高职《数字电子技术》教学实效性的研究与实践

韦蔚萍

（贵港职业学院，广西 贵港 537100）

在高职教育快速发展的今天，高职教学正面临着“如何培养应用型高技术人才”的严峻挑战，其中提高教学实效性是一个关键的问题，提高教学实效性已成为目前大力倡导的主题，越来越受到广大教育者的关注，也关系到高职教育发展的全局。贵港职业学院应用电子专业课程组的教师在进行课程教学设计时，非常重视教学实效性的研究探索，并且结合本院的实际情况进行了大胆的研究，经过几年的实践探索出一条增强高职《数字电子技术》教学实效性的有效途径，取得了较好的效果，受到学生的欢迎。

一、以高职教育的人才培养目标为导向，确定课程教学目标

高职教育的人才培养目标是培养适应社会经济发展需要，面向建设、管理、服务第一线“下得去、留得住、用得上”的高素质、高技能应用型人才。高职课程教学目标的定位应以高职教育的人才培养目标为导向，并始终是为人才培养目标服务。随着电子技术的不断发展，数字电子技术在各领域的应用范围不断扩大，而且数字电子技术还是学习单片机技术的先行基础课，很多企业迫切需要大量熟练掌握数字电子技术，并能开发、应用和维护数电控制系统的高级技术人员。为此，贵港职业学院应用电子专业将《数字电子技术》课程列为本专业的一门核心职业技术基础课，课程的教学目标是：通过本课程的学习使学生掌握数字电子技术的基础知识、基本理论、基本分析和设计方法，训练学生数字应用电路制作与调试的基本技能；培养学生严谨的科学态度、科学思维方式以及创新意识和创新能力。通过本课程的学习使学生具备较强的实验技能，具备企业生产第一线产品装配、调试、检验、维修、生产管理等岗位的综合应用能力；通过基于工作任务的“教、学、做”一体化的项目式教学，培养学生的逻辑电路分析能力、逻辑电路设计能力、常用仪器仪表使用能力、逻辑电路制作能力，较强的发现问题、分析问题、解决问题的能力；使学生初步具备毕业后上岗的相关能力，具备一定数字电路芯片设计开发的能力。其中培养的核心能力是逻辑电路分析能力、逻辑电路设计能力。

为了实现《数字电子技术》课程的教学目标，我们对课程的教学内容进行了选择优化、整合，利用已有的条件设备，在电子实训室进行理论与实践、教学做、工学结合的授课模式。灵活运用多种教学手段和方法，激发学生的学习动机，激活学生的学习思维，促进学生综合素质的提高。

二、建立合理的课程内容体系，以项目任务方式重构教学内容

随着高职教学改革的不断深化，数字电子技术课程原有的教学要求越来越跟不上时代发展的步伐，主要问题在于：教学内容大多是本科教材的压缩，黑板+粉笔+实验的教学方式难以激发学生的学习热情；学与用衔接不上，有些内容学生“学了不会用”，有些内容“学的用不上”，可是有些实用的内容却没有提到。可见，教学内容的改革是高职教学改革的重难点，要按照突出针对性、实用性和先进性的原则重构课程内容，删除陈旧过时，偏多偏深而又不实用的内容。

为使课程的教学内容更切合企业生产实际，满足职业岗位实际工作任务需要，我们多次对《数字电子技术》的知识点和技能要求进行了调查，派教师到相关企业做了知识点和能力要求的调研，对企业所要求能力进行了分析，并及时调整教学内容，使教学内容更符合相关行业企业发展的需要。组织课程教学时，打破了传统的以课程结构为主线的方式，不管教材内容的先后顺序，而是将相关章节实用的知识分区归类，按照学生的认知规律和由简单到复杂的原则，将课程教学内容分为“四大实训”工作项目，并将知识和能力有机地融入到完成工作任务的具体过程中。理论教学主要是结合在项目实训的过程中进行，实践与理论在内容上相互充实、相互补充，边学边做。课程教学以实训项目作为核心实例来带动知识点的讲授，以工作任务的完成过程为主线选择和组织课程教学内容，以完成工作任务为主要学习方式。每一个实训项目中又包含有几个小任务，通过每个任务的完成使学生掌握必须的理论知识和基本技能。“四大实训”工作项目及相关的任务和知识点分区如下：

1.加法计算器的设计和制作。要完成该项目任务，操作的基本技能训练有：基本门电路的逻辑功能测试；加法计算器的设计与调试（在模拟实验箱上完成）。要掌握的相关知识：逻辑代数的基本定律及规则；TTL门电路；OC门；常用数制与BCD码；三态门；TTL门电路、CMOS门电路的分类及其比较；TTL和CMOS数字集成电路的使用；最小项与最大项；逻辑函数的化简；组合逻辑电路的分析、设计方法；组合逻辑电路中的竞争－冒险现象。

2.四人抢答器的设计和制作。要完成该项目任务，操作的基本技能训练有：译码器功能的测试；编码器功能的测试；锁存器功能的测试；抢答器的电路设计与调试（在模拟实验箱上完成）。要掌握的相关知识：译码器；显示译码器；LED显示器；编码器；二进制优先编码器功能扩展；D锁存器。

3.计数器的设计和制作。要完成该项目任务，操作的基本技能训练有：触发器逻辑功能测试；计数器逻辑功能测试；计数器的设计与调试（在模拟实验箱上完成）。要掌握的相关知识：基本RS触发器；同步触发器；边沿D触发器；边沿JK触发器。时序逻辑电路的组成及电路分析；计数器的类型及分频功能；四位二进制加法计数器74LS161；四位二进制同步加法计数器74LS163；集成异步十进制计数器74LS290；振荡器。

4.数字钟的设计与制作（选做）。我们在讲授相关知识的理论内容时，以基本概念和基本应用为主，删除繁琐的公式理论推导，对一些参数、公式直接给出结果，如振荡器周期参数、单稳态电路的暂稳态时间不再进行公式推导。着重于逻辑功能的描述和分析，重点讨论外特性、重要参数及其应用，比如门电路、触发器不详细介绍其内部电路的组成及其工作原理，这样可以用较少的时间让学生了解更多数字逻辑电路的概念和分析方法。对各种集成组合和时序逻辑电路，强调从逻辑功能表入手让学生理解其各引脚逻辑功能及其优先权排列，如译码器、编码器、计数器不详细分析其内部逻辑图，重点介绍其功能表，通过功能表让学生掌握芯片的使用。适量介绍贴近生产实际的集成逻辑器件的使用，让学生明白所学知识的实用性和重要性，提高学习的兴趣，增强学生对逻辑器件的使用能力。

学生随着项目任务的逐步完成，知识得以逐步完善，能力逐步提高，当所有的项目任务完成时，该课程的知识点自然而然也就学完了。通过这样的学习训练，学生已经具备了数字电子技术的基本理论知识、基本分析和设计能力。

三、创设合理的教学情境，“教、学、做”理实一体化

贵港职业学院数字电子实训室的建设一直围绕着“教、学、做”理实一体化的教学模式进行，实训室内约有1/5的区域为教师教学区，配有展示台和多媒体设施，利用多媒体可将教师要讲解的内容和操作过程显示出来。其余的4/5为实验操作区，摆有操作台和实验设备，按25台套标准配置（主要设备有数字电路模拟实验箱、示波器、信号源、稳压电源、计数器、频率计等），还有20多台高性能计算机。理论教学大多采用多媒体教学与现场教学相结合；实践教学全部在实验室进行。这种融教室、实验室、实训室于一体的教学情境，有利于把“教、学、做”有机地结合起来。项目任务式的教学内容对“教、学、做”的有机融合起到了至关重要的作用，我们所设置的实践训练包括“基本技能训练”、“设计和制作训练”。“基本技能训练”所涉及的内容与课堂教学内容紧密相关，充分体现课程的实践性，教师和学生讲讲做做，有时先讲后做，有时先做后讲，亦工亦学，学完了当即通过做来实践，实际过程中遇到的共性问题，再回到课堂上讲授、讨论给予解决。“设计和制作训练”是根据给出的实际问题，由学生自己设计和制作实现逻辑功能的电子成品，让学生自己选用芯片、进行安装调试、排除故障，组装自行设计的实用电路。在实训项目的教学过程中，我们把实训的学生按2～3人一组，分成若干个小单位，每人都有自己的岗位，在不同的项目中轮换岗位角色，使每个人都得到充分的锻炼机会。这样，学生进入实训室就像进入了工作岗位，这种环境促使学生去主动了解应该做什么、怎么去做。在这种教学过程中，激发了学生的原动力，使学生从被动接收知识和呆板操作的模式中解放出来，真正成为学习的主人，教师只是施以启发性的提示，在师生“教、学、做”的互动过程中完成教学内容，达到开发学生的创造性思维能力，提升职业能力的目的。

通过以上方式，将技能实践融入课堂教学，让学生直接在课堂上学到今后就业所必需的操作技能，变被动学习为主动参与，调动了学生学习的积极性与主动性，增强了学生的实践能力，培养了学生的职业能力，提高了职业素质。

四、运用多种教学方法和教学手段，充分发挥学生的主体作用

在高职教学中，传统的以教师为中心的教学，由于操作简单而被许多教师在教学中广泛使用，这样的课堂主要是教师讲学生听，教师问学生答，只注重知识的传播与积累，而忽略了学生的积极主动性，忽视了学生的主体作用，影响了学生主观能动性的发挥，是非常不利于学生发展的。为了调动学生的学习积极主动性，充分发挥学生的主体作用，促进学生综合素质的提高，在进行课程教学时，我们主要采用了以下几种教学方法和教学手段：

1.讲解式教学方法。本方法为传统式教学法，一般用在新内容讲解初期，使学生对课程内容建立初步的理解。如逻辑函数的基本定律，逻辑函数的化简等内容适合采用讲解式教学方法。

2.对比式教学方法。用于可类比课程内容讲解，可将复杂问题简单化。例如，讲JK触发器可与RS触发器类比；时序逻辑电路和组合逻辑电路的讲解过程及顺序类似，组合电路相对容易理解和掌握，在讲解时序逻辑电路时多与组合电路相比较，组合电路由门电路组成，无记忆功能，时序电路由触发器和门电路组成，触发器有记忆功能，时序电路有记忆功能，这样由浅入深，使学生很快接受。

3.讨论式教学方法。通过对某一问题的集中讨论，使学生集中突破课程重难点。

4.启发式教学方法。适于让学生深层次理解课程内容及其关系。心理学研究表明，在人的思维过程中，问题情境占有极其重要的地位，思维过程是不断发现问题和解决问题的过程，发现问题既是思维的起点，更是思维的动力。因此，将启发式、问题式教学方法运用于理论教学中，能调动学生的学习积极性，激发学生的潜能。例如讲授OC门时，首先提出一般的与非TTL门输出并联的问题，进一步让学生自己思考，从而引出OC门及其特点和作用。该方法能调动学生的学习积极性，促进学生积极思考，使学生对课程内容的理解融会贯通。

5.边讲边做式。适用于课程知识点的教学，学生能立即通过实验来验证理论知识。边讲边做主要用于介绍集成电路工作原理后，由学生对电路的功能及外部特性进行测试；练讲结合则是由学生根据集成电路的功能表对电路进行测试，而后由教师和学生对测试结果进行讨论，归纳总结，以加深对知识的理解。这样，将教学过程放在实验实训中，有利于学生实现由感性到理性的自然过渡。在边学边练中更深刻地领会所学知识，在头脑中建立起理论与实际的联系，使学生逐步提高学习能力和实践技能，引导学生将基本理论、基本分析方法应用于解决实际问题。

6.项目教学法。这种教学方法是本课程最主要的教学方法，通过项目带动理论的学习和实践能力的培养。

7.习题解答式。适于讲完一个知识模块之后，通过练习与解答帮助学生消化吸收课程内容。

8.采用多媒体教学。我们结合本校的特点研制了该课的电子教案。采用多媒体教学有许多优点，它直观形象、信息量大、效率高，在数字电子技术基础课教学中应用作用很明显。讲课过程中要画的电路图和表格比较多，占用的时间多，特别是一些中、大规模集成电路，电路复杂，以前，由于难以画出其内部结构，学生头脑中不易形成电路的整体概念，讲课的难度大。有了多媒体后，这些问题迎刃而解。如金属—氧化物—半导体场效应管（MOS管）的基本原理这部分内容对学生来说一直都是难点，我们用动画的形式来辅助讲解，学生可以直接观察到其内部载流子的运动情况。这样一来，将抽象的内容具体化、形象化了，讲课的速度明显加快，收到事半功倍的效果。

提高课程教学实效性是学校教育的一个永恒的主题，高等职业教育改革在不断深入，电子技术的飞速发展为《数字电子技术》的教学改革带来了极大的机遇和挑战。高职教师只有不断更新教学内容，改革教学方法，加强实践训练，注重创新教学，才能不断提高教学质量，为社会培养更多的高素质高技能应用型人才。

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