廣東省韶關(guān)市第二技師學(xué)院 黃凱頻

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《數(shù)字電子技術(shù)》教學(xué)探究

廣東省韶關(guān)市第二技師學(xué)院 黃凱頻

《數(shù)字電子技術(shù)》課程是電氣自動化專業(yè)不可缺失的課程。筆者以技師學(xué)院大專班學(xué)生為例，探究教師在《數(shù)字電子技術(shù)》教學(xué)中，如何正確把握教學(xué)內(nèi)容，如何將理論教學(xué)與實(shí)操教學(xué)融為一體，如何調(diào)動學(xué)生的積極性、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性，如何培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

抽象 教學(xué) 探究 設(shè)計(jì) 門電路

一、《數(shù)字電子技術(shù)》的基本內(nèi)容和特點(diǎn)

《數(shù)字電子技術(shù)》的基本內(nèi)容，以基本門電路、與門、或門、非門、與非門、或非門、異或門、同或門等為基礎(chǔ)，為學(xué)生提供基本的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，通過對組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的學(xué)習(xí)，利用觸發(fā)器、譯碼器、鎖存器、寄存器、計(jì)數(shù)器、選擇器、分配器、比較器、算術(shù)邏輯單元，培養(yǎng)學(xué)生的基本應(yīng)用設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如交通燈控制系統(tǒng)、求最值系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、顯示驅(qū)動控制系統(tǒng)、工業(yè)自動化控制系統(tǒng)等。

《數(shù)字電子技術(shù)》的課程特點(diǎn)是內(nèi)容抽象，單調(diào)枯燥，難以理解。技師學(xué)院與《數(shù)字電子技術(shù)》配套的實(shí)驗(yàn)器材相對較少，沒有《模擬電子技術(shù)》配套實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目那么豐富、完善、緊湊。

二、《數(shù)字電子技術(shù)》教學(xué)現(xiàn)狀

1.技師學(xué)院的生源來自于高考生或中技生直升，學(xué)習(xí)能力和自覺性相對比較欠缺。

2.一些《數(shù)字電子技術(shù)》的教材是高等院校教材的簡單壓縮，表面上刪除很多內(nèi)容，但是章節(jié)基本沒少，所講內(nèi)容蜻蜓點(diǎn)水，沒有說透徹，不利于教師授課和學(xué)生自學(xué)復(fù)習(xí)。

3.《數(shù)字電子技術(shù)》的內(nèi)容比較抽象。

4.《數(shù)字電子技術(shù)》課本理論性強(qiáng)，應(yīng)用舉例少、實(shí)操方面的可操作性欠缺，沒有列舉生產(chǎn)、生活中的實(shí)例加以詮釋，造成學(xué)生難以理解，不知道應(yīng)用在什么場合。

為此，筆者提出以下幾點(diǎn)有針對性的教學(xué)改進(jìn)。

三、教學(xué)探究和改進(jìn)

1.《數(shù)字電子技術(shù)》教學(xué)內(nèi)容的精選

教師要明確教學(xué)目標(biāo)，精心選擇教學(xué)內(nèi)容，在內(nèi)容上下功夫，要突出技師學(xué)院大專教育特點(diǎn)，有針對性地授課，主次分明，增減有度。

技師學(xué)院大專班的教育目標(biāo)是為培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)第一線崗位工作能力，教學(xué)內(nèi)容要圍繞技術(shù)應(yīng)用能力與素質(zhì)培養(yǎng)這兩條主線。教學(xué)要強(qiáng)調(diào)針對性、實(shí)用性、先進(jìn)性的內(nèi)容，刪除陳舊過時(shí)、高深莫測、不適合學(xué)生的內(nèi)容。

例如，二～十進(jìn)制編碼器，由4個(gè)“與非門”有機(jī)序的組合，利用“全1出0，有0出1”的邏輯功能完成編碼任務(wù)。這樣的內(nèi)容恰到好處，教師要認(rèn)真剖析電路各部分結(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析工作原理，列出真值表，透徹講解圖1與圖2的對應(yīng)關(guān)系，為學(xué)生學(xué)習(xí)集成電路打下伏筆。

又如，圖3，集成雙D觸發(fā)器CD4013。學(xué)生前面學(xué)過基本觸發(fā)器和同步觸發(fā)器的基本知識，這里重點(diǎn)講解它的應(yīng)用。其應(yīng)用于電源開關(guān)電路，每產(chǎn)生一個(gè)脈沖，Q就翻轉(zhuǎn)一次，達(dá)到開關(guān)的目的，也可用作移位寄存器使用。這里教師只需要分析各個(gè)腳位的功能，講解每個(gè)腳位對外圍元器件的要求，即（a）圖詳講，（b）圖粗略介紹。教師切勿再詳細(xì)分析內(nèi)部工作原理，否則，教學(xué)內(nèi)容主次不分，使教學(xué)效果降低。

圖1 與非門組成的二～十進(jìn)制編碼器

圖2 10線～4線集成編碼器邏輯符號

圖3 CD4013觸發(fā)器引腳排列方式和內(nèi)部功能方框圖

2.實(shí)施一體化教學(xué)

一體化教學(xué)是將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)融為一體，將課堂講授與技能訓(xùn)練有序結(jié)合，交替進(jìn)行。教師在各章各節(jié)都應(yīng)設(shè)置與課本匹配的技能訓(xùn)練，充分體現(xiàn)課程的實(shí)踐性。例如，表1，F(xiàn)處可以用一個(gè)小燈泡代替負(fù)載，這三個(gè)門電路對學(xué)生來說很抽象，筆者分發(fā)給每位學(xué)生分立的元件、萬能焊接板、短接線等。這樣的基本技能訓(xùn)練每位學(xué)生親手做，使學(xué)生透徹理解所學(xué)知識，為以后的各種組合門電路設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。實(shí)踐證明，這種方法效果顯著。

由分立元件組成的三種常用門電路形式表

3.傳統(tǒng)授課與多媒體教學(xué)相結(jié)合

要使學(xué)生的學(xué)習(xí)從被動轉(zhuǎn)為主動，教師就要調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。教師的教學(xué)方法要多種多樣，使學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣，從厭學(xué)到樂學(xué)。

不同教學(xué)方式的功能和作用不同。傳統(tǒng)板書授課有助于學(xué)生做筆記和消化所學(xué)內(nèi)容，教師在板書之時(shí)可以查看學(xué)生的反應(yīng)，容易把握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度。

多媒體教學(xué)生動形象，節(jié)省了很多繪圖時(shí)間。媒體教學(xué)在不同的章節(jié)中使用效果也不同。教師合理運(yùn)用多媒體教學(xué)，能直接觸動學(xué)生的多種感官，有利于學(xué)生對知識的感知認(rèn)識，實(shí)現(xiàn)信息傳遞的多渠道化，加強(qiáng)學(xué)生對知識的感知度，提高學(xué)生對知識的吸收率。但是，多媒體教學(xué)的進(jìn)度偏快，師生的互動自然減少，造成學(xué)生僅僅是聽了，來不及做筆記，有走馬觀花之嫌。所以，多媒體教學(xué)要適可而止，不能泛濫。教學(xué)有法，但無定法，教師要找到一個(gè)動態(tài)平衡點(diǎn)。

4.引入工程實(shí)際問題

傳統(tǒng)的教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)教師講課，學(xué)生有如被動的裝載知識的容器，束縛了學(xué)生個(gè)性和創(chuàng)造能力的發(fā)展。教師一定要換位思考，改變現(xiàn)狀，以學(xué)生為主體，以教師為引導(dǎo)，學(xué)生為知識的探索者，以此開拓學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。教師可以引入工程實(shí)際問題，以此實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

例如，利用基本門電路設(shè)計(jì)故障燈。某工廠監(jiān)控室用兩個(gè)故障指示燈——紅燈和黃燈，檢測三臺設(shè)備的工作情況，當(dāng)一臺故障時(shí)黃燈亮，二臺故障時(shí)紅燈亮，三臺都有故障時(shí)紅燈黃燈都亮。

因?yàn)椴皇敲课粚W(xué)生都能設(shè)計(jì)出來，所以教師可以考慮分組完成，讓學(xué)生帶動學(xué)生，一舉多得。首先，各組學(xué)生討論、設(shè)計(jì)電路。然后，學(xué)生根據(jù)自己設(shè)計(jì)的電路選用芯片，安裝調(diào)試、故障排除等。教師將理論與實(shí)踐融為一體進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中獲得成就感。教師教學(xué)可以從工程角度出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的思維方法，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，使能力培養(yǎng)貫穿于教學(xué)的全過程。

5.巧用設(shè)問教學(xué)

明代陳獻(xiàn)章說：“前輩謂學(xué)貴知疑，小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)。疑者，覺悟之機(jī)也。一番覺悟，一番長進(jìn)?！痹O(shè)問教學(xué)是教師提問題，以此啟發(fā)學(xué)生思考，激活學(xué)生的思維能力，引導(dǎo)學(xué)生分析問題，最后解決問題。設(shè)問是人類創(chuàng)新的源泉，只有不斷提問，才能不斷升華。墨守成規(guī)，被動接受，會使思維停滯不前。

例如，故障指示燈設(shè)計(jì)。方案一用“與門”“非門”“或門”完成。教師可以啟發(fā)學(xué)生：這個(gè)方法是唯一的嗎？有沒有其他方案呢？如果有，如何設(shè)計(jì)？學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣會被激發(fā)，努力思考，爭先恐后地回答問題。學(xué)生的學(xué)習(xí)氛圍高漲，以此提高課堂紀(jì)律，教師的教學(xué)目的就達(dá)到了。

教師教學(xué)能幫助學(xué)生學(xué)習(xí)新知識，能拓展學(xué)生的發(fā)散性思維。“給學(xué)生一滴水，教師就要有一桶水?！惫P者認(rèn)為，學(xué)生的創(chuàng)意是無限的，我們不能局限于給學(xué)生一桶水或十桶水，給多少水也達(dá)不到教學(xué)目的。我們的目的是引領(lǐng)學(xué)生沿著知識的長河進(jìn)入知識的大海，任他們其中遨游。設(shè)疑教學(xué)正是這個(gè)目的。

6.“備教材”“備學(xué)生”“備方法”

傳統(tǒng)理念中的教案就是教師講課的方案，這種教案是從教師的教學(xué)需求出發(fā)而設(shè)計(jì)的。這種教學(xué)是學(xué)生服從教師的一項(xiàng)活動，學(xué)生要做的事就是如何適應(yīng)教師，完全跟著教師的邏輯思維走，這顯然與新課程改革背道而馳。

教師要把教案改為學(xué)案，使教案成為教師如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散性思考的方案，即“以學(xué)論教”，而不是“以教論學(xué)”，把學(xué)生作為主體來看待，教師為“學(xué)”服務(wù)。

教師在教案設(shè)計(jì)理念上，首先要考慮“學(xué)生怎樣學(xué)”，如何多渠道地引導(dǎo)、啟發(fā)、點(diǎn)撥學(xué)生。這樣的目標(biāo)要求教師充分了解學(xué)生，其中包括學(xué)生所學(xué)知識的連貫性、學(xué)生的認(rèn)知能力、思想動態(tài)等。教師做到這一點(diǎn)，教學(xué)才會事半功倍。

例如，上表中，三極管作為開關(guān)管使用，組成一個(gè)非門電路。如果教師認(rèn)為學(xué)生對三極管都很了解，而自己講得津津樂道，卻不知道學(xué)生是懵懵懂懂、一臉茫然。因?yàn)?，部分學(xué)生對三極管的“放大”“飽和”“截止”條件不了解，學(xué)生對三極管腳位B、C、E的電位高低關(guān)系不清楚。所以，教師教學(xué)時(shí)應(yīng)首先簡單回顧《模擬電子技術(shù)》的內(nèi)容，使學(xué)生更好地聽懂接下來的所學(xué)內(nèi)容。

四、結(jié)束語

筆者從事大專班《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)多年，結(jié)合現(xiàn)代教學(xué)理念，大膽探索教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法，積累了一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，取得了較好的成效。筆者知道，探索和嘗試是無限的，沒有句號，只有逗號，教學(xué)有法，但無定法。教師要“用心”教學(xué)，隨時(shí)留心學(xué)生的思想動態(tài)、學(xué)習(xí)動態(tài)，因人而異，因班而異，調(diào)節(jié)教學(xué)進(jìn)度和難度，以此提高教學(xué)效果。

孫余凱，郭亞紅.數(shù)字電子技術(shù)（第一版）［M］.北京：人民郵電出版社，2010.10

ISSN2095-6711/Z01-2016-09-0194