数字电子技术范文
时间：2023-03-31 11:15:15
导语：如何才能写好一篇数字电子技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
引言
随着社会的发展与科学技术水平的提高，电子技术在很多领域中都得到广泛的应用，但在不同应用环境中对电子技术的要求也不相同，模拟电子技术主要对信号时间和数值上的变化进行的相应处理，数字电子技术主要对离散的数字信号进行处理，基于两项技术的信号处理内容不同，也具有不同的使用优势，为了使两项技术能够充分发挥自身优势，以下主要对模拟电子技术和数字电子技术的详细分析，进行两项技术的优势对比。
1.模拟电子技术分析
电子技术主要被应用于电路中，在电路运行中具有放大镜的作用，模拟电子技术就是电子技术中一项重要组成部分，它主要处理的是电路中一些连续的电子信号，处理方法相对简单[1]。使用该项技术的电路被称为模拟电路，由于模拟技术成本相对较低，模拟电路的造价也相对较低，因此现阶段使用范围相对广泛，但更多的是应用于对电路电子信号运输的精准度要求不高的工业领域之中，但如果在传输过程中外部环境相对较差、噪音相对较高就会影响信号传播的准确性，使用该项技术常会由于噪音干扰而出现失真的情况，导致传输效果与最初的电子信号之间存在一些差异，影响人们的使用。
2.数字电子技术分析
数字电子技术与模拟电子技术不同，它是一种相对技术，即借助抽样定理，通过对模拟信号进行抽样，从而提高电子信号的精度，保证电子信号在传输过程中具有精准性特点。现阶段，数字电子技术使用在数字电视中，使用该项技术能够减少周围环境特别是噪音对信号传输的干扰，保证信号传输过程中的准确性，提高电视播放效果，使画面更加清晰[2]。并且使用该项技术在信号加密的过程中，由于数字信号能够使用更加高级的加密系统，因此能够对数字信号传输过程起到保障作用，从而提高数字信号运行的安全性。
3.电子技术中信号形式及电路形式对其的影响
信号形式能够对电路工程产生很大的影响，直接决定了电子技术的选择方式，在模拟电路中，由于信号形式为模拟电子信号，因此在选择电子技术时，通常情况下，都会根据模拟电路的特点，选择相应的模拟电子技术，并按照模拟电子技术的规范完成电路工程。由于信号形式须使用特定信号技术，因此在数字信号传输过程中更多的选择了数字技术，这时在完成电路工程时，就需要结合电路具体情况和实际需求，确定数字技术的开展方向，从而根据相应的数字电子技术相关规范完成工作。
4.模拟电子技术与数字电子技术优势对比
通过上文对模拟电子技术与数字电子技术的详细分析，能够更好的认识到两项技术的区别，为了保证模拟电子技术和数字电子技术能够应用到适宜的领域，发挥出更大的作用，下面通过对比，分析两项技术各有的优势。
4.1模拟电子技术优势
模拟电子技术主要具有以下几方面优势：（一）模拟电子技术相对简单，实施过程相对容易。虽然模拟电子技术存在着一定的不足，但是该项技术相对简单，能够有效缩短电路工程的完成时间，提高运行效率；（二）原理简单，造价低。由于原理简单，且对模拟电路的要求相对较低，因此模拟电子技术的造价是很大一个优势，也正因为如此，应用市场相对广阔。在以往的电视制作中，大部分使用的电子技术为模拟电子技术，通过实现对造价的控制，从而保证了电视在人们生活中的普及；（三）适用能力强，应用面广。虽然该项技术应用面也十分广，但使用该项技术的传输过程中，信号精准度有所下降，为了使该项技术能够发挥出自身优势，使用该项技术时，就要充分考虑到电路对信号精准度的要求，并在电子技术不断发展的过程中，找到完善该项技术的方法。
4.2数字电子技术优势
与模拟电子技术核心内容和采用的方法不同，适用领域和方向也有所差距，数字电子技术主要具有以下几点优势：（一）采用开关电路，降低对物理量精确度的要求，只需确定物理量的大致使用范围即可，简化使用流程，提高使用该项技术的方便性；（二）传输数据可靠性高，由于使用该项技术的电路中能够有效抵抗外界环境特别是造成对电路造成的干扰，因此在数字电路中，信号的精准度更高，更有利于信号的传输与储存。现阶段在数字电视中就使用了数字电子技术，与使用模拟电子技术的电视相比，数字电视画面更加清晰。但同时由于该项技术的原理相对复杂，精准度更高，造成使用该项技术的造价也更高，因此在使用该项技术的过程中还需要考虑对电路的实际要求，如果能够提供更多的成本资金，保证信号的准确性，就要合理使用数字电子技术；（三）数字电路能够更好的实现程序控制，有利于进行系列化、集成化的生产，提高生产效率，保证企业经济收益。四、能够实现高精度的加密，由于数字信号在传播过程中能够使用较为高级的加密系统，因此在处理数字信号时使用的数字技术就具有较强的加密功能，通过保证信号的安全性，提高整体电路传输的安全性。
5.总结
总而言之，模拟电子技术和数字电子技术在不同的应用领域具有不同的优势，模拟电子技术的使用更为方便、简单，造价较低，但精准度也相对较低，因此模拟电子技术更适用于相对低端对误差率要求不高的电路设备中，而数字电子技术则能够有效提高信号的精准度，保证电子电路处于高精度运行状态下，也因此更适用于较为精确的电路设备中。
参考文献
[1]冀炜,于富尧,常思安,王雨龙,李梦茹.模拟电子技术与数字电子技术的对比分析[J].通讯世界.2016(07)
[2]孙炳.模拟电子技术与数字电子技术的优势比较[J].电子技术与软件工程.2015(16)
篇2
关键词:EDA技术;数字电子技术;实验应用
EDA技术主要是指电子设计自动化，该技术如果想要得到很好的应用必须要通过计算机作为基础的承载平台，EDA技术运行以硬件设计为脚本，必须要将所要用到的文件用硬件语言编辑好然后用计算机的自动化系统进行逻辑处理和仿真模拟。现在这项技术不仅仅在医学军事这些高端的领域运用，它也逐渐被借鉴到我们日常生活中来，使我们可以更近距离的接触和了解。利用其优势我们可以将其作为实验教学的一个重要手段用以培养学生们的动手操作能力。下面本文将针对EDA技术在数字电子技术实验中具体应用展开详细分析。
1EDA技术在数字电子技术实验中的应用优势
1.1强化学生实践操作能力
在数字电子技术实验教学中来借鉴和引用EDA技术具有很多优势，首先我们可以通过实验教学中的仿真教学来让学生更加真实的接触电子设计自动化。数字电子实验的教学最注重的是提升学生解决电路调试过程中发生突发状况的能力和反应速度，利用该技术实现创新的系统开发与设计，减少电子实验开发的时间和恢复的周期，调动学生去动手实践和了解实验的兴趣。同时也可以帮助学生更好地理解电子设计的重点,而且学生可以充分平台的作用,实施综合性实验,促进实验效果的提升。
1.2实现开放性实验设计
EDA仿真技术能够摆脱传统教学中受时间空间、硬件设施束缚的缺点，即不需要购买额外的教学设备、不用过多的考虑如何创造一个良好的学习空间，只需要充分依靠这个软件来对教学进行整体的构造与设计，在完成设计后直接将文件下载然后对系统整体性能进行测试操作即可。EDA仿真技术可以进行参数的优化，对其不断进行尝试和完善，在相对较短的时间内完成实验仿真，进而提高教学的逼真性和有效性。就算没有真的开展实验,也可以通过该技术来完成涉及的设计工作,使得实验文件和数据也可以在工作完成之后得到有效保存。另外学生在进行实验操作的时候,可以进行询问实验操作当中遇到的问题,或者可以按照自身的机器或者仪器破坏,这样可以有效提高实验的教学质量。
2EDA技术在数字电子技术实验中的流程分析
2.1构建实验框架
理论上讲我们将实验教学称为“两点论和重点论的统一”，我们既要实现实验教学中的总流，教会学生最主要的知识，又要抓住支流在其他方面调动学生的学习积极性。在数字电子技术实验教学中我们需要将整个教学拆分为不同的分支来进行模拟练习，不同的教学有不同的教学顺序，通常最先开始的是基础教学，即实验信息的采集和归纳，我们首先要将数据的分析整理有序的展现给学生，让学生们从最基础的学起，其次我们再进行模拟实验教学和试验结果分析教学，在层层递进的教学环节中学生们才能初步构建起试验框架，明白开展试验的过程和步骤，懂得如何下手。在数字电子技术实验的构建过程中,学生需要对实验的每一个环节和操作进行记录，老师再完成每一个环节的教学后要及时的对学生进行提问，在课程结束后安排学生对实验的进度进行实时的跟进。老师们需要加强这一方面的管理与建设,运用好EDA技术来搭建一个有序的教学平台，进而才能构建起一个全面、完整的实验框架,更好的完成相关实验。
2.2搭建虚拟实验平台
虚拟实验平台我们是如何一步一步成立起来的呢？这个实验平台不是一个独立的个体，而是由两个独立的分支共同构成，这两个分支缺一不可，两者相辅相成，才能最大的发挥虚拟实验平台的教学效果和作用。首先是虚拟实验平台，这个平台是用来完成最基础的工作的，像功能的评估、信息的管理这些数据的整理与分析等等，这些都是最初步的数据整理分析，只有把这些信息和数据交互完成、结束分析后才能够进一步搭建仿真实验平台。仿真实验平台是建立在其基础上的，没有完整的数据分析就无法开展下一步的编程和仿真布局，所有的后期教学知识的延伸都需要虚拟平台提供的基础内容作为铺垫。通过这个平台的搭建可以让学生们不受空间时间的约束，更好的接触和了解电子世界的异彩纷呈。
2.3综合分析
综合分析功能也是EDA技术独有的一个功能，通过和其他技术的融合我们的软件可以更好的处理综合器环境从而制造更好的学习氛围和效果。基于上述的流程概述，我们可以对工艺上的系统产品做出更加精细的分析和判断，这主要是因为EDA技术在不断地应用过程中，需要对大量FPGA工艺上的系统产品做出分析与判断。因此，综合分析后所产生出的结果会与系统硬件之间有着密切的关联在运用EDA技术进行分析应用时，能够在运行期间促使逻辑优化的形成，以此来产生出相应的有实际关联的网表信息文件。电子技术本身就是一门需要想象力和创造力的教学，光依赖硬件设施和理论教学是远远不够的，所以我们要利用EDA技术将所有的教学文本和图形编辑器使用到最大化，最精细的呈现完整的图表文件，在后期的教学过程中我们便可以更好的进行布局，减少不必要的逻辑分割，将课程质量优化到最大，并针对流程步骤进行与之对应的适配工作。这样环环相扣便可以更好的发挥EDA技术自动化、智能化的优点，帮助学生们在虚拟和仿真并存的世界中打开电子信息的大门。
3结束语
数字电子信息技术将会是我国扩展市场发展潜能，增强国家经济文化软实力的一个重要支撑，其中EDA技术是一种基于计算机平台的核心技术，它不仅能够最大的利用现有资源，还能够突破传统数字电子教学中的种种弊端，帮助相关的软件拓宽其发展的渠道。EDA技术应用于数字电子技术实验中,能够帮助数字电子技术更好更快的发展,使其越来越高效化与智能化，我们需要不断地更新完善该电子处理技术，更好地发挥其作用。
参考文献
[1]王彩凤,胡波,李卫兵,杜玉杰.EDA技术在数字电子技术实验中的应用[J].实验科学与技术,2011,9(01):4-6+110.
[2]周小仨.EDA技术在数字电子技术实验中的应用[J].电子制作,2014(15):27-28.(2014-10-17)[2017-09-09].
[3]王雪丽.EDA技术在数字电子技术实验中的应用分析[J].电子制作,2014(21):212.
篇3
关键词：行动导向过程性教学能力培养
从2008年开始，采用了项目化教学课程开发，采用行动导向等灵活多样的教学方法，重视过程性教学，实践环节强调基于工作过程及开放式设计。这一系列的改革与实践取得了良好的效果，培养了一批应用电子技术方面的学生，学生获得了相应的职业资格证书，课堂教学基本实现了学生从“厌学”到“乐学”的转变，教学质量明显提高。
1 课程概述
1.1 课程的作用
我省近几年来，制造业相当发达，对人才的需求量相当大，应用电子技术专业人员的需求量很大。浙江省有几万家电子产品制造企业，每个企业的电子产品生产流水线上都需要大量的电子电路装配、调试和检测检修技术人员。
数字电子技术对后续课程有相当大的影响，学生在今后的电子电路设计、大学生电子设计竞赛、毕业设计、课程设计、电子产品试制等实践过程中都起了相当大的作用。因此，数字电路对于电子类专业学生来说，是必备的基本知识和技能。开设《数字电子技术》课程十分有必要。
1.2 国内外该课程开设情况
国内外高职院校电子类专业都普遍开设这一课程，本课程对于电子类专业学生学习电子技术相当重要。大学本科一般都分成模拟电子技术和数字电子技术，非电类专业一般模拟电子技术和数字电子技术合起来开设电子技术课程，中职一般也合起来开设电子技术课程。我们学校也是分开来的，我们学校电子技术课主要强调是项目化课程，让学生边学理论边实践，提高了学生的动手能力、实践能力、工程能力和理论知识。
2 课程改革与创新
近年来，我们对数字电子技术课程的教学内容体系、教学方式、考核方式及实践环节教学等方面进行了改革与实践，取得了良好的效果。
2.1 教学内容体系改革
电子产品不管多复杂，都是有若干个电路组成，每一个电路由若干个电子元器件组成。电子电路说到底就是应用电子技术提高实际电路的性能，这一切都离不开模拟电子技术和数字电子技术。因此，本课程主要是针对数字电子技术，关键是学生有积极性学好这门课程，我们设计了五个项目，由浅入深进行教学，项目一是组合逻辑电路的制作，这部分设计了四个任务，项目二是时序逻辑电路的制作，这部分设计了三个任务，项目三是555电路的应用和制作，这部分有两个任务，项目四是电压发生器、RAM和温度计的制作，这部分有三个任务，项目五是综合电路设计与制作，这部分有两个大的任务，这样可以进一步提高学生的理论知识和实际动手能力。
课程的开发采用我们在德国学习的成果，项目化课程的教学方法，由五个项目组成，分别是：组合逻辑电路的制作；时序逻辑电路的制作；555电路的应用和制作；电压发生器、RAM和温度计的制作；综合电路设计与制作。
我们制定了理论实践一体化的课程标准及教学设计方案，编写出版了理实一体化教材《数字电路分析与实践》，2009年6月由中国电力出版社以高等职业教育电子信息类专业规划教材的形式出版。
2.2 教学方式改革
2.2.1 以学生能力培养为主
首先，本课程将数字电路分成五个项目，有四个难度等级，从而做到由浅入深，由简单到复杂，遵循学生能力培养的基本规律。
在教学过程的初期，教师讲解较多，学生自主较少，被动学习为主；在教学过程的后期，以小组形式、自己学习、按行动导向教学法组织学生学习，教师讲解越来越少，学生以自主制作为主。学生在完成具体制作过程中，专业能力、方法能力与社会能力不断提高，完成从初学者向高级初学者的过程。
2.2.2 采用灵活多样的教学方法
课程组教师经过多年的教学实践，逐渐形成了“数字电子技术”课程的教学方法体系，其核心思想是随着教学的不断进行，教师传授减少，学生自主增加。主要方法有：
①讲授法：在元器件集成电路阶段，由于学生是初学者，教师对逻辑函数及各种门电路要讲清楚。要边讲边练边演示，边动手制作。
②操作示范法：在学习初期，在学习门电路阶段，教师要多做操作示范，在实验箱上放上集成门电路，接上电源和输入开关，输出接上发光二极管显示。
③网络教学法：将优秀的网上资料下载下来，并介绍给学生，让学生在课外有更多的时间观看学习，提高电路的应用能力。
④视频教学法：视频教学直观形象化，它使复杂问题简单化，可帮助学生消化知识难点，有助于记忆。
⑤行动导向教学法：该方法将学生分为若干个小组，以小组为单位进行合作学习。该方法以学生为中心，教师的主要职能从“授”转变为“导”，包括引导、指导、诱导、辅导。行动导向教学的目标是培养学生综合职业能力（专业能力、方法能力、社会能力）。行动导向教学要求学生自己独立计划与决策、独立实施、独立检查与评估，并应尽可能地由学生在行动中进行反思。具体的方法有：项目教学法、头脑风暴法、案例教学法、张贴板教学法、模拟教学法等。
数字电子技术课程的行动导向的教学设计如表1所示。教学内容共由五个教学项目、有十四个任务组成，分别采用项目教学法、四阶段教学法、引导文教学法等行动导向教学方法。行动导向的教学法有助于学生掌握知识和技能。下面举例说明行动导向教学在数字电子技术课程中的应用。
参考文献：
[1]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社，2009.
[2]高林，鲍结.高等职业教育专业课程体系改革与创新[M].北京:人民邮电出版社，2009.
[3]胡汉章.数字电路分析与实践.中国电力出版社，2009.6.
篇4
文章从计算机辅助教学出发，讨论如何利用Proteus软件提高数字电子技术教学与实践效果。通过Proteus软件构建一些形象、直观的数字电路，演示仿真结果，“虚实”结合，让学生在有限的时间内，对数字电路中的组合、时序逻辑电路分析与设计有充分的理解和掌握。学生能够在很短实践掌握有关功能器件的特别和典型应用，以及注意事项，激发学生的学习热情、提高学生的实践动手能力、工程设计思想等。
1.1555组成的秒时基电路仿真
秒时基电路是时序逻辑电路中经常使用的单元块电路，可以通过555组成的多谐振荡器构成秒时基电路，只需要选择合适的电阻和电容值就实现。秒时基电路应用非常广泛，交通灯电路系统、LED数字显示的电子表电路等，均需要产生秒时基脉冲电路单元。在Proteus选择大小合适的图纸，建立图形输入仿真文件，根据理论计算确定有关电阻电容数值，选取器件，修改电路参数，连接元器件组成电路。通过波形可以很直观的看出设计是否满足要求为1秒的时基电路，同时修改有关电阻值可以在周期为1秒的前题下改变脉冲的占空比。使学生充分理解多谐振荡电路，并可以根据实际需要产生不同周期和占空比的脉冲，激发学生对555电路的深层次的学习，从真正意义上认识555电路特性，验证其组成设计单谐、多谐振荡电路以及有实际应用的触发报警、脉冲产生等电路。
1.2译码显示电路仿真
显示器件是数字电路一个重要部分，其中LED数码管应用尤为广泛。本例通过译码芯片74LS47和共阳极数码管来完成译码电路和显示电路的内容。输入数字为013（采用2进制000000010011）通过译码器件，译出相应7段ABCDEFG的高低电平，译码芯片与共阳极数码管连接，最终正确的输出相关显示内容。同学还可以利用其它译码芯片CD4511、74LS48和共阴极数码连接，在此基础上还可以加入计数器，脉冲电路，这样就能实现脉冲的自动计数及显示，效果直观。进行完一整套设计学生很有成就感，能进一步激发学生的学习兴趣。
2结束语
篇5
关键词：数字电子技术；网络实践；信号数字化处理
1引言
伴随着我国国民经济的快速增长，人民的日常生活水平随之提升，网络在人民生活中的作用也越来越重要，作为网络发展的支撑技术，数字电子技术的发展也逐渐成为网络实践的方向。由于当前巨大的商场需求，电子技术的应用在社会的每一个角落都能看到其应用。由此可见，只有将数字电子技术在网络中的实践应用进行有效研究，才能对于数字化的信息社会建设起到推动作用。
2数字电子技术的发展前景
数字电子技术其实可以拆分成数字与模拟两种电子技术，由于当前市场的急切需求，数字电子技术这一学科就成为众多学科中发展最为快速的一门学科[1]。在电子技术发展越来越成熟的当前状况中，信息产业化的升级工作逐渐完成，并在此基础上顺应了经济市场的发展需要，进而朝向更具专业化的目标发展。在我国经济发展的近期，社会对信息化时代中数字电子技术的应用，提出了更高的要求。那么，满足该种要求，就必须经过一系列的改进、创新，才能真正与当前市场发展的实际需求相适应。在电子技术领域中，将电子技术朝向数字化的发展方向进步，就是目前科技发展的主流趋势，也只能是当代中电子技术与时代接轨的惟一途径。随着科学技术的改革更新，电子产品也在日新月异的换代。例如：数字电子技术的不断优化更新，在家庭和生产领域中的开关电压调节器行业、D类型的音频功率放大器行业中，这种技术都在被广泛的应用着，该种产品的出现，就是数字电子技术与模拟电子技术相结合的产物。鉴于此，我国在未来的信息发展过程中，类似于以上运用数字电子技术生产出来的科学技术产品必然会愈来愈多，对于电子技术的持续发展也一定会产生重大的推进作用。
3数字电子技术的网络实践
互联网的出现，对于当前人类的生活方式及形式改变起到了重大的作用，正是这种网络信息充斥于人类生活的信息化时代推动下，数字电子技术这一新型领域也随之壮大起来。在网络世界中，相较于传统的信号输出，数字信号拥有极大的优势，不仅能够就将计算机设备本身的抗干扰能力进行了提升，对于计算机设备自身的储存能力提高也起到了关键的促进作用，更是在此基础上将信号传输程序进行了方便、快捷以及安全方面的重大改进。作为设备的集成化与数字综合化的集合体，数字电子信息技术通过与网络技术结合，充分的将社会中的各个方面进行了有效连接，同时该种方式也极大程度的改变了人类生产与生活的方式，并在生活中将网络信息运用数字电子技术进行处理培养成一种根深蒂固的习惯。
3.1在网络中开展信号处理机制
在网络信号处理机制的工作展开过程中，运用数字电子技术进行处理网络展开的信号是最具高效的方式，在这一过程中，不仅能够将网络中的重要相关信息进行高度加密，还能在同时将网络自身的抗干扰能力与储存能力进行高度强化。另外，相对于其他的网络技术来讲，在数字信号中将二进制包含进去，具有相当大的技术优势。
3.2进行信号数字化处理工作
抽样、量化、编码三项工作流程是进行数字化信息工作处理的重要流程，具有不可或缺的地位。以上三项流程中的抽样工作过程，主要就是在现实的网络实践中进行相关模拟信号的离散作业。对于量化工作的内容则主要是指为离散取值做铺垫，从而进行划分信号的连续取值工作，该种离散取值会受到一定的限制。所以，必须在编码的工作流程中对于将要进行编码的对象或者数字，进行信号数字化处理的方式展开设计。例如：卫星通道与电缆电路上的信号传输工作中，该种信号数字化的处理方式，就被广泛的应用。
3.3能够快速处理大量网络信息
在当前的网络发展阶段，将数字电子技术应用到实际的信息处理过程中去，不仅能够将网络信息的处理效率大幅度提升，又能在一定程度上强化信息的传输能力，还能在此基础上对信号转变数字形式信号的进程起到推进作用，最终达到高效率进行网络信息处理的工作目的。
4结束语
综合全文论述来看，信息技术领域的发展在数字电子技术的带动下更具生机与活力，并对人类的日常生活质量提升带去了积极的影响。在当今的网络时代背景下，可以说电子技术数据化就是电子技术领域的实践与应用的未来，激速发展的科学技术加之市场需求的压力，都使数字电子技术的发展得到了质的飞跃。结合文中对数字电子技术网络实践发展前景的探讨，以及对于数字电子技术的网络实践进行了关于在网络中开展信号处理机制、进行信号数字化处理工作、能够快速处理大量网络信息三个方面的分析能够发现，只有保证数字电子技术时刻紧随时展的脚步，并在此期间进行持续不断的优化与创新，才能真正在未来电子产品朝向数字化发展的路程中发挥推动能力。
参考文献
[1]王玉婵，康杰虎，王玉菡.Multisim仿真软件在《数字电子技术》教学中的应用实践[J].内江科技，2016，01：49.
篇6
关键词数字电子技术 教学改革 简单方法 学习策略
中图分类号:G420文献标识码:A
数字电子技术是一门应用性很强的技术基础学科。随着现代电子技术的迅速发展,中、大规模和超大规模数字集成电路在电信、计算机等信息类领域得到广泛应用,逐渐从过去单纯的电子技术理论中分立出来,形成独立的学科,作为高职院校电子信息、电气自动化、通信工程、机电一体化、汽车电子等专业一门重要的技术基础课程,该学科教学目的就是培养技能型、实用型人才,注重他们的技术能力和工作过程适应能力的培养,注重职业素质和创新能力的培养,更是适应新的高等职业教育发展的需要。
学生刚刚接触数字电子技术这门学科时,学习起来感到十分的困难,抽象的逻辑条件,习惯于十进制的运算被二进制运算所替代,难免一时适应不了这门课程。教师也往往是言之无物,教学严重脱节,就会导致数字电子技术课程的教学难度。
在此教学矛盾存在的前提之下,针对数字电子技术课程的特殊性进行教学改革,要从教学方式、学生学习形式和考核评定标准进行调整,应采用教学的“简”与“略”,提高数字电子技术课程的质量。
简:即是教的简单方法。略:即是学的学习策略。简单方法不等同于在教授知识中的“偷工减料”,而是依照教育规律的深入浅出,化腐朽为神奇的做法。学习策略也不是“弄虚作假”,而是学生在掌握知识过程中的经验总结,用相应的学习对策来巩固学习的内容。
1 从教的方面入手,利用简单方法解决复杂的逻辑问题
在数字电子技术教学中,老师应从四个方面进行调整,以期达到到教学效果。
1.1转变思维
在运用教育规律,进行数字电子技术的教学,首先应该转变思维方式,采用简单方法教授该课程。转变思维,也就是转变常规教学模式,用科学发展观来思考,具体问题,具体分析,知识就能融会贯通。
数字电子技术课程强调的是逻辑理论,故而要将课程前后知识串联起来,在教学过程中一定要联系后面的课程内容,这与其它课程的教学有所不同,难以借鉴。
在教学之初一定要介绍晶体管的开关特性,这是数字电子技术学科的基础和来源。数字电子技术要学习关键的两个字,就是“开关”,也就是0和1的关系。
晶体管的开关特性,在《模拟电子技术》和《电路基础》课程中讲过,内容相互重叠,我们可以简单的介绍晶体二极管的单向导电性,以及使用晶体三极管“边角余料”,即饱和及截止区,放大区解决的问题是另一学科模拟电子技术的内容。
数字电子技术的进步,可引申到电信业的发展上去讲,可以从电话的产生到广泛应用说起,玩具话务员转接机械转接(步进式交换机和纵横交换机)电子转接(准电子交换机)数字通信(程控交换机),这样便能连接起从手动半自动自动,开关的自动化控制过程介绍清楚,加深学生对逻辑关系的理解。
1.2强调步骤
在讲解逻辑概念和推理条件,主要应体现在步骤的落实上。只要遵循规律,按步骤来分析和设计,使其有章可循,一步一步进行,就不至于混乱,也就避免了重复利用规则,浪费时间,比如卡诺图化简,只要按照步骤进行,即:(1)从大到小。(2)圈尽量大。(3)可重复圈。(4)减多余圈。就不会遗漏化简的结果。
数字电子技术不同于其它的课程,它除了基础门电路部分与后面内容相关联,其它的章节都具有相对的独立性,只要按照步骤引导学生来求解,学习就显得轻松和简单。
有些求解可以在书上直接做结论,如上图所示,可督促学生将其每个步骤得出的结果写到每一个门电路的输出端,最后就不难看出Y1、Y2、Y3的结果从何而来,这样既直观,又让学生看得一清二楚。
1.3简化过程
在教授数字电子技术课程中,可适当简化课堂教学的过程,就可以节约时间,让学生充分地发挥主观能动性,多做课堂练习,教师起到指导教学作用,只要学生与之配合,便可以达到课堂教学目的。
在教材利用上,笔者与很多教师的意见相反,笔者认为应减少或删除主要参数和使用中的注意事项,而着重于工作原理和逻辑关系的讲解,还要注重组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计。
可以把编码器、译码器、加法器、比较器、寄存器和计数器等典型电路,当成例题、习题来做,这样就可以减少课堂教学的时间,让学生们自己动脑,增加了师生的互动环节。
在学习过程中,通过基础内容的教学,不必过多的浪费大量板书书写的时间,只要在基本条件上添加后面的学习内容,就可以让学生触类旁通。考核评定的标准主要是看结果,而不看学习的过程。
比如在学习集成触发器一章,只要熟练掌握了基本RS触发器原理及表示方式,后面的RS 触发器、 JK 触发器及 D 触发器问题便可迎刃而解。在这些电路上都有着逻辑联系,只要了解其延续与发展,都是建立在解决问题基础上,如钟控触发器存在着“空翻”现象,解决办法有两种,一个是用物理办法来缩小脉宽,而最理想的脉宽是窄到一条线上,那么就要考虑另一种在电路上解决问题的办法,也就是边沿触发器形成的基本条件,在上升沿和下降沿上触发,如此一来,主从触发器便应运而生。
1.4精练结论
数字电子技术不同于其它学科,数字电子技术体现在具像化上,教材多为晦涩难懂,很难体现出具体的意思来,不适合学生自学。这往往要求教师做到课堂问题要在课堂上解决,尽量要求学生不要去看教材,而只能拿教材来作为课后的参考。课后的作业甚至都要在课堂上完成,故而,课后总结就显得尤为重要,要总结出精髓,适合学生的理解和记忆。
结论的文字一定不要太多,以点带面,举一反三。比如说在总结异或门关系,只用“相异为1”做结论,巧妙运用的异或门中的那个“异”字,而不必强调相同为什么,让学生联想到另一个条件明显就是“相同为0”。这也可以省去对应的同或门的功能记忆,因为同或门使用的是同一个记忆方法,就是利用“同”字来做结论的。在结论中只要记住一个条件,理解其原理,就可以省略其它的原理的死记硬背。
2 从学的角度考虑,采取学习策略掌握实际的职业技能
与上述理论不同之处,文章所讲的“略”字,并非是省略的意思,而是在学生在数字电子技术课程中讲究的学习方法,即学习的策略。
如何让学生面对数字电子技术课程学习增加兴趣,摆脱枯燥无味,这就需要教师讲究教法,学生讲究学法,彼此之间产生共鸣,增添互动环节,学生才会取得良好的学习效果。对于数字电子技术学科,学生应用三种学习策略。
2.1数字游戏
英国联想主认错心理学认为学习是形成观念间的联想,鲍尔和希尔加德(G.HBower&E.R.Hiligard,1981)将学习重新定位为:“由一个主体在某个规定情境中的重复经验引起的、对那个情境的行为或行为潜能的变化。而且这种变化不是根据主体的先天反应倾向、成熟或暂时状态来解释的。”
数字电子技术主要是以二进制数码运算及应用,要抓住学生学习的兴奋点,增进他们的学习热情,就要从数字入手,以做游戏方式增进友谊加他们的学习兴趣,加深对教学内容的理解,也就是高等教育学习理论中的“对那个情境的行为或行为潜能的变化”,充分利用其心理的反应,才能达到有效的学习效果。
比如在学习七段数码显示译码器时,那些“0”和“1”就成了具体的发光管的“灭”与“亮”,虽然只是数码的设计,却让学生在数字中得到乐趣。再就是用现实事件说明与、或、非真值表中的“数字”关系,这让可以让学习在实际的生活中理解二进制条件的广泛应用。还有卡诺图的化简,只要掌握了化简的规则,学生对于那些数字关系及化简就会如鱼得水、轻松自如地完成。
2.2典型电路
在数字电子技术教学中,特别重要的一点,就是发挥学生学习的主观能动性,让学生自主自觉的思考,提高学生利用所学知识分析问题和解决问题的能力。
故而,教学内容应突出现实电路设计,多讲应用在各个领域中的电子信息的数字电路,引导学生的学习兴趣,让他们感到学有所用,可以学有所成。
在数字电子技术基础理论教育形成后,结合学生专业的实际,选用一些实用性、趣味性较强的案例,指导学生自己设计一些简单电路,让他们亲手设计交通岗灯,表决器,多路抢答器,楼上楼下双向开关等电路,开拓学生的思路,充分发挥学生的想象力,让学生从电路功能角度出发,进行真值表的排列组合,化简以求最简式,画出电路图。
掌握设计的经验、技能和技巧,进一步深化理论学习,将理论转化为实践,从而提高学生的电路设计、分析能力,充分调动学生的主动性和参与意识。
2.3动手能力
数字电子技术是一门实践性很强的课程,抽象理论要在实验室中转化为实际应用,在对基础的知识学习过后,通过实验环节,直观地展示在学生的面前,在数字电路测试箱上,根据给定或是设计电路图进行连线,让学生验证实验结果和理论结论对错与否,这样就可以“看得懂,听得到,摸得着”,以此培养学生的实践能力、创造能力,提高学生分析问题、解决问题的能力。
用现代化的教学手段、实验设备进行实际的操作与应用,让学生在设计性、综合性、创造性实验中得到锻炼和提高,在数字电子技术课程完成后,要进行一次综合练习实习,至少要在一周以上,提供的数字器件设计制作一个实用的数字系统,制作数字电子钟,这样把学到的数字电子技术学科各个单元电路有机地结合起来,要求学生学会使用常用数字电路器件构建简单的数字电路,构成一个具有脉冲单元电路、数字组合电路和时序电路组成的具有一定功能的实用系统,使学生学习和逐步掌握工程设计、电路分析、组装、调试及故障处理动手能力。
通过数字电路的综合实验分析与训练,将所学的数字电子技术列入其中,加强了各章节的联系,培养了学生解决实际问题的能力,提升综合设计能力和对新技术的应用能力。
3 结论
我们从上述的教学体会中,不难总结出教学的简单方法和学习策略,指导数字电子技术的教学。通过切合实际的作法,可以培养学生的自主创新的学习能力,开拓学生的思路,极大激发学生学习的积极性,提高学生的分析能力与设计能力,使学生由被动的接受变为主动的学习,促进学生综合素质的培养,从而真正实现高职教育的目的。
参考文献
[1]李江玲.数字电子技术[M].北京:中国铁道出版社,2008. 1.
[2]陈其纯.电子线路[M].北京:高等教育出版社,2006. 2.
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关键词：数字电子技术 关键问题 逻辑
中图分类号：TN79-4 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）08-0183-02
数字电子技术与模拟电子技术不同，数字电子技术的特点是：数字信号是指在时间上和数值上都是断续变化的离散信号，即表示数字量的信号；数字电子技术的基本工作信号是二进制数字信号。二进制数只有0和1两个基本数字，对应在电路上就是低电位和高电位（或称电平）两种逻辑状态；数字电子技术研究的重点是电路自身输入信号的状态（0或1）与相应的输出信号的状态（0或1）之间的关系，即所谓逻辑关系；分析和设计数字电路的理论基础是逻辑代数。因此，数字电子技术中比较关键的问题有数字逻辑、逻辑代数和集成逻辑门电路等几个方面。
1 数字逻辑问题
在日常生活中，人们最习惯用十进制数，即用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数码表示数值。数码所处的位置不同，它所代表的数值就不相同。例如478.53这个数可写作
其中乘数102、101、100、10-1、10-2等是根据每个数字在数中的位置得来的，称为该位的“权”，所以每—个单独数字的值是该数和相应位置上的“权”的相乘积。数码的个数叫做基数，所以十进制的计数规则是“逢十进一”。因此，十进制就是以10为基数的计数体制。
在数字电路中，数是以电路的状态表示的。如果采用十进制数，就要求电路有10种状态相对应，这在实际电路中是很难实现的。在电路中最容易实现的状态有两种，例如，电位的高或低、脉冲的有或无、开关的通或断等，都是两种状态。因此数字电路中广泛采用的是二进制数。二进制数的主要特点有以下几个方面：
（1）以2为基数，每位数是0和1两个数码中的一个；（2）它的“权”是2”，以小数点为准，小数点左侧第一位是2，再向左依次是按2的正次幂递增，向右侧依次按2的负次幂递减，相邻位的“权”相差2倍；（3）计数规则是“逢二进一”，即当某位计数满二时，向它相邻的高位进位，所以二进制的任意位上不可能出现数字2，借位规则是借一当二。
如欲将十进制数转换为等值二进制数，则对整数和小数要分别进行转换。整数部分的转换方法可概括为“除2取余，后余先排”，小数部分的转换方法可概括为“乘2取整，整数顺排”。
2 逻辑代数问题
布尔代数是英国数学家乔治·布尔（George B00le）于1849年首先建立的。至20世纪60年代，数字技术的发展使布尔代数成为逻辑设计的基础，所以布尔代数又称为开关代数或逻辑代数，它是逻辑电路分析和设计的重要数学工具。
逻辑代数用字母表示变量称为逻辑变量。逻辑代数与普通代数相比尽管其运算规律有许多相似之处，然而却有着本质的区别，这就是：（1）变量取值只能是1或0，且没有数值的概念，它只是代表两种逻辑状态而已，如电位的高或低，电路的通或断等。常用1表示真、高、是、存在等肯定概念；用0表示假、低、不是、不存在等否定概念。（2）逻辑代数是用数学形式来研究逻辑问题，研究的对象是事件存在的条件和结果。
逻辑代数中只有三种基本的逻辑运算：与、或、非。任何复杂的逻辑运算都可以通过这三种基本的运算来实现。凡输入变量与因变量的函数关系是一种逻辑关系，就称它为逻辑函数。逻辑函数和自变量的关系是由与、或、非的几个基本逻辑运算来决定的，因此，自变量和函数值只能取0或1。逻辑函数通常用逻辑表达式、逻辑状态表和逻辑图来实现。对一个输入变量而言，只有0和1两个取值，对于n个输入变量就有2n个不同的取值组合，如果把输入变量的全部取值组合和响应的输出函数值一一列举出来，即可得到逻辑状态表。逻辑函数表达式是用与、或、非等运算表示函数中各个输入变量之间逻辑关系的代数式，他便于用逻辑代数的规则进行运算。在数字电路中，用逻辑基本单元和逻辑部件的符号构成的图称为逻辑图，任何一个逻辑图输出与输入之间都有一定的逻辑关系，这一逻辑关系可以用逻辑图表示，逻辑图有比较接近工程实际的优点。一般说来，逻辑图都是根据函数表达式画出的。逻辑函数由与、或、非3种基本运算组成，这三种基本运算可以由相应的门电路来完成，如果用这些门的逻辑符号代替函数表达式中相应的运算，将相与的各变量作为与门的输入量、相或的各变量作为或门的输入量、原变量作为非门的输入量，这样就可以得到函数的逻辑图。以与运算为例，布尔表达式为F=AB，当A、B的值同为1时，输出函数F的值才为1，其真值表如下表所示。
由三种简单的逻辑门可以组合成复杂的逻辑门，如与非门、或非门、异或门、同或门等。以与非门为例，其布尔表达式为，则其真值表如下所示。
3 集成逻辑门电路问题
集成逻辑门电路主要有双极型晶体管（BJT）开关电路、TTL集成逻辑门和CMOS集成逻辑门等。在数字电路中，二极管和BJT大多数工作在开关状态。它们在脉冲信号的作用下，时而饱和导通，时而截止，相当于开关的“开通”和“关断”。研究它们的开关特性，就是具体分析导通和截止之间的转化问题。（如图1）
上图是BJT的集成逻辑门电路图和输出电位波形图。由图可见，由于电路中加入钳位二极管D和钳位电源U使V0的电平被钳位在U+UD，这就使Vo的上升时间t比不加钳位电路时的上升时间t大为缩短，如图（b）所示。这就是说Vo上升时间的缩短是靠牺牲输出电压幅度换来的。在实际应用中，当对输出电平幅度稳定性、开关速度等有一定要求的场合，常常采用这种输出端具有钳位电路的反相器。在实用的反相器电路中，为保证输入低电平时BJT能可靠地截止，通常在电路中增加了电阻R2和负电源-UEE，当输人低电平信号为零时，BJT的基极将为负电位，发射结处于反向偏置，从而保证了BJT的可靠截止。CMOS逻辑门电路是在TTL逻辑门电路问世后被开发出的被广泛应用的数字集成器件，是目前应用非常广泛的逻辑器件。CMOS逻辑门电路的工作速度可与TTL相比，但抗干扰能力和功耗则优于TTL电路，正是由于CMOS电路的这些优点，使得其在超大规模集成电路中得到了广泛应用。
4 结语
数字电子技术主要研究各种集成器件及逻辑门电路的功能和运用等，随着计算机科学与技术的迅速发展，数字电子技术的优势也更加突出，为电子技术的发展起了巨大的带动作用。数字电子技术中的关键问题有很多，由于篇幅所限，本文仅对其中的数字逻辑问题、逻辑运算问题及集成逻辑门电路问题进行了简要介绍，希望能够为初学者科普一下基本的数字电路知识。
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【关键词】数字电子技术 实践教学 教学改革
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）22-0073-02
由于大规模集成电路制造工艺和电子设计自动化技术的高速发展，使得数字电子技术方面的知识更新迅速，因此调整数字电子技术课程的教学内容就成为必然。本科教学的最终目的是为社会培养各种有用的人才，所以应把社会对人才的需求作为教学目标，把培养学生的技术应用水平作为教学的核心，把课程的应用性放在教学的首位，使学生在掌握理论知识的基础上，灵活运用所学的知识以应对未来就业中的各种挑战。数字电子技术是电类专业的专业基础课，其设计方法和分析方法具有很强的实用性，在学生的整个知识体系中占有重要位置，对培养学生的逻辑思维能力、动手能力及后续课程的学习有重要的作用，所以数字电技术的教学改革势在必行。
目前在教学中主要存在以下问题：（1）知识内容庞杂陈旧，不能跟上数字电子技术的最新发展；（2）教学方法和手段落后，教学资源不足；（3）学生对课程的重要性认识不足，学习兴趣和积极性差。
一 教学内容改革
1.以必须、够用为尺度来调整教学内容
数字电子技术的教学中经常会遇到内容多、课时少的问题，为解决这一矛盾，要对教材的内容进行取舍，以培养学生理论联系实际、解决实际问题为目的，确定学生的知识结构。内容上应以必须、够用为度，做到介绍分析方法为主、强化应用。所谓“必须”是指达到本科人才培养目标一定要用到的，在后继课程的教学中必会涉及的和必须要掌握的内容，如数制与编码、逻辑代数基础等，“够用”是指基本内容的广度和深度应适当控制，如半导体三极管、场效应管等的物理结构和内部原理应简要讲解，不宜过深，保证基本理论，侧重应用。
2.与时俱进，跟上数字电子技术的最新发展
授课内容必须紧跟时代的步伐，旧的知识要及时删减，新的内容要及时补充进来。现在可编程逻辑器件陆续出现，已经成为数字系统设计的主流器件，数字电路设计的规模也越来越大，逐步实现由分立元件向集成电路的过渡。这些新技术，都应在教学中体现出来，应根据实际的变化，逐步调整、优化教学内容。
二 教学方法改革
1.实例导入教学法
教学中教师结合要讲的内容给出具体实例，并对实例进行充分的分析，说明哪些知识以前讲过，从而引出本次课要讲的主要内容。由具体实例引入课程，可以达到吸引学生注意力、激发学生学习兴趣的作用。
2.任务驱动教学法
讲授新课前，由教师向学生布置本次工作任务，教师为学生分析说明工作任务，讲解工作任务中所涉及的新理论知识由学生自学并完成工作任务。在这一过程中，教师只是学习的组织者和引导者，起引导作用，最后由教师进行归纳总结，对新的知识点进行强化，使学生通过完成任务来学习新的知识，寓理论于实践之中，摆脱了直接讲授理论知识而带来的枯燥感，使学生愿意去学、主动去学。
3.互动教学法
在教学过程中，重视、鼓励学生进行课堂讨论，对教师给的任务学生可以充分发表意见和看法，与老师和其他同学探讨，将其由被动学习者变成主动学习者，在这一过程中学生处于主体地位，老师只是引领者。
4.采用多媒体教学
多媒体教学有许多优点，如直观、形象、信息量大、效率高。在数字电子技术的教学中效果更明显，可以节省大量绘制电路图所花费的时间，解决了学时少、教学内容多的问题。有了多媒体之后，采用声、文、图多种形式相结合的教学手段进行课程的讲授，不仅可以帮助学生理解某些复杂的知识点，还可以使抽象的内容形象化，使学生对所学内容有一个更具体、更直观的认识。
5.引用项目式教学
项目教学法就是师生以团队的形式共同实施一个完整的项目而进行的教学活动。在项目教学法实施中，教师需要将解决的问题以项目的形式布置给学生，学生以小组的形式，在教师指导下按照实际工作的完整过程，共同制订计划，团体协作完成整个项目，在完成项目的过程中，学生能体验实际工程项目的流程，并理解把握相关知识和技能，提高实践能力，采用项目教学法组织教学，不但可以调动学生的主观能动性、挖掘学生的创造力，而且还能培养学生的团队协作精神，提高学生解决实际问题的能力。
三 实验教学改革
1.开设不同层次的实验课
删减不重要的验证性试验，保证基本的验证性实验，使学生的理论知识得到验证和巩固；引进综合性设计性实验，培养和锻炼学生解决实际问题的能力；根据学生的兴趣，开设一些与课程内容相关的开放性实验，让学生主动走进实验室，进行相关知识的发掘，调动学生的学习积极性。这就可以达到提高学生动手能力的目的；开设虚拟实验，使学生熟悉当前流行的数字电子技术设计软件的使用方法，加强软件应用能力的培养。
2.编写实用的实验指导书
有的学校实验教学采用的与之配套的实验指导书，指导书的内容都是针对理论教学的验证性实验，按照指导书的步骤进行连线就可完成实验，在实验过程中甚至不用思考，导致有的学生做完实验还不知道实验目的是什么。这些验证性实验严重阻碍了学生实验能力的培养。学生学习后对电路设计思路依然不清楚。在这种情况下，教师应编写适合学生能力培养的应用性强的实验指导书。在指导书里保留典型的验证性实验，加大设计性实验内容。将各章零散的内容汇集在一起组成综合性实验。在这本指导书中不要有实验步骤，只有实验要求、实验原理和实验思路，让学生自己去思考实验过程，完成电路设计。让学生扮演课堂的主角，让学生在实验操作中去发现问题、思考分析问题，进而想办法解决问题，这不仅能调动学生的积极性，还能锻炼学生独立分析问题和解决问题的能力。
3.开放实验室
考虑到在指定的教学时间内，并非每个学生都能完成实验，有些学生需要用课后的时间来继续课堂上未完成的实验，并且要鼓励学生自主开展一些电路设计和制作，以此来提高学生的实践技能和创新能力。因此有必要开放实验室，并对学生提供器件和指导的支持。
4.改革实验课的成绩考核制度
很多学校数字电子技术这门课的理论学时和实践学时是并在一起的，实验学时与理论学时相差甚大，实验依附于理论。没有突出实验的重要性，实验部分也不单独进行考核，这就导致了学生对实验的重视程度不够，直接影响了学生实验能力和创新能力的培养。改革实验考核机制，也是教改中的必要一步。实验的考核分由平时成绩和期末成绩两部分组成。平时成绩又可包括平时实验成绩、报告成绩等。期末实验考核可以采取抽题方式进行，根据学生的完成情况给出得分，实验考核和理论考试综合起来给出最终得分。其中实验考核一定要占有相当的比重，否则达不到提高学生重视的程度，这样就可以激发学生学习的主动性、积极性。
5.课程设计内容贴近生活
在设计过程中，学生要自己动手设计并调试成功一个数字电路。为确保设计的质量，在设计题目上要与所学理论知识相结合，在内容上尽可能地和实际生活、专业特点联系起来。这既加强了学生对基础知识的理解和理论联系实际的能力，又加深了对专业知识的认识，增加了学生对课程设计的兴趣，充分调动了学生独立思考、动手实践的主动性。
四 引导学生参加相关的课外活动
鼓励学生积极参加与数字电子技术有关的科技比赛，从中汲取知识，增长见识，取得进步，进而参加更大规模、更高层次的比赛，在比赛中提升学生运用知识的能力，老师对参赛的同学要给予全力的配合，给予极力支持和积极的赛前辅导甚至是专项训练。
五 合理利用网上资源
以校园网络为载体来实现资源共享，是数字电子技术教学提高教学质量、加强学生创新意识和能力培养的一个重要方面。通过建立“电子技术教学网”，在网上设置教学课件、教学园地、在线讨论、教学录像、软件下载等栏目。其中，在线讨论栏目可供教师或学生信息、交流讨论；软件下载提供了常用EDA软件供学生下载使用；点击教学录像栏目则可以看到主讲教师的讲课录像。该网站对学生学好数字电子技术，熟练掌握知识及其应用，加强学生能力的培养起到了良好的推进作用。
总之，实现全方位的教学改革，教师的综合素质要不断提高，教材和教学方法要不断更新，才能巩固数字电子技术的专业基础地位，使学生学完该课程后，思维能力、动手能力都有显著提高，以达到开设此课程的目的，为后续课程的学习和今后的工作奠定坚实的基础。
参考文献
[1]王俊d.数字电子技术[M].北京：人民邮电出版社，2008
[2]朱祥瑞.数字电子技术项目教程[M].北京：机械工业出版社，2010
篇9
关键词：数字电子 开发板制作 教学改革 实训模块化
中图分类号：TN79-4 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（a）-0143-02
《数字电子技术》教学包括基础理论知识教学和技能实践教学两部分，是电类及相关专业必修课。数电课程中理论及实践与模电比较有较大差别，很多学生对课堂内容理解上有困难，教学效率不高。为了培养学生实践设计能力和提高教学效率，采用仿真软件与自制开发板相结合设计实践项目。实践证明，使用自制开发板及课程体系的模块化教学使理论知识更为感性，提高课堂效率，加强了理论的理解，巩固了技能。
1 课程特点与作用
对概念的理解和集成器件的应用是数字电子技术教学的两个侧重点。教学过程中引导学生运用已学知识自主独立创新设计电路，结合硬件更新，强化理论知识的理解和应用，奠定单片机及专业技能基础。当前数电教学存在教育思路与硬件技术发展速度不一致的现象，导致了学生的创新设计能力和应用能力不足，数字电子技术课程改革迫在眉睫。
2 内容结构调整及措施
2.1 课程内容结构调整
改变以往常规设计思路，采用模块法整合课程知识结构，合理设计每个模块综合实践项目。整合后课程模块体系如下。
首先，为基本理论模块体系，其内容为：逻辑基础、三大逻辑门、组合、时序电路等方面。该体系主要是加强电路分析以及逻辑思维方面能力训练。
其次，应用性模块体系，其内容为：常规集成器件应用、数字综合电路的设计与调试等。该体系主要是加强运用数字电路知识按要求设计电路方面能力训练。
再次，大规模集成电路应用体系，其内容为：VHDL语言、DSP和FPGA技术应用的基本理论、方法以及仿真软件的应用，该体系主要培养电路设计理念，为掌握运用不断出现的硬件新技术、新产品奠定基础。
2.2 授课课时及方式调整
该课程的教学大纲在修订上应该体现出现代数字电路的先进性，与此同时教学模式必须同步，做出相应的调整以便更好的优化课程的内容。在课时安排方面应合理分配三模块体系课时比例，前一个体系为后一体系基础，环环相扣。其次数字语言、DSP、FPGA技术在数字电路课程教学中可以介绍其简单使用方法，但为更好运用应另设为一门新课，其次要合理设计每个体系综合模块项目，使之内容上涵盖体系内相关知识，效果上可以用仿真软件实现其结果，实操上可以用自制开发板调试。真正做到软、硬同时进行真正做到知其然还自其所以然。
3 新授课方法及教学模式
3.1 课堂中自制开发板应用
当前各学校实验室使用数字电路实验设备为箱体式，不光体积大占用空间，更为遗憾的是可操作性小、设计性项目少，未为该课程学习带来实际效果，学生对知识的认识往往是一知半解。为此，结合课程教学特点以及实验的便利，作者开发了“数字电子设计开发板”（见图1），该板设计合理，制作简单、便携实用，巧妙的把模拟电路、数字电路、单片机融合一体，既简便实用，为后续单片机的学习奠定基础，开发板采用电池或者交流电供电，需提供的信号、频率测试等电路来源于模电中的基础实验。同时该板中配有简单的51系列单片机基本模块，可进行相关仿真使用。在教学中，一些基本电路，可直接在教室边教学边实践，合理的应用好该开发板，就能真正的做到“教、学、做”一体化。
3.2 综合设计项目在课堂多媒体教学中仿真
基于数字电子技术的发展迅猛、大规模集成电路不断涌现。为更好的运用各类硬件，在学习过程中应充分使用仿真软件模拟运行结果，不断在电脑中修改其外界属性，观其结果变化。从而更深刻的掌握器件使用。
图2为在PROTUES仿真软件下，通过改变R2参数，从而改变555输出频率，观其CD4017输出的带来的变化。两者结合起来很形象直观的让学生掌握555及4017的特性及使用方法。
3.3 数电课程中引入单片机入门学习
数字电路是为后续综合电路设计奠定基础，而目在综合应用电路大都采用单片机来实现，基于此单片机重要性可想而知。单片机可以实现大都数字电路同样的结果，而电路结构却极为简单。因此，在数电的教学与实践中逐步引入单片机基本概念，同一个效果采用不同的电路，让学生更深刻理解大规模集成电路的应用，图3为采用单片机来实现流水灯效果。该电路与采用十进制计数器CD4017构造流水效果一致，甚至可以设计更复杂效果，但电路却比后者简单。
4 结语
作者开发设计的“数字电路开发板”获国家授权发明专利，作者在教学实践中通过几期的教学改革，实践证明，取得了良好的效果，为数字电路教学改革做出以下几个方面成就：（1）为“教学一体化课堂”摸索了一条有效途径，令课堂教学更形象生动、内容丰富；（2）缓解了实验室紧张的局面，节约成本同时增加了学生动手综合设计机会，提高了实训效果；（3）为课外学习提供了良好的平台支持，丰富了学生课外课程设计生活，提高了学习效率；（4）为基础课程与专业课程前后建立有机联系，激发了学习单片机技术的热情。该课程的改革有利于综合技能的提高，同时“数字电路开发板”具有较好的价值和推广前景。
参考文献
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篇10
1教学内容的设计
1.1从课程教学目标出发，选择教学内容，把握理论上的度
数字电子技术是应用电子技术、信息工程、电子设备运行与管理等电子类专业的主干技术基础课程，其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，为学习后续课程提供必要的理论基础知识和实践技能，为今后可能从事的职业打好基础。因此，基于本课程的教学目标和中职教育的培养目标，在教学内容的选择上突出基本理论、基本分析方法和知识的应用，回避繁琐的集成电路内部分析和数学推导，着重外部逻辑功能的描述、分析和应用，强调外特性和主要参数。
1.2从培养能力出发，将理论教学与实践教学融为一体
数字电子技术是一门应用性很强的技术基础课，其基本理论与实践技能是许多后续课程的基础，理论与实践的密切结合，在本门课程中显得尤为重要。因此，在各章都设置相应的实践训练环节——技能训练，包括基本性技能训练和设计性技能训练两部分。基本性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。设计性技能训练是根据给出的实际问题，由学生自己设计实现逻辑功能的电路、选用芯片、进行安装调试、排除故障。同时设置理论与实践综合课程——课程设计内容，将理论教学与实践教学紧密结合。通过理论课程的学习和实训课程的实践，使学生基本掌握电子技术基础知识和基本技能，再通过相应的课程设计将理论用于实践，将设计和实现融为一体，使学生在课程设计中既能提高运用所学知识进行设计的能力，又能在这一过程中体会到理论设计与实际实现中的距离。
2教学方法的设计
教学改革的核心是教学方法的改革，教学方法要体现在整个课堂教学过程中。在教学方法上，基于中职学生底子薄、基础差、学习水平参差不齐的现状，力求避免单纯的注入式，改用启发式、讨论式、答辩式的教学方法。将课堂讲授、课内讨论、课外自学、技能训练等合理结合，把教学过程分为课题引入、设疑激学、讲练结合、精选例题、总结巩固等环节进行教学实践。
2.1由设计实例或工程实际问题引入课题
在介绍一些重要章节前，列举一个设计实例或工程实际问题，通过分析、设计，引入相关知识和理论。如在学习中规模集成组合逻辑电路一节时，先让学生用已学过的SSI组合电路的设计方法设计一个交通灯故障报警电路。交通灯有红、黄、绿三色，只有当其中一只灯亮时为正常，其余状态为故障，要求用与非门实现。然后提出问题：用SSI组合电路进行设计时，是以门作为电路的基本单元，能否用其他逻辑部件来实现这个电路的设计呢？在给予学生一定的思考时间后，教师可以直接给出答案：“本节将要学习的内容中，译码器、数据选择器这两种中规模逻辑器件都可以完成上述电路的逻辑功能。”同时画出相应的设计电路。这样学生的兴趣马上被调动起来，并产生诸多疑问：什么是译码器、数据选择器？为什么它们也能实现上述电路设计？等等。
2.2现场教学，讲练结合
将课堂讲授与技能训练合理结合，有些教学内容可以安排在实验、实训中进行，边讲边练，讲练结合。边讲边练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：讲练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，以加深对理论的理解。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。
