在“数字电子技术”教学中培养学生的综合应用能力

杨方

（遵义师范学院物理与电子科学学院,贵州遵义563006）

在“数字电子技术”教学中培养学生的综合应用能力

杨方

（遵义师范学院物理与电子科学学院,贵州遵义563006）

“数字电子技术”是电气、电子类专业的重要基础课程。作者从教学内容安排、教学过程讲授、作业布置与讲解等方面对该课程进行教学实践，以培养学生的综合应用能力。通过对学生综合应用能力的培养，提高了学生的学习成绩，激发了学生的学习积极性，增强了学生的学习主动性，活跃了课堂学习氛围；同时也培养了学生之间的沟通协调能力和团队精神，有效地提高了学生的应用能力和提出问题、分析问题、解决问题的能力,挖掘了学生的创新潜力,从而提升了整个专业的教学水平。

数字电子技术；课程教学；应用能力

“数字电子技术”是电子信息、电气、通信、自动化等专业的重要基础课程[1]，具有很强的理论性和实践性。这门基础课程的学习情况对后续专业课的学习影响非常大。所以、提高学生对“数字电子技术”课程的学习能力和综合应用能力有助于提升整个专业的教学水平，使学生能运用理论知识和方法综合分析、解决实际电路问题。

1 从培养学生应用能力出发，合理安排教学内容

1.1 教学内容紧密结合应用发展

电子技术的发展非常快，教学内容要结合电子技术的应用发展，尽量和当前电子技术发展水平接轨，使学生能够了解最新的相关知识。同时也要根据数字电子技术发展的趋势，对教学内容进行优化、整合和更新。比如，可在教学中减少对集成门电路内部电路的分析，加强对集成电路逻辑功能掌握和应用方法的教学。

1.2 教学内容要突出重点

教学中要着重培养学生对知识的应用，对教学内容的安排要突出重点，尽可能减少复杂的理论推导,加强知识的应用教学。在应用型本科人才的培养过程中做好继承性应用的同时，更要注重培养学生创造性应用的能力[2]。所以，精简内容，突出重点不是说不讲基础知识，而是要求教师区分哪些内容需要重点讲解,哪些基础知识进行普通讲解。例如,门电路是“数字电子技术”的基础内容，但是这一章内容较多，尤其是门电路的内部结构复杂,包括CMOS、TTL等电路的内部结构和工作原理、传输特性、逻辑功能等众多内容。如果要在课堂教学中把全部内容都讲完，由于课时原因,只能进行简单的介绍来完成，学生无法掌握重点，也就无法学懂学精。如果不讲内部电路，那么学生专业知识的掌握就不完整，不能提高应用能力。以非微电子专业而言,在教学中主要用到门电路的输入、输出端口，那么课堂教学的重点是使学生掌握门电路内部的输入、输出电路结构和工作原理及应用相关知识。鉴于此，应该有重点地选择教学内容，比如CMOS逻辑门电路，只需要详细讲解 CMOS反相器内部电路，其他CMOS门电路的内部结构可忽略，因为所有CMOS门电路的输入、输出端都是反相器电路，CMOS反相器内部结构学生也容易学习。在进行集成电路芯片教学时,重点讲解引脚、逻辑功能及综合应用，而在内部电路结构上，无需进行太多太繁琐的讲解。

1.3 在教学中应用计算机辅助软件

在“数字电子技术”教学中，如果教师只用重讲轻练的传统方法教学，学生的主观能动性不能得到很好的开发和发挥，加上学生在进行电路设计时，实验室能提供的元器件也是有限的,因此设计方案就会受到限制，学生实验机会就会减少，不能满足电路设计教学的要求。而EWB等仿真软件能提供丰富的虚拟仪器、仪表和元器件，而且操作简单快捷，可以让学生用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，在实际实验中不能完成或者比较困难的实验通过仿真实验就能完成。进行电路仿真演示，也具有很好的效果，能把抽象的逻辑表达式变得形象直观。[3]这些仿真软件的使用不仅激发了学生的学习兴趣,培养了学生对电路的分析能力和综合应用能力，还能让学生掌握仪器的使用方法，增加学生的感性认识，从而提高课堂教学质量，使课堂教学效果达到最佳状态。

2 设计综合项目培养学生综合应用能力教学案例和效果分析

学生由“学会”转向“会学”，进而进行创新，是教学改革的目的。兴趣是最好的老师，如果能使学生对“数字电子技术”产生浓厚的兴趣，那么他们就能积极主动地去学习、思考、探索和解决问题，也就培养了学生的学习能力，打下坚实的学习基础，同时也培养了学生实践能力和创新能力[4]。为培养学生的综合应用能力，可以采用多种教学手段相结合的方法。以数据选择器和译码器的教学为例，数据选择器和译码器是两个非常重要的集成电路器件，在对数据选择器、译码器基本功能和设计组合逻辑电路教学结束后，可对学生进行综合应用能力提升培养，设计相应的综合项目，例如，要求用8选1数据选择器74LS151和2-4线译码器74LS139实现逻辑函数

逻辑函数F具有5个变量，单独采用提供的译码器或数据选择器都不能实现逻辑函数，引导学生考虑译码器和数据选择器进行组合使用。而教科书上没有讲解5个变量的逻辑函数,这种教学方法能够培养学生的创新思维和综合应用能力。

对照译码器和数据选择器的输出逻辑函数式可知，可以用8选1数据选择器的输出确定为逻辑函数F的输出。因此,只要把逻辑函数F的A、B、C作为8选1数据选择器的输入端A2，A1，A0,把逻辑函数F转换为与8选1数据选择器输出逻辑式的对应表达式：

很容易看出，若将变量A、B、C作为数据选择器的地址输入端A2，A1，A0，则只需确定数据选择器的输入端：

现在需要实现D0～D7.对照2线-4线译码器输出表达式可知,若确定2线-4线译码器的输入A1=D, A0=E，则有如下形式。

因此,得到可以用8选1数据选择器74LS151和2-4线译码器74LS139实现F的逻辑电路接法如下：结合实际设计综合项目进行教学，学生在解决问题的过程中提升了学以致用的能力，使学生意识到基础知识的学习与实践能力的培养同样重要，进一步提高了学生学习的主动性和积极性。

3 科学合理地布置课后作业

课后作业对学生来说,既可检验学习的效果，也可检验对知识的应用能力。因此，布置课后习题和指导学生做习题也是培养学生综合应用能力的重要途径。科学合理地布置作业，应做到作业具有代表性,少而精,难易适中，能起到综合训练的目的。比如,在组合逻辑电路设计的传统教学过程中，学生很容易形成定势思维,首先想到的就是教师或者书本上介绍的方法[5]，针对这种情况，老师在布置作业时，就不应对其进行方法上的限制，要让学生独立思考,大胆创新，做出多种设计方案，以此培养学生的自学能力和综合应用能力，激发学生的创新思维能力。

4 结束语

通过在“数字电子技术”课程教学中培养学生综合应用能力的教学实践与尝试,学生的专业学习兴趣和学习成绩大幅提高。很多学生能设计构思巧妙且具有一定实用价值的电子电路，尤其一些爱思考的学生,从该课程的学习中发现了知识理解的新方法,逆向思维出习题解答的新思路，这种思维上的进步,提高了学生对知识的理解记忆和综合应用能力,为今后专业课程的学习打下了坚实的基础，同时提高了人才培养质量,落实了专业培养目标。

[1]阎石.数字电子技术基础(Ver5)[M].北京:高等教育出版社, 2006.

[2]张冬至，刘润华，王平.电类课程研究型教学模式与学生创新能力培养研究[J].实验技术与管理，2004，（3）：17-19.

[3]康华光.电子技术基础:数字部分(Ver4)[M].北京:高等教育出版社,2000.

[4]彭美云.提高本科课堂教学效果的建议[J].中国大学教育, 2010,(7):17-19.

[5]（美）宋莫康.CMOS数字集成电路：分析与设计[M].王志功译.北京:电子工业出版社,2005.

（责任编辑：徐国红）

On the Cultivation of Students’Comprehensive Applied Ability in the Teaching of Digital Electronic Technique

YANG Fang
(School of Physics and Electronic Science,Zunyi Normal College,Zunyi 563006,China)

“Digital Electronic Technique”is the fundamental course for electric and electronic major.The author of this paper conducts a practical teaching for this course in terms of teaching content,teaching process,assignment,etc.,the purpose of which is to train students’comprehensive ability.Thereupon,students’study and initiative can be improved;meanwhile,the teamwork spirit among students can be developed and the applied ability as well as students’ability of raising questions,analyzing questions and solving questions may be improved too,thus improving the teaching level of this major.

Digital Electronic Technique;course teaching;applied ability

G424.31

C

1009-3583（2017）-0094-02

2017-04-02

贵州省物理学特色重点学科（黔学位合字ZDXK[2015]12号）；遵义师范学院教研基金资助项目(11-28)

杨 方,男，贵州遵义人，遵义师范学院物理与电子科学学院副教授,硕士，主要从事应用电子技术教学与研究工作。