基于工程化教育背景下的“数字电子技术”课程创新

李娜

摘要： 在工程化教育背景下需要培养具有工程化思维能力的人才，本文在工程化背景下将数字电子技术课程中以工程实例引入课堂，探讨如何在课程教学中使学生真正能够发挥自我学习和思考及解决问题的能力，促进学生个性化发展，强化工程人才的创新创业能力培养。

Abstract： It is necessary to cultivate talents with engineering thinking ability in the background of engineering education. An engineering example was introduced into the class in digital electronic technology curriculum under the background of engineering， to explore how to enable students to truly learn and think and solve problems in the course teaching， to promote the individualized development of students and strengthen the innovation and entrepreneurial ability of engineering talents.

关键词： 数字电子技术；工程化教育；创新

Key words： digital electronic technology；engineering background；innovation

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）12-0252-02

0 引言

数字电子技术基础课程[1]是高校电类专业重要的专业基础课程，同时又是一门应用性很强的工程性质的课程。工程应用能力的培养不仅要具备扎实的理论基础，还要有很强的实践能力。实践能力的培养对学生解决实际问题的能力和创造能力的发展有很重要的意义。

时序逻辑电路的设计与应用是数字电子技术课程中很重要的组成部分。本文以此内容为例通过实际工程案例和课堂教学内容相结合，探讨一下本课程在培养学生工程应用能力所起的作用，为构建应用型人才教学模式提供探索的一些理论依据。

1 各类触发器及其特点

触发器是构成时序逻辑电路的最基本单元，因此掌握和理解各种类型触发器的特性方程、触发方式是进行分析和设计的基础。

图1给出常用于时序电路中D触发器和JK触发器的逻辑符号，

D触发器的特性方程：Qn+1=D，触发方式有主从触发、边沿触发、钟控触发。

JK触发器的特性方程：Qn+1=J+Qn，触发方式有出从触发、边沿触发、钟控触发。

通常在设计电路时触发器多为边沿触发。

2 计数器中的应用电路设计

计数器是日常生活中随处可见的，对于计数器的设计，特别是假设在面粉厂工作场景下设计一个用于面粉厂装运统计的计数器是把理论和实际内容有机融合在一起的工程案例。

2.1 案例分析，培养学生分析问题的能力

案例：用D触发器设计一个用于面粉厂统计的8421码十进制同步加计数器。

对于设计问题读题是关键，即分析问题的能力。题中是设计计数器，这里可以提问大家计数器的概念帮助学生回忆前面的知识，然后进一步分析计数器所采用的类型是D触发器，按照学生的思维方式自然要想到用几个D触发器可以完成这个设计，题中给出的信息是十进制计数器，引导学生分析计算出所需要的触发器的个数。个数问题解决完继续返回题中，由触发器的个数可以确定状态数是可知的，再依题意8421码是取前十个状态，继而状态表可画出，同时引导学生对同步的概念理解是所有触发器的脉冲端接至同一CP端，最后依据状态表得出次态表，由次态表得出D触发器的驱动表，从而画卡诺图，得D触发器的驱动方程，最后设计出此电路。这样一步步完全按照学生认知规律完成了这个例题的分析，因此题目的分析环节是解题的重要步骤，而且是环环相扣，采用的递进式的方式由浅入深，由表及里，层层剖开，最终找到解决问题的方法。也是培养和提高学生分析和解决问题能力的重要途径。到此为止是计数电路本身的设计就完成了，但实际的案例是要应用于面粉装运统计的，所以还要有外围的电路设计。

2.2 实际的计数器电路设计

用于面粉装运统计还需要有清零复位电路、译码显示电路、脉冲形成电路，所以我们还要把其他的电路设计出来，最终构成一个实际应用的计数器。清零复位电路是用来进行清零的，所采用的是RC組成的微分电路的低电平复位电路，译码显示电路是用来把计数结果显示出来，所采用的是74HC4511构成的译码显示电路，脉冲形成电路是将通过传送带上的面粉袋转换为脉冲形式，所采用的是一个由发光管控制的射极输出器设计的脉冲电路。这部分电路的给出是说明通过对比不难发现，实际工程案例要综合考虑因素较多，通过设计学生能在实际问题中独立思考，分析，调试完成的过程也提升了工程应用能力。

2.3 仿真环节

计数器最终是要应用于实际生活中，仿真软件能够通过计算机强大的辅助设计和计算能力方便地绘制电路原理图、更改元器件参数，并模拟测试电路性能，测试成功后再进行电路板制作。这样既提高了电路设计的效率和准确性，又减少了元器件材料的浪费，有利于培养学生的创新能力。计数器的仿真调试如图3所示，实现了计数的功能。

3 结语

本文以计数器的工程实际案例出发，探讨了数字电子技术课程中如何对学生的工程应用能力及创新能力的培养，通过课堂实践，学生的听课效果、与教师的互动都有显著提高，调动了学生主观学习的热情。

参考文献：

[1]宋婀娜.数字电子技术基础[M].北京：机械工业出版社，2013.

[2]张鹏，杨洁.独立学院数字电子技术教学改革探索[J].西部素质教育，2017（11）.

[3]刘明玲，孙美玲，赵月红.“电子技术”课程教学改革的探究[J].经营管理者，2016（24）.