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数字教学方法精选(十四篇)

发布时间:2023-10-10 15:34:43

序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的14篇数字教学方法,期待它们能激发您的灵感。

数字教学方法

篇1

数字电子技术是支撑智能电子产品设计的重要技术,具有较强的理论性和实践性。对机电工程类专业来说,《数字电子技术》课程是重要的专业基础课程之一,为学习《单片机技术》《PLC技术》《嵌入式技术》和《电子创新设计》等后续重要专业课程作了重要的铺垫。高职学生具有一定的理论学习和理解能力,不喜欢单一的理论钻研,喜欢动手实践,将基础的理论与实践相结合,在实践中加深对理论知识的认知。在电子技术迅猛发展,电子元件材料和电子工艺层出不穷的背景下,针对高职教学,对《数字电子技术》课程项目式教学方法进行探索研究很有必要。将基础知识、软件仿真、实物制作和拓展训练融入项目教学中,通过实践来增加学生的学习兴趣和提高对理论知识的掌握程度。给学生一个灵活自由的学习环境,以激发学生的创新创造性思维,提高学生的动手实现能力,提高学生的学习主动性和创新设计能力[1]。

2与时俱进,破旧立新

在这个快节奏的时代,科技迅猛发展,电子技术飞速发展,电子元件材料不断更新换代[1]。我们的教学也要与时俱进,破旧立新。在选择教材方面,选择与新时代知识相符合的教材,选择适合当前高职教学环境的项目式教材。有的教材曾经很经典,但是对于现代的高职教学来说,教材的编排过于守旧,教材里选用的例子和项目已经很旧版,缺乏新时代的朝气。应该选用基础知识与现代电子技术相结合的教材,教材里的项目例子等能跟现代生产生活相结合,有利于学生对相关知识的理解和对电子设计的创新改造。在选择教具方面,也要与时俱进,选择与现代生活生产相关的教具。例如在学习基本逻辑门的时候,可以选择生活中使用的声光控制灯,这样,一来学生对声光控制灯见得比较多,二来用学习的知识解释常见的产品原理能增加学生的求知欲。在项目选择方面,要让项目接近现代的生活生产,富有趣味性和现代性。项目中电路中选用当前流行的电子元件及芯片,与企业生产接轨。总项目能涵括数字电子技术的基本知识点。

3理论与实践相结合

理论指导实践,实践能检验理论知识,能更好地丰富理论知识。单一的理论教学比较枯燥,知识难以被学生理解和掌握。连续上两节理论课,很多学生就呈现出疲惫不堪、精神颓靡的状态。为了改善这种情况,提倡使用理论与实践相结合的项目式教学,以理论指导实践,在实践中寻找知识点的突破。在项目实践中,可以知道数字电子技术能做哪些产品,能知道本课程有哪些局限的地方,引起学生对后续课程知识的联想及渴望,能使学生提起精神,提高学习效率,增加学习兴趣。项目的实施环节安排如图1所示。在项目实施的过程中,先讲解与项目相关的基础知识,如数制、逻辑门、译码器等等,然后让学生对项目进行讨论及提问,了解项目的电路原理后,进行软件仿真测试,最后进行实物制作。制作好实物后,对电路尽心调试,将调试中出现的问题进行归纳总结。软件仿真环节能锻炼学生的绘图能力和电路分析能力。实物制作环节能培养学生实际操作能力、故障排查能力以及方案的验证能力[2]。老师在学生的实践过程中,进行监督和适时指导。

4拓展训练,创新设计

技术发展,重在创新。学生是祖国的未来,是国家的后备军,是科技发展的重要力量。在教学过程中,需要重点培养学生的创新能力和主动性。在做完一个项目后,安排课内拓展训练,巩固前面的知识,为后面的知识作铺垫,还可以引导学生发挥想象进行创新改造或设计,鼓励学生大胆提出自己的想法和设计思想。鼓励学生参加课外的拓展训练活动,如参加相关协会,参加相关知识的竞赛,如校内外技能竞赛、“大学生挑战杯”比赛等等。通过拓展训练,激发学生的创新灵感,提高学生学习的积极性和创新的主动性[3]。在小组合作中,锻炼学生的团体合作能力、沟通交流能力及组织能力,提高学生的综合素质和职业能力。模拟企业的生产活动,有利于学生以后与社会企业工作平滑接轨。

5综合考核

在学生考核方面,摒弃常规的单一理论考核,注重过程考核,对学生进行综合考核[4]。综合考核不但注重基础理论考核,还注重学生的平时项目考核、学生的创新能力考核及课堂表现。考核方式如图2所示。理论考试重在考核学生对基础理论知识的掌握程度,平时项目考核重要考核学生完成项目的情况及在项目实践中的表现,课堂表现考核是检查学生的课堂纪律及是否认真讨论、积极提问和回答问题,课程作业考核重在考核学生的创新设计能力。

6结束语

高职教育要培养怎样的人?怎样培养人?带着这两个问题,高职老师一直在做调研研究,科学定位,不断地优化教学方法。在现代的职业教育教学中,我们打破传统的单一的理论教学,大胆尝试新的教学方法,致力探索和研究最为合适高职学生的教学方法,提高我们的教学水平和教学效率,尽力为现代企业培养适用人才。在这条探索的路上高职老师不畏困难,不断学习和研究新的教学方法,为培养高素质创新型人才不断努力。

参考文献

[1]李宁,罗琴娟,钱桦,等.数字电子技术自主设计性实验教学实践及分析[J].实验技术与管理,2015,32(6).

[2]杨春玲,朱敏,张岩.数字电子技术基础研究性教学方法的探索与实践[J].中国大学教学,2014(2).

[3]陈柳,戴璐平.“数字电子技术”课程教学改革研究与探索[J].中国电力教育,2013(2).

篇2

关键词:逻辑,设疑教学法,对比教学法

 

前 言

数字逻辑是计算机科学与技术(类)大学本科学生重要专业基础必修课,是计算机的基本理论之一,也是学生学习和掌握计算机电子线路的基础课程。数字逻辑是计算机硬件技术体系中具有承上启下的作用,本课程为后续学习计算机原理、微机原理、接口通讯等课程,进行数字计算机和其它数字系统的硬件分析与设计奠定基础。

我校计算机科学与技术专业(本科)选用的教材是毛法尧编著的《数字逻辑》(第二版)。在教学实践中,我们一直探讨着如何激发学生们的学习兴趣和培养学生的学习主动性与积极性、改进教学方法、提高教学质量,让学生喜欢学习这门功课。我们学习和借鉴了兄弟院校的教学经验,结合我们的教学实践,对数字逻辑课程教学方法的改进进行了一些尝试和探索。

一、注重培养学生的学习愿望和学习需求

学习需求是学生学习的根本动力。注重培养学生的学习愿望和需求,生动地向学生介绍数字逻辑课程的性质与设置目的。让学生认识到数字逻辑是本专业重要的专业基础课,是多门后续课程的基础,既有理论知识又有实践技术,是一门有广泛应用的基础课。举一些数字逻辑在计算机运算器、裁判表决器、计数器中的实际应用,加深学生对学习数字逻辑必要性的认识,激发学生的学习需要和学习兴趣,培养学生的好奇心和求知欲,使学生认识到数字逻辑对未来的学习和工作大有益处,引导学生喜欢学习数字逻辑这门功课。

讲明数字逻辑课程的特点和学习方法。数字逻辑所研究的主要是输出与输入间的逻辑关系,定量计算较少,而逻辑运算,逻辑判断和逻辑推理较多。为了更好地研究这些逻辑关系,采用布尔代数,真值表,卡诺图,状态图。让学生了解数字逻辑课程的特点。学好数字逻辑课程的方法是:注意基本概念的理解,在理解的基础上掌握其知识内涵。。注意逻辑运算、逻辑判断和逻辑推理;多做课后习题以衡量与检查对教材内容的理解和掌握情况;多实验、多验证,使感性认识和理性认识的相统一,加深对理论知识的理解;学完每一章后自我进行总结,归纳基本概念、基本定理、原理以及基本方法;学完教材中的所有内容后,自我总结出教材各章节间的内在联系等。

通过教师的介绍和引导,使学生对数字逻辑课程有一个较完整的了解,培养学生的学习需要,树立学习自信心,激发学习兴趣、求知欲、学习积极性和自主性。好的开端等于成功的一半。

二、激发学生的学习兴趣和学习积极性、提高课堂教学质量

激发学生们的学习兴趣和培养学生的学习主动性与积极性、改进教学方法、提高教学质量、让学生喜欢学习数字逻辑课程是课堂教学的着力点。。

教师在每一节课堂上精心营造出学生极有兴趣听讲的场景是提高课堂教学效率的最佳追求。教师精心组织信息量大、有吸引力的课堂教学,将信息化技术引入到教学中,用优美的课件图示能给学生较强的视觉上的感受;辅以板书的细致讲解,层层推演,引导学生步步深入。对于教学的重点与难点内容要讲深讲透,注重对学生的数字逻辑思维方法训练。教师以自己独特的教学风格感染学生,使学生在听课时享受到数字逻辑理论的严密性、逻辑性和趣味性。视觉感受和理性思维有机地结合使学生感到上一节课是一次精神上的享受,产生有所收获的满足感。大大增加教学信息量,提高学习效率。

改变传统的“填鸭式”教学,实施启发式教学。采用设疑教学法,教师创设问题情境:即提出具有一定难度,需要学生克服,而又是学生力所能及的情境。课堂上多采用设问方式,调动起学生积极思考、主动参与教学的热情。教师有意识地设疑,使学生因“疑”生奇、生趣,跟着教师的问题积极地思考解决方法,争相回答问题,甚至产生一些具有创新性的想法和意见。增强学生的学习兴趣,激发学生的求知欲,启发学生的思维,开发学生的潜能,活跃了课堂气氛,提高了课堂教学效率。教师对学生的热爱、尊重、理解和信任,把学生们的自尊、自强、自我实现和积极参与的潜意识激发出来,参与到教学活动中来。创设一些疑问,引导学生主动思考,加强了教师与学生的互动,课堂气氛生动活泼,提高了学生的学习积极性。

对比教学法:有些教学内容可以采用对比教学法,增强学生对知识的感受强度。数字逻辑课程中很多知识都可以采用对比教学法,例如逻辑代数的基本定律基本上都是成对地出现、反演规则和对偶规则、逻辑函数最小项表达式和最大项表达式、异或门和同或门、组合电路与时序电路、JK触发器和T触发器、编码器和译码器等,采用对比教学效果很好。学生反映是:很有趣,印象深刻,容易记牢。

合作情境及研讨会方式。在讲授了组合逻辑电路后,我们试验性地出了两个实用的控制电路设计题目,学生分成6个设计小组,各自拿出设计方案。。各小组的学生们共同努力,积极承担设计任务,共享成功喜悦。教师选出两个设计方案在课堂上让学生们共同研讨,鼓励每个学生大胆提出自己的不同见解,肯定设计方案的优点,分析方案中的不足之处,共同完善设计方案。最后,教师对方案进行点评总结。学生发言的积极性很高,增强了集体观念和合作精神,取得了较好学习的效果。

三、注重实践环节,精心设计实验课。

数字逻辑是一门实践性很强的课程,常言道:“纸上学来终觉浅”。我们加强实验课教学,精心设计了多项实验项目。学生在逻辑实验箱上做各种验证性和设计性的实验,对书本知识得到进一步理解、掌握和巩固;同时能极大地激发学生的学习热情,使学生得到实验技能训练,丰富和扩展了学生的动手实践能力。通过实践性教学,培养学生理论联系实际的能力、分析和解决问题的能力,培养学生严谨的科学作风和大胆探索的创新精神。通过实验小组的齐心协力、共同完成实践课题设计,培养了学生的团队精神和集体观念。借助计算机辅助设计软件来进行数字系统设计和功能仿真,使学生掌握新的数字系统实验方法,大大提高了实验效率。

四、结 语

通过我们对数字逻辑教学方法改进做了一些尝试和探索,体会到首先要选优秀教材或编写适合本校学生的教材、讲义和实验指导书,使教材能适应时代的进步和发展。提高课堂教学质量关键在于任课教师的教学理念和教学方式。如何将学生的学习兴趣和主动性、创新精神激发出来是教师备课和讲课着力点。教师在每一节课堂上精心营造的活泼生动的场景是课堂教学效率的最佳追求。教学是一个师生共同参与、双向交流的过程,教师快乐地教书育人,学生很有兴趣快乐地学习。教师不仅要把知识教给学生,注重对学生数字逻辑思维方法训练和实践能力训练,而且要培养学生的终身学习和创新能力。教师不断地进行教学方法改进,提高课堂教学质量,使学生学好数字逻辑这门专业基础课。

参考文献

[1]盛群力,等. 教学设计[M]北京:高等教育出版社2005:57-60,91

[2]李银芳. 高校精品课程建设中应注意的几个问题[J].中国高教研究2007(01)

[3]毛法尧. 数字逻辑(第二版)[M] 高等教育出版社2008:23220-00

[4]林崇德. 教育心理学 [M] 人民教育出版社 2007:G.7239

篇3

G4

文献标识码:A

文章编号:16723198(2015)11013402

0引言

本课程随着高教改革的步伐,其教学方法方面进行了一系列的改革,在教学内容、教学平台、教师培训及其实验平台和考核方面也取得了一定的成效。但随着计算机技术的日新月异,和社会对计算机类人才实践能力、运用知识等综合能力不断提出更新更高的需求,这些需求倒逼着对本课程教学方法做进一步的改进和创新。需要教师在教学内容、教学方法等合理整合、提高教师能力、遵循教学规律来加强学生实验实践能力,和课程考核等方面予以研究。

1数字电子技术课程目前的教学方法

数字电子技术是计算类专业的基础课程,其内容是经典的。目前本课程的教学方法主要是理论教学和实验教学两个环节组成。理论教学以课堂教学形式进行,老师讲,学生听课。实践教学是学生在硬件实验箱或者虚拟平台上,以验证性实验为主,起到巩固课堂学习的目的,最后进行笔试考核。另外随着教学改革的需要,一是增加学生自主学习时间,二是增加学生较宽领域知识的涉猎,在总教学学时有限的情况下,一般采取减少专业课程教学学时的办法来满足以上改革的需要。所以,随着本课程学时不断减少的情况下,现用的教学方法也有待创新改革。

2目前本课程教学方法存在的问题

(1)教学平台单一,教学内容侧重不够准确。教学形式单一,没有充分利用现代开发技术平台,或者先进齐全的实验室设备,没有合理分配课程学时,没有把抽象的理论性强逻辑强的知识,用直观的方法予以表达。另外由于专业学时压缩的需要,不少高校处理方式或者简单缩减理论和实验学时,或者干脆删掉本课程,这是一种消极适应的处理方法。

(2)尊重成人学习规律不够,提供给学生主动机会欠缺。没有引导学生感性认识和理解抽象概念,难以激发学生的兴趣,面对抽象难懂的知识,和机械教学方法下的学习,慢慢导致学生惧怕计算机硬件的心理困惑,逃避类似课程的学习。另外,多年应试教育下来,多数学生自我管理的习惯和能力还不具备,因此不少学生课堂或跟不上老师进度,或没兴趣听课,课堂上玩手机,大把的课余时间也无法有效利用。四年下来,没学好专业,难就业,还养成很多陋习。所以遵循成人学习规律,结合课程引导学生进行自我管理好习惯的积累,培养自学能力,通过布置个性化有针对性的作业,引导学生思考、讨论,消除学生抄袭作业的可能。

(3)考核形式单一。目前考核方法难以调动学生的学习激情,分数至上的方法导致学生重视理论学习,轻视实践动手能力的培养。

3新教学方法研究

3.1具体研究对象

在尊重教学规律的前提下,从教学平台、任课教师和学生等多方面入手,研究新的合理教学方法。在数字电子技术课程学时极其有限的情况下,进一步细化和整合教学内容,合理组织教学,提升教师专业水平和与学生互动能力,将传统的简单理论加实验课程教学方法改革,研究形成理论、实验和实践一体化,课堂教学、实验室教学和课外自主学习等多平台有机整合一体化的课程教学方法。

3.2研究内容

在符合教学大纲教学要求与内容的前提下,把原有理论加实验分开的教学方法,进行改进,采取多管齐下、有机整合的教学方法。

学生学习知识的平台有教室听课、实验室动手和课外自学等多种形式,只要激发学生学习的自觉性,可以引导学生,围绕课程知识体系,把这些平台多管齐下,有机利用整合,做到高效学习和各种能力的有效提高。

本课程知识体系包括基本概念、数字逻辑代数和基本经典的设计和分析方法;具体数字电路的分析和设计验证性的知识;和实现相关电路的开发软件仿真平台,以及课内外习题的解答。以效率为目的,注重学生成人的学习规律,将这些内容进行合理的分类整合,有效结合不同学习环境,安排教学内容,有计划展开教学工作。

依据教学环境,将教学内容分成三部分。

一是在课堂教室里,把逻辑推理性强的知识用多媒体设备演示和黑板逐一推导,构建知识的整体框架,以便学生对本课程有一个大致的印象,起到入门的作用。另外,课内外习题的解答也在教室进行,便于学生对知识疑点的准确掌握。该部分占全部学时六分之一左右。

二是具体数字电路的分析和设计在老师讲解或者案例自学的基础上,接着让学生验证。这部分在实验室授课完成,大约为二分之一学时。

在老师引导下演示,学生照着学会用仿真平台实现功能部件的分析与设计。需要立马验证辅助理解的抽象知识在实验室进行,结合实验室多媒体设备和实验设备,老师先讲解一般方法,经典例题,学生立马练习相关习题,予以验证理解。老师可以及时通过实验等方式解答学生的疑惑。其优点就是学生有机会动手参与,调动了学生学习的主动性,符合成人学习特点。以上两部分的学时就是传统教学方法的理论学时,但新的教学方法既完成了理论知识的传授,也完成的基本验证性实验的任务。

三是完成课程设计综合型较强的实践内容,增强学生运用知识的机会和能力。教学任务包括引导学生合理利用课外时间自学掌握Proteus等仿真软件的使用。较大复杂度和难度的课题,将分组来实现,大约8学时。基本原则:学生为主、标准统一、过程透明、均有收获。通过合理分组,引导学生运用学到的知识完成复杂度难度较大的课题。从课题验收标准、学生分组、课题的选择、任务的划分、过程管理、课题完成到文档整理、演示评价,都严格管理,培养学生自我督促,互相激励的机制。这可以充分调动学生主动用好课外时间,也可以培养学生互相协调沟通能力、文档的撰写能力。对于课程设计实践中遇到的问题,老师在实验室予以一对一指导解答。

3.3新教学方法要解决的主要问题

(1)激发学生的学习兴趣,引导他们充分合理利用课余时间的好习惯,逐步熟练掌握Quartus II仿真软件的使用。

(2)规划好衔接好教室课堂讲授、实验室讲授和学生分组实践的内容与进度。实时关注学生理解掌握知识的程度,做动态调整。

(3)课题分组时,结合学生具体情况有机搭配,做到每个同学都有相应的收获。

3.4新教学方法的评价

(1)形成系统完善的本课程教学方法。任课教师授课水平和与学生互动能力大大提到,受到学生认可和好评。

(2)引导学生掌握Proteus等仿真软件,熟练实现数字逻辑电路图和VHDL编程两种输入方法。引导学生不仅理性掌握数字电子技术课程的基本概念和基本方法,通过基本验证性实验和课题实践还能感性了解计算机底层电路的分析与设计,做到理论与实践的有机结合。

(3)通过课外作业,和课内及时有效动手,引导学生自主学习,激发学生学习兴趣和潜力。通过分组协作完成课题,培养学生整合知识、收集整理资料的能力,训练学生组织能力、合作与协作能力,写作和表达能力。

(4)尤其做到了以人为本,遵循成人学习多元理论规律,多方法有机结合教学方法。

篇4

关键词: 《数字信号处理》 教学方法 教学优化

1.引言

随着电子技术及计算机技术的飞速发展,数字信号处理的新理论和新技术层出不穷,目前它已成为应用最快、成效最显著的学科之一。《数字信号处理》已经成为我校通信工程专业的一门专业基础课,它是多门课程相互连接的桥梁和纽带,实现了从理论到实践的相互过渡,对于培养学生理论分析和综合应用能力有非常重要的作用。但是该课程理论性比较强,概念抽象,[1]对数学基础要求也比较高,容易使学生感到乏味,学生对该课程普遍有畏难情绪。因此笔者结合江苏大学通信学院的教学特点,对数字信号处理教学方法作了深层的探讨,在传统教学手段的基础上,开发了多媒体教学辅助系统,充分发挥了现代教学手段的优势;并将Matlab软件用于教学,将抽象的概念感性化,以形象生动的手段来展示理论内涵;采用实验和教学相结合的形象教学,培养学生的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性。

2.教材和教学内容的选择

2.1教材选择

目前“数字信号处理”的教材很多,笔者选用了东南大学吴镇扬教授编写的《数字信号处理》第二版。[2]该书对信号处理的基础理论和基本算法进行了充分的论述与讨论,条理清楚,深入浅出,有利于学生更牢固地掌握,是一本很实用的教材。该书还很好地处理了和“信号与线性系统”的关系,在保持课程完整性的同时压缩重复内容。在内容取舍上,结合数字信号处理技术的发展做了精心的安排。

2.2教学内容

“数字信号处理”课程理论性较强,对数学基础要求较高,学生普遍反映抽象、难学。[3]针对这种情况,为在60学时(含实验10学时)内有效完成数字信号处理的知识点的讲授,笔者对内容做了合理安排,讲授沿两条主线进行,精简部分内容,如表1所示。

一条是信号与系统的时、频域分析,包括离散系统的时域分析、z域分析、傅氏变换,FFT及利用FFT进行频谱分析;另一条是数字滤波器的设计与实现,包括IIR数字滤波器的设计、FIR数字滤波器的设计,以及这两类数字滤波器的实现结构和各种滤波器结构的误差分析。对教材中关于DSP应用方面,如芯片介绍这一节的内容,将并入到另一门课“DSP芯片原理及应用”这门课中讲授。

3.教学方法优化

“数字信号处理”是一门数学理论较强的课程,其特点是公式多,概念比较抽象,比较枯燥,难度大。要获得较好的教学效果,我们需要采取一些技巧和方法。

3.1多媒体教学手段和传统教学手段的并用

基于本课程的特点,在教学过程中教师可以采用板书和多媒体教学相结合的讲课方式,以板书为主,多媒体为辅。板书主要是针对一些课程中的基本原理和方法推导证明,这样可以使讲课方式更灵活、师生互动性更强,使学生跟随教师的思路来领会学习的要点和难点,学起来比较容易。而对于一些需要形象理解、图形举例演示的部分,教师可以采用多媒体教学方法,利用图像、视频等多种形式进行互动教学。[4]比如介绍采样定理的时候,在推导采样定理的同时,采用动画的方式,演示一个模拟信号经过采样前后,时域和频域的变换关系,使学生更深刻地理解采样定理,实现对该知识点的融会贯通。

在设计幻灯片格式时我们应注意以下几点:

(1)选择容易看清的字体和字号。PowerPoint默认的中文字体为宋体、英文字体为Times New Roman,为保证坐在教室最后一排(尤其角落处)的学生看清演示,中文选用加粗黑体,英文选用加粗Arial,字号在18 points和28 points之间。

(2)选用深蓝色背景,字体颜色采用对比度较高的颜色。为了便于学生使用,将演示文稿制作成适于打印的.pdf文件。

(3)由于学生同时听讲和看幻灯片,注意力容易分散,会感觉跟不上讲课思路或对于幻灯片内容印象不深。为解决这个问题,既可以利用动画效果逐步展示内容,又可以制作内容精练、布局合理、便于识记的幻灯片。

3.2在教学中应用Matlab软件

Matlab是DSP教学中的标准仿真软件,它能轻松完成系统分析、信号处理中的大量计算和绘图工作,并可生成教学所需的多媒体素材。[5]例:已知一连续正弦信号的频率为150Hz,取时间长度为0.1s,采样频率分别取为500Hz,1000Hz,5000Hz,20000Hz,仿真结果分别如图1―4所示。

3.3课堂讨论与练习

课堂目前是本科生进行理论学习的主要场所,课堂教学方法的改革应放在重要位置。笔者采取“启发式教学和研究型学习”的教学方法,从研究问题入手,将数字信号处理的一些重要理论构建过程展现出来,同时提出新的问题,以便让学生进行思考和研究。比如介绍滤波器理论时,笔者首先提出在通信系统构建的主要模块,在系统最前端,其次为了选择有效信号,引入滤波的概念,提出滤波器理论。

在课程的理论教学中,笔者针对教学难点和重点提出问题,定期和不定期地在课堂中进行讨论,请学生事先准备好,上讲台发表见解。

4.结语

《数字信号处理》是一门非常重要的课程,因此在适应素质教育对电子信息专业人才培养的要求下,笔者结合我校实际情况对该课程进行优化改革。实践证明,随着通信技术、电子技术和计算机技术的飞速发展,实现对《数字信号处理》的教学优化,有利于提高课时效率,有利于拓宽专业知识面,有利于培养和加强自身系统设计能力和实践能力,有利于加强自身素质教育的课程改革。

但是,如何在学习过程中发挥自身的主动性,将更多方案应用于学习, 使学生的学习效果达到最优,还有待进一步探索和实践。采用Matlab仿真软件来优化课堂教学,不仅丰富了教学内容,而且加深了学生对理论的理解;使公式的推导不再枯燥,且算法易于实现;使理论与实际紧密结合,更锻炼了学生的实践能力。

参考文献:

[1]陈嘉.《数字信号处理》的优化设计探讨[J].信息技术与课程整合.

[2]吴镇扬.数字信号处理[M].北京:高等教育出版社,2004.

[3]刘会衡,田玲. 数字信号处理课程教学方法改革与实践[J].教学研究,2008,31,(3).

篇5

“数字电路”是我院电子类专业一门重要的、实践性很强的技术基础课,它包括课堂教学、实验教学、课程设计等多种教学环节。通过本门课程的教学,除了使学生掌握数字电路的基本理论、基本知识和基本方法以外,还要求其具备实验研究和工程设计能力[1]。

数字电路实验在数字电路教学中占有非常重要的地位,可以加强学生对理论知识的理解和掌握,培养学生的工程设计和实际动手能力。传统的数字电路实验仍然采用数字电路实验箱开展实验教学工作,有很多的局限性,为了适应新的形势要求,改革教学模式,创造更好的实验教学环境,以激发学生的创造性,提高学生的综合动手能力,逐步将虚拟电子仿真软件Multisim[2,3,4]应用于数字电路的实验教学中。

下面对传统的实验教学方法和基于虚拟仿真的实验教学方法进行具体分析和比较,

1 传统的实验教学

目前,传统的数字电路实验室采用数字电路逻辑实验箱开展实验教学工作,围绕 74 系列芯片进行内容设计,主要涉及的实验包括TTL 集成门电路测试、数据选择器的应用、触发器及计数器的应用等。

下面以74LS08与门为例进行实验设计并分析如下。

1.1 74LS08引脚图

74LS08为2输入四与门,其引脚图如图1所示。

1.2 真值表

真值表显示,当输入A、B有一个为低电平时,输出即为低电平;当输入A、B全为高电平时,输出为高电平。

1.3 实验内容

(1)根据74LS08的引脚图连接线路。由引脚图可知,74LS08有4组2输入与门,可以任意选择一组与门进行实验。将输入两个端子连接在可以控制高低电平的输入端,如果输入为高电平,则灯亮,低电平则灯不亮;将输出端连接在可以由灯的亮和灭来显示输出电平的一端,如果输出为高电平,灯亮,如果输出为低电平,灯不亮。

(2)根据真值表测试74LS08与门的功能。

(3)实验分析。根据测试结果,可以看出,输入端只要有一个为低电平,灯就不亮,只有两个输入端全为高电平的时候,灯才亮,结果与真值表保持一致,满足了与门的功能。

2 虚拟仿真实验教学

随着电子技术产业的高速发展,新器件、新电路不断地涌现,现有实验室的条件已经无法满足各种电路的设计和调试的要求,这在一定程度上影响了数字电路相关实验教学的效果,而且影响了高校对学生创新能力的培养。此时,在实验教学中引入具有强大分析、仿真电路功能的电路仿真设计软件Multisim,可以较好地解决这一问题[5]。

基于Multisim的仿真实验主要包括门电路功能测试、组合逻辑电路分析、半加器逻辑功能测试、计数器、555定时器的应用等。现以74LS00与非门为例进行实验设计与分析。

2.1 引脚图

74LS00为四组 2 输入与非门,其引脚图如图2所示。

2.2 真值表

真值表显示,当输入A、B只要有一个为低电平,输出即为高电平;当输入A、B全为高电平时,输出为低电平。

2.3 实验电路

在Multisim中的创建的仿真电路如图3所示。

2.4 实验说明

(1)放置74LS00:

用打开选择相应的元件,然后放置。“QUAD 2-INPUT NAND”四-2输入与非门。

(2)放置开关:

用第二个按钮,选择SWITCH,然后选择相应的开关,进行放置。

(3)放置电源VCC:

选择第一个按钮,选择VCC。放置接地,同样选择第一个按钮。

(4)放置万用表:

选择右边数列按钮的第一个,既是万用表。然后放置。

(5)放置灯泡:

选择指示器按钮,选择LAMP,然后选择合适的灯泡,放置。

2.5 功能测试

(1)测试表:

测试表如表4所示。

(2)分析:

从测试表可以看出,当输入端有一个为0时,输出就为1,灯泡就亮,当输入全为1时,灯泡不亮。测试结果与真值表保持一致,满足与非门的逻辑功能。

3 两种实验教学方法的比较

我院数字电路课程是电子类专业的专业基础课,对于两种实验教学方法,学生在具体操作的时候,每一种方法都有各自的优点。从教师的层面分析,传统的基于实验箱的教学方法在具体实施时,教师需要收集好实验需要用到的元器件,然后设计实验线路,课堂上连接线路给学生看,对元器件的功能及线路的功能都要给学生进行讲解。由于实验线路连接比较直观,讲解的工作量不大。对于虚拟仿真实验的教学方法,由于涉及到一种新的软件,首先对软件的功能和具体操作流程都要进行详细讲解,在具体操作时,每一个步骤,每一个元器件的选择和连接都要详细说明,讲解的工作量较大。在具体的实验过程中发现,传统的实验方法和虚拟仿真的实验方法,由于各自有自己的优点,在一定程度上都可以激发学生的兴趣,提高学生的动手能力。在此基础上,相比较而言,虚拟仿真的实验方法功能更强大,学生的可操作性更强。

通过分析,我们可以看出,用两种实验教学方法,都可以达到教学目的,但是从培?B学生的动手能力和设计能力上出发,可以考虑两种实验教学方法相结合,将实验学时分成两部分,一部分时间让学生通过实验箱进行实验,一部分时间让学生利用计算机进行虚拟仿真实验。这样可以让学生更全面的了解实验内容,增强设计和分析能力。

篇6

【关键词】数字信号处理;教学方法;电子信息专业

一、《数字信号处理》课程的教学内容

1.1合理处理教材内容

目前,有关《数字信号处理》课程的参考教材很多,有些教材不仅理论性强,而且难度也比较大,很难适用于工程教育为背景的学习能力相对较弱的学生。依据具体的教学需求,需要有目的、合理的选用教材内容。具体而言,为适应学生的特点,课程讲解需要从离散时间信号处理内容讲起,并且在课程复习的过程中重点强调离散时间信号的知识点。依据讲解滤波器的设计,讲授有限冲激响应等,以求帮助学生掌握课程内容,弥补课程学时少、内容多的缺陷。

1.2精心组织教学内容

《数字信号处理》的内容理论性较强,晦涩难懂,大多数的概念涉及到了大量数学公式的推导,此外,学生们普遍的反映教学内容枯燥无味、难以接受。为了让学生在有限的课时内理解掌握好数字信号处理的基本知识点,并且重点对信号处理授课内容进行了精心的选择及安排,对部分详细内容进行精简,重点讲授关键的理论和重点的内容。最后采用专题的形式讲解数字信号处理在实际工程信息处理中的应用,这一做法避免大量冗长复杂的推导公式,丰富了教学内容,在一定程度上提高了学生的学习兴趣。

1.3实验教学和理论教学同步进行

数字信号处理课程教学中只有理论和实践同步进行才能够达到理想的教学效果。针对课程具体内容涉及信号的产生与采集、信号的FFT(FastFourierTransformation即快速傅氏变换)分析、滤波器设计等等。这要求学生在熟悉数学处理工具Matlab软件的情况下对图像信号进行采集,并且对信号进行回放、显示、缩小及放大。而后对不同频率、不同幅值的信号进行FFT谱分析,针对图像的内容、画图说明谱的含义,最后对信号进行滤波,并比较信号在滤波前后的频谱的变化。

二、提高学生学习《数字信号处理》课程的兴趣

2.1多元化教学手法的应用

《数字信号处理》课程在长久以来因内容抽象、理论性强,常常采用“灌输式”的课堂教学方式进行授课。这种“灌输式”的教学方式使得学生处于被动的接受地位,缺乏积极学习的主动性。因此,在具体的教学过程中一方面应当重视问题的难以程度,注重启发式的教学,进而激发学生的求知欲;另一方面注重理论结合实际,学生密切联系实际应用,通过具体的实验和实际案例对问题进行探究,尽量减少课堂上繁琐的数学推导,采用板书加多媒体辅助式的教学方式进行教学,由浅入深进行教学,学生只有听得明白,才会有成就感、才会感兴趣。

2.2将理论内容可视化

目前,国际上许多学校采用Matlab的仿真方法来完成数字信号处理教学的相关理论教学,Matlab仿真方法的运用能够将理论与实践教学进行有机地结合,可做到基本原理和基本运算可视化、可操作化。这里所提到的可视化及可操作化是国外大学中所提供出的一种可以在我们理工科教学中进行应用的、很好的思路及解决方法。对于课程布置的具体实验而言,具有大型化、系统化的发展趋势,难度比较大,可使得学生对复杂的理论进行动手操作,可提供具体的解决问题的方法和能力,这一做法能够促使学生较为深刻地掌握和理解信号处理课程中所学习到的内容。

2.3从工程中来到工程中去

具体举例而言,实际工程中DFT(DiscreteFourierTransform即离散傅里叶变换)和FFT技术在电话拨键的双音频号的具体应用,让学生找出学习的重难点,建立学习目标。这一做法被看作为从工程中来;此外,大学生的电子制作竞赛中,DSP竞赛或学生科研立项中选择与数字信号处理相关的课题去进行开发研究,由学生进行全程参与,这就是到工程中去。

三、结语

数字信号处理课程因其理论性强,一直以来不受学生喜爱,因此要想提高教学水平,增强学生的学习兴趣,就需要在教学内容、教学手段及实验教学上不断进行尝试与探索。此外,还要不断地完善理论教学内容,更好地应用于实践中。

作者:王峥 刘盾 单位:天津职业技术师范大学

参考文献

[1]梁快;赵明富.“信号与系统”与“数字信号处理”两课教学整合[J].电气电子教学学报,2007(5).

篇7

关键词:教学改革;项目教学法;数字电路

中图分类号:G642

数字电路是电子信息类专业学生必修的一门专业基础课,通过这门课程的学习,学生能够掌握数字逻辑的相关基础知识,为后续课程如单片机、EDA技术应用等课程的学习奠定基础,为将来的就业奠定基础。传统的数字电路教学是先由教师在课堂上讲解理论知识,然后再让学生进入实验室完成相关的演示性实验或验证性实验。这是一种被动式的教学模式,教学效果并不理想,没有真正激发学生的学习兴趣,使学生的理论知识和实践技能脱节,做实验也大都是应付了事,并没有真正主动地参与其中。因此,需要对本课程的教学方法和教学模式进行改革,来提高学生学习的积极主动性。如何实现数字电路的有效教学,如何实现在学习中发挥学生的主体地位效果,真正实现理论知识和实践技能的有机结合,如何提高学生分析问题和解决问题的实践能力,这些都是本课程教学改革中亟待解决的问题。

项目教学法起源于德国,是一种切实可行的教学模式[1],已经得到了国内各所高等院校、大中专院校和高职院校的广泛关注。它是一种以项目为主体的职业行为引导的教学模式,通过组织学生真实地参加项目设计、项目实现和项目管理,是完全在项目实施过程中完成教学任务的过程,是一种理论与实践相结合的真实演练。

1 教学过程

传统的数字电路课程教学主要以课堂理论教学为主,虽然有实验课时安排,但理论与实验分开,对学生来说前后知识脱节。课堂教学只是教师一味地向学生灌输理论知识,而没有考虑到教学的实际效果。真正把理论知识应用到实验中的学生不多,大都按照老师的要求做一些演示性或验证性实验,不注重实验过程中理论知识的应用,只要看到结果就行。这样,学生就没有积极主动性,不去思考基础知识的相互关联性,只是照搬照抄老师的演示或实验指导书上的内容,没有真正把自己所学的知识融入进去。忽视了对学生技能操作能力和创新能力的培养,强调以教师为中心、教材为中心、课堂为中心,即所谓“三中心”原则[2],教材上有什么,教师教什么,学生就学什么,忽视了教师对课程内容的把握,忽视了学生学习积极性、主动性的发挥。在学本门课之前,学生对有关电子技术的知识了解较少,一进入课堂就给他们讲解,容易给他们造成这门课很难的印象,进而挫败他们学习的信心。因此,在讲课之前,先告知学生课前预习的重要性,并提供相关课件和教学视频让学生提前进入学习环节,在学习中遇到不懂的或弄不清楚的问题记下来再到课堂上解决。这样,到课堂上的时候,学生不再是一片空白,而是带着问题有目的地去听课,提高了课堂学习效率。而且,学生也可以发表自己对某一问题或知识点的理解和看法,提高了学生学习的积极主动性,也体现了课堂教学中学生的主体地位。由于数字电路是一门实践性、应用性很强的课程,在教学过程中必须加强实践教学环节,使理论知识与实践紧密结合,为后续专业课的学习和具备相应的岗位技能要求打下坚实的基础。对学生实践能力的培养,先让学生认识常见的数字集成电路,演示一两个有实际应用性的数字逻辑系统实例,之后介绍系统所用到的理论知识,引起学生学习、探索的兴趣。

在数字电路的教学过程中引入项目教学,打破了传统理论课、实验课和实训课相互孤立的局面,将理论教学、实践教学、企业要求等融于一体,以达到应用型人才培养的要求,得以实现以就业为导向,以技能为核心的办学宗旨,达到应用性人才培养的目的[3]。本课程的教学借鉴项目教学法,再结合自身的实际情况,使课堂教学成为以小组的形式为共同完成一个完整的项目任务而进行的学习活动,通过项目任务的完成来应用相关的基础知识,最终能得到一个具有实际应用价值作品,使参与者都有一种成就感,让学生成为整个过程的主体。在教学过程中将项目教学法进行拓展,取得了较好的教学效果。

如笔者在通信工程1201班上数字电路科目七人举手表决电路设计这一项目时,(1)确定本次课教学任务是七人举手表决电路的设计与实现;(2)制定本次可计划并实施。先让学生根据提出的问题确定电路的输入量与输出量,然后确定输出量与输入量之间的逻辑关系,画出所设计电路的逻辑电路图。然后师生共同分析,简化电路设计,确定电路所需的元器件,之后提出电路的完善及注意事项要求学生实现电路的硬件搭建。再根据每一小组的具体情况,提出提高性问题让学生思考、讨论,老师总结本次学习内容,作业布置;(3)无论在一开始提出问题、分析各个量之间的逻辑关系和逻辑器件的选择,还是最后具体硬件电路的实现与调试,教师都全程引导、检查和评估;(4)每次课都要学生总结讨论,教师小结归纳每一个实验项目的知识点,使学生掌握。

2 教学内容

数字电路的课程项目具有实用性和可操作性的特点,需要对电子技术以往的教材进行知识点的重构与整合,形成具有可操作的、实际独立实用的项目[4]。如我校该课程采用的实验项目主要有:基本逻辑门设计,多路选择器设计与实现,3-8译码器设计与实现,8-3优先编码器设计与实现,全加器设计,十进制加法计数器设计与实现,七人表决器设计与实现,数字秒表设计与实现,数字分频器设计与实现等[5]。

每一个实验项目都会涉及到数字逻辑的有关基础知识,在做每一个项目之前,教师都会把该实验项目所涉及到的知识点告知学生,让学生课余时间查找资料,有目的地提前预习,再在课堂上解决学生在预习过程中遇到的问题。项目教学使得教学内容的知识体系已不再那么重要,因为一个项目的完成可由多种技术手段和工作方法,而项目实施的过程也要求有序进行,因而需要把学生以前学的知识和已经掌握的技能,以及新的知识技能按项目的具体实施要求作出整合,建构一个适用于项目课程教学,具有可操作的综合性知识集群,只有这样才能使项目教学法真正具有可行性和有效性。例如,在数字秒表设计与实现这一项目中,把整个项目分为复位置位电路、555定时电路、计数分频电路、译码显示电路等几个子项目来实现一个系统化的学习项目,电路原理图如图1所示。每一个子项目对应于一个子学习情境,原来教材上计数器和信号产生与整形两章的内容被序化为一个项目来学习。这样,整合后的知识结构不仅保证了学习的可行性,还大大提高了学习的有效性,这将对学生技能水平的提高起到很大的作用。

3 学习形式

理论学习充分调动学生的学习积极性、主动性,发挥他们课前预习的作用,也是突出学生的学习主体作用,实验课的课时安排较以往也有变动。以前实验课的课时两节课一次地排,导致一个综合的实验项目不能在一次课上顺利完成,等到下次课在继续的时候,老师和学生都得把前一次的内容重复一下,降低了教学和学习的效率。现在是一次实验课四节课时(半天),这样有充足时间供学生项目任务的学习与掌握。学生在学习上是主动的,每次课都要完成一定的任务,结束一个完整的实验项目,每个小组成员和教师要对自己打分,在任务实施过程中遇到问题要积极主动思考,及时解决,而且学生也有一定的成就感。整个一次课是在动脑筋和动手操作过程中完成,每个学生都是该项目的主体,教师只不过是导演参与其中,但教师是有指挥权的,既要保证本次课气氛活跃,学生积极讨论操作,又要保证整个学习过程要井然有序,不是乱糟糟的,而是有序高效的。

4 教学考核

对于专业科目而言,无疑是实践操作加理论的考试相结合的成绩,不仅重在对学习过程的评价,而且对学生职业能力的提升也有很大好处。所以,本门课程的最终成绩包括三部分:过程考核(40%):每个项目实施完毕后都进行考评,此成绩由学生自评、小组互评、教师总体评价三部分组成,考评的内容有出勤率、工作态度、团队合作交流能力、项目实施操作能力等,全部项目考评结束后,成绩积累取平均值即是过程考核的成绩;期末实践考核(30%):教师给出15-20个实训题目,学生随机抽题,一人一台操作,在规定的时间内完成,从电路设计、线路连接、技能操作效果、数据处理、熟练操作、安全生产几方面考核,最后结合口头提问进行评定成绩;理论考核(30%):期末采用闭卷考试的形式进行。

可以看出,过程考核,主要是项目操作过程考核在整个教学考核中的比重。教学采用项目教学以后,学习已成为人人参与的实践与创新的过程,因而成绩的评价注重的不是某一个环节的结果,而是完成完整项目的过程。学生在项目任务实践过程中理解和把握课程要求的知识和技能,培养分析问题和解决问题的思维方法。

5 结束语

数字电路理论教学改变以往满堂灌的方式,突出课前预习的重要性,使学生真正成为课堂教学的主体,教师起引导作用;实验教学采用项目驱动教学方法,在教师有目的地引导下,学生主动参与、团结合作,不仅提高了学生的理论知识和实际操作技能,而且培养了他们解决实际问题的综合能力。真正激发学生学习的兴趣,调动他们学习的积极性和主动性,取得了良好的教学效果。

参考文献:

[1]姜春艳.项目教学法在数字电子技术教学中的研究与实践[J].中国电力教育,2010.

[2]景玉荣.目教学法在电子技术课中的应用[J].新课程研究,2009.

[3]丁娟.项目化学习与高职教育教学改革[J].江苏经贸职业技术学院学,2007.

[4]刘江.高职院校项目课程教学改革的思考[J].常州信息职业技术学院学报,2008.

[5]晏永红,梁丽娟,陈亮.电工电子与控制技术实训与学习指导[M].天津:天津大学出版社,2011.

作者简介:李平(1976-),女,河南驻马店人,讲师,硕士,研究方向:信号传输与处理、图像处理;刘芳(1973-),女,副教授,博士,主要从事电子、通信和自动控制方面的研究。

篇8

关键词 教学方法 项目教学 数字电路

中图分类号:G424 文献标识码:A

Digital Circuit Project-based Teaching Methods and Practice

WANG Feng, LIU Meiquan, XU Zhangsui

(Department of Vehicles and Electrical Engineering, Ordnance Engineering College, Shijiazhuang, Hebei 050003)

Abstract By allowing students to participate in scientific research project, Make students truly participate in the whole process of project design, implementation and evaluation. Organize the theory of digital circuit and practice experience as an integration. Practice and prove the classroom knowledge. Mobilize students' enthusiasm for learning and cultivate the ability to analyze problems and to solve the problem.

Key words teaching method; teaching based on project; digital circuit

数字电路是机、电类专业学生的一门专业基础课程,具有很强的理论性、逻辑性和综合性。对打牢学生的理论基础,培养学生辩证思维,锻炼分析问题、解决问题的实践能力都具有很重要现实意义。

时代的发展对人才提出了新的更高的要求。老师台上讲、学生座下听、课上练习、课下作业,这种以单纯的知识传递为主要特征的传统教学模式早已不适应时代对人才培养的需求。

目前主要采用的模式是在这个框架上丰富各个环节,仍以课堂讲授为主,加入了多媒体、仿真演示等辅助教学手段。相比传统的“灌输式”,通过辅助手段的应用增加了学生对数字电路的感性认识,可以在一定程度上激发学生学习的热情和进行实践的愿望。但如果到此为止了,学生就只有望梅止渴了。如何让学生的求知热情持续下去,就需要一个平台,让学生体会到理论知识的用处,体验知识的运用方法,科研项目就是一个最容易找到的实践平台,学生通过参与科研活动,可以实现从听讲到动手,从被动的灌输到主动的吸取,从理论到实践,从分析问题到解决问题的跨越,把这种求知的热情在实践中升华,最终转化为对知识的驾驭能力。

1 项目教学法的理论基础

项目教学就是把科研活动引入教学,在教师的引导下,学生参与到科研项目实施工作,结合课堂知识,构成闭环教学。在理工科院校中,专业系、教研室都承担了许多的科研任务,对于机、电类的课题,其中的电路部分几乎是必不可少的。这些电路都具有实际的功能,从各个分立元件到小规模的单元电路,再到大规模的模块电路,都是把学生从课本的理论知识带到一个个实实在在的具体电路中。

项目教学法是以典型项目为平台,围绕课程体系和学生的知识结构,将项目分解成不同的阶段、不同的模块和不同的任务,从对元件的认识到基本电路的设计,从单一功能电路的调试到实用电路的制作,让学生在循序渐进的过程中加深对课堂知识的感性认识,运用所学的理论知识探索性地解决实际问题。

项目教学法的目的是把课程学习和动手实践结合起来,把练习作业和完成电路结合起来,由理性到感性,由被动到主动的一种闭环培养模式。课堂授课对学生是理论学习,知识积累,有所储备才能有所发挥。理论知识学得牢不牢,有什么用,通过动手实践就能得到验证和检验。一方面,如果掌握的知识得到很好的验证,会增强学生对课堂学习的认同感,另一方面,如果实践检验中遇到了难题,需要向书本、向老师求教,说明老师讲的是有用的,这会增加学生对课堂的向往感。通过自己动手实践,培养学生的动手能力,系统统筹能力,如何分析问题、解决问题的独立思考能力。由被告诉该怎么办到我知道还可以这么办,被动变主动,举一反三。课堂指导实践,实践推动课堂,课堂与实践形成一个闭环的教学模式,通过理论结合实践的教学,学生不仅培养了扎实的理论基础,而且灵活掌握了知识的运用技巧,积累了处理实际问题的经验。同时,通过协作。培养了学生的团队精神,有利于毕业后胜任工作岗位。

在具体实施环节,对项目的选择、任务的分割、成果的要求和展示以及教学效果的评估等需要合理的规划和资源配置,全过程的培养是搞好项目教学的关键。

2 项目教学的开展模式

2.1 项目设计

项目教学把以教为中心变为以学为中心,以课堂为中心变为以项目实践为中心。学生是教学的主体,培养能力是最终的目的。学生在数字电路课之前学习过电路基础、模拟电路等电路课程,具备一定的电路基础知识,但实际动手的经历还很少,在进行项目设计的时候,教师需要参照课程的知识要点、可能拓展的内容以及阶段的划分,对项目研究需要完成和解决的问题进行分类、分层、分割,使科研项目的研究需求与学生的实践需求相互融合。使学生在项目发展的带动下开展学习活动,根据课程的进度,由易到难,由简到繁,循序渐进地参与项目。

项目任务的选定是开展项目教学法的关键。首先,项目涉及的知识点很多,要以教学大纲的内容为基本依据,以拓展能力为基本目的,在项目众多的内容中选取相关的部分和题材。选择的项目内容既要涉及基础理论,又有动手实践的机会。让学生通过独立设计、制作一些项目中用到的典型、实用的数字电路,掌握数字电路的设计、仿真、制作、调试的一般方法,学会用电路手册查询芯片的方法,瞄准未来工作的需求,不断提高学生独立解决问题的能力。

2.2 项目教学的组织实施

数字电路课程,包含了数字电路的基础理论、典型电路等诸多的知识点。例如,在某项目的研究任务中涉及到声光控制灯的电路。从电路的功能分析,这是一个组合逻辑电路的问题,跟随这个项目进行这一课堂的研究开发,就给学生创造了一个整合所学电路知识、实际动手制作电路的机会。组合逻辑电路是数字电路中的一种基本类型,没有存储单元,逻辑上相对简单。学生在课堂上学习了组合逻辑电路的分析和设计,都有正想小试牛刀的热情,这时候安排这样一个任务,对于他们,正是施展的好机会。

对于声光灯控制电路的制作,课题涉及的知识点不多,都是课堂上讲授过的知识,难度适当,学生容易接收。但是,学生毕竟是第一次自己动手完成电路,教师需要对实施的步骤进行详细的规划,虽然是一个简单的课题,还是要在教师的引导下逐步开展,由浅入深,由易到难。

首先,从概念上明确要完成的是一个数字电路,从感性的层面找出与模拟电路的区别,了解数字电路的基本原理、基本类型,能够识别、掌握常见数字集成电路的正确用法。其次,要再次温习基本逻辑门电路的原理和功能,掌握TTL门电路和CMOS门电路的区别和测试,设计并搭建由基本门店里构成的简单功能电路,熟悉电路设计的方法和过程。完成了从书本到制作的过渡,开始进入正式的项目任务。第三步,根据任务的目的,设计电路实现的方案,计算电路参数并确定元器件的类型和指标。第四步,进行电路仿真和原理验证,修订后作出最终方案,设计、完成印刷电路板。第五步,收集电路所需的所有元件并检测元件是否完好,根据电路图完成电路各个元件的组装、焊接。第六步,对组装完成的电路板进行检查,利用所学组合逻辑电路分析的方法对各部的功能一一验证,根据任务的要求实施调试。第七步,撰写研究报告,全面回顾、总结完成任务过程中设计、制作的各个环节的思路、方案和过程,找出问题,明确收获。第八步,教师给出客观的评价,肯定成绩的同时指出存在的问题和解决的建议。

这样就完成了一次项目式教学。在这个过程中,教师的适当引导是非常必要的,由书本到电路板的跨越很重要。通过引导、过渡,对照实际的元件、电路,把课堂知识的重点加以巩固,并提纲挈领对各种知识的综合运用方法加以解释,使学生在“温故”之后更愿意“知新”。

在安排学生进入项目的时候,教师要介绍项目的总体情况、目的、意义,这些看似空洞的概述对学生却是极大的激励,当他知道自己所做的电路是整个系统不可缺少的环节,而整个系统又具有如此重大意义时,他的热情和严谨程度自然不言而喻了,带着这种使命感和成就感投入到项目式的学习中,那么学习的效果一定不会差。

通过参与项目,学生通过由面到点,再由点到面的过程学习,培养了运用理论知识解决实际具体问题的能力,使学生的学习积极性、主动性得到充分发挥。

3 项目教学法的教学评估

项目教学效果评估是一个重要的环节,在整个过程中,各个阶段都要进行总结评价,随时对出现的问题进行分析和排除。每一步任务完成后,都要及时开展学生自我评估和教师评价,阶段评估和整体评估相结合,让学生明确在各个环节的得失,便于学生及时总结经验。

学生完成项目的情况是考核其学习效果的重要指标,通过评价学生在任务实施过程中的综合表现,全面评估学生对数字电路课程知识要点的掌握和运用情况。评价应该包含多个层次、多个方面,从理论基础、基本概念、方案设计、动手制作,到工作态度,遇到问题的承压能力,再到过程中的交流能力、协作能力、团队精神和创新精神,都要作为评价的指标。

通过对过程和效果的评估,学生全面地总结在项目任务完成过程中的收获,对于学生,评价不仅是在课程的成绩,更是在项目层面的一种对其综合能力的认可。这种认可给了学生继续提高的渴望,使其对存在的不足加以认真思考、努力克服,对成功的经验加以认真总结。以更高的积极性进入下一阶段的项目教学。

4 总结

在数字电路教学中,项目教学是一种行之有效的方法。在学生参与项目研究的过程中,学生是处于一个系统的集成的综合知识体系中,站在这样一个全局的高度,对数字电路课程的知识结构、内容体系及其重要性有了更直接更深入的认识。完成的虽然只是一个小的任务,但与之关联的不仅是本学科的专业知识,还会涉及到相关学科领域的知识技能。这也对教师的知识水平、结构提出了更高的要求,对于教师,“教”也是在“学”,教师的参与使教—学之间由上下关系变为平行关系,学生在和老师一起工作,大大提高了学生参与的积极性。

通过项目式教学,课堂和实际联系在一起,理论和实践缩短了距离,培养了学生分析问题、解决问题及知识综合运用的能力,锻炼了心理素质,考验了耐心和细致,树立了团队协作的精神,为提高学生的综合素质奠定了基础。

参考文献

[1] 杨志忠.数字电子技术[M].北京:高等教育出版社,2001.

篇9

关键词:数字电子技术;教学改革;自主能动性

中图分类号:G423 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 20-0000-01

一、课程特点

数字电子技术课程是电子信息类专业的一门专业核心基础课,本课程以数字电路的分析、设计与制作为基础,培养学生分析、设计、应用和制作典型数字电子电路的能力,是许多后续专业课程的公共基础,也是相关专业毕业生在将来就业、科研开发工作中使用最多的硬件基本技能知识。

二、教学改革思路

数字电子技术是一门实践性很强的课程,在教师的教学和学生的学习上都有一定的难度,采用传统的教学方式难以达到好的教学效果,尤其在学生的实践能力培养上,往往效果不理想。近年来,很多学校以及任教老师都提出了许多数字电子技术课程的教学改革方法,有些也取得了不错的效果。

通过多年来在数字电子技术教学一线总结的诸多经验教训,以及亲身经历的教学改革实践经验,笔者认为除了在教师的“教”上下功夫之外,还必须在学生的“学”上做文章。教学的对象是学生,学习的主体也是学生。因此,我们决不能忽视了学生在整个教学过程中的重要地位和作用。

(一)充分体现“理论够用,重在实践”的教学改革方法

(1)采用“教、学、做”合一的教学模式

将传统的课堂教学改为一体化教室授课,让学生及时将理论知识与实践知识有机结合,在理论学习中动手操作,在实际电子电路的设计、制作、调试中加深理论知识的学习,使理论与实践交替出现,抽象与形象交叉产生,改变以往枯燥的课堂式教学,激发学生学习兴趣,提高教学效果。

(2)以新颖的实际工程项目激发学生学习兴趣

高职教育的培养目标是“培养高素质技能型人才”,传统的按照知识逻辑设计的课程结构与这一目标是不相符的。按照“以能力为本位,以职业实践为主线,以项目课程为主体的模块化专业课程体系”的总体设计要求,以培养灵活应用常用数字集成电路实现逻辑功能的能力为基本目标,彻底打破以往学科课程的设计思路,建立“以工作任务为中心”,“以项目为载体”的课程结构。

(3)转换教师角色,打造新型课堂

新的教学模式的提出,使传统的以教师为主导的课堂模式发生了转变。这就要求教师更新教学理念,转换角色定位,由原来的以“教”为主转换为“导”,使教师成为教学中的组织者和指导者,相应的学生自然就转换为了教学的“中心”角色。通过教师对课堂知识的组织,让学生主动参与进来,充分发挥学生在学习中的主体作用,让学生真正的得到学习和锻炼。

(二)学生提高自主性学习方法

要想达到好的教学效果,除了教师注重教学方法之外,学生也应该掌握相应的自主学习的方法,只有这样才能达到教和学相辅相成、教学合一的理想效果。根据多年的教学经验,本人认为学生在该门课程的自主性学习中,应该注意以下几个方面:

(1)决不能忽视基本知识、基本分析和设计方法

俗话说:万变不离其宗。尽管数字电子技术发展很快,各种用途的电路千变万化,层出不穷,但是它们具有共同的特点,所包含的基本原理和基本分析和设计方法是相通的。所以,在数字电子技术中,基本知识和基本分析、设计方法的掌握是非常重要的,学生在学习的时候不但不能忽视,还要非常重视,打牢基础,才能建造稳固的上层建筑。

(2)学会抓住重要知识点

任何一门课程都是一个完整的体系,有时候教材中可能会介绍的比较详细,但对于学生而言并不是所有内容都要掌握的。所以,要想在精力和时间有限的情况下,达到良好的学习效果,必须要认清、抓准重点,该掌握的掌握,该了解的了解,切忌眉毛胡子一把抓。

(3)注意归纳总结

数字集成电路的应用广泛,学好数字电子技术课程需要掌握一些典型电路,因为这些典型电路是构成数字系统的部件。掌握它们包括了解它们的功能、结构特点及应用背景,并注意总结归纳,掌握其本质。

(4)注意理论联系实际,努力提高实践工程能力

数字电子技术学习的最终落脚点是对实际电路的分析和设计。经过理论分析和计算得到的设计结果还必须搭建实际电路进行测试,以检验是否满足设计要求。由于电子器件的电气特性具有分散性,理论设计出的电路在实际中也会出现意想不到的现象。因此,在学习中应该逐步的学会处理工程实际问题的方法,努力提高自身的实践工程能力,这才是学习的最终目标。

(5)将自学能力运用与新技术的学习中

电子技术的发展是以电子器件的发展为基础的,新的器件层出不穷,旧的器件随时被淘汰。因此教材中出现的集成电路芯片有可能已不生产,要用发展的观点使用教材。同时,由于社会对电子产品的需求越来越大,一些电子产品和技术可谓日新月异,建议学生平时关注一些现代电子技术的发展,并将所学知识与这些新技术结合起来,灵活掌握和运用,多思考,勤动手,最终达到学以致用的目的。

三、结束语

在数字电子技术的课堂中,教师和学生都要找准自己的角色定位,教师是主导者,学生才是主体者。教师要在教学过程中把握全局,指明要点,培养学生学习兴趣,充分发挥其主观能动作用;学生应积极思考,主动学习而非被动接受,通过领悟、思考、设计和解决问题,更深地掌握所学内容,更灵活地运用知识,从而提高解决实际问题的能力,最终达到理想的学习效果。

参考文献:

[1]曾涛,侯建军.精品课程“数字电子技术”自主学习模式研究与实践[J].电气电子教学学报,2006,28(4).

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【关键词】数字电子技术;多媒体;项目化;教学实施

1.数字电子技术课程特点与现状

数字电子技术课程是大学计算机、电气、电子类专业的一门专业基础课程。根据专业的不同,所学习的数字电子技术课程的内容范围也略有不同。本文是基于高职院校应用电子技术专业所学习的数字电子技术课程的基础上进行相应的教学改革的探讨。

在现行的应用电子技术专业教育中,电子技术课程体系往往划分为模拟电子技术和数字电子技术两条教学主线。两条教学主线相辅相成,但各自有着自己显著的特点和后续课程。数字电子技术具有逻辑性强、内容抽象难懂,其后续课程主要为单片机应用技术、EDA技术、PLC应用技术等课程。

当前电子电路的迅猛发展,目前已从超大规模集成电路发展到了甚大规模集成电路,随着电子电路集成度的提高,电子电路技术也日益复杂化。这使得数字电子技术课程的内容也较之过去更为复杂,与其密切相关的后续课程也日渐多样化。因此,数字电子技术课程体系的优化和教学改革成为了当前高职院校教学过程中面临的重要课题。

2.现行教学方法的优点和弊端

现行数字电子技术课程的教学方法因受制于这门课程理论、逻辑性强的这一固有的课程特点,目前众多高职院校仍然主要以原始的黑板+PPT进行讲授教学,辅以指导完成验证性实验。在过去的几十年中,中国的职业教育一直主要以教师讲授的模式存在,这样的教学曾给我国培养出了许多计算机、电子电气类的高级人才。因此,笔者认为以传统模式进行讲授教学也并非如一些改革人士口中的一无是处。

传统的教学模式对理论的重视度较高,由于主要以教师讲授为主,在整门课程的教学当中理论系统条理清晰、环环相扣。以传统模式培养出来的学生,往往理论分析能力强、基本功扎实。这也是许多教师不愿意放弃这种传统教学模式的原因之一。

然而,我国高职院校的生源大多来自于本科院校的落榜生,加之近年来生源人数有所下降,致使进入高职院校学习的学生往往呈现出理科基本功差、不爱学习、自卑等特点。而数字电子技术逻辑性强、内容抽象,仅凭教师的讲授,基础知识薄弱的高职学生难以理解课程内容,从而渐渐丧失对学习的信心。

另一方面,现行数字电子技术教学存在着过度理论化、内容抽象、理论和实际应用脱离等问题。实验教学也基本处在仅完成基本的验证性实验的阶段,缺少创新教育,难以培养学生独立创新思维和能力。笔者在平时的教学实践中发现,通过传统教学模式进行指导的学生绝大多数仅能完成简单的验证性实验,难以完成探究性实验。

3.教学方法改革的探索与实践

笔者在日常的教学过程当中,参考我校应用电子技术教学团队多年的教学经验,并结合己身对教学理念和教学过程的体会,先后进行了最传统的纯黑板教学、多媒体教学以及项目导向式教学等三种不同的教学方式的尝试。以下分别对这三种不同的教学方式进行对比与探讨。

3.1 纯黑板教学

纯黑板教学是指在教学过程当中,仅使用黑板板书这一手段进行口头讲授的教学方法。这种教学方法是最为传统的一种教学方法。笔者在教学过程当中发现,如基本的逻辑代数、卡诺图等纯理论化的基本知识和基本分析方法等内容的讲解,使用纯黑板教学效果良好。数字电子技术整门课程,其实质都是在逻辑代数的基础上进行后续延伸,无论是组合逻辑电路还是时序逻辑电路,都以逻辑代数作为基本分析手段进行数字电路分析。因此,这一部分内容掌握情况的好坏直接关系到了这门课程后续内容是否能正确理解和掌握。使用黑板进行口头讲授,师生之间会在思路方面有一个较为直接的交流,相当于教师作为学生的人,用粉笔将师生共同思考完成的思路和步骤一一列在黑板上。在此过程中,学生的思路跟随教师的思路,学生有充足的时间思考,并且能即时性的得到教师的提示和引导,从而良好的完成基本分析方法的学习。

尽管这种方法在进行基本分析方法的教学中效果出色,但是在数字电子技术课程后续内容中,这种方法呈现出了许多不足之处。结束基本分析方法的教学之后,往往会进入到电路部分的教学。应用电子技术专业所学习的数字电子技术课程的内容,通常会大量接触到各种不同的电路,这些电路从简单到复杂,简单的电路通过教师在黑板上进行画图讲解的效果尚且差强人意,但到了略为复杂的电路,教师在黑板上画图则不但费时费力,而且容易出错。因此在传统的黑板教学当中加入多媒体教学则变得尤为重要。

3.2 多媒体教学

这里所说的多媒体教学并不仅限于PPT课件讲授,还有图片、动画、视频以及各种仿真软件等的辅助教学手段。[1]使用多媒体教学可以直观的展示许多难懂的教学内容,可将抽象化的原理、过程等进行形象化的展示。高职高专的学生基础相对较差,抽象思维往往相对薄弱。在进行课堂内容讲解时,内容一旦较为抽象,学生便难以接受。例如,在讲解数据选择器的“数据输入端”和“地址输入端”时,由于无论是“数据”还是“地址”均是由1和0组成的数字组合来表示,内容极为抽象。这时可以采用PPT将表示“地址”的数字展示为城市当中每家每户的门牌号,而将表示“数据”的数字展示为快递的单号,学生即可形象的理解两者的区别。

而运用各种仿真软件不仅可以看到电路中输入和输出之间的关系,还能清晰的看到输入信号的改变引起的电路变化的情况。例如,在讲解时序逻辑电路时,许多学生难以理解所谓的“即时输入和电路原状态共同引起时序逻辑电路变化”的这一概念。这时,如果通过仿真软件(如:Multism、Quartus II等)进行实时演示,向学生展现电路实时变化的情况,学生即可将这一抽象的概念以形象的画面深刻在脑子里。

在课程中引入多媒体教学,课堂的信息量大,可以弥补许多课本上没有的内容和实例,并且可以让学生直观的看到自己所学的知识与将来的工作有何关系,从而提高学生的学习兴趣。许多在纯黑板教学中难以完成的课堂过程也可轻松的完成,如教学知识点的前后对比、复习时对旧知识点的直接引用等。

但是,多媒体教学也并非完美无缺。方便快捷既是多媒体教学的优点,同时也是其缺点。由于过于方便快捷,教师的讲课速度在无意识中变快,学生反而跟不上。信息量过大,时常会出现一节课里出现了大量的信息,学生难以承受。许多教师使用多媒体讲课,只是把多媒体简单的当成了黑板的替代品,最终沦为用PPT演示文字和图表的单调过程。[1]而且,采用多媒体教学,由于仍旧是主要由教师进行展示,所以在实验教学方面与纯黑板教学并无太大的差异。

所以,合理的选取多媒体的工具以及筛选演示内容在多媒体教学当中变得尤为重要。此外,一些公式推演、基本分析方法等,仍需配合黑板来完成。

3.3 项目化教学

无论是纯黑板教学还是多媒体教学,都面临着一个难以解决的问题——实验教学。在理工科的教学当中,实验教学成效的好坏往往关系到这一门课程教学是否成功。在以往的教学方法当中,往往会出现理论与实践相脱节的问题。许多学生在毕业从事本专业的岗位之后,往往觉得学到的知识与工程应用相差甚远,甚至有些极端观点认为所学的知识完全无用。而项目教学则很好的解决了这两方面的问题。不仅将理论与实践联系了起来,而且解决了以往学生只会做验证性实验,无法做探究性实验的问题。

笔者在进行项目导向式教学实践时,主要通过以下几个步骤来进行教学实施。

(1)布置任务

由教师进行下发项目任务书,任务书上面详细写明学生需要完成的内容、步骤以及要求,并且对学生进行约3-5人为一组的分组。学生则开始对项目任务书进行初步的研究,进行资料查阅、收集,查阅并学习相关知识点。学生如果有对任务书上的要求有不明之处,可向教师询问确认。

(2)任务分析

由学生自行进行安排组内人员分工协作,对已收集到的各项资料进行整理分析整合,对任务要求详加研究,进行电路功能分析,制订初步方案。在这一阶段,教师要进行巡回指导,要防止出现学生对任务要求理解错误的情况。

(3)方案设计

学生各小组拿出各自设计的方案,小组之间进行互相交流、互相探讨。在这过程中,教师应参与在内,给予学生适当的引导和建议,对学生提出的争论点进行答疑。通过互相的讨论,学生改进自己原来的电路方案,确定最终的方案,并进行电路图的绘制。电路图的绘制可纸上绘制,也可使用Protel、Multism等EDA软件来进行绘制。笔者在教学实践中,往往鼓励学生使用EDA软件来进行电路图出图,因为在这一过程当中学生会在实际应用当中学到相应的EDA软件的使用方法。

(4)制作与调试

学生开始自行电路的制作与调试。而教师则要进行相应的技术监督与指导。在笔者的教学实践中,这一过程往往进行得比较艰难,因为制作出来的电路中常存在各种问题和故障。排除故障和调试电路,在实际工程应用当中极为重要,但是对学生来说却是巨大的挑战。在这一过程当中,如果教师不能及时的给予技术上的指导,将有可能出现学生因排除不了故障而丧失自信心,甚至直接放弃整个项目的学习。

(5)汇报与展示

进行完以上4个步骤之后,完成的小组要进行项目的汇报和展示自己的成果。每个小组要对自己的方案与成品进行自评,而小组与小组之间也要进行互评。教师要对各小组完成的情况进行一一点评。项目的最终成绩由教师点评、小组互评、组内自评三项得分按一定比例构成。此外,教师还要对整个项目进行总结,并点出相应的知识点。

总的来说,项目导向式教学和以往的黑板教学、多媒体教学相比,在教学的实施过程上变化较大。整个教学实施过程都贯彻“以学生为主体,以能力为导向”的基本理念。通过这一种方法进行教学,课堂的主体是学生,而教师在其中只是扮演了一个引导、提供建议的技术监督的角色。由于全程都由学生来完成,所以,学生的自主思考能力以及创新思维都得到很好的锻炼,这是传统教学方法所无法比拟的地方。但是,项目化教学对教师的要求较高,不但要求教师具备坚实的理论基础,还要有丰富的实战经验。[2]

4.结束语

我们在培养职业技术人才的过程中,需要突破许多过去的习惯性思维,对过去和传统的教学方法提出一定的质疑,并敢于接受新的教学理念,勇于尝试新的教学方法。本文通过对传统的教学方法与新的项目化教学方法进行对比而提出了极为有限的探讨。培养职业技术人才是一个艰难且复杂的系统工程。现代职业教育现状对教学方法提出了比以往更高的要求。可以预见到,对教学方法的改革与探讨,将会成为一个长期的重要课题。

参考文献

[1]陈柳,戴璐平.“数字电子技术”课程教学改革研究与探索[J].中国电力教育,2013(2):96-97.

[2]王杨,顾准.高职项目化教学与教师职业能力要求[J].中国成人教育,2011:130-131.

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关键词:数字电子技术 教学方法 实践

中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)012-386-02

《数字电子技术基础》作为本科院校开设的一门重要的专业基础课,因其具有实践性强的特点,故适应于电子科学与技术、电子信息工程、电气自动化等多个专业。当前大规模集成电路技术飞速发展,对数字电子技术的要求越来越高。大学作为未来高科技人才培养的摇篮,传统意义上的教学方法和手段已经不能满足新时代的要求,针对这种情形,本文简要阐述了这门课程教学方法的一些探讨。

1 改进教学方法,激发学生的学习兴趣

1.1 互动式教学方式

中国传统教学方式是老师讲,学生听,缺乏互动性,学生往往容易思想走神,在听课的过程中遇到问题也不能及时讨论解决,“填鸭式”教学模式使得学生逐渐对这门课失去兴趣。针对这种情况,老师首先应该将理论与实践相结合,培养学生的学习兴趣。在课程开始的时候就告诉学生学习的目标、原理和一些应用,然后在教学的过程中创造教学情景,在教学的过程中与学生互动交流,培养学生的创造思维能力,从而对这门课程产生浓厚的学习兴趣。

1.2 多鼓励学生参加实践

在实验教学过程中,充分利用学校现有的条件,多动手操作,通过实验过程发现学习的乐趣。除此以外,鼓励学生参加大学生电子设计大赛、和老师一起参与项目的研究等活动都能帮助学生发挥自主性和创造性。

1.3 引入EDA与传统的教学方式相结合

《数字电子技术基础》这门课程有个特点是图表繁多,并且经常需要解释状态之间的变化过程,传统教学方式只能通过播放PPT静态的分析各状态之间的变化过程。为了变抽象为形象,教学过程中引入EDA技术,通过这款仿真软件进行电路的模拟和演示来形象的说明电路的功能和时序波形图。

理论与实践相结合是学好这门课程的关键所在,为了加强学生的实践能力,实验教学应该做一些调整。传统的数字电子技术实验都是一些验证性的实验,为了提高大家的学习兴趣,充分发挥创造性思维,将其中的一部分改为设计型实验。

1.4 化繁为简,总结一些便于学生理解的计算方法

数字电子技术第二章逻辑代数基础是很关键的一章,它是后面章节重要的理论基础,其中里面的卡诺图化简是章节中的难点,对于初学者来说,就算找出了“包围圈”,想求出“包围圈”对应的最简式也是个难点。针对这种情况,笔者凭借多年的教学经验,总结了一个便于学生理解的简单方法,举例如下:

由图1可以看出,两个包围圈都包含了8个最小项,把这8项相加合并后得到的最终逻辑式就是最简式,但是项数一多运算起来就繁杂,这里介绍一种新的方法,将这8项全部写成4个二进制码的形式,纵向排列起来,以卡诺图下半边的8项为例。可以写成:

1100

1101

1111

1110

1000

1001

1011

1010

大家知道,这四个二进制码分别对应的是A、B、C、D四种因子,其中1对应每种因子的原变量,0对应反变量。第一列A因子8个都是1,说明8项里只有原变量A这一种类型,所以化简后的结果必然包含原变量A。第二列B因子前4个都为1,后4个都为0,1的个数与0的个数相同,化简后的结果必然能抵消,故B因子没有了。第三列和第四列1的个数也与0的个数相同,故C和D因子均没有,最后得到的化简结果只剩下A。故此归纳出,将“包围圈”里所有的最小项写成二进制的形式,只要每个因子对应的所有最小项中的1的个数与0的个数总数相等的话则该因子被抵消了。

利用这种解题思想,可以教学生求出图1中另一个包围圈最后的化简结果为。

由以上实例看出,在教学过程中,为了帮助学生更好的掌握知识,一些快捷解题方式很重要,需要我们教师在教学过程中自己不断的摸索,变繁为简。

2 考核方式改革

传统教学方式的考核都是以期末试卷作为评判依据,对于学生平时课堂和实验课上的表现起不到很好的调动作用。所以针对这种情况,平时应该注重学生的平时成绩和实践成绩,将这部分成绩纳入这门课期末成绩的参考依据,这样一来既能提高学生平时学习的积极性,又能使学生理论与实际结合的更紧密,毕业后能更好的融入社会。

3 优化教学内容

(1)在介绍课本理论知识的同时要与时俱进,将当前电子技术最前沿的知识渗透到每个知识单元。减少具体的电路知识的介绍,强化可编程逻辑器件的内容,并引入EDA技术和VHDL硬件语言到教学中来,VHDL硬件描述语言与理论部分结合紧密,贯穿组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路等各个章节。

(2)可以将多个相关专业课与本课程的内容结合起来讲解,如单片机技术、模拟电子技术等,融会贯通,对学生的综合能力的培养起到很大的作用。

4 总结

本文针对于传统教学方式和目前社会对电子信息类毕业生的要求,结合自己从教多年累积的经验,论述了教学方法改革的几个注意点。只有做到了以上几个方面,才能从根本上打破传统的教学模式,做到教师和学生之间从以教师为中心到师生之间合作与交流,从而帮助学生学习这门课程,将学到的知识毕业后更好地应用到社会实践中。

(本文系安徽三联学院科研基金资助项目。项目名称:无线传感网络在校舍安全中的应用(编号2013Z015))

参考文献:

[1] 赵洪.研究性教学与大学教学方法改革[J].高等教育研究,2006(2).

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“数字信号处理”课程一方面以高等数学、线性代数及信号与系统等课程为基础,同时又是相关专业后继课程如DSP原理及应用、数字图像处理等专业课程的先修课程,在教学环节中起着承上启下的作用。该课程的特点是理论性强、概念抽象,涉及大量的数学公式的推导,内容比较枯燥,课程长期以来一直处于教师难教、学生更难学的境况。具体体现在学生学习时缺乏整体把握,对各知识点之间的关系模糊,理论与实践相脱节,学生不能深入理解概念及了解在生活中的实际应用,直接导致学生考前突击背公式应付考试,由于没有真正学懂,使得该课程的合格率不高;同时学生的动手能力差,学习兴趣和积极性不高。针对目前一般本科中存在的这些问题,从教学方法和考核方式上进行了改革和实践,取得了一些成效。

1教学方法的改革

1.1注重知识结构图在课堂教学中的应用

知识结构图是指把所学内容进行整理并制成比较系统完整的知识结构图示,它在心理学中被称为知识网络图。每章内容开始前先构造本章内容的知识结构图,采用知识结构图表达知识线索,使得知识线索清晰可见,学生对一章知识点有一个整体的和宏观的感性认识,待一章结束后,将知识点的架构图重新拿出来复习,有助于学生自我检验对知识点的掌握情况,从而提高数字信号处理课程的教学效果。以下是构造的部分章节的知识结构图。

1.1.1离散傅里叶变化和快速傅里叶变换的知识结构图

本章的教学目标是掌握DFT、DFS及其性质,熟悉几种卷积过程以及他们之间的关系,掌握FFT算法的运算量以及常见算法的原理和特点,并掌握FFT算法的应用。

1.1.2 IIR数字滤波器的设计的知识结构图

这一部分内容重点是IIR数字滤波器的基本概念、分类、特点以及IIR数字滤波器的设计思路和方法、设计步骤和原理。

1.1.3 FIR数字滤波器的设计的知识结构图

FIR数字滤波器的设计的特点是因果可实现。其重点知识包括线性相位和具体设计方法及过程。

1.2注重理论教学与工程应用结合

数字信号处理理论性性强且数学公式推导较多,如果教师上课只注重数学分析,忽视其工程实践应用的讲解,很容易变成一门枯燥的课程,难以调动学生的学习热情。因此数字信号处理教学时可以将看似复杂的理论知识与现实生活中的实例结合,对于提高学生学习兴趣、巩固基础知识是最好的方法。

为了说明信号的采样与重建理论,可以以生活中的CD唱片的制作和播放过程为例,声音是模拟信号,在CD唱片制作时首先要将模拟信号转换为数字信号,这就需要采样,而在CD唱片播放时,又是对数字信号的解调。卷积算法是数字信号处理的一个重要知识点,讲解这个知识点首先要让学生知道它在生活中的应用,如移动通话中回声是经常存在的,通常降低或消除回声的办法就是利用回声估计器与接收路径上的话音流进行卷积,得到一个回声的估计值,再利用减法器减掉这个估计值。滤波器的讲解可以以心电图检查消除工频干扰为案例进行教学。此外采用类比方式讲解,也能够很好地帮助学生理解,如数字滤波器可以比作一个筛沙子的筛子,筛沙的过程就是将细沙子选出来,石头和大沙子留在筛子上面,而数字滤波器的处理过程也是提取有用信号,噪音则不能通过,如此类比,既形象又易记忆。

1.3实验教学采用任务驱动法

“任务驱动”教学法,简单地说,就是“力求以任务驱动,以实际任务为核心,提出问题及要求,引导学生思考,它适用于培养学生的创新能力和独立分析问题、解决问题的能力。它强调,学生的学习活动必须与任务或问题相结合,以探索问题来引导和维持学习者的学习兴趣和动机。通俗的说,也就是在教学过程中,以完成一个个具体的任务为线索,把教学内容巧妙地隐含在每个任务之中。每个实验相当于一个总的任务,教师在实验课前将任务要求和思考题下发给学生,学生以组为单位将任务分解成子任务,学生根据各自的任务和要求查阅资料,完成程序代码的编写,要求学生做好实验课前的充分准备,实验课上进行编程和调试以及实验结果的分析,并对思考题进行讨论。

以音频信号处理的实验为例,这是一个综合性的实验,要求学生完成语音的录入与打开,以及语音的回放,全程对信号频谱进行分析,为完成任务学生提前查阅查资料,进入实验室后,学生自由组合,2~3人一组看书讨论,分解任务,一步一步完成,每组做完后派一个代表演示讲解,在这样的刺激下,“驱使”学生认真并迅速地完成任务。通过任务驱动法学生能充分掌握语音录入及回放的MATLAB编程,并能深入理解了采样、滤波器等数字信号处理理论。

实践证明,任务驱动教学法能够很好应用于数字信号处理的实验教学,增强了学生学习的主动性。在很大程度上提高了实验课的教学效果。

2考核评价方式的改革

考试方式改革是课程建设及教学质量评价的重要内容,也是因材施教,提高学生学习积极性和开展创新教育的重要手段。加强课程考核方式的改革,是教学改革的必要体现。数字信号处理课程理论性强,应用型强,抽象难以理解。运用MATLAB软件仿真能够有效帮助理解和运用相关知识点。《数字信号处理》课程的传统考核方式是考试,期末考试成绩(70%)+平时成绩(30%),平时成绩包含考勤、作业、课上表现情况。在传统考核方式下多数学生只注重最后的理论考核成绩,对实验重视不够,无法很好地贯彻以培养应用能力为主的实践教学。且学生平时过程考核不够具体化,学生平时成绩差距不大。

2.1考核方式改革的基本思路

为了使学生注重平时的学习过程,提高学习质量,培养学生的综合运用能力,我们逐步对该课程进行考核方式的改革。(1)平时过程考核具体化,含有随堂测试、考勤、作业、课上回答问题情况等。学生学习该课程,普遍觉得理论难,应用模糊,总评成绩一定程度考虑实验成绩,综合全面。(2)逐步调整理论成绩与平时过程考核及实验考核的比例,强化过程性的考核,淡化期末考试。通过考试制度的改革,调动学生的自主学习的积极性,促进教师深入开展教学活动,有利于提高学生的学习成绩,提高教学效果。注重平时实践教学的考核,提高学生对实践动手能力的提高。

2.2考核方式改革的具体方案

2.2.1对该课程采取平时占20%,期末占50%,实验占30%的核算方法。加大平时成绩和实验成绩比例,拉大差距,利于课程进行平时和实验的严格管理和考核方式多样化。

2.2.2平时成绩由原来的教师自定或忽略不计,转为平时成绩具体化,教师在平时的考核上进行改革和完善,平时分由随堂测试、考勤、作业、课上回答问题情况等构成,提高平时实践性分值,利于引导学生多参加实践活动。

2.2.3增加实验考核环节。选取两个设计性的实验,以组为单位,考察每组学生独立完成实验项目的情况,再根据具体项目的评分标准进行成绩评定。主要考核学生对该软件的掌握与使用情况,以及仿真调试结果,软件仿真主要看学生编写程序的思路;其次学生实验报告的撰写也能从一定程度上反应学生的学习态度。实验成绩以五分制(优、良、中、及格、不及格)计算,并将其30%的比例纳入总评成绩。

2.3考核方式改革的成果及不足

2.3.1 通过初步改革,从总评成绩来看,学生及格率有明显的提升,由原来的80%提高到现在的95%。从课上效果来看,改善了平时不学习、不听课,到期末通过死记硬背达到优良的现象发生,使学生更注重平时的表现,积极参与课堂的讨论,积极回答问题,并认真思考每一个知识点在实际中的应用,一定程度上改变了以前那种靠死记硬背能考好、不需要听课理解就能考好的学习态度,同时使得认真听讲的学生与不认真听讲的学生在分数的分配上更趋于合理,更重要是调动了学生们平时学习的积极性。同时,也引导学生注重实践教学环节,改变学习观念。该课程考核方式的改革,已初见成效。

2.3.2 通过课程考核方式的改革,数字信号处理课程的实验效果有了明显提高,学生对实践教学的态度有了深刻认识,也增强了学生实践参与强化意识,对培养实用型人才起到了保证作用。

2.3.3 在实践过程中,也发现一些不足。考核方式改革的着力点主要是过程和零散点,评价学生的主要标准还是期末成绩,期末成绩占的比例还是偏大,学生对教师的平时分还有不重视倾向,期末猛看笔记,猛学,淘以往试卷等现象严重,说明考核的力度不够大,如果设立平时成绩不及格就不准参加期末考试,也许会纠正这一现象,但也会出现教师平时过于随意,存在考试不公现象。

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关键词:数字展示人才转型教学方法要求现状

一、数字展示特色专业人才转型教学方法概述

科技进步与创新系经济社会发展的重要来源,目前国家已经将提高自主创新能力放在了未来发展战略决策的重心位置。鉴于经济全球化的发展及中国改革开放的进一步深入,中国对于提高经济转型升级这一问题的目的性也越来越强了。人才转型已然变成了中国建设创新型国家的关键支撑及有力保障,数字展示特色专业人才转型就是一个顺应时展而出现的人才培养模式。数字展示设计专业本科教学应如何开展及我们应培养什么类型的人才便成了数字展示特色人才培养亟待解决的问题。

二、数字展示特色专业人才教学方法要求

开放式教育系数字展示特色专业人才转型教学方法之一,此教育方式对于学生创新能力的培养及个性发展的提高提出了特别高的要求,其要求有三:其一,在知识结构方面,学生应拥有过硬的设计专业基础知识及艺术设计能力;其二,在素质方面,学生应拥有创新思想及奉献精神;在能力方面,学生应拥有组织、管理等多方面的能力,同时他们还必须具有实际处理问题的能力。

三、数字展示特色专业人才教学方法研究现状

数字展示发展于90年代初期,其最早的表现形式为3D效果图。出现之初,数字展示运用的最多的领域便是房地产行业建筑设计方面。至90年代末,三维动画的使用使数字展开效果趋于丰富化、精彩化,当然相对于以前来说,其运用的领域也更广了,此时数字展示的雏形便慢慢形成了。至2003年,触摸屏的出现在很大程度上促进了数字展示的发展,人机互动模式对信息单向传播模式发起了冲击。人机互动模式的出现将虚拟和现实完美地融合在了一起,更拉近了了人类和信息化之间的距离。2010年上海世博会对于数字展示的发展而言具有里程碑意义,在这次世博会上,触摸屏展示得到了大规模的使用,短时间内社会上便出现了一股信息互动展示热潮。鉴于数字展示的广泛运用,人们对于数字展示这一概念也越来越清晰,开始慢慢认可这一独立的行业形态。

如今数字展示仍然属于一个全新的专业,学校开设这一专业的目的主要有如下几个方面:其一,让学生全面地掌握舞台视觉设计的基本理论及技巧,凭借数字技术独自进行当代舞台表演及各种活动的舞台设计工作;其二,培养学生对于演出所属部门的艺术和技术体现及演出合成等工作全局的掌控力;其三,培养擅长将应用数字技术思维方法和创新手段与传统美术审美经验及表现方法进行完美融合的专业型艺术设计人才。

国内展示设计教育的起步特别晚,远远落后于展示业实际的要求。不管是从培养体系、教材规范,还是从师资建设方面来说,国内展示设计教育均属于初级阶段,其教育体系并不完善。通常情况下展示设计专业主要通过如下几个方面进行教育体系的创建及人才的培养:其一,艺术设计;其二,旅游;其三,管理等等。相对于展示设计人才产业而言,中国展示设计人才转型教育出现的时间特别晚,正是由于这一因素的存在导致中国展示人才缺乏,从业人员素质整体较低及专业结构不全等情况的出现。特别是在展示人才培养和国际接轨方面,中国与其他国家所存在的差距也是特别明显的。

四、数字展示特色专业人才教学方法主要思路

数字展示特色专业人才转型的教育方法及实践必须依据人才培养目标及质量标准设定。培养什么样的人才及怎样培养这一类型人才的方式是数字展示特色专业人才转型必须考虑的问题,创新型人才培育便是一种顺应时展而出现的人才培养模式。跟传统的人才培育模式相比,创新型人才培育模式最大的不同点在于:其对于人才的培养主要是建立在知识传授、能力培育及综合素质提高之上的,其目的在于培养学生的创新精神及能力。数字展示特色专业人才数学方法思路主要包括如下几个部分:

第一,强化基础性教学工作

学校在实施数字展示特色专业人才转型工作时理应合理调整人才培育模式,创立创新型人才培育发展战略,尽可能地提高教师教学水平。

第二,加快专业实践能力的速度

学校在实施数字展示特色专业人才转型的过程中理应从实际需求入手,加快人才转型的的速度,创建一个完整的学习及研究的教学转型体系。

第三,加快教育转型速度

学校在实施数字展示特色专业人才转型的过程中理应为学生提供专业人才转型相关课程,努力提升教师队伍的综合素质及竞争优势,保证人才在进行专业转型的过程中获得先机及主动权。

第四,增大教育服务力度

凭借教学关怀为学生创造一个不以成绩论英雄的良好学习环境,增大教育基础及人才培养力度。

五、数字展示特色专业人才转型具体方法

(一)明确提出培养综合型人才的理念

在人才培养方面,学校理应明确提出培养综合型人才的理念。在教育过程中,教师们理应消除传统教育模式中所存在的学科单一及灵活性低等特点,树立综合型人才培养理念。新的人才培养模式理应将综合性知识及高创新能力作为发展重心,注重学生创新能力的培养及优秀人格的建立。

(二)打破传统人才培养模式的单一性

在人才知识结构培养方面,传统艺术设计人才培养讲授的知识结构特别单一,传统教育模式培养出来的学生仅熟悉一门专业,其性质就如同技术工匠一样,数字展示模式所培养出来的人才不但应精通某个专业,同时还应该熟悉其他专业的相关知识。相对于以前的学生而言,数字展示模式下培养出来的学生知识面要更广一些,基础要更牢固一些。至于教学重点方面,学校必须完成从单一教学方法到多样教学方法的转变,同时教师们还应该注重创新方法及思想的运用,带领学生从不同的角度出发对所学知识进行学习及思考,最终达到提高学生各方面素质,培养全方位科技人才的目的。

(三)跳出传统教育方式的制约

长时间以来,老师们在教育的过程中都习惯了如下三种教育方式:其一,以自己为重心;其二,以课堂为重心;其三,以书本为重心。在教育的过程中,老师们根本就不认为学生是教育的主体,因此也就忽略了对他们能力的培养,最终导致学生在学习的过程中缺少主动性及创造性情况的出现。在传统教学方式的影响下,学生们只能被动地接受知识。把学生当成教育的主体系转型人才培养方式的重心,在此种教育模式下,教师属于教育的引导者,他们应该培养学生的创新精神及创造力,从学习能力、应对能力及创新能力等多方面出发,凭借集中授课,个别讲解及多人合作的教育模式将学生的主动性及创造性充分地调动起来,重视学生的个性及好奇心,增强其发现问题及解决问题的能力。

(四)创建科学合理的教学体系

在教育的过程中,老师理应让学生对展示设计的发展历史、时代特点及现状等有一定的了解,明白展示专业所包含的概念和所涉及的领域,最终达到创建科学合理教学体系的目的。鉴于教学体系可以起到协调教学关系,引导专业向更好方向发展的作用,所以教学体系设计程度的高低对于展示设计这一学科的发展所起的作用是特别巨大的,

结束语

总而言之,数字展示特色专业人才转型教学方法对于学校教学体系的建立及人才的培养而言是特别有帮助的。学校理应拟定一系列的方法开展数字开展特色专业人才转型教育,以确保学校在培育更多创新人才的同时,跟上时代及社会的发展步伐,最终使其教书育人及传播知识的目的得以更好地实现。

参考文献:

[1]沈琦,于学军,张丽,石振莲,蔡建平. 软件工程(数字媒体技术)特色专业复合型创新人才培养模式研究[J]. 中国校外教育. 2010(16).

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[关键词]独立学院 数字信号处理 教学方法 教学手段

[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A

一、引言

随着数字化和信息化技术的快速发展,特别是图像处理、语音通信、自动控制、航空航天、国防军事以及家用电器等领域的数字化进程越来越迫切,“数字信号处理”在人才培养中的地位和重要性越来越突出。独立学院作为高等教育的重要组成部分,已成为应用型人才培养的新生力量,其电子信息类专业普遍开设了“数字信号处理”课程。数字信号处理课程理论性强、抽象概念多,而独立学院学生基础相对薄弱,学习缺乏积极性和主动性,学习兴趣不高,甚至出现畏学、厌学心理。怎样提高学生的学习兴趣和学习效果?改进教学方法和手段至关重要。笔者依据独立学院学生的特点,切实改进教学方式和方法,增强教学的吸引力和感染力,在一定程度上提高了教学效率和教学效果。

二、采用丰富多样的教学方法

(一)注重该课程与前后课程的联系

数字信号处理在电子信息类专业课程体系中起着承上启下的作用,其前修课程有信号与系统,后续课程有DSP 技术、通信原理、数字图像处理及识别等。一方面,数字信号处理课程与信号与系统课程之间有着许多交叉重叠的地方,如离散时间信号与系统、Z变换、离散时间傅里叶变换等内容。为了节省课时,突出重点和难点,授课过程中对重复性内容只做简单介绍、复习;强调信号与系统课程的重点应当放在连续时间信号与连续时间系统的分析和处理上, 强调基本概念、基本变换和基本方法的学习, 培养起信号类课程的研究方法与思维模式[1]。而数字信号处理课程则应当立足于离散时间信号和离散时间系统的分析和处理, 强化系统设计、工程应用思想。

另一方面,把握好本课程与后续课程之间的有机联系,有针对性、有目的地开展教学。在平时的课程教学过程中,借助matlab软件,引入数字信号处理在通信系统、数字图像处理、语音信号处理等领域的应用实例。在“DSP技术”课程中,要求学生用软硬件平台实现数字信号处理,如设计一个小型视音频系统。这样既可以激发学生的学习兴趣,又可以帮助学生了解各门课程之间的联系,培养综合运用知识的能力和创新意识,为后续“DSP 技术”、通信原理、数字图像处理及识别等课程的学习打下坚实的基础。

(二)启发式教学法

改变传统的满堂灌的做法,充分调动学生参与课堂教学的积极性。通过课前回顾、设问法、讨论法等方式,使学生弄清楚为什么研究这个新知识、新知识的定义、物理含义是什么,有什么性质和实际用途。精选具有代表性的例题,讲解透彻,注意引导学生总结解题步骤和解题方法,使他们能举一反三、触类旁通。课堂上分配一定的时间供学生练习或讨论,以 加深学生对于基本理论及方法的理解;同时布置课外作业,鼓励学生独立思考,多复习多预习。只有这样,才能使学生对所学知识印象深刻、理解透彻。

(三)总结归纳法

总结归纳法是一种在教学中广泛应用的方法,它利用特殊的前提推导出普遍性结论,是对知识的高度概括。总结归纳法可以帮助学生将复杂的问题简单化、规律化,直接运用结论解决问题,增强学习的信心。例如书上对于“IIR数字滤波器的脉冲响应不变法”,只给出了一阶和二阶模拟系统的数字化公式[2],没有具体介绍设计原理和公式。因此,笔者在给学生讲解时作了适当补充。先以流程图的方式展示脉冲响应不变法的设计过程,然后逐步推导其过程,直至归纳出脉冲响应不变法的一般设计公式。接着指出书上给出的公式只是该设计公式的特例,可以引导学生进行简单的验证。这样学生既学到了基本原理及方法,又掌握了知识的来龙去脉。

(四)兴趣激励法

兴趣教学法就是在保证基本教学内容的基础上,着重于学生学习兴趣的培养,从而提高学生学习的主动性和积极性,使学生在兴趣中学习,在学习中享受乐趣[3]。在本课程课堂教学过程中,采用兴趣激励可以帮助学生轻松愉悦地学习,达到事半功倍的效果。例如在绪论课和开始讲授滤波器的设计时,先举例说明数字滤波器在语音消噪、图像处理、心电滤波、信号调制与解调等方面的应用,使学生亲身感受到数字滤波技术在实际生活中的应用,从而激发起学生浓厚的学习兴趣和强烈的探究欲望,为课程后面新知识的学习做好铺垫和准备。

(五)研究式教学法

研究性教学是指在教师指导下,从网上或图书馆查找资料,选取小课题进行研究,并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的教学活动。如在讲授“数字滤波器的设计”这部分内容时,要求学生完成一个“数字滤波器的设计与应用”方面的研究小报告,其成绩占期末总评成绩的10%。研究小报告以小组为单位,每组4~5人。各组成员团结协作,查找方案,确定设计方案,借助matlab软件编写调试程序,设计出合适的滤波器,并将其应用于实际领域。上课时利用一定时间,分组演示将给其他同学看,要求陈述清晰明了,能够回答老师和其他同学提出的任何疑问。通过这种锻炼,提高了学生学习的针对性和目的性,也调动了他们学习的积极性和主动性,培养了他们的钻研能力和创新意识。当然,教与学的过程也是相互促进、相得益彰的。学生创造性的思维火花又能给予老师极大的启发和灵感,从而可以进一步指导其科研和教学。

(六)将科研成果引入教学

将校级教研项目的成果引入到教学中。如将教研项目研究成果“FIR数字滤波器在VSB调制解调中的应用”[4]引入到教学中,使学生既熟悉了FIR数字滤波器的设计方法和实际应用,还体会到了本课程与其他课程之间的联系,从而培养了学生综合利用知识和理论联系实际的能力。

三、优化教学手段

(一)将多媒体授课和黑板教学有机结合

在授课过程中,采用多媒体教学与黑板教授有机结合的方式。利用多媒体教学手段,一步一步地展示授课内容,辅以图片或动画演示,既帮助学生获得了直观的印象,进一步加深了对抽象概念的理解,又加大了课堂教学的信息量和趣味性。而对于公式的推导计算或教学重点的介绍,采用黑板板书的方式,可以方便学生紧跟老师的讲解思路,理顺知识脉络,加强理解和记忆。

例如在介绍FIR数字滤波器中的“窗函数幅频特性的影响”时,卷积过程给H(w)造成了起伏现象,涉及的公式很抽象,讨论项也较多,直接让学生看书上图或用多媒体放映,学生都很难理解H(w) 曲线图是怎么形成的。笔者经过几轮授课,觉得采用边用多媒体讲解边在黑板上画图的方法,效果更好,也更形象更直观。即先在黑板上,用虚线画出理想低通滤波器的幅度Hd(w)的曲线图来,以方便与FIR滤波器的H(w)作比较。然后针对讨论的每一种情况,用多媒体讲完讨论的结果后,都在黑板上描出对应的幅度归一化值来。最后以w=0为中心,画出另一半对称曲线,便可得到如书上所示的H(w)曲线图来。通过这样一个过程,学生很快地领会了H(w) 图的形成原理,还可以自己总结得到加窗所产生的影响。可见,光采用纯粹的多媒体教学或黑板教学,并不能使学生更好的理解、消化所学知识,只有将多媒体授课与传统的板书教学有机融合,才能真正发挥这两者的优势,进一步提高学生的学习效果。

(二)引入matlab实例教学

由于数字信号处理理论抽象,概念性强,学生很难理解。而Matlab软件作为一款国际公认的最优秀的科技应用软件,具有强大的矩阵计算和图形处理功能,语句简洁直观,符合人们的思维习惯,广泛应于信号处理、自动控制、通信、雷达、生物医学等领域。在课堂教学过程中,根据数字信号处理的算法原理,运用matlab软件编程,现场运行出结果,以图形图像的方式直观地展示抽象的理论。这不仅可以使学生巩固和理解所学知识,还能体会到数字信号处理技术的优势和作用,从而提高学生学习的兴趣及效率。例如在介绍完DFT的理论后,引入一个matlab实例:对下面的连续时间信号进行谱分析

xa(t)=0.15sin(2πt)+ sin(4πt)-0.1 sin(6πt)

该混和信号分别包含了频率分别为1Hz、2Hz的小信号和频率为3Hz的大信号共3个正弦信号,但从图1上半部分的时域波形图来看,似乎只含有一个频率成分的正弦信号,很难看到小信号的存在,这是因为它被大信号掩盖了。这时调用matlab中的fft函数对该信号做谱分析,可得到如图1下半部分所示的幅度特性。由图可以清晰地看到小信号频率成分的存在,而频率为2Hz的大信号幅度比两个小信号大多了。可见在时域中很难辨识的小信号成分在频域中却很容易识别。通过这样一个简单的小信号检测的例子,学生可以充分理解地DFT变换的物理意义,掌握其实际用途。

四、结论

本文针对独立学院“数字信号处理”课程的特点,从教学手段和教学方法两个方面探讨了课程的教学改革。经过几年的探索与实践,这种教学方式、方法取得了较好的教学效果,加强了学生对理论的理解与掌握,学生的学习成绩有较大提升。俗话说“教无定法”,没有最好、只有更好,在今后的教学,笔者将不断改进教学方法和教学手段,多多借鉴其他院校先进的教学理念和教学经验,探索出一套更适合独立学院学生的教学方法,使他们学有所获、学有所成,为独立学院电子信息类专业的发展贡献一份自己的力量。

[参考文献]

[1]罗轶.信号与系统与数字信号处理课程整合的研究与实践[J].吉首大学学报( 自然科学版),2011.1,32(1):118。

[2]王华奎.数字信号处理及应用[M].第2版.北京:高等教育出版社,2009

[3]耶晓东.数字信号处理课程兴趣教学法初探[J].高教论坛,2011(1):97

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