數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)改革研究

1、  數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)改革研究   【摘 要】數(shù)字 電子 技術(shù)基礎(chǔ)是通信、電科、自動控制等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門實踐性較強的課程。將理論學(xué)習(xí)與實驗教學(xué)無縫銜接一直是電子技術(shù)教學(xué)過程中需要著重解決的問題。本文擬將eda軟件帶入數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的理論教學(xué)中，以此培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。【關(guān)鍵詞】數(shù)字電子技術(shù) 課程教學(xué) 改革一、引言近年來，電子業(yè)的 發(fā)展 十分迅速，已成為我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一，而電子技術(shù)的飛速發(fā)展很大程度上取決于數(shù)字技術(shù)的發(fā)展。隨著大規(guī)模集成電路可編程邏輯器件的迅速發(fā)展和電子設(shè)計自動化（eda）技術(shù)的引入，數(shù)字電路與系

2、統(tǒng)的設(shè)計方法出現(xiàn)了重大變革，為了適應(yīng)這種變化，我們以數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的教學(xué)方式進(jìn)行了改革。理論教學(xué)的枯燥性和抽象性影響著學(xué)生開展綜合性和創(chuàng)造性實驗的能力，而實驗教學(xué)條件的有限性制約著學(xué)生實踐能力的積累和提高。為了解決這個問題，應(yīng)該有一種途徑既能提升理論教學(xué)的生動性、有效性，從而提高理論教學(xué)效果；又能在不明顯增加場地、設(shè)備等投入的情況下增加學(xué)生動手設(shè)計的機會，從而提高實踐能力。作為一種很有應(yīng)用前景的eda軟件，ewb開始越來越多的承擔(dān)起這個角色。二、“板書式”多媒體課件的研制多媒體技術(shù)的發(fā)展為教學(xué)中的視聽結(jié)合提供了可能，將多媒體適時地、合理地引入課堂教學(xué)，利用其對視覺、聽覺等多渠道、多感官的

3、綜合刺激，不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、營造和諧互動的課堂氣氛，而且有利于提高教學(xué)效率和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。在充分分析課程內(nèi)容的基礎(chǔ)上，我們設(shè)計了一套“板書式”的多媒體教學(xué)課件，實現(xiàn)了多媒體與教學(xué)思路的同步、與傳統(tǒng)板書的有機結(jié)合。所謂“板書式”的多媒體課件，是指根據(jù)教學(xué)思路，將復(fù)雜的器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、電路原理圖以及時序圖等，按照其內(nèi)在的邏輯關(guān)系、時序關(guān)系，以動畫的形式分層、逐步的出現(xiàn)。這樣，一方面節(jié)省了大量板書畫圖表的時間，提高了教學(xué)效率；另一方面，利用了多媒體形象、動態(tài)、多彩的特點，彌補了傳統(tǒng)板書的不足，使現(xiàn)實中原本動態(tài)的、立體的內(nèi)容重現(xiàn)其動態(tài)本質(zhì)，使教學(xué)生動、直觀，活躍課堂氣氛。通過動畫的剖析，充分

4、展示了教師分析問題、解決問題的思維過程，有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和思維能力。三、eda技術(shù)的引入數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)主要包括數(shù)字邏輯基礎(chǔ)、邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路等。這些內(nèi)容理論難以掌握，但通過一些與實際生活聯(lián)系緊密的實例，用實驗的方式可以直觀形象地展示電路的功能及特性。如555定時器可構(gòu)成門鈴電路、監(jiān)控電路；觸發(fā)器可組成搶答器；計數(shù)器可以組成數(shù)字電子鐘等。在理論課教學(xué)中，由于無法接觸到實物直接用于實驗實現(xiàn)，我們引入了eda技術(shù)用于搭建虛擬電子工作平臺，主要是用到ewb軟件。ewb（e1ectronlcs workbench）又稱虛擬電子工作平臺,目前ewb已經(jīng)成為在我國高校電子

5、技術(shù)課程教學(xué)中應(yīng)用最為廣泛的一種軟件，被譽為“ 計算 機里的電子實驗室”。教師在理論教學(xué)過程中可隨時利用ewb對所講授元器件或電路進(jìn)行仿真和分析，增加學(xué)生對所學(xué)知識的感性認(rèn)識，提高理論教學(xué)效果。學(xué)生也可利用業(yè)余時間自己動手使用ewb分析設(shè)計各種在實驗教學(xué)中無法實現(xiàn)的電路，開展各種探索性、研究性實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。這一切僅需要一臺計算機和一部ewb軟件，不再受場地、實驗學(xué)時、設(shè)備等各種客觀條件的限制。四、ewb在課堂教學(xué)中的應(yīng)用在課程講授中，我們結(jié)合多媒體課件，首先提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考，例如，在講授觸發(fā)器章節(jié)內(nèi)容時，先引入了基本rs觸發(fā)器的電路圖，如圖1所示，要求同學(xué)們分析這個電路的真值表，因為

6、通過組合邏輯電路章節(jié)的學(xué)習(xí)，這個分析工作他們是能夠勝任的。通過課堂討論，同學(xué)們紛紛表示，這個電路真神奇，用的還是基本的邏輯門電路，但是輸出不僅僅跟當(dāng)時的輸入有關(guān)，還跟電路以前的輸出有關(guān)。引起了同學(xué)們的興趣后，我們又在ewb平臺上進(jìn)行仿真實驗，驗證了我們分析得到的真值表。通過預(yù)分析和仿真實驗，學(xué)生們對觸發(fā)器這類電路很感興趣，接下來的內(nèi)容就很容易被大家接受了。如圖2所示。在講授優(yōu)先編碼器內(nèi)容時，根據(jù)優(yōu)先編碼器的原理，我們設(shè)計了一個8線-3線優(yōu)先編碼器，它具有8個低電平輸入有效的編碼輸入端和1個低電平有效的編碼器片選信號。輸出為3位二進(jìn)制反碼。電路設(shè)計出來我們需要了解其效果，以驗證電路是符合我們的真

7、值表的。在ewb的庫中，74148是一個根據(jù)我們的設(shè)計思路實現(xiàn)的8線-3線優(yōu)編碼器，其功能表與我們的真值表完全一致，所以用74148代替我們設(shè)計的電路，連線后利用高電平有效的紅色探測器演示輸出信號的高低電平情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)片選信號為低電平并且所有的輸入編碼請求都無效時，顯示輸出編碼結(jié)果三盞燈全亮，說明輸出編碼結(jié)果為“111”，如圖3所示；當(dāng)片選信號為低電平并且輸入編碼端7有效時，不論其它輸入編碼端是否有效，顯示輸出編碼結(jié)果的三盞燈全滅，說明輸出編碼結(jié)果均為“000”，如圖4所示，與真值表一致。通過ewb的仿真演示，學(xué)生們不僅掌握了優(yōu)先編碼器的功能，還了解了其使用方法，促進(jìn)了他們對組合邏輯電路設(shè)計方法的信任，對自己設(shè)計結(jié)果的信心。五、結(jié)語教學(xué)手段的不斷進(jìn)步是課程教學(xué)模式改革的基礎(chǔ)。從教學(xué)方式上，我們將單一的課堂講授，轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂教學(xué)、實驗教學(xué)等多種形式交叉并用的新型教學(xué)方式。注重“教師主導(dǎo)、學(xué)生主學(xué)”的 教育 思想，在改革教學(xué)方法的同時，將傳統(tǒng)教學(xué)手段與先進(jìn)的教學(xué)手段相結(jié)合，通過把 電子 教案、多媒體課件等多種教學(xué)手段引入教學(xué)過程中，極大地豐富了教學(xué)內(nèi)容。而通過課堂上的仿真實例，不僅讓學(xué)生了解eda技術(shù)，而且也幫助學(xué)生加深對抽象概念的理解，增加授課的生動性和靈活性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，大大提高教與學(xué)的效率，達(dá)到了事半功倍的效