高职数字电子技术课程实践项目的研发与应用

Higher Vocational Digital Electronic Technology Course Development and Application of Practical Projects

Sun Jinping

（西安铁路职业技术学院，西安 710014）

（Xi'an Institute of Railway Technology，Xi'an 710014，China）

摘要： 针对职业教育技能应用型人才的培养目标，研发出了数字电子技术课程实践项目。数字电子技术是一门实践性很强的课程，为了打好专业理论知识和实践技能的基础，分四种类型设计了30个实践项目，其中功能认知型12个、技术应用型8个、仿真测试型6个、创新设计型4个。实际应用表明，四个层次的实践项目对学习掌握数字电子技术，提升实践技能起到了有效的强化作用。

Abstract: Applied for vocational education skills training objectives, developed the practice of digital electronic technology curriculum projects. Digital electronic technology is a very practical course, in order to lay a solid theoretical knowledge and practical skills of professional basis for the design of the four types of 30 practical projects, of which 12 cognitive function, technology and application 8, simulation test type 6, innovative design type 4. The application shows four levels of practice learning project for digital electronic technology to enhance the practical skills to play an effective role in strengthening.

关键词： 数字电子技术 实践项目 功能认知 技术应用 创新设计

Key words: digital electronics；practical projects；cognitive function；technological application；innovative design

中图分类号：TN79+1 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）15-0217-02

0引言

随着信息数字化技术在各个专业领域的广泛应用，数字电子技术（以下简称“数电”）在电类专业中的作用不可替代。为了打好专业知识和技能的基础，提升实践操作和技术应用能力，针对职业教育培养目标，对数字电子技术的实践项目进行了研究和开发。

1“数电”实践项目研发思路

“数电”课是西安铁路职业技术学院（以下简称“我院”）精品课程，是一门面向全院电类专业的专业基础课。课程网站资源丰富，利于学习、训练、提高、参考。在实训资源建设时，为突出技能培养，体现教、学、做一体化，实现边学、边看、边做，提高实践操作能力，提供全方位的网络学习，除了有实训项目的电子指导书外，要有音频配置的实训项目多媒体课件，下一步还要进行实践示范录像资源建设。为此，对实践项目进行了整合优化，删除了分立元器件及其性能测试的内容，保留了集成器件的功能验证，增加了集成器件的功能扩展和应用，提出了创新设计的方案要求，以及虚拟仿真实验的项目。同时，为那些没有实训条件，或无法实施项目教学的，提供较全面的实践资料。

2“数电”实践项目研究与开发

职业教育的目标是培养技能应用型人才，“数电”的课程目标是掌握数字集成电路和芯片的逻辑功能及应用，具备用中、小规模集成电路设计与分析简单电子产品的能力，以及组装、维修、检测、调试能力。所以，设置实验实训项目时，按照知识和技能循序渐进、不断强化的过程，分四种类型设计了30个实践项目，其中功能认知型12个、技术应用型8个、仿真测试型6个、创新设计型4个，如表1所示。

2.1 功能认知型实践项目功能认知型实践项目，是为了培养数字电子技术基本技能而设计的项目，如表1所示。针对数字电子技术中涉及到的最基本的元器件，为熟悉、掌握其功能和特点，共有12个项目，实践目标是按照集成芯片手册熟练地掌握其逻辑功能检测方法，学会判断芯片代号、管脚排列规律和特点，正确使用和处理使能端、控制端、多余端及相互转换。实践要求学会正确选用同一功能、不同种类的集成芯片。即，同是与非门，如何区分TTL系列与CMOS系列，如何区分TTL74与54系列，以及如何区分74、74S、74LS等芯片。特别要清楚地掌握集成电路手册里芯片功能表（真值表）中各个状态的含义及对应关系，并通过功能测试仪、逻辑功能实验箱或实训台测试验证其功能。通过功能认知型项目的实践表明，集成电路芯片功能的验证使理论知识和实际技能得到了有机的融合，操作技能得到有效提高和锻炼，为正确灵活地选用集成芯片奠定了基础。

2.2 仿真测试型实践项目仿真测试型实践项目是为了提高新技术应用能力而开发的。它利用软件Multisim构建仿真实验平台，设计一些在实际操作中难以观察和测试的项目，如TTL与非门传输特性、组合电路竞争与冒险、触发器空翻和振荡现象等共6个项目，如表1所示。仿真型项目的实践目标是利用新型虚拟实验仿真软件，实现需要采用示波器、信号发生器、万用表、稳压电源等仪器测试的项目，学会用虚拟仪器进行仿真实验。实践要求了解TTL与非门的主要技术参数指标；正确判断组合电路竞争冒险产生的时间和种类，学会实现和测试消除组合电路竞争冒险的方法；了解触发器空翻、振荡现象产生和消除的过程。实践证明，虚拟仿真型项目的设计和应用，不仅能够清晰地观察到一些难以测试的现象，直观地反映理论知识，而且可以避免实际操作中元件和仪器设备的损耗，特别是对电子创新设计与制作，提供了最直观、便捷的论证、确认及调试的仿真手段。

2.3 技术应用型实践项目技术应用型实践项目在功能验证型实验的基础上，为强化集成电路芯片功能的拓展应用能力而设计，共有8个项目，如表1所示。实践目标是学会用基本集成芯片实现组合逻辑电路，掌握逻辑器件的功能扩展，并用虚拟软件仿真。实践要求熟悉逻辑器件的功能扩展，譬如用两个3线-8线译码器如何扩展为4线-16线译码器，并用其实现组合逻辑电路、彩灯显示电路等形式的典型应用实践内容，还有编码、译码、显示综合应用实践项目等。一方面熟悉组合电路的设计方法，另一方面强化编码器、译码器、选择器等逻辑部件的功能扩展，锻炼知识和技能的融合能力，尤其是虚拟仿真软件的应用，为创新设计实践项目奠定基础。

2.4 创新设计型实践项目创新设计型实践项目4个，如表1所示。它为提升“数电”课程综合应用能力而设计。其实践目标是熟练掌握数字电路设计仿真制作方法，把“数电”课程涉及的知识和能力通过这些项目的实践达到融会贯通。实践要求打造“数电”综合应用能力，从产品的设计仿真、器件的市场调研论证与购置、印制板的制作、电路的组装调试、到产品使用说明书的编写，以及产品答辩，全过程实践，致力于培养分析问题和处理问题的能力、拓展技术应用和创新设计能力。而且，这些项目在学习单片机时，我院设计也采用单片机技术实现同样的功能，进一步加深了对功能的了解，强化了知识的衔接和融合。

3实践项目的实施方法

我院是西安市电子技术类实训基地，西安市教育局计划投入1200万元资金进行建设，已投入500万元建成电子技术实验箱类、插件式实验台类、开放式综合实训台类和虚拟仿真类不同方式等各种相关实验实训室，有力地确保了“数电”课程改革及实践项目的实施。以上研发设计的四类实践项目，在实施过程中按照教、学、做一体化教学方式，根据课程的学习模块，按任务项目的知识相关点交叉进行。如功能认知型中TTL与非门逻辑功能验证，仿真测试型中TTL与非门输出特性仿真测试，技术应用型中组合逻辑电路设计，按学习模块循序渐进实施，对一个知识点使其在深度广度上体验得淋漓尽致。特别是创新设计型实践项目，是课程知识技能的大综合，通常安排一周时间集中完成。这样，可以全力以赴、反复推敲每一个细节、工艺和过程。

4结束语

四种类型的实践项目对学习掌握数字电子技术、提升实践技能起到了有效的强化作用。尤其是虚拟仿真实验不但简便易行，而且具有交互性、可操作性，真实感与实际的仪器情境雷同，元件选择范围广泛，电路修改方便，减少了试验元器件的损坏，能极大地提高教学效果，也为真实的实验打下基础，为电子创新设计提供了研究、开发、论证的便捷手段。也为应用电子技术专业课程解构、重构进行了尝试和铺垫。

参考文献：

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