启发式教学方法在计算机网络课程中的应用[J]．电子科技大学学报社科版增刊，2005(7)：100-104.

[2]王波，张岩，王美玲．“数字电子技术实验”课程的改革[J]．实验室研究与探索，2012，31(09)：121-123，127．

[3]王志军．启发式教学——启发学生的创新思维[J]．实验技术与管理，2008，25(12)：17-18．

[4]薛英娟．数字电子技术实验课程教学改革与创新[J]．实验室科学，2006，19(1)：145-148．

Research on the Application of Heuristic Teaching in Digital Electronic Experiment

Liu Yan
(Jiaying University,Meizhou 514015,Guangdong)

Digital electronic is a very practical course.This paper discusses on the application of heuristic teaching method in the digital electronic experiment course.The specific content of heuristic teaching and the application methods in digital electronic experiment by heuristic teaching are introduced.The heuristic teaching has good effect in the application.It can fully mobilize student’s interest in digital electronics,and enhance the students'self-learning ability and problem-solving skills.

heuristic teaching；digital electronic experiment；problem-solving skills

TN79-4

A

1008-6609(2016)07-0039-02

刘燕，女，湖南永州人，硕士，助理实验师，研究方向：控制科学与控制工程。

2016嘉应学院教学改革项目，项目编号：416A52。