《数字电路》实验教学改革的探索

2022-11-09

1《数字电路》课程教学的现状

《数字电路》课程是电子工程、计算机和机电一体化等专业的一门非常重要的专业基础课, 也是一门发展最快、应用最广的学科。数学逻辑电路的分析与设计, 是工程技术人员必备的专业基础知识, 数字逻辑电路实践则是培养创新精神和实践能力的基本方式。但审视传统的实践教学内容和形式, 普遍存在重知识传授而轻能力与素质的培养, 重理论学习而轻实践环节的训练, 重知识继承而轻思维的创新等现象。具体表现主要有以下几点:

1.1 重视理论, 忽视实践

许多职业学校在数字电路课时安排上理论课时比实践课时多, 这是普遍现象。这样会使学生对学习的理论知识不能消化, 或是对实验的具体步骤没时间练习, 不能很好地从理性认识转化为感性认识。因此, 要重视实践教学, 不断提升他们的实践动手能力及对实际问题的分析能力。

1.2 学习被动, 方法呆板

学习是为了应用, 实践是学习的一种方法, 也是一种应用形式。传统实践教学中, 学生在老师的指导下, 按部就班地完成实验任务, 对问题思考较少, 实验效果较差。例如, 对集成电路功能验证实验会做, 但不能对集成电路灵活地实践运用;能按部就班地完成实验却对实验结果不能正确理解。例如, 做译码器显示实验, 有一部分学生会问“老师, 他实验的指示灯亮了, 我的怎么没亮”。这些都说明学生仅仅是完成老师布置的任务, 而不能对实践结论进行正确理解和分析。

1.3 缺乏个性, 缺少创新

实践是达到某一实验目的的训练。传统的实践教学难以培养学生的创新理念, 因为一般的实验是老师拟定一个方案, 学生甚至不去思考为什么要这样做, 而直接按老师的方案一个步骤一个步骤地做, 即使完成了实验也不知其究竟。这样对学生的思维有一定的局限性, 学生的个性发展受到限制。

2教学实践改革的几点措施

实验改革的目的是使学生由被动、呆板地接受知识转变为积极、灵活、主动地发现和创造知识, 弘扬他们的主体意识, 发挥他们的创新精神, 更重要的是培养他们的自我发展能力。怎样去做呢? 笔者有以下几点做法:

2.1 缩减理论课时, 加强实践环节

学生对理论课的学习常常是缺乏兴趣的, 而就专业教学计划来说, 理论课的课时比例也应大大低于实践课。所以, 理论课程应根据教学实际进行压缩, 以便让学生有更多的时间参与实践, 提高动手能力。还可以开设课外兴趣班, 让他们多一些想象的空间, 增强学生的好奇心, 激励他们自我发展。

2.2 提高兴趣, 把被动变主动, 把生活中的例子带入课堂

《数字电路》这门课和人们的生活、生产活动紧密关联, 能解决人们很多疑难问题, 学生了解这些才会知道其实用价值, 才能更感兴趣, 更为主动地学。例如, 生活中, 选举时举手表决太明显, 不举手的很容易得罪人。我们可以设计电路来实现, 同意或不同意就隐蔽了。例如:由三人举手表决其领导是否合格, 要求少数服从多数。这事用电路来实现就不会尴尬了。示例电路如下 (具体设计过程及相关参数省略) :

三人A、B、C根据自己的意愿输入相对应的状态 (同意就按开关, 不同意则不按) , 电路的输出说明最后的结果 (图中灯亮表示合格, 灯不亮则不合格) 。还有如工程上的计数、生活中的路灯显示, 等等, 都可以用数字逻辑电路来实现。这样, 既可以体现数字电路的功用之大, 又能提高学生学习的兴趣。

2.3 改变形式, 把死板变灵活

笔者认为在教学中利用计算机仿真技术 (虚拟实验) , 不管是EWB软件还是MAX+PlusⅡ软件, 只要学生能灵活、熟练运用就好。仿真软件在实验中的作用很大:一是能较好地满足教学需要, 促进教学质量和学生实验能力的提高;二是把计算机知识和电子专业知识充分地结合起来, 使学生认识到知识的交互性, 使他们意识到每个人都要全面发展才能适应当今社会; 三是要求学生把实验内容用仿真软件进行仿真, 比较两种方式所做出来的结果, 分析其异同的原因, 加深对专业知识的深入理解。虚拟实验毕竟不能代替实际的实践操作环节, 我们要虚实结合, 合理安排, 切实提高数字电子技术课程的教学质量。