《數(shù)字電子技術(shù)》教學大綱

PAGEPAGE17《數(shù)字電子技術(shù)》教學大綱第1部分前言一、課程性質(zhì)和任務(wù)《數(shù)字電子技術(shù)》課程承載了自動化技術(shù)與應(yīng)用等工科電類各專業(yè)核心能力的培養(yǎng)任務(wù)，處于專業(yè)課程體系的核心地位，是自動化技術(shù)與應(yīng)用等工科電類各專業(yè)的一門必修專業(yè)基礎(chǔ)課程。要講授《數(shù)字電子技術(shù)》中最初步、最根本、最具共性的內(nèi)容。著重抓適合高職專門人才的“三基”訓練，即基本理論、基本知識、基本技能。其知識點貫穿整個專業(yè)的核心課程，內(nèi)容涉及多個專業(yè)的工作崗位，對整個專業(yè)知識的學習和核心技能的掌握起著重要的支撐作用，通過教學過程的組織實施，對學生職業(yè)素養(yǎng)養(yǎng)成起明顯促進作用，它可將前修課程培養(yǎng)的能力進行運用和內(nèi)化，為后續(xù)課程的綜合能力培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)?！稊?shù)字電子技術(shù)》課程需要的前導知識為電路基礎(chǔ)知識、模擬電子技術(shù)知識，要求熟練掌握電路基礎(chǔ)知識和模擬電子技術(shù)知識。并為后續(xù)課程《自動控制原理與系統(tǒng)》、《單片機原理與應(yīng)用》、《智能檢測技術(shù)與儀表》、《PLC應(yīng)用技術(shù)》、《電子產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計》等課程的學習以及考取相關(guān)職業(yè)資格證書奠定良好的基礎(chǔ)。本課程標準是針對高等職業(yè)教育，學制為四年的職業(yè)本科生而制定的，建議學時數(shù)為56-90學時。二、基本理念1.以學生為主體設(shè)計教學系統(tǒng)學生永遠是教學活動的主體。要改變傳統(tǒng)的以教師的教授為中心的教學觀念，以學生為主體，以學生的學習為中心進行課程教學系統(tǒng)的設(shè)計。課程要面向高職學生的特點和整體水平進行教學目標設(shè)計，以促進課程總體目標的實現(xiàn)。要以構(gòu)建主義等學習理論指導教學系統(tǒng)的元素設(shè)計，如：教學訊息的設(shè)計、媒體的選擇、師資的配置等要緊緊圍繞學生的學習活動進行。同時，教學中，應(yīng)充分尊重學生的個體差異，為學生創(chuàng)設(shè)必要的主動學習、自主學習的環(huán)境，以促進學生的個性發(fā)展。2.以應(yīng)用為主旨精選課程內(nèi)容高職教育要“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導向，走產(chǎn)學結(jié)合之路”培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)第一線需要的，德、智、體、美等方面全面發(fā)展的高素質(zhì)技能型專門人才。因此，作為電氣自動化技術(shù)等工科電類各專業(yè)的一門應(yīng)用性很強的專業(yè)基礎(chǔ)課，要緊緊扣住技術(shù)應(yīng)用這一主線，以經(jīng)驗課程等課程理論為指導，進行課程內(nèi)容的改革，幫助學生“學其所用，用其所學”?！皩W其所用”就是要幫助學生學會那些生產(chǎn)一線真正用得上的理論知識；“用其所學”就是要幫助學生在實踐環(huán)節(jié)學會應(yīng)用已有的理論知識。3.以能力發(fā)展為目標優(yōu)化教學過程改變以學會知識為目標的傳統(tǒng)觀念，建立以幫助學生學會學習、學會工作、學會協(xié)作為教育目標的觀念。教學方法、教學過程、教學情景的設(shè)計要有利于激發(fā)學生的學習主動性，幫助學生積極思考，學會獨立學習、自主學習。對學生的學習效果的評價，也要改變傳統(tǒng)的以終結(jié)考試為主的做法，建立一個有利于激發(fā)學生學習興趣和主動學習能力發(fā)展的評價體系。該體系由階段性評價和最終性評價構(gòu)成。在教學過程中以階段性評價為主，注重培養(yǎng)和激發(fā)學生的學習積極性和自信心。最終性評價應(yīng)注重檢驗學生的知識應(yīng)用能力、實驗?zāi)芰Α嶋H操作能力。三、設(shè)計思路1.以就業(yè)為導向以應(yīng)用為目的本課程是針對已經(jīng)具備了電路的基礎(chǔ)知識和模擬電子技術(shù)知識的學生設(shè)置的，為以后完成電氣自動化技術(shù)、電子信息工程技術(shù)等工科電類各專業(yè)的其他專業(yè)課打下堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。該課程的開發(fā)遵循了設(shè)計微觀課程原則—以應(yīng)用為目的，從感性認識和實踐入手，詳細介紹了數(shù)字電路基礎(chǔ)、集成邏輯門電路、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時序邏輯電路、脈沖波形發(fā)生器與整形電路、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器等。2.以教育理論為指導構(gòu)建教學模式高職教育的培養(yǎng)目標直接指向“高素質(zhì)技能型專門人才”，這就使高職教育的知識構(gòu)成具有應(yīng)用性特點，適合以建構(gòu)主義學習理論和經(jīng)驗課程理論為主指導教學模式的設(shè)計與構(gòu)建。為學生提供仿真實訓場景、現(xiàn)實實訓場景、真實生產(chǎn)場景相結(jié)合的互為補充的學習資源與環(huán)境，使學生有足夠的練習機會，從而提高解決實際問題的能力并熟練掌握實踐技能。本課程是一門應(yīng)用性較強的專業(yè)基礎(chǔ)課，教學模式的構(gòu)建與優(yōu)化推薦以“基于問題的學習”模式、“基于案例的推理”模式為主，結(jié)合其他模式的不同特點，相互補充，目的是要幫助學生學會學習，提高能力。3.以學生的學習為中心教學立體化當前，多數(shù)高職課程教學內(nèi)容還普遍存在理論與實踐脫節(jié)的現(xiàn)象，常常表現(xiàn)為理論與實踐“先分后合”。本課程的內(nèi)容改革以應(yīng)用為主旨，做到理論與實踐相結(jié)合，為學生設(shè)計“學其所用，用其所學”課程內(nèi)容。將授課、討論、作業(yè)、試驗、實踐、考核、教材等教學環(huán)節(jié)作為一個整體統(tǒng)籌考慮，充分利用現(xiàn)代化教育技術(shù)手段和教學方式，形成立體化的教學體系。第2部分課程目標一、總體目標課程總體目標是：“以學生為主體，以學生的學習為中心”，通過該門課程的教學，能夠幫助學生學會學習、學會實踐、學會協(xié)作。使學生的知識、情感、技能得到全面發(fā)展，即使學生具備高素質(zhì)技能型專門人才所必需的電子技術(shù)的基本理論、基本知識、基本技能，初步形成解決實際問題的能力，為學習有關(guān)專業(yè)課程和職業(yè)技能打下基礎(chǔ)，并注意滲透思想教育，培養(yǎng)學生的辯證思維，加強學生的職業(yè)道德觀念。課程內(nèi)容以“學其所用，用其所學”突出高職教育特點，確保人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。課程目標是培養(yǎng)學生能完成綜合性工作任務(wù)所具備的職業(yè)能力，是知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三者的高度統(tǒng)一。學習結(jié)束后，能達到本課程目標的基本要求，同時訓練和提高了學生獨立思考、分析問題、解決實際問題的能力和職業(yè)素養(yǎng)，真正把學生培養(yǎng)成社會需要的“職業(yè)人”，能生存能發(fā)展的“社會人”，經(jīng)濟全球化要求的“國際人”。二、課程教學目標1.素質(zhì)目標（1）培養(yǎng)學生的溝通能力及團隊協(xié)作精神；（2）培養(yǎng)學生良好的職業(yè)道德；（3）培養(yǎng)學生勇于創(chuàng)新、敬業(yè)樂業(yè)的工作作風；（4）培養(yǎng)學生的質(zhì)量意識、安全意識；（5）培養(yǎng)學生社會責任心、環(huán)保意識。2.知識目標（1）知道數(shù)字電子技術(shù)中的基本概念和基本原理；（2）知道基本電子器件的外特性，電子電路的性能特點和應(yīng)用；（3）會用集成電路芯片設(shè)計數(shù)字電路。3.能力目標（1）會使用常見電子儀器；（2）會準確選擇電子元器件；（3）具有各種電子手冊及資料的檢索與閱讀能力，能閱讀英語技術(shù)資料；（4）具有電子電路識圖與分析能力；（5）利用各種工具進行電路安裝與焊接的能力；（6）具有電路測試方案設(shè)計能力和測試數(shù)據(jù)分析能力；（7）利用各種儀表與工具，熟練排除電路故障的能力；（8）能分析客戶產(chǎn)品要求，細化產(chǎn)品的功能和技術(shù)指標，設(shè)計簡單電路或單元電路；（9）具有考取相關(guān)職業(yè)資格證書所需數(shù)字電子技術(shù)的知識和技能。第3部分內(nèi)容標準及教學基本要求一、數(shù)字邏輯電路的認知1.數(shù)制和碼制的分析通過比較數(shù)字信號和模擬信號，了解數(shù)字信號的特性，知道數(shù)字信號的優(yōu)點。知道數(shù)字信號中“1”和“0”的意義，了解數(shù)字電路是一種能夠方便地處理“1”和“0”兩種狀態(tài)的電路。了解數(shù)字電路的分類。掌握數(shù)制和碼制，各種數(shù)制間的轉(zhuǎn)換。2.邏輯代數(shù)的分析掌握與、或、非邏輯和其它復合邏輯函數(shù)。掌握邏輯代數(shù)基本定律的運用。會用公式法、卡諾圖法化簡和變換邏輯函數(shù)。會用真值表、邏輯表達式、卡諾圖、邏輯圖描述某些邏輯問題。3.基本門電路的認知了解二極管、三極管的開關(guān)特性及其在數(shù)字電路中的應(yīng)用。知道常見的集成邏輯門電路的類型。了解CMOS、TTL電路結(jié)構(gòu)及工作原理、外特性、主要參數(shù)、使用方法和注意事項。掌握與門、或門、非門、與非門、或非門、與或非門、異或門、同或門、CMOS傳輸門、三態(tài)門、OD門、OC門的邏輯功能和邏輯符號。二、組合邏輯電路的分析與應(yīng)用1.組合邏輯電路的分析與設(shè)計掌握組合邏輯電路的分析方法。掌握組合邏輯電路的設(shè)計方法。2.常用組合邏輯電路的分析掌握各種譯碼器邏輯功能，了解其應(yīng)用和使用方法。掌握編碼器的邏輯功能，了解其應(yīng)用和使用方法。掌握多位加法器的邏輯功能，了解其應(yīng)用和使用方法。掌握數(shù)值比較器的邏輯功能，了解其應(yīng)用和使用方法。掌握數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能，了解其應(yīng)用和使用方法。熟悉各種譯碼器、編碼器、全加器、數(shù)值比較器、數(shù)據(jù)選擇器的工作原理。3.組合邏輯電路中的競爭-冒險現(xiàn)象知道競爭-冒險現(xiàn)象的概念。掌握競爭-冒險現(xiàn)象的識別方法。熟悉消除競爭-冒險的方法。三、觸發(fā)器的認知1.基本RS觸發(fā)器知道或非門組成的基本RS觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)、工作原理。知道或非門組成的基本RS觸發(fā)器電路結(jié)構(gòu)、工作原理。掌握基本RS觸發(fā)器的邏輯功能。2.鐘控觸發(fā)器知道同步RS觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理和觸發(fā)方式。知道同步D觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理和觸發(fā)方式。知道同步JK觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理和觸發(fā)方式。掌握同步RS觸發(fā)器、同步D觸發(fā)器、同步JK觸發(fā)器的邏輯功能。會用特性表、邏輯符號、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、波形圖表示RS、D、JK觸發(fā)器邏輯功能。3.邊沿觸發(fā)器熟悉邊沿JK觸發(fā)器、邊沿D觸發(fā)器、T觸發(fā)器和觸發(fā)器的觸發(fā)方式。掌握邊沿JK觸發(fā)器、邊沿D觸發(fā)器、T觸發(fā)器和觸發(fā)器的邏輯功能。會用特性表、邏輯符號、特性方程、狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖、波形圖表示RS、D、JK觸發(fā)器邏輯功能。4.觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換掌握不同功能觸發(fā)器相互轉(zhuǎn)換的方法。會將已知某一功能的觸發(fā)器轉(zhuǎn)換為另一種功能的觸發(fā)器。觸發(fā)器的動態(tài)特性熟悉基本RS觸發(fā)器的動態(tài)特性。熟悉同步RS觸發(fā)器的動態(tài)特性。熟悉邊沿觸發(fā)器的動態(tài)特性。四、時序邏輯電路的分析與應(yīng)用1.掌握時序邏輯電路的分析方法知道組合邏輯電路與時序邏輯電路的區(qū)別。掌握時序邏輯電路的分析方法。會分析常用時序邏輯電路的邏輯功能。2.寄存器和移位寄存器掌握單向、雙向移位寄存器的邏輯功能。熟悉移位寄存器工作原理。會讀集成移位寄存器的功能表。熟悉中規(guī)模集成移位寄存器的應(yīng)用方法。3.計數(shù)器掌握異步計數(shù)器的工作原理和分析方法。掌握同步計數(shù)器的工作原理和分析方法。會讀集成計數(shù)器的功能表。掌握N進制計數(shù)器的構(gòu)成方法。會用集成計數(shù)器構(gòu)成任意進制計數(shù)器。熟悉中規(guī)模計數(shù)器的應(yīng)用。4.時序邏輯電路的設(shè)計方法掌握同步時序邏輯電路的設(shè)計方法掌握異步時序邏輯電路的設(shè)計方法五、脈沖波形的產(chǎn)生與整形1.施密特觸發(fā)器了解用門電路組成的施密特觸發(fā)器。熟悉集成施密特觸發(fā)器的邏輯符號。知道施密特觸發(fā)器的應(yīng)用。2.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器了解微分型單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。熟悉集成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的邏輯符號。知道單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器應(yīng)用。3.多諧振蕩器了解用CMOS反相器構(gòu)成的多諧振蕩器。了解石英晶體多諧振蕩器。知道石英晶體多諧振蕩器應(yīng)用。4.555定時器及其應(yīng)用熟悉555定時器電路的結(jié)構(gòu)、工作原理和引腳功能。會用555定時器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。會用555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器。會用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器。六、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換器1.D/A轉(zhuǎn)換器了解D/A轉(zhuǎn)換在計算機工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用。了解倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。了解典型集成D/A轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。2.A/D轉(zhuǎn)換器了解A/D轉(zhuǎn)換在計算機工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用。了解逐次逼近型或雙積分型A/D轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)、工作原理。了解典型集成A/D轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)及應(yīng)用。第4部分實訓教學要求一、基本實訓1.集成邏輯門的邏輯功能與參數(shù)測試掌握TTL集成與非門的邏輯功能和主要參數(shù)的測試方法。掌握CMOS集成邏輯門電路的邏輯功能和器件的使用規(guī)則，以及主要參數(shù)的測試方法。2.多數(shù)表決器電路的設(shè)計與制作掌握組合邏輯電路的設(shè)計與測試方法。能用基本門電路設(shè)計和制作簡單組合邏輯電路。能完成組合邏輯電路的安裝、調(diào)試與檢測。進一步提高分析問題和解決問題的能力。3.譯碼器和數(shù)碼顯示器的邏輯功能測試掌握譯碼器和數(shù)碼顯示器的邏輯功能及測試方法。掌握譯碼器和數(shù)碼管顯示器的使用方法。數(shù)據(jù)選擇器應(yīng)用電路的設(shè)計與測試掌握中規(guī)模集成數(shù)據(jù)選擇器的邏輯功能及測試方法。能用數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計組合邏輯電路。能完成組合邏輯電路的邏輯功能測試。5.觸發(fā)器的功能測試掌握基本RS、JK、D和T觸發(fā)器的邏輯功能及測試方法。掌握集成觸發(fā)器74LS112及74LS74的使用方法。進一步理解觸發(fā)器之間相互轉(zhuǎn)換的方法。6.集成計數(shù)器的功能及應(yīng)用測試掌握集成計數(shù)器的使用及功能測試方法。掌握用集成計數(shù)器構(gòu)成任意進制計數(shù)器的方法。7.555定時器的功能及應(yīng)用熟悉555定時器電路的結(jié)構(gòu)及功能。會測試555定時器的邏輯功能。掌握用555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器和施密特觸發(fā)器的方法。進一步熟悉脈沖波形產(chǎn)生和整形電路的測量和調(diào)試方法。8.D/A、A/D轉(zhuǎn)換器的功能測試熟悉D/A轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換器的原理、轉(zhuǎn)換方式及特點。了解D/A轉(zhuǎn)換集成芯片和A/D轉(zhuǎn)換集成芯片的結(jié)構(gòu)、功能測試方法及應(yīng)用。熟悉D/A轉(zhuǎn)換器集成芯片DAC0832和A/D轉(zhuǎn)換集成芯片ADC0809的性能，學習其使用方法。二、選做實訓1.簡單智力競賽搶答器的制作與調(diào)試進一步掌握基本門電路的邏輯功能，培養(yǎng)對簡單電路的設(shè)計能力，初步掌握用基本門電路設(shè)計電路的基本方法。掌握智力競賽搶答器電路中元器件的連接特點，能夠?qū)﹄娐分械南嚓P(guān)參數(shù)進行合理測試，并能正確判斷出電路的工作狀態(tài)。掌握簡單電路的裝配方法，進一步熟練使用各種儀器儀表。進一步提高分析問題和解決問題的能力。2.數(shù)字顯示器的制作與調(diào)試進一步掌握編碼器、顯示譯碼器的邏輯功能。掌握數(shù)字顯示器電路中元器件的連接特點，能夠?qū)﹄娐分械南嚓P(guān)參數(shù)進行合理測試，并能正確判斷出電路的工作狀態(tài)。掌握簡單電路的裝配方法，進一步熟練使用各種儀器儀表。進一步提高分析問題和解決問題的能力。3.智力競賽搶答器的設(shè)計、安裝與調(diào)試進一步掌握觸發(fā)器的作用及其邏輯功能，培養(yǎng)對簡單電路的設(shè)計能力，初步掌握設(shè)計電路的基本方法。熟悉觸發(fā)器的功能測試方法及應(yīng)用。掌握集成觸發(fā)器的識別、功能及測試方法。掌握簡單電路的裝配方法，進一步熟練使用各種儀器儀表。進一步提高分析問題和解決問題的能力。4.時計數(shù)顯示電路的設(shè)計、制作與調(diào)試進一步掌握計數(shù)器、顯示譯碼器的邏輯功能，培養(yǎng)對簡單電路的設(shè)計能力，初步掌握設(shè)計電路的基本方法。掌握集成計數(shù)器的識別、功能及測試方法。掌握計數(shù)顯示電路中元器件的連接特點，能夠?qū)﹄娐分械南嚓P(guān)參數(shù)進行合理測試，并能正確判斷出電路的工作狀態(tài)。掌握簡單電路的裝配方法，進一步熟練使用各種儀器儀表。進一步提高分析問題和解決問題的能力。5.觸摸式防盜報警電路的裝配與調(diào)試進一步熟悉555集成電路的結(jié)構(gòu)、原理及應(yīng)用。會識別和檢測555集成電路。掌握觸摸式防盜報警電路中元器件的連接特點，能夠?qū)﹄娐分械南嚓P(guān)參數(shù)進行合理測試，并能正確判斷出電路的工作狀態(tài)。掌握簡單電路的裝配方法，進一步熟練使用各種儀器儀表。進一步提高分析問題和解決問題的能力。6.數(shù)字電壓表制作與調(diào)試進一步熟悉A/D轉(zhuǎn)換器的作用、構(gòu)成及工作原理。會識別和檢測MC14433集成電路。掌握數(shù)字電壓表電路中元器件的連接特點，能夠?qū)﹄娐分械南嚓P(guān)參數(shù)進行合理測試，并能正確判斷出電路的工作狀態(tài)。掌握簡單電路的裝配方法，進一步熟練使用各種儀器儀表。進一步提高分析問題和解決問題的能力。第5部分教學建議在多元智能理論的指導下，運用建構(gòu)主義教學模式，根據(jù)教學內(nèi)容和教育對象的不同，采用多樣化的教學策略和方法，因材施教，以激發(fā)學生的興趣和創(chuàng)造性思維，提高學生綜合職業(yè)能力。本課程主要采用項目教學法、案例教學法、啟發(fā)式教學法、演示法等多種靈活的教學方法，通過學中做、做中學，學做合一的人才培養(yǎng)方法，實現(xiàn)課堂教學與實際工作零距離的對接。教學方法應(yīng)用舉例：一、案例教學法1.使用目的培養(yǎng)學生綜合分析能力及對知識的靈活運用能力。2.實施過程給出任務(wù)，驅(qū)動學生動手動腦。針對已有知識，給出具體任務(wù)，限定資源條件，要求學生提出解決方案、測試方案、實施方案。如：譯碼器一講（1）動畫演示譯碼工作過程，激發(fā)學生好奇心；（2）分析譯碼器工作原理，討論實現(xiàn)方案。在討論中激發(fā)學生求知欲；（3）提出本講的教學目的，技能要求。（4）實施課堂教學。（5）針對性的引出一個或多個問題，幫助學生消化吸收知識。（6）跟進實訓環(huán)節(jié)，加深理解，訓練動手能力。通過這種案例教學方法，增強了學生應(yīng)用所學知識綜合分析問題能力，形成了教與學之間的良性互動。3.實施效果鍛煉了學生獨立分析問題、解決問題的能力，提高了學生對知識的靈活應(yīng)用能力。二、項目教學法1.使用目的以焊接一個電路為具體項目，幫助學生學會選擇電子元器件、使用常用電子儀器、焊接技術(shù)、調(diào)試技術(shù)等。2.實施過程（1）給出完整的電路圖。例如，智力競賽搶答器。（2）電子元器件的準備。例如，電子元器件的類型、規(guī)格等。（3）電烙鐵、偏口鉗、鑷子、螺絲刀等工具的準備。（4）示波器、穩(wěn)壓源等儀器的準備。（5）開始焊接。（6）調(diào)試電路。3.實施效果學生在焊接、調(diào)試電路的完整過程中，訓練技能，了解生產(chǎn)現(xiàn)場管理與安全操作等制度，初步形成職業(yè)習慣。三、啟