數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)改革與實(shí)踐范文
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摘要：
數(shù)字電子技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)學(xué)生的職業(yè)生涯規(guī)劃和發(fā)展有著重要影響。為了獲得更好的教學(xué)效果，將整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩個(gè)部分，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分引入了Multisim仿真軟件，有效地將理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法以及考核方式進(jìn)行了改革和實(shí)踐。通過(guò)多種方式進(jìn)行教學(xué)，提高了學(xué)生對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的興趣，加強(qiáng)了學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)新實(shí)踐能力。通過(guò)合理的課程考核方式，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
關(guān)鍵詞：
數(shù)字電子技術(shù)；物聯(lián)網(wǎng)；Multisim仿真
1引言
近幾年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，被公認(rèn)為是世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新的重點(diǎn)領(lǐng)域。其發(fā)展前景將大大促進(jìn)全球經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，為未來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技創(chuàng)新提供重要保障，同時(shí)將會(huì)徹底改變?nèi)藗兊纳罘绞絒1]。物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的人才需求日益增加，從信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向和構(gòu)建復(fù)合型人才知識(shí)結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，賀州學(xué)院計(jì)算機(jī)系開設(shè)了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)工程是電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等技術(shù)的綜合體[2]。在物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的課程體系中，以上課程是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的必修專業(yè)課，其中，電子技術(shù)中的《數(shù)字電子術(shù)》在整個(gè)課程體系中扮演著重要角色，是物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的一門核心基礎(chǔ)課程。為此，賀州學(xué)院計(jì)算機(jī)系的物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)了《數(shù)字電子技術(shù)》這門課。《數(shù)字電子技術(shù)》具有實(shí)踐性和應(yīng)用型均較強(qiáng)的特點(diǎn)，其教學(xué)改革模式對(duì)類似專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課或核心專業(yè)課具有一定的參考價(jià)值[3]。隨著數(shù)字化信息技術(shù)的普及和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)》課程進(jìn)行一定的改革和實(shí)踐，有一定的意義。
2《數(shù)字電子技術(shù)》改革和實(shí)踐的基本內(nèi)容
根據(jù)教育部面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革的要求，遵循高等教育發(fā)展的基本規(guī)律，本著“打好基礎(chǔ)，加強(qiáng)實(shí)踐和創(chuàng)新能力”的原則，我們針對(duì)課程的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐[4]。改革的目標(biāo)是在充分運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建更優(yōu)的教學(xué)模式和教學(xué)平臺(tái)，全面提升該課程的教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新實(shí)踐能力的提高，從而適應(yīng)社會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)高技能、應(yīng)用型人才的需求。
2.1教學(xué)內(nèi)容的改革與實(shí)踐《數(shù)字電子技術(shù)》在賀州學(xué)院計(jì)算機(jī)系物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的課程安排上分為理論課和實(shí)驗(yàn)課，其中理論部分的課時(shí)為48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)部分的課時(shí)為32學(xué)時(shí)。在48個(gè)理論學(xué)時(shí)的教學(xué)中，不僅要求學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本概念、基本邏輯電路、常用分析方法和一定的實(shí)踐技能，還要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概念和方法。在授課過(guò)程中，將理論基礎(chǔ)知識(shí)和數(shù)字電子技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用相結(jié)合來(lái)進(jìn)行講解，擴(kuò)寬學(xué)生的知識(shí)視野，開拓學(xué)生的思路，激發(fā)學(xué)生的興趣愛好，從而提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性。在理論教學(xué)過(guò)程中，除了發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用之外，更要確定學(xué)生的主導(dǎo)地位，盡可能的激發(fā)學(xué)生的潛能[5]。在教給學(xué)生專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和學(xué)習(xí)方法的基礎(chǔ)上，全面塑造學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)。在32個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的教學(xué)中，分為基本操作實(shí)踐和自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。在基本實(shí)踐操作環(huán)節(jié)，主要是運(yùn)用西安唐都科教儀器公司開發(fā)的TD-DS+高級(jí)數(shù)字電路教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，目的是讓學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)掌握基本邏輯門電路、組合邏輯電路的設(shè)計(jì)和分析以及時(shí)序邏輯電路的設(shè)計(jì)與分析等內(nèi)容，使得《數(shù)字電子技術(shù)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式得到了創(chuàng)新性的改變，可極大地提高實(shí)驗(yàn)效率，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)的效果。此外，學(xué)生在動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)儀器的過(guò)程中，能讓學(xué)生了解和掌握生產(chǎn)實(shí)踐中用到的數(shù)字電子產(chǎn)品，這樣不僅有助于提高學(xué)生對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)》的興趣，還有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性[6]。在自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，引入電子技術(shù)仿真軟件Multisim10.0，主要是讓學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)掌握現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和方法，在此基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和調(diào)試，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)字電子技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)踐應(yīng)用，最后以一個(gè)完整的設(shè)計(jì)案例來(lái)結(jié)束整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，從而完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程[7,8]。
2.2教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革和實(shí)踐本課程的教學(xué)方法與教學(xué)手段的總體改革思路是：在保證教學(xué)方法能滿足課程內(nèi)容的需要的基礎(chǔ)上，做到因材施教，并且應(yīng)用一個(gè)成型的數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程。在課程的建設(shè)和改革實(shí)踐中，在如何有效運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)、如何有效開展大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)以及如何提高教學(xué)質(zhì)量等方面做了大量工作，并且取得了顯著成效。主要包括以下3個(gè)方面的改革和實(shí)踐：1）強(qiáng)調(diào)現(xiàn)代教育技術(shù)和傳統(tǒng)教學(xué)手段的靈活應(yīng)用。這就要求任課老師除了必須能熟練操作多媒體教學(xué)設(shè)備、上課課件和電路仿真軟件Multisim10.0之外，還能靈活地將課程內(nèi)容中重點(diǎn)知識(shí)部分以板書的形式在黑板上表達(dá)出來(lái)。這種教學(xué)方式能有效提高教學(xué)質(zhì)量，讓學(xué)生更好地理解和掌握課程內(nèi)容，最大限度地滿足了教學(xué)需要。2）強(qiáng)調(diào)先進(jìn)教學(xué)方法的應(yīng)用。積極應(yīng)用先進(jìn)的教學(xué)理念和教學(xué)模式，正確處理教學(xué)活動(dòng)中的師生關(guān)系，改變傳統(tǒng)的以教師、課堂和書本為中心的教學(xué)模式。在教學(xué)活動(dòng)中，引入已成型的數(shù)字系統(tǒng)貫穿整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，將案例教學(xué)法、啟發(fā)式教學(xué)法和研討式教學(xué)法等教學(xué)方法充分結(jié)合起來(lái)。積極引導(dǎo)學(xué)生逐漸形成自主式學(xué)習(xí)、協(xié)作式學(xué)習(xí)和探索式學(xué)習(xí)等良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生掌握在萬(wàn)物互聯(lián)的信息化時(shí)代中的學(xué)習(xí)能力。3）強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)環(huán)節(jié)對(duì)本課程教學(xué)的重要性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備的實(shí)踐操作到Multisim10.0的數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在整個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，創(chuàng)造性地將課件、板書、數(shù)字系統(tǒng)的功能和模擬仿真平臺(tái)相結(jié)合，使得整個(gè)教學(xué)過(guò)程不僅特色鮮明，還為課程改革提供了一定的參考價(jià)值。
2.3考核方式改革和實(shí)踐《數(shù)字電子技術(shù)》的理論基礎(chǔ)知識(shí)部分的考核采用閉卷形式，這部分的考核成績(jī)占總成績(jī)的70%，平時(shí)成績(jī)占30%。閉卷試題的考核內(nèi)容主要包括基本理論知識(shí)（60%）、數(shù)字邏輯電路的分析（20%）和數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)（20%），這三種題型分別對(duì)應(yīng)著基礎(chǔ)知識(shí)題、綜合題和提高題3部分，這3類型題型可以分別從不同的角度考查學(xué)生對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)》基本理論知識(shí)的掌握情況。平時(shí)成績(jī)主要包括上交作業(yè)的成績(jī)、上課的考勤情況、在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中與教師研討學(xué)習(xí)的情況等方面，這有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主觀能動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)課程的考核方式分為兩個(gè)部分：第一部分是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)考核，這部分的考核主要運(yùn)用西安唐都科教儀器公司開發(fā)的TD-DS+高級(jí)數(shù)字電路教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來(lái)完成部分?jǐn)?shù)字電路的邏輯功能驗(yàn)證。第二部分是數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，由學(xué)生自主選題，運(yùn)用Multisim10.0電子技術(shù)仿真軟件，獨(dú)立或以小組形式完成設(shè)計(jì)。在完成數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，學(xué)生不僅需要查閱大量的文獻(xiàn)資料，還需要懂得數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思想、過(guò)程和方法以及數(shù)字系統(tǒng)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。在此過(guò)程中，在很大程度上會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性以及探索求知欲，這有利于學(xué)生進(jìn)一步加強(qiáng)理解和掌握數(shù)字電子技術(shù)的理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。在考核成績(jī)方面，第一部分占實(shí)驗(yàn)課程總成績(jī)的40%，第二部分占實(shí)驗(yàn)課程總成績(jī)的60%。
3《數(shù)字電子技術(shù)》改革和實(shí)踐后取得的教學(xué)成果
通過(guò)對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)》理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革和實(shí)踐，取得了顯著成效。主要包括兩個(gè)方面：教研方面和培養(yǎng)學(xué)生方面。在教研方面，注重師資隊(duì)伍的建設(shè)，注重教師的培養(yǎng)，讓教師不斷的掌握相關(guān)領(lǐng)域的新知識(shí)、新技術(shù)和更深層次的了解數(shù)字電子技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，這使得整個(gè)師資隊(duì)伍更具有奉獻(xiàn)精神、更團(tuán)結(jié)、更充滿活力、更上進(jìn)，學(xué)術(shù)和科研水平都上了一個(gè)臺(tái)階，這將更有利于教師在傳授和培養(yǎng)學(xué)生時(shí)，能將所掌握的理論基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)行靈活應(yīng)用和變通。在培養(yǎng)學(xué)生方面，在制定新的教學(xué)大綱、選擇合適的教材和編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的基礎(chǔ)上，制作了多媒體課件和教案，規(guī)定了整個(gè)課程的講授學(xué)時(shí)數(shù)為48+32學(xué)時(shí)，其中理論課的教學(xué)為48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)為32學(xué)時(shí)。理論教學(xué)部分采用多媒體課件+黑板板書的模式進(jìn)行講授，實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分采用數(shù)字電路教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)+Multisim10.0電子技術(shù)仿真軟件。與傳統(tǒng)的純理論教學(xué)模式相比，這種教學(xué)模式，不僅使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)更豐富牢固、更符合信息時(shí)展的需要，而且能有效提高學(xué)生研究和分析大規(guī)模甚至是超大規(guī)模復(fù)雜數(shù)字電路系統(tǒng)的能力。從而使數(shù)字電路的理論教學(xué)能夠真正的“服務(wù)”于數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊跟現(xiàn)代生產(chǎn)實(shí)踐中數(shù)字電子技術(shù)發(fā)展的步伐，真正做到理論與實(shí)踐操作相結(jié)合，做到以學(xué)生職業(yè)發(fā)展為中心，以設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性為主。
4總結(jié)
《數(shù)字電子技術(shù)》是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，將該課程分為理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)兩部分。理論部分采用多媒體課件+黑板板書的模式進(jìn)行講授，可以幫助學(xué)生更深刻和全面地理解《數(shù)字電子技術(shù)》的基本概念和原理。實(shí)驗(yàn)部分采用數(shù)字電路教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)+Multisim10.0電子技術(shù)仿真軟件的模式進(jìn)行教學(xué)，在用數(shù)字電路教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，在用Multisim10.0電子技術(shù)仿真軟件對(duì)數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，有助于數(shù)字系統(tǒng)的調(diào)試，使得實(shí)驗(yàn)演示更加直觀、方便和靈活，同時(shí)給學(xué)生自主研究數(shù)字系統(tǒng)問題提供了有效幫助，提高了學(xué)生自主創(chuàng)新的能力，對(duì)《數(shù)字電子技術(shù)》以及類似課程的教學(xué)具有很好的輔助作用。
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作者：趙方珍 梁海英 朱思思 陳冠萍 單位：賀州學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息工程學(xué)院
