時(shí)間：2023-06-07 09:29:25
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇數(shù)字教學(xué)方法，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：數(shù)字化測(cè)圖；教學(xué)方法
中圖分類號(hào)：P231文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言
數(shù)字化測(cè)圖能很好地適應(yīng)各項(xiàng)工程建設(shè)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的需要，也為建立專業(yè)數(shù)據(jù)庫和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ).目前我國(guó)大多數(shù)城市都已不同程度地應(yīng)用了數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)。所以，搞好數(shù)字化測(cè)圖教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)好這門技術(shù)已是當(dāng)務(wù)之急。本文就數(shù)字化成圖教學(xué)方法展開分析與討論。
一、數(shù)字化測(cè)圖教學(xué)特點(diǎn)
1.數(shù)字化測(cè)圖教學(xué)側(cè)重于測(cè)量的實(shí)際操作，半數(shù)以上的數(shù)字化測(cè)圖教學(xué)學(xué)時(shí)是進(jìn)行室內(nèi)數(shù)據(jù)處理、野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)字化成圖編輯及成果輸出等；
2.數(shù)字化測(cè)圖的實(shí)踐教學(xué)的主要方法是掌上電腦的“電子平板測(cè)圖”，在數(shù)字化測(cè)圖中每4~6人為一小組，在野外使用全站儀和測(cè)圖進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)采集；
3.數(shù)字化測(cè)圖的數(shù)據(jù)處理和圖形編輯一般是在室內(nèi)進(jìn)行測(cè)量的，利用校園網(wǎng)運(yùn)行CASS7.0網(wǎng)絡(luò)版數(shù)字化測(cè)圖系統(tǒng)客戶端軟件，由每位同學(xué)獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和數(shù)字化測(cè)圖編輯；
4.數(shù)字化測(cè)圖過程中各種機(jī)械設(shè)備之間需要通訊和連接，如測(cè)圖精靈和全站儀，計(jì)算機(jī)和測(cè)圖精靈、數(shù)字化成圖系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)服務(wù)器、計(jì)算機(jī)和繪圖儀等，在數(shù)字化測(cè)圖中各種硬件的識(shí)別和連接、所需軟件的安裝及其通訊參數(shù)配置等，學(xué)生都必須掌握數(shù)字化測(cè)圖教學(xué)的重要內(nèi)容。
數(shù)字化測(cè)圖教學(xué)應(yīng)讓學(xué)生鏈接和掌握一種主流的數(shù)字化測(cè)圖教學(xué)系統(tǒng)，同時(shí)了解其他成圖系統(tǒng)的原理及概況，為今后更好的數(shù)字化測(cè)圖和應(yīng)用數(shù)字地形圖打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、數(shù)字化測(cè)圖課程教學(xué)目標(biāo)
1.明確該門課程在測(cè)繪工程中的地位和作用
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，新一代測(cè)繪儀器不斷的增多，地圖這一傳統(tǒng)的測(cè)繪產(chǎn)品正逐步被數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)所取代，使得數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)步入了高精度、自動(dòng)化、高效率、數(shù)字化的新時(shí)期。加之近年來地理信息系統(tǒng)的快速發(fā)展，數(shù)字中國(guó)、數(shù)字地球、數(shù)字各小、中、大城市相繼開展，還有各部門、各行業(yè)都在著手建立自己的地理信息系統(tǒng)，而地理信息系統(tǒng)的建設(shè)離不開空間數(shù)據(jù)的更新及采集，數(shù)字化測(cè)圖作為地理信息系統(tǒng)主要數(shù)據(jù)采集與更新手段受到原來越多的關(guān)注及應(yīng)用。
2.培養(yǎng)學(xué)生開動(dòng)腦筋與獨(dú)立解決問題的能力
數(shù)字化測(cè)圖教師在授課過程中盡量多穿插數(shù)字化測(cè)圖實(shí)際作業(yè)中一些經(jīng)常遇到的問題，向?qū)W生提問，這樣不僅可以激發(fā)他們對(duì)數(shù)字化測(cè)圖學(xué)習(xí)興趣，還會(huì)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)字化測(cè)圖獨(dú)立思考的能力。
3.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力
數(shù)字化測(cè)圖是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，因此在數(shù)字化測(cè)圖課堂講授完基本理論與方法后，讓學(xué)生進(jìn)行親自實(shí)踐操作，使學(xué)生真正掌握該門課程的基本操作與基本原理。值得注意的是，在進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖課后實(shí)驗(yàn)時(shí)，作為其實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)教師不要讓學(xué)生把儀器隨便架設(shè)在一個(gè)地方，動(dòng)手操作一下全站儀就行，應(yīng)該找?guī)讉€(gè)已知點(diǎn)，按照數(shù)字化測(cè)圖實(shí)驗(yàn)大綱先進(jìn)行測(cè)站檢核，再進(jìn)行觀測(cè)、成圖、圖形編輯，否則該門課程實(shí)習(xí)效果不會(huì)很好。
三、積極采取措施，保障數(shù)字化測(cè)圖教學(xué)效果
1.打破合堂教學(xué)模式
按照數(shù)字化測(cè)圖課程的教學(xué)慣例，同專業(yè)同級(jí)的學(xué)生一般都是在一個(gè)教室上課，這種合堂教學(xué)模式給實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)帶來很大的困難。所以對(duì)這種數(shù)字化測(cè)圖教學(xué)模式進(jìn)行了改變，即在數(shù)字化測(cè)圖選課時(shí)至少安排兩位老師，在數(shù)字化測(cè)圖授課進(jìn)度和內(nèi)容的安排上作合理調(diào)整，進(jìn)而將數(shù)字化測(cè)圖實(shí)驗(yàn)、數(shù)字化測(cè)圖實(shí)習(xí)的時(shí)間錯(cuò)開，避免兩者了相互沖突，提高了全站儀或RTK的使用率。
2.加強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用教學(xué)
針對(duì)數(shù)字化測(cè)圖與計(jì)算機(jī)知識(shí)聯(lián)系密切的特點(diǎn)，打破數(shù)字化測(cè)圖教學(xué)的常規(guī)，把計(jì)算機(jī)繪圖分成兩大部分，第一部分為CAD概論，與工程的測(cè)量學(xué)進(jìn)行同步教學(xué)，主要講授CAD繪圖的操作方法和基本命令，以練為主，以講為輔，重點(diǎn)是提高學(xué)生在實(shí)際中CAD的操作能力，為數(shù)字化測(cè)圖工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第二部分包括LISP語言和三維繪圖，放在原定學(xué)期上，重點(diǎn)是用LISP語言和三維繪圖開發(fā)測(cè)繪軟件，如建立繪圖系統(tǒng)、符號(hào)庫等，為數(shù)字化測(cè)圖提供軟件保障。
3.加強(qiáng)測(cè)量學(xué)師資隊(duì)伍的建設(shè)
首先擔(dān)任過數(shù)字化測(cè)圖這門課的教學(xué)工作，具有較強(qiáng)的開發(fā)軟件和計(jì)算機(jī)操作的能力；其次要有一定的數(shù)字化測(cè)圖實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，即至少參加過一次對(duì)外數(shù)字化測(cè)圖工程項(xiàng)目，熟悉數(shù)字化測(cè)圖每個(gè)環(huán)節(jié)的工作程序，能獨(dú)立完成數(shù)字化測(cè)圖其中的任一項(xiàng)工作。
四、數(shù)字化測(cè)圖方法
1.攝影測(cè)量
大面積的數(shù)字化測(cè)圖可以有效的降低成本、縮短成圖時(shí)間，通常采用攝影測(cè)量數(shù)字化測(cè)圖方法。攝影測(cè)量數(shù)字化測(cè)圖可分為解析攝影測(cè)量和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量?jī)深悺z影測(cè)量方法是在傳統(tǒng)解析攝影測(cè)量的基礎(chǔ)上對(duì)“解析立體測(cè)圖儀”作適當(dāng)?shù)母难b，使攝影測(cè)量方法以數(shù)字形式記錄量測(cè)數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)地形圖的數(shù)字化；數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方法是借助攝影測(cè)量全數(shù)字化測(cè)圖系統(tǒng)將像片灰度信息、數(shù)字影像信息在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)地形圖的數(shù)字化。解析攝影測(cè)量和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量?jī)烧呦啾龋馕鰯z影測(cè)量方法的主要操作對(duì)象只能是像片，而數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的操作對(duì)象除像片外，更主要的是數(shù)字化影像或數(shù)字影像。隨著數(shù)字圖像處理技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量方法在數(shù)字化測(cè)圖中只有至關(guān)重要的地位。
2.野外地面數(shù)字化測(cè)量
野外地面數(shù)字化測(cè)量可分為數(shù)字測(cè)記法和電子平板測(cè)圖法兩種。
（1）數(shù)字測(cè)記法
測(cè)距經(jīng)緯儀或全站儀加電子記錄手簿野外采集地物、地形特征點(diǎn)，數(shù)字測(cè)記法同時(shí)配以人工繪制草圖，室內(nèi)利用數(shù)字化成圖軟件在計(jì)算機(jī)上根據(jù)草圖繪制數(shù)字地形圖。
（2）電子平板測(cè)圖法
（3）全站儀配裝有電子測(cè)圖平板系統(tǒng)的便攜機(jī)，野外實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、觀測(cè)、連線、展點(diǎn)，加注地物、地貌、文字注記和植被符號(hào)，電子平板測(cè)圖法現(xiàn)場(chǎng)繪制成數(shù)字地形圖。
3.地圖數(shù)字化
4.地圖數(shù)字化也稱已成圖數(shù)字化，地圖數(shù)字化包括手扶跟蹤矢量化成圖方法和掃描矢量化成圖方法兩種。手扶跟蹤矢量化成圖方法利用數(shù)字化儀和數(shù)字化成圖軟件對(duì)圖紙地形圖進(jìn)行坐標(biāo)定向，然后手扶跟蹤矢量化成圖方法用數(shù)字化儀跟蹤器的十字絲對(duì)準(zhǔn)地形圖逐點(diǎn)逐線數(shù)字化，生成矢量化地形圖；掃描矢量化成圖方法利用掃描儀對(duì)圖紙地形圖進(jìn)行掃描，獲取柵格圖像，再用數(shù)字化成圖軟件對(duì)柵格圖像實(shí)施定向處理和變形平差調(diào)整，掃描矢量化成圖方法使用鼠標(biāo)對(duì)柵格圖像逐點(diǎn)逐線進(jìn)行跟蹤矢量化，生成矢量化地形圖。手扶跟蹤矢量化成圖方法和掃描矢量化成圖方法二者相比，數(shù)字化儀價(jià)格雖低，但手扶跟蹤矢量化成圖工作效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度高，相反，掃描儀雖然價(jià)格昂貴，但圖紙掃描的工作效率高，矢量化成圖的工作效率高，所以地圖數(shù)字化大多采用掃描矢量化成圖方法。
結(jié)束語
在我國(guó)現(xiàn)階段數(shù)字化成圖系統(tǒng)較多，升級(jí)比較快，為了使高校培養(yǎng)出來的學(xué)生具有專業(yè)的知識(shí)和良好的個(gè)人素質(zhì)，數(shù)字化測(cè)圖教學(xué)應(yīng)密切關(guān)注數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，走在數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)發(fā)展的前面。才能使走出校門的學(xué)生具備良好的競(jìng)爭(zhēng)和適應(yīng)能力，為國(guó)家的基礎(chǔ)建設(shè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，促進(jìn)數(shù)字化成圖技術(shù)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】數(shù)字技術(shù) 傳統(tǒng)音樂 教學(xué) 探究
隨著數(shù)字信息化時(shí)代的到來，音樂的數(shù)字化勢(shì)不可擋。互聯(lián)網(wǎng)和手機(jī)已成為音樂儲(chǔ)存和傳播的主要途徑，數(shù)字音樂逐漸成為音樂世界的主角。處在數(shù)字音樂時(shí)代語境下的傳統(tǒng)音樂教學(xué)面臨著一系列挑戰(zhàn)。如何迎接挑戰(zhàn)，創(chuàng)新傳統(tǒng)音樂教學(xué)模式，是亟待解決的課題。
一、數(shù)字音樂對(duì)傳統(tǒng)音樂教育的挑戰(zhàn)
（一）技術(shù)上的挑戰(zhàn)
數(shù)字音樂是用數(shù)字格式存儲(chǔ)的，可通過網(wǎng)絡(luò)來傳輸?shù)囊魳贰ｋS著在線音樂下載平臺(tái)的出現(xiàn)，數(shù)字音樂開始為音樂愛好者所熟悉。之后的便攜式數(shù)碼音樂播放器為消費(fèi)者塑造了一種全新的數(shù)字音樂欣賞體驗(yàn)，獲得了消費(fèi)者和電子消費(fèi)品生產(chǎn)商的追捧。移動(dòng)通信技術(shù)的進(jìn)步、3G技術(shù)和智能手機(jī)的普及將無線音樂推上了歷史舞臺(tái)并顯示出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。無線音樂服務(wù)包括手機(jī)鈴聲、彩鈴、手機(jī)音樂點(diǎn)播、音樂下載（包括WAP/MMS）和在線收聽等音樂服務(wù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)半數(shù)以上的音樂都是通過網(wǎng)絡(luò)和無線進(jìn)行下載和分享的。
（二）傳播上的挑戰(zhàn)
數(shù)字音樂的崛起顛覆了音樂產(chǎn)業(yè)原有的生產(chǎn)消費(fèi)模式，傳統(tǒng)音樂載體迅速被各式新潮的MP3播放器甚至手機(jī)所取代。借助影響力巨大的iPod播放器，蘋果公司于2003年創(chuàng)立了iTunes在線音樂商店，這種將播放器和正版音樂“捆綁”銷售的數(shù)字音樂銷售模式（iPod+iTunes模式）充分保障了音樂版權(quán)所有者的利益，費(fèi)用也在消費(fèi)者的承受能力之內(nèi)。iPod+iTunes模式在商業(yè)上的迅速成功使其在接下來的幾年里被全世界拷貝，數(shù)字音樂由此進(jìn)入了產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展的階段。蘋果音樂商店讓人們體驗(yàn)到數(shù)字音樂的魅力和極大的便捷性。而后，以手機(jī)、平板電腦為代表的數(shù)字終端也相繼成為音樂傳播的新貴，成為年輕音樂愛好者必不可少的“伴侶”。
（三）教學(xué)對(duì)象的挑戰(zhàn)
現(xiàn)在的大學(xué)生多屬“90后”，是數(shù)字時(shí)代的“原住民”。“數(shù)字原住民”這一概念由耶魯大學(xué)本科勒教授創(chuàng)造，用來特指在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代成長(zhǎng)起來，具有數(shù)字時(shí)代特有的思維方式、學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)能力的一代人。如果說當(dāng)代學(xué)生是“數(shù)字原住民”，那么當(dāng)代教師則大多是“數(shù)字移民”。這就構(gòu)成了一種奇特的教學(xué)關(guān)系。數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展極大地改變了“80末”“90后”這一代學(xué)生的生活方式和思維方式。同時(shí)也對(duì)其音樂生活產(chǎn)生了極大影響：一是以流行音樂為主。大眾傳媒對(duì)流行音樂的偏愛使流行音樂占據(jù)了電影、電視、廣告宣傳等傳媒中音樂的主要部分。長(zhǎng)期在這樣的環(huán)境中，加上相對(duì)于傳統(tǒng)音樂，流行音樂通俗易懂、易于傳唱等特點(diǎn)，學(xué)生自然而然地更傾向于接受流行音樂。二是追求個(gè)性化、多元化的選擇。網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)在學(xué)生主要的音樂來源，而網(wǎng)絡(luò)上層出不窮的音樂網(wǎng)站和音樂播放器為收聽者提供了更多私人化、多元化的服務(wù)，用戶可很快進(jìn)入自己喜歡的音樂圈子，或發(fā)表見解或展示才華，形成具有個(gè)性化的音樂審美品位。
（四）教學(xué)模式上的挑戰(zhàn)
數(shù)字音樂的發(fā)展使音樂傳播、音樂教學(xué)極大地社會(huì)化、便捷化。我們可把基于數(shù)字音樂以“分享互動(dòng)”為核心理念的新型音樂教育模式稱為數(shù)字化音樂教學(xué)模式：一是在教學(xué)內(nèi)容上，數(shù)字音樂具有巨大的包容性、多樣性、海量性。其擁有最流行、最先鋒、最經(jīng)典、最傳統(tǒng)的音樂，還擁有最齊全、最難尋覓的音樂作品、樣式、資料等。二是在教學(xué)方式上，數(shù)字音樂欣賞方式便捷化、個(gè)性化。無論對(duì)音樂有多高的要求，在網(wǎng)上幾乎都能找到所需要的東西。三是在音樂的學(xué)習(xí)研究上，具有極大的聚合性、可搜索性、鏈接性、自主性、互動(dòng)性及可參與性。許多音樂網(wǎng)站、音樂社區(qū)的知識(shí)權(quán)威性、更新速度和互動(dòng)討論深度，都大大超過了課堂教學(xué)。并且，學(xué)生還可自由發(fā)揮和創(chuàng)造，上傳自己的音樂作品，展示自己的音樂才華。與此相比，傳統(tǒng)音樂教育的內(nèi)容、方法、模式顯得單向、局限、落伍。
數(shù)字音樂的興起使學(xué)生接受音樂知識(shí)、欣賞音樂作品、參與音樂創(chuàng)作的方式發(fā)生了巨大變化。學(xué)校、教師不再是音樂資源的壟斷者，課堂也不再是學(xué)生接觸音樂的主要途徑。學(xué)生在走進(jìn)音樂教室前已經(jīng)接受了大量音樂知識(shí)，有極其豐富的音樂試聽體驗(yàn)，因此，教師在音樂知識(shí)和資源方面的權(quán)威地位也受到影響，多數(shù)音樂課程失去了吸引力。
二、數(shù)字音樂時(shí)代的普通高校音樂教學(xué)方法
在數(shù)字音樂時(shí)代，傳統(tǒng)音樂教育在面臨各種挑戰(zhàn)的同時(shí)，也面臨著極大機(jī)遇。普通高校的音樂教學(xué)要適應(yīng)當(dāng)代數(shù)字化音樂生活環(huán)境，更要充分利用數(shù)字技術(shù)，積極探索新的傳統(tǒng)音樂教學(xué)模式。
（一）傳統(tǒng)音樂教育要體現(xiàn)時(shí)代性
當(dāng)代的大學(xué)音樂教育應(yīng)結(jié)合“學(xué)生音樂生活以流行音樂為主”這一實(shí)際情況，不能生硬地將傳統(tǒng)經(jīng)典音樂與現(xiàn)代流行音樂割裂開。在教學(xué)中可順勢(shì)而為，找到流行音樂與傳統(tǒng)經(jīng)典音樂的內(nèi)在邏輯聯(lián)系或外在的形式關(guān)聯(lián)，更新教學(xué)方法。提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果可采取以下幾種方法。
1.穿越法。教師在介紹古典音樂作品或作曲家的時(shí)候，從學(xué)生熟悉、喜愛的現(xiàn)代形式入手，有意識(shí)地把現(xiàn)代人重新演繹的版本與經(jīng)典原作組合，在古典與現(xiàn)代之間穿越，以達(dá)到消解學(xué)生與作品間距離感的效果。以維瓦爾第的小提琴協(xié)奏曲《四季·冬》一課為例，可先播放享譽(yù)世界樂壇的邦德女子樂隊(duì)演奏的版本：4個(gè)靚麗少女拿著外觀時(shí)尚的樂器，在電聲樂隊(duì)的伴奏下配有熱烈奔放的舞蹈。整個(gè)表演活力四射，炫麗的視覺效果讓大多數(shù)學(xué)生對(duì)這個(gè)現(xiàn)代流行音樂作品產(chǎn)生了濃厚興趣。在這個(gè)基礎(chǔ)上，教師再講解原作品的相關(guān)知識(shí)，告訴學(xué)生這是400多年前巴洛克時(shí)期的音樂作品，此時(shí)學(xué)生就容易接受了。
2.渲染法。根據(jù)學(xué)生欣賞音樂的習(xí)慣，利用多種藝術(shù)表現(xiàn)形式詮釋一部作品，調(diào)動(dòng)其感官，增強(qiáng)其對(duì)作品的理解效果。如過去在介紹樂器時(shí)，通常是用一張樂器圖片配上樂器音頻，而現(xiàn)在則選用經(jīng)典的動(dòng)畫片《幻想曲》來配合樂器的講解，除了圖片和音響，還具備了聲音的形象性和色彩性。
3比較法。通過同一作品不同版本的比較，（轉(zhuǎn)第頁）
（接第頁）加深學(xué)生對(duì)作品的印象。如在引導(dǎo)學(xué)生欣賞名曲《今夜無人入睡》時(shí)，可先播放年輕人中的熱門歌曲《送你蔥》，調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，再播放由帕瓦羅蒂、莎拉·布萊曼、劉歡、莫華倫等演唱的版本。通過對(duì)不同版本、不同詮釋方式的傾聽，學(xué)生對(duì)作品會(huì)有更深刻的理解。
（二）傳統(tǒng)音樂教育要加強(qiáng)互動(dòng)性
學(xué)生對(duì)流行音樂的信息量往往比教師多，且學(xué)生參與熱情、表現(xiàn)欲望比較高，愿意彰顯自己的才華和個(gè)性，因此，教師在課堂中可多采用“交互式”教學(xué)方法。這一教學(xué)方法的關(guān)鍵在于以學(xué)生為主體，發(fā)掘其積累音樂的經(jīng)驗(yàn)和創(chuàng)造力，體現(xiàn)參與性，強(qiáng)調(diào)主動(dòng)性，關(guān)照多樣性，適度娛樂性，以提升其學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在互動(dòng)過程中交流了音樂欣賞體驗(yàn)，展示了音樂審美品位，擴(kuò)大了音樂知識(shí)范圍。教師也以此了解了學(xué)生情況，可適時(shí)地對(duì)其課外音樂生活做出正確引導(dǎo)。
（三）傳統(tǒng)音樂教育要重視技術(shù)性
數(shù)字音樂的技術(shù)支撐在于數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字網(wǎng)絡(luò)給我們提供了海量的音樂資料和自由的音樂交流空間。當(dāng)下，絕大多數(shù)高校還沒有條件做到數(shù)字化教學(xué)，但音樂教學(xué)手段的數(shù)字化是一個(gè)必然的趨勢(shì)，應(yīng)逐步規(guī)劃建設(shè)數(shù)字化教室+數(shù)字音樂云+數(shù)字化終端+數(shù)字化教學(xué)模塊的全新音樂教學(xué)模式。一是將現(xiàn)在的多媒體教室改造成數(shù)字化教室，用電子白板（最好是電子雙板）代替?zhèn)鹘y(tǒng)黑板、錄音機(jī)、投影儀，特別是采用電子雙板技術(shù)可完美體現(xiàn)教學(xué)中的知識(shí)對(duì)比、記憶存留、主副印證、多樣呈現(xiàn)等現(xiàn)代教學(xué)理念；二是用海量的網(wǎng)絡(luò)音樂資源和便捷的搜索、鏈接來豐富教學(xué)內(nèi)容，特別是要與A8音樂公司這一類正在建設(shè)“音樂云”的公司合作建設(shè)教學(xué)云端，使教師的教學(xué)空間借助網(wǎng)絡(luò)無限拓展；三是用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來關(guān)聯(lián)教師的電子白板與學(xué)生的各種電子終端，如手機(jī)、iPad等，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)交互式教學(xué)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)入數(shù)字化狀態(tài)。
（四）傳統(tǒng)音樂教育要貫穿引領(lǐng)性
現(xiàn)在的大學(xué)生不僅傳統(tǒng)音樂知識(shí)缺失，而且對(duì)音樂作品缺乏正確的審美觀念和深度理解。所以，音樂教學(xué)不能過度娛樂化、休閑化，而是要緊緊圍繞幫助學(xué)生樹立正確的審美觀念、培養(yǎng)高雅的審美品位、提高人文素養(yǎng)這一目標(biāo)，針對(duì)學(xué)生音樂生活中的種種誤區(qū)和偏差，著力揭示優(yōu)秀音樂作品中的人文內(nèi)涵和價(jià)值取向。如在教學(xué)中，對(duì)流行音樂中的勵(lì)志題材、愛情題材加以巧妙應(yīng)用，把其與經(jīng)典音樂作品中的同類題材進(jìn)行深度比較，引導(dǎo)學(xué)生鑒別真、善、美，摒棄假、惡、丑，追求崇高，遠(yuǎn)離庸俗。
在運(yùn)用上述方法時(shí)，對(duì)可能出現(xiàn)的一些新問題也要注意。一是穿越法、渲染法等方法都借助于其他藝術(shù)作品來調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在挑選這類作品時(shí)，要把握好度，以免出現(xiàn)“娛樂過度”現(xiàn)象。二是應(yīng)防止教師在教學(xué)中過度依賴多媒體設(shè)備，導(dǎo)致只有形式上的豐富而缺乏深度的引導(dǎo)與講解。三是新型教學(xué)方法的引入，必然會(huì)和教學(xué)大綱中某些傳統(tǒng)音樂教學(xué)內(nèi)容有所沖突，這就需要有關(guān)部門及教師共同努力，對(duì)現(xiàn)行音樂教學(xué)體系進(jìn)行配套改革，使傳統(tǒng)音樂教育獲得強(qiáng)大的生命力。
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【關(guān)鍵詞】樸實(shí)；穩(wěn)健；幽默；謙遜；學(xué)生為本；人格魅力
數(shù)字影像技術(shù)教學(xué)中如何把知識(shí)更好的傳播給學(xué)生，我們除了一顆熱愛教育的熾熱之心，還需要講究方法技巧，結(jié)合本專業(yè)掌握教學(xué)設(shè)計(jì)的藝術(shù)，體現(xiàn)“做中學(xué)，做中教”的職業(yè)教育特色。堅(jiān)持“專業(yè)與產(chǎn)業(yè)、職業(yè)崗位對(duì)接，專業(yè)課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接，教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對(duì)接，學(xué)歷證書與職業(yè)資格證書對(duì)接，職業(yè)教育與終身學(xué)習(xí)對(duì)接”的職業(yè)教育教學(xué)改革方向。適應(yīng)人才培養(yǎng)模式、教學(xué)模式、評(píng)價(jià)模式的改革需要，貼近崗位工作過程，打破單純學(xué)科片面強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性、邏輯性的局限。探索以項(xiàng)目、任務(wù)、活動(dòng)、案例為主的教學(xué)方式，理論與實(shí)踐相結(jié)合。適應(yīng)以學(xué)生為主體的自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)、過程性評(píng)價(jià)等教學(xué)方法的實(shí)施。
教學(xué)過程細(xì)化：學(xué)習(xí)目標(biāo)啟發(fā)思考與認(rèn)識(shí)（教師演示）確定學(xué)習(xí)任務(wù)（教師引導(dǎo)）項(xiàng)目實(shí)踐1（學(xué)生做，子任務(wù)1）互動(dòng)1（教師提問、學(xué)生回答、學(xué)生討論、教師總結(jié)）項(xiàng)目實(shí)踐2（學(xué)生做，子任務(wù)2）互動(dòng)2項(xiàng)目相關(guān)理論知識(shí)（教師講）項(xiàng)目評(píng)價(jià)（課內(nèi)考核）課后作業(yè)。
教育家第斯多惠說過“教師必須有創(chuàng)造性”。實(shí)踐證明，創(chuàng)造性是教學(xué)藝術(shù)的重要的品質(zhì)。因?yàn)樗囆g(shù)的生命力就在于創(chuàng)新。因此，每一位教師都應(yīng)當(dāng)具有創(chuàng)新意識(shí)，使自己運(yùn)用教學(xué)方法的藝術(shù)具有獨(dú)特的風(fēng)格。教師在教學(xué)中應(yīng)注意培養(yǎng)自己的創(chuàng)新意識(shí)，科學(xué)地運(yùn)用教學(xué)方法，形成高超的技能技巧，取得優(yōu)良的教學(xué)效果。
一個(gè)班級(jí)的學(xué)生，大致可分為三類：第一類是愛學(xué)習(xí)、并能夠主動(dòng)學(xué)習(xí)的類型。對(duì)于這樣的學(xué)生要在班級(jí)里樹立典范，可以起到帶頭作用，有的時(shí)候可以當(dāng)教學(xué)的小幫手。有些基礎(chǔ)弱的學(xué)生更愿意找他們來講解知識(shí)難點(diǎn)，他們也很愿意來教。既緩解了教師反復(fù)教學(xué)的勞累，也很好地促進(jìn)了學(xué)生們自身之間的交流和溝通。第二類是邊學(xué)邊玩型。這類學(xué)生自覺性差，對(duì)于學(xué)習(xí)惰性十足。但只要對(duì)他們多督促，他們還是能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)的。在教學(xué)中，可以采用一些容入時(shí)尚元素的案例，甚至可以直接向?qū)W生了解他們最感、最希望學(xué)的內(nèi)容，把這樣的內(nèi)容結(jié)合知識(shí)點(diǎn)做為教學(xué)實(shí)例，吸引學(xué)習(xí)的注意，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。第三類是不學(xué)習(xí)型。這類學(xué)生基礎(chǔ)差，甚至是無基礎(chǔ)，也有點(diǎn)自暴自棄的心理。對(duì)于這類學(xué)生我在講課時(shí)運(yùn)用現(xiàn)代媒體技術(shù)，進(jìn)行全程的視頻錄像。把錄像拷貝給大家，課后可以一邊看一邊學(xué)。這樣的學(xué)生有著極強(qiáng)的個(gè)性，不愿循規(guī)蹈矩。我在教學(xué)中盡量發(fā)掘他們身上的優(yōu)點(diǎn)對(duì)他們采用多鼓勵(lì)，多表揚(yáng)的方法。比如在二維動(dòng)畫教學(xué)過程中，有個(gè)學(xué)生就不按我課堂講的內(nèi)容去練習(xí)，他說自己美術(shù)不好畫不好人物形象，自己用圓圈、線條畫小人并錄了動(dòng)畫，我不但沒有批評(píng)他，反而在階段小結(jié)時(shí)對(duì)他提出了表揚(yáng)。這下有了意想不到的效果，在日后的學(xué)習(xí)中，這位同學(xué)居然用這種方式創(chuàng)作了一系列的動(dòng)畫，大家說原來他這么有才呀。在藝術(shù)的教學(xué)中由為重要的是尊重每一個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，教師應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的個(gè)性差異進(jìn)行引導(dǎo)，從而達(dá)到教學(xué)目的。
教學(xué)藝術(shù)是教學(xué)領(lǐng)域的藝術(shù)，它基本上繼承了藝術(shù)的含義。如果從上述“ 藝術(shù)” 的兩層含義出發(fā)，結(jié)合教學(xué)活動(dòng)的具體特點(diǎn)來考慮，我們可以將教學(xué)藝術(shù)表為師生交互作用、緊密合作，遵循教學(xué)規(guī)律，創(chuàng)造性利用各種教學(xué)變項(xiàng)，最佳完成教學(xué)任務(wù)的活動(dòng)特征。在這個(gè)定義中，“師生交互作用，緊密合作，遵循教學(xué)規(guī)律”是教學(xué)藝術(shù)存在和發(fā)展的前提和基礎(chǔ)，而“ 創(chuàng)造性地利用各種教學(xué)變項(xiàng)，最佳完成教學(xué)任務(wù)”則是教學(xué)藝術(shù)最高境界的和結(jié)構(gòu)內(nèi)核。
教學(xué)藝術(shù)的創(chuàng)造，同其他藝術(shù)中的創(chuàng)造一樣，具有求異性和原創(chuàng)性。但由于教學(xué)的對(duì)象是身心特點(diǎn)各異的活生生的青少年，因而教學(xué)藝術(shù)遠(yuǎn)比其它藝術(shù)更為復(fù)雜，是一切藝術(shù)中最復(fù)雜最精細(xì)的藝術(shù)。教學(xué)藝術(shù)的創(chuàng)造性，內(nèi)容十分廣泛，它涉及教學(xué)工作的各個(gè)環(huán)節(jié)。教師每一次課，都必須進(jìn)行一次創(chuàng)造性的勞動(dòng)，經(jīng)歷一次藝術(shù)加工的過程。首先，要使這堂課的教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生掌握教師就要對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析和綜合，深入鉆研，既要考慮教學(xué)內(nèi)容的邏輯序列，又要考慮學(xué)生心理發(fā)展的序列，選擇適合教學(xué)目的的教學(xué)方法和教具。其次，教師還要考慮在傳授知識(shí)的過程中怎洋啟發(fā)學(xué)生，積極發(fā)展學(xué)生的智力。這就要為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，設(shè)置疑點(diǎn)。疑點(diǎn)引出后，教師還要考慮如何幫助學(xué)生解決疑點(diǎn)，這也要講求教學(xué)藝術(shù)。正如《學(xué)記》所言，教學(xué)要“道而弗牽，強(qiáng)而弗抑，開而弗達(dá)”。再次，教學(xué)過程中，教師往往會(huì)遇到意外事件，需要教師迅速?zèng)Q斷的處理，這要求教師必須有相當(dāng)?shù)慕逃龣C(jī)智。由此可見，教學(xué)過程是一個(gè)教師進(jìn)行創(chuàng)造性勞動(dòng)的過程，離開了教師的創(chuàng)造性思維品質(zhì)和教學(xué)藝術(shù)修養(yǎng)，要獲得教學(xué)成功是不可思議的。
綜上，教學(xué)方法要具有鮮明的職業(yè)特色、勇于創(chuàng)新，教學(xué)藝術(shù)要具有創(chuàng)造性。在事業(yè)中放大自己的個(gè)性，在“做中學(xué)，做中教”的教學(xué)模式中培養(yǎng)自己的人格魅力。學(xué)為人師，清風(fēng)兩袖養(yǎng)浩氣；行為世范，熱血一腔育棟梁。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：創(chuàng)新人才；數(shù)字信號(hào)處理；教學(xué)方法；探索
“數(shù)字信號(hào)處理”課程是工科信息類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，我院電子信息科學(xué)技術(shù)專業(yè)和電子信息工程專業(yè)以及特色試驗(yàn)班開設(shè)了這門專業(yè)基礎(chǔ)課．我們選用的是丁玉美主編的《數(shù)字信號(hào)處理》教材．由于這門課程，理論內(nèi)容比較多，概念比較抽象［1，2］，因此對(duì)于學(xué)生來說理解和掌握起來比較困難，此課程是在“信號(hào)與系統(tǒng)”課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，數(shù)學(xué)概念多，如果學(xué)生在“信號(hào)與系統(tǒng)”課程中掌握和理解的知識(shí)不牢靠，對(duì)本課程的學(xué)習(xí)將會(huì)更加吃力，需要我們積極的探索更加有利于學(xué)生的科學(xué)教學(xué)方法和實(shí)踐方法．本文結(jié)合我院電子信息專業(yè)特色實(shí)驗(yàn)班的“數(shù)字信號(hào)處理”課程教學(xué)和教改工作，分析了本課程存在的一些問題，探索更加有益于教學(xué)的教學(xué)方法，并通過對(duì)比采用本文的教學(xué)方法前后特色試驗(yàn)班學(xué)生的成績(jī)，實(shí)踐表明采用本文提出的教學(xué)方法，可以提高特色試驗(yàn)班“數(shù)字信號(hào)處理”課程的教學(xué)質(zhì)量，取得了比較好的效果，為其他專業(yè)課程的教學(xué)研究提供了有意義的研究方向．
1“數(shù)字信號(hào)處理”課程教學(xué)存在的問題
隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理的發(fā)展也日新月異，理論和技術(shù)方面不斷創(chuàng)新，成為多學(xué)科相互連接的橋梁和紐帶［3－5］．要使“數(shù)字信號(hào)處理”課程的知識(shí)內(nèi)容跟上時(shí)代的發(fā)展，必須克服在當(dāng)前的教學(xué)教改中存在的一些問題．根據(jù)當(dāng)前教學(xué)實(shí)際，我校特色試驗(yàn)班主要存在以下一些基本的問題，急需探索新方法進(jìn)行解決．（1）數(shù)學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)不牢靠影響學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，需要學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)熟練掌握．由于本課程的許多內(nèi)容和實(shí)際的工程應(yīng)用直接相關(guān)，充分運(yùn)用好信號(hào)處理的知識(shí)，需要使用數(shù)學(xué)工具對(duì)實(shí)際工程中的一些采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理．（2）特色試驗(yàn)班學(xué)生許多是從其他的非電子類專業(yè)中招收的學(xué)生，甚至是招收其他學(xué)院的學(xué)生，因此特色實(shí)驗(yàn)班中的學(xué)生對(duì)電子信息方面的基礎(chǔ)專業(yè)課程的基礎(chǔ)知識(shí)掌握參差不齊，比如“信號(hào)與系統(tǒng)”，這門課程是“數(shù)字信號(hào)處理”的前置課程，使“數(shù)字信號(hào)處理”課程的教學(xué)難度加大．（3）“數(shù)字信號(hào)處理”課程的部分內(nèi)容和其他課程的內(nèi)容有一定的重復(fù)，比如“信號(hào)與系統(tǒng)”課程等，存在重復(fù)浪費(fèi)教學(xué)資源以及教師之間缺乏溝通等問題，需要對(duì)特色實(shí)驗(yàn)班的課程進(jìn)行整合優(yōu)化，提高不同專業(yè)背景的特色實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的學(xué)習(xí)效率．（4）“數(shù)字信號(hào)處理”課程的概念抽象，難于理解，需要探索比較形象化的教學(xué)方法來提高教學(xué)質(zhì)量．（5）“數(shù)字信號(hào)處理”的教學(xué)內(nèi)容比較多，但是特色實(shí)驗(yàn)班安排的課時(shí)有限，需要探索合理的進(jìn)行主要教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)方法．
2“數(shù)字信號(hào)處理”課程教學(xué)方法研究
針對(duì)我校特色試驗(yàn)班學(xué)生存在的一些基本問題，本文探索了一些教學(xué)方法，并在特色試驗(yàn)班中進(jìn)行了相關(guān)的教學(xué)，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）加強(qiáng)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的引導(dǎo)，采用形象化的教學(xué)方法．針對(duì)特色試驗(yàn)班學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)參差不齊的問題，我們?cè)诮虒W(xué)的過程中，進(jìn)行相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)的引導(dǎo)，補(bǔ)充了相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，給學(xué)生提醒一些參考內(nèi)容，使這部分學(xué)生能夠課前學(xué)習(xí)相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，不至于使學(xué)生因本課程涉及的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)不足而不能掌握本課程的內(nèi)容．同時(shí)，我們針對(duì)課程中的數(shù)學(xué)公式多而且概念抽象的特征，提出了采用形象化的教學(xué)方法，將復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式形象化，將抽象的概念形象化，我們通常考慮運(yùn)用波形圖或者框圖的方法來實(shí)現(xiàn)形象化．例如在涉及到數(shù)學(xué)公式：f1（t）＝a0＋∑∞n＝1（ancosw1t＋bnsinw1t）的講解過程中，就采用框圖標(biāo)定其中的分量的方法來加強(qiáng)理解，如圖1所示．又比如我們?cè)凇皵?shù)字信號(hào)處理”課程教學(xué)過程中由于FFT變換的理解比較困難，可運(yùn)用相關(guān)軟件，演示將一正弦信號(hào)進(jìn)行FFT變換前后的波形圖進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生更加清晰的理解FFT變換的內(nèi)涵和物理意義．（2）整合優(yōu)化兩課程的教學(xué)內(nèi)容，避免重復(fù)教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)資源．對(duì)于特色實(shí)驗(yàn)班學(xué)生的這兩門課程可考慮合并為一門課程，安排好教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量．由于兩課程之間存在一定的重復(fù)，不僅理論教學(xué)方面存在重復(fù)，而且實(shí)踐教學(xué)也存在相關(guān)問題，本文提出了優(yōu)化兩課程的整合方案，節(jié)約了大量的教學(xué)時(shí)間．優(yōu)化整合兩課程后的教學(xué)內(nèi)容如表1所示．（3）注重理論聯(lián)系實(shí)踐，結(jié)合科研，注重電信專業(yè)的專業(yè)需求．“數(shù)字信號(hào)處理”課程的內(nèi)容學(xué)習(xí)，要充分考慮特色試驗(yàn)班學(xué)生專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，重點(diǎn)講授在電子信息領(lǐng)域?qū)嵱眯詮?qiáng)的內(nèi)容．著重培養(yǎng)特色試驗(yàn)班學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力．我們?cè)卺槍?duì)特色試驗(yàn)班的教學(xué)過程中加入了適當(dāng)?shù)膶?shí)踐環(huán)節(jié)，主要運(yùn)用Matlab軟件以及origin軟件進(jìn)行相關(guān)信號(hào)的處理與分析．比如我們?cè)趯?shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)加入了橫向項(xiàng)目：中石化武漢分公司水力除焦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究的內(nèi)容，對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行分析處理，可以用MAT－LAB編寫相關(guān)程序進(jìn)行FFT變換，提取信號(hào)的特征，分析信號(hào)的頻譜特性，如圖2所示，通過運(yùn)用MATLAB得到的采集的聲信號(hào)頻譜圖．通過實(shí)際項(xiàng)目，讓學(xué)生深刻體會(huì)本課程的工程應(yīng)用，加深對(duì)理論知識(shí)的理解，也可培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而提高教學(xué)質(zhì)量．（4）加強(qiáng)對(duì)“數(shù)字信號(hào)處理”課程虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源．為提高特色試驗(yàn)班學(xué)生的數(shù)字信號(hào)處理課程的教學(xué)質(zhì)量，充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，建立了數(shù)字信號(hào)處理網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室．了數(shù)字信號(hào)處理課程虛擬實(shí)驗(yàn)室主要由身份驗(yàn)證、網(wǎng)絡(luò)課堂、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試以及實(shí)驗(yàn)方案幾個(gè)模塊構(gòu)成，提供登陸管理、作業(yè)管理、作業(yè)提交、遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)范例、實(shí)驗(yàn)論壇等欄目和功能，供學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)使用．（5）加強(qiáng)我校特色試驗(yàn)班“數(shù)字信號(hào)處理”課程的雙語教學(xué)，提高學(xué)生綜合競(jìng)爭(zhēng)力．
3結(jié)語
我校特色試驗(yàn)班的“數(shù)字信號(hào)處理”課程雖然存在一些問題，但是運(yùn)用本文探索和研究的教學(xué)方法，極大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高了學(xué)生實(shí)踐分析能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力，使“數(shù)字信號(hào)處理”課程的教學(xué)質(zhì)量明顯得到提高．
作者:鐘東 陳春 單位:湖北科技學(xué)院電子與信息工程學(xué)院 湖北科技學(xué)院體育學(xué)院
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關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù) 教學(xué)方法 實(shí)踐
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3973（2013）012-386-02
《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》作為本科院校開設(shè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，因其具有實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，故適應(yīng)于電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、電氣自動(dòng)化等多個(gè)專業(yè)。當(dāng)前大規(guī)模集成電路技術(shù)飛速發(fā)展，對(duì)數(shù)字電子技術(shù)的要求越來越高。大學(xué)作為未來高科技人才培養(yǎng)的搖籃，傳統(tǒng)意義上的教學(xué)方法和手段已經(jīng)不能滿足新時(shí)代的要求，針對(duì)這種情形，本文簡(jiǎn)要闡述了這門課程教學(xué)方法的一些探討。
1 改進(jìn)教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
1.1 互動(dòng)式教學(xué)方式
中國(guó)傳統(tǒng)教學(xué)方式是老師講，學(xué)生聽，缺乏互動(dòng)性，學(xué)生往往容易思想走神，在聽課的過程中遇到問題也不能及時(shí)討論解決，“填鴨式”教學(xué)模式使得學(xué)生逐漸對(duì)這門課失去興趣。針對(duì)這種情況，老師首先應(yīng)該將理論與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在課程開始的時(shí)候就告訴學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)、原理和一些應(yīng)用，然后在教學(xué)的過程中創(chuàng)造教學(xué)情景，在教學(xué)的過程中與學(xué)生互動(dòng)交流，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維能力，從而對(duì)這門課程產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。
1.2 多鼓勵(lì)學(xué)生參加實(shí)踐
在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，充分利用學(xué)校現(xiàn)有的條件，多動(dòng)手操作，通過實(shí)驗(yàn)過程發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的樂趣。除此以外，鼓勵(lì)學(xué)生參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、和老師一起參與項(xiàng)目的研究等活動(dòng)都能幫助學(xué)生發(fā)揮自主性和創(chuàng)造性。
1.3 引入EDA與傳統(tǒng)的教學(xué)方式相結(jié)合
《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》這門課程有個(gè)特點(diǎn)是圖表繁多，并且經(jīng)常需要解釋狀態(tài)之間的變化過程，傳統(tǒng)教學(xué)方式只能通過播放PPT靜態(tài)的分析各狀態(tài)之間的變化過程。為了變抽象為形象，教學(xué)過程中引入EDA技術(shù)，通過這款仿真軟件進(jìn)行電路的模擬和演示來形象的說明電路的功能和時(shí)序波形圖。
理論與實(shí)踐相結(jié)合是學(xué)好這門課程的關(guān)鍵所在，為了加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該做一些調(diào)整。傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)都是一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，為了提高大家的學(xué)習(xí)興趣，充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維，將其中的一部分改為設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。
1.4 化繁為簡(jiǎn)，總結(jié)一些便于學(xué)生理解的計(jì)算方法
數(shù)字電子技術(shù)第二章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)是很關(guān)鍵的一章，它是后面章節(jié)重要的理論基礎(chǔ)，其中里面的卡諾圖化簡(jiǎn)是章節(jié)中的難點(diǎn)，對(duì)于初學(xué)者來說，就算找出了“包圍圈”，想求出“包圍圈”對(duì)應(yīng)的最簡(jiǎn)式也是個(gè)難點(diǎn)。針對(duì)這種情況，筆者憑借多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了一個(gè)便于學(xué)生理解的簡(jiǎn)單方法，舉例如下：
由圖1可以看出，兩個(gè)包圍圈都包含了8個(gè)最小項(xiàng)，把這8項(xiàng)相加合并后得到的最終邏輯式就是最簡(jiǎn)式，但是項(xiàng)數(shù)一多運(yùn)算起來就繁雜，這里介紹一種新的方法，將這8項(xiàng)全部寫成4個(gè)二進(jìn)制碼的形式，縱向排列起來，以卡諾圖下半邊的8項(xiàng)為例。可以寫成：
1100
1101
1111
1110
1000
1001
1011
1010
大家知道，這四個(gè)二進(jìn)制碼分別對(duì)應(yīng)的是A、B、C、D四種因子，其中1對(duì)應(yīng)每種因子的原變量，0對(duì)應(yīng)反變量。第一列A因子8個(gè)都是1，說明8項(xiàng)里只有原變量A這一種類型，所以化簡(jiǎn)后的結(jié)果必然包含原變量A。第二列B因子前4個(gè)都為1，后4個(gè)都為0，1的個(gè)數(shù)與0的個(gè)數(shù)相同，化簡(jiǎn)后的結(jié)果必然能抵消，故B因子沒有了。第三列和第四列1的個(gè)數(shù)也與0的個(gè)數(shù)相同，故C和D因子均沒有，最后得到的化簡(jiǎn)結(jié)果只剩下A。故此歸納出，將“包圍圈”里所有的最小項(xiàng)寫成二進(jìn)制的形式，只要每個(gè)因子對(duì)應(yīng)的所有最小項(xiàng)中的1的個(gè)數(shù)與0的個(gè)數(shù)總數(shù)相等的話則該因子被抵消了。
利用這種解題思想，可以教學(xué)生求出圖1中另一個(gè)包圍圈最后的化簡(jiǎn)結(jié)果為。
由以上實(shí)例看出，在教學(xué)過程中，為了幫助學(xué)生更好的掌握知識(shí)，一些快捷解題方式很重要，需要我們教師在教學(xué)過程中自己不斷的摸索，變繁為簡(jiǎn)。
2 考核方式改革
傳統(tǒng)教學(xué)方式的考核都是以期末試卷作為評(píng)判依據(jù)，對(duì)于學(xué)生平時(shí)課堂和實(shí)驗(yàn)課上的表現(xiàn)起不到很好的調(diào)動(dòng)作用。所以針對(duì)這種情況，平時(shí)應(yīng)該注重學(xué)生的平時(shí)成績(jī)和實(shí)踐成績(jī)，將這部分成績(jī)納入這門課期末成績(jī)的參考依據(jù)，這樣一來既能提高學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性，又能使學(xué)生理論與實(shí)際結(jié)合的更緊密，畢業(yè)后能更好的融入社會(huì)。
3 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
（1）在介紹課本理論知識(shí)的同時(shí)要與時(shí)俱進(jìn)，將當(dāng)前電子技術(shù)最前沿的知識(shí)滲透到每個(gè)知識(shí)單元。減少具體的電路知識(shí)的介紹，強(qiáng)化可編程邏輯器件的內(nèi)容，并引入EDA技術(shù)和VHDL硬件語言到教學(xué)中來，VHDL硬件描述語言與理論部分結(jié)合緊密，貫穿組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序邏輯電路等各個(gè)章節(jié)。
（2）可以將多個(gè)相關(guān)專業(yè)課與本課程的內(nèi)容結(jié)合起來講解，如單片機(jī)技術(shù)、模擬電子技術(shù)等，融會(huì)貫通，對(duì)學(xué)生的綜合能力的培養(yǎng)起到很大的作用。
4 總結(jié)
本文針對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)方式和目前社會(huì)對(duì)電子信息類畢業(yè)生的要求，結(jié)合自己從教多年累積的經(jīng)驗(yàn)，論述了教學(xué)方法改革的幾個(gè)注意點(diǎn)。只有做到了以上幾個(gè)方面，才能從根本上打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，做到教師和學(xué)生之間從以教師為中心到師生之間合作與交流，從而幫助學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程，將學(xué)到的知識(shí)畢業(yè)后更好地應(yīng)用到社會(huì)實(shí)踐中。
（本文系安徽三聯(lián)學(xué)院科研基金資助項(xiàng)目。項(xiàng)目名稱：無線傳感網(wǎng)絡(luò)在校舍安全中的應(yīng)用（編號(hào)2013Z015））
參考文獻(xiàn)：
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一、MOOC介紹
MOOC即慕課[1][2]，英文全稱為Massive Open Online Course，即大規(guī)模開放的在線課程，是新近發(fā)展起來的一種在線課程模式。慕課具有大規(guī)模的、開放課程、網(wǎng)絡(luò)課程等主要特點(diǎn)。
MOOC是指由參與者的課程，典型的慕課課程是大型的或者大規(guī)模的。MOOC課程必須是開放的并且不是面對(duì)面的課程。課程材料散布于互聯(lián)網(wǎng)上。上課地點(diǎn)和時(shí)間不受局限，只要有一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接的電腦，你就可以花最少的錢享受國(guó)內(nèi)的或者世界頂尖大學(xué)的一流課程。現(xiàn)在的MOOC一般都是大學(xué)課程，優(yōu)化后搬到網(wǎng)上，內(nèi)容和分類都以大學(xué)的知識(shí)構(gòu)架為基準(zhǔn)。開課日期模仿大學(xué)時(shí)間表，每周上一次課，一次講一至兩學(xué)時(shí)，布置課后作業(yè)，開課期間安排答疑，體現(xiàn)了交互性。
MOOC的基本組成結(jié)構(gòu)：課程視頻，隨堂測(cè)試、作業(yè)、考試以及在線助教、討論。課程視頻為微視頻組成的課程串，每個(gè)微視頻大約幾分鐘到十幾分鐘不等。微視頻里會(huì)插入小測(cè)試，看完就需要答題，然后電腦進(jìn)行評(píng)分。期末要提交作業(yè)或進(jìn)行考試，因?yàn)閷W(xué)生人數(shù)很多，作業(yè)和考試一般采用互評(píng)打分的方法。一般每門課都有自己的論壇，里面會(huì)有助教加入，對(duì)課程學(xué)習(xí)過程中的相關(guān)問題進(jìn)行解答。而且還有討論區(qū)，還可以找在線的同學(xué)互相討論。慕課一般是免費(fèi)的，這個(gè)免費(fèi)主要指的是聽課免費(fèi)，如果想要證書就需要交費(fèi)。現(xiàn)在有很多大學(xué)將一些很多學(xué)生都選修的課程作為慕課課程，這樣既節(jié)約教師和教學(xué)資源，又可以讓學(xué)生在某一時(shí)間段內(nèi)自主學(xué)習(xí)。
二、數(shù)字通信原理作為慕課課程的必要性
數(shù)字通信原理是電子與通信工程專業(yè)和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。是一門系統(tǒng)性、理論性強(qiáng)，同時(shí)又強(qiáng)調(diào)實(shí)踐性的課程。通過數(shù)字通信課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解現(xiàn)代通信系統(tǒng)所涉及的基礎(chǔ)理論，重點(diǎn)掌握數(shù)字通信系統(tǒng)的構(gòu)成、基本原理、主要性能指標(biāo)的計(jì)算、分析方法、通信信號(hào)和系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法，使學(xué)生較好地掌握現(xiàn)代通信的基本原理，通信系統(tǒng)的基本框架及通信技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，從而對(duì)現(xiàn)代通信工程有一個(gè)較全面的了解。許多綜合性大學(xué)和理工類大學(xué)都開設(shè)了數(shù)字通信原理這門課程，同時(shí)通信和網(wǎng)絡(luò)行業(yè)從業(yè)人員也需要掌握數(shù)字通信原理相關(guān)知識(shí)，所以將數(shù)字通信原理作為一門慕課課程是非常必要的。
三、數(shù)字通信原理課程的MOOC教學(xué)方法
數(shù)字通信原理課程的目的和任務(wù)是：課程通過對(duì)通信基本模型、通信信道、模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字基帶傳輸系統(tǒng)、數(shù)字頻帶傳輸系統(tǒng)、同步等內(nèi)容學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解各種通信系統(tǒng)的基本組成，掌握通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論和工作原理。希望學(xué)生通過學(xué)習(xí)，具有進(jìn)行現(xiàn)代通信技術(shù)研究、開發(fā)和通信工程設(shè)計(jì)與調(diào)測(cè)能力。
本文以中國(guó)人民大學(xué)出版社出版的數(shù)字通信原理[3]為例，該書由毛京麗主編。本課程的先行課程有：電路、概率論、信號(hào)與系統(tǒng)、通信電子技術(shù)等。學(xué)生需要了解通信發(fā)展史及信息概念。掌握常用的模擬信號(hào)數(shù)字化的編碼方法。掌握數(shù)字信號(hào)的基帶、頻帶傳輸原理，最佳接收原理。掌握同步技術(shù)。掌握差錯(cuò)控制編碼。
該課程的教學(xué)要求和主要內(nèi)容有：第一部分：緒論，了解模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的定義和特點(diǎn);熟悉數(shù)字通信的特點(diǎn)和主要性能指標(biāo)。第二部分：語音信號(hào)數(shù)字化編碼，要求掌握：語聲信號(hào)數(shù)字化的基本過程，抽樣定理，均勻量化和非均勻量化的區(qū)別以及非均勻量化的實(shí)現(xiàn)方式，編碼的基本概念及解碼的基本原理，A律13折線編解碼的基本工作原理及編解碼的信號(hào)比較及產(chǎn)生過程，了解DPCM、ADPCM、子帶編碼、線形預(yù)測(cè)編碼的基本概念及工作原理。第三部分：時(shí)分多路復(fù)用及PCM30/32路系統(tǒng)，要求掌握：TDM的基本概念及系統(tǒng)構(gòu)成原理、幀同步概念及工作原理、PCM30/32路幀結(jié)構(gòu)，了解位同步的概念及工作原理、PCM30\32路系統(tǒng)幀同步的工作原理。第四部分：準(zhǔn)同步數(shù)字體系和同步數(shù)字體系，要求掌握：同步復(fù)接的方法及工作原理、異步復(fù)接PCM二次群幀結(jié)構(gòu)、SDH的基本概念，了解PCM復(fù)用原理和數(shù)字復(fù)接方法、SDH傳送網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu)、SDH網(wǎng)的自愈功能實(shí)現(xiàn)方法、SDH網(wǎng)的同步方式。第五部分：數(shù)字信號(hào)的傳輸，要求掌握：數(shù)字信號(hào)基帶傳輸?shù)幕纠碚摚私饣鶐鬏數(shù)木€路碼型、數(shù)字信號(hào)頻帶傳輸?shù)母拍罴癙CM信號(hào)頻帶傳輸系統(tǒng)的構(gòu)成。
視頻共計(jì)32講、64段。每章第1講最初幾分鐘說明了本章的基本問題，它們作為主線，引導(dǎo)后續(xù)各講展開。各章講、練適度分離，以便按需獨(dú)立學(xué)習(xí)。講解力求：1.簡(jiǎn)單易懂：讓初學(xué)者輕松入門;2.融合貫通：再次學(xué)習(xí)可深化理解。導(dǎo)學(xué)圖幫助學(xué)生梳理各部分知識(shí)，建立全局觀。
學(xué)習(xí)方法可以是：1.先看視頻，再讀教材，促進(jìn)思考;2.先讀教材，再看視頻，深化理解;3.其他各種安排。深入學(xué)習(xí)者，可以從各講的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)出發(fā)，閱讀參考書籍，積極參加討論。基本學(xué)習(xí)的人，可以按需裁剪章、節(jié)內(nèi)容，或只觀看部分視頻講座。淺嘗即止的話，可以只學(xué)習(xí)第一章與少數(shù)幾講視頻。
本課程總計(jì)100分，成績(jī)構(gòu)成如下：平時(shí)成績(jī)(測(cè)試與作業(yè)、討論與交流等綜合評(píng)定)40%，期末考試占60%，完成課程學(xué)習(xí)并考核成績(jī)60-84分為合格，成績(jī)85-100分為優(yōu)秀。
四、小結(jié)
本文介紹了將數(shù)字通信原理作為慕課課程的必要性，并且對(duì)該課程的教學(xué)做了相應(yīng)的規(guī)劃。通過一學(xué)期小范圍的試運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)通過這種教學(xué)方式，學(xué)生能較好的掌握這門課程，并且通過幾次課的學(xué)習(xí)，能基本適應(yīng)慕課這種教學(xué)形式。
關(guān)鍵詞：數(shù)字信號(hào)處理；MATLAB；DSP；深度結(jié)合
中圖分類號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671―1580（2014）01―0055―02
一、引言
數(shù)字信號(hào)處理所涉及的領(lǐng)域非常廣泛，由于快速傅里葉變換的出現(xiàn)，使得數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，數(shù)字信號(hào)處理這門課程的知識(shí)已經(jīng)在很多實(shí)際領(lǐng)域中得到應(yīng)用。由此而發(fā)展起來的現(xiàn)代信號(hào)處理理論也成為研究的熱點(diǎn)，幾乎所有工程技術(shù)領(lǐng)域中都會(huì)涉及信號(hào)處理的問題。作為專業(yè)基礎(chǔ)課，已經(jīng)成為電類學(xué)科人才培養(yǎng)中不可缺少的課程之一，是課程體系中承上啟下的重要環(huán)節(jié)[1-2]。
根據(jù)多年從事本課程教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，在闡述數(shù)學(xué)信號(hào)處理課程內(nèi)容特點(diǎn)基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)課程的教學(xué)方法進(jìn)行了探討。可在課程的教學(xué)過程中將基礎(chǔ)理論教學(xué)、MATLAB仿真模擬、DSP實(shí)踐環(huán)節(jié)聯(lián)系到一起，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)深度結(jié)合在一起，構(gòu)成一個(gè)知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的深度結(jié)合[3-4]。
二、數(shù)字信號(hào)處理課程內(nèi)容體系及弊端
目前，數(shù)字信號(hào)處理課程多數(shù)教材內(nèi)容按知識(shí)體系分，可以分為兩個(gè)部分：
（1）基礎(chǔ)理論部分：包括基本概念、時(shí)域離散信號(hào)與系統(tǒng)、頻域離散信號(hào)與系統(tǒng)。其中FT（傅里葉變換）變換為主要內(nèi)容，包括DFS（離散傅里葉級(jí)數(shù)）、DFT（離散傅里葉變換）、FFT（快速傅里葉變換）、Z變換等。這部分內(nèi)容從本質(zhì)上講在信號(hào)系統(tǒng)中已經(jīng)講過，唯一區(qū)別在于連續(xù)信號(hào)與離散信號(hào)的區(qū)別，如果學(xué)生對(duì)信號(hào)系統(tǒng)已經(jīng)掌握得足夠好，理解其中的意義不難。但是其中涉及大量的數(shù)學(xué)公式，不便于筆算。
（2）具體應(yīng)用部分：主要包括有限長(zhǎng)脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器（FIR）、無限長(zhǎng)脈沖響應(yīng)數(shù)字濾波器（IIR）。此部分內(nèi)容屬于課程實(shí)際應(yīng)用，重點(diǎn)闡述數(shù)字濾波器的設(shè)計(jì)方法，充分體現(xiàn)了數(shù)字濾波器的優(yōu)越性[5]。
從內(nèi)容體系上看，課程內(nèi)容注重理論教學(xué)，同時(shí)兼顧實(shí)踐教學(xué)。但是理論偏重公式推導(dǎo)，難以引起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；實(shí)踐設(shè)計(jì)固定化，計(jì)算工作量大，計(jì)算復(fù)雜，缺乏創(chuàng)新引導(dǎo)，不便于學(xué)生具體實(shí)踐。
三、教學(xué)方法探討
課堂教學(xué)為實(shí)踐教學(xué)提供理論基礎(chǔ)，實(shí)踐教學(xué)為課堂教學(xué)提供理論證明。針對(duì)上述課程內(nèi)容體系及弊端，可在實(shí)際教學(xué)過程中采用如下方法增加課堂教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)效果。
1.課堂教學(xué)
課堂教學(xué)的基本任務(wù)是使學(xué)生掌握理論知識(shí)，鑒于本門課程在基礎(chǔ)理論部分涉及大量公式推導(dǎo)及計(jì)算，建議在課堂教學(xué)中簡(jiǎn)化公式推導(dǎo)過程，注重基本概念、方法理解及相關(guān)結(jié)論。另外，可在教學(xué)內(nèi)容中涉及MATLAB相關(guān)內(nèi)容，用其強(qiáng)大的仿真計(jì)算功能完成數(shù)字信號(hào)處理課程中復(fù)雜公式計(jì)算及圖形繪制。這樣，可以使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容有直觀認(rèn)識(shí)，在豐富教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，可以增強(qiáng)理解，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。例如，使用筆算完成FFT的運(yùn)算，其工作量是相當(dāng)龐大的，如果使用MATLAB，則過程非常簡(jiǎn)單，只需要調(diào)用FFT函數(shù)即可。
圖1給出使用MATLAB中FFT函數(shù)完成傅里葉變換，不單方便，而且直觀。擺脫了大量的公式計(jì)算，增加學(xué)習(xí)興趣。
同理，在濾波器的設(shè)計(jì)過程中MATLAB也發(fā)揮巨大作用，設(shè)計(jì)IIR濾波器時(shí)，應(yīng)先設(shè)計(jì)符合要求的模擬濾波器，再通過數(shù)字轉(zhuǎn)換完成數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)。在MATLAB中同樣使用幾個(gè)庫函數(shù)即可完成濾波器設(shè)計(jì)，省略查表、計(jì)算等過程，還可以給出仿真模擬圖，便于分析比較。圖2給出使用MATLAB軟件完成模擬濾波器、數(shù)字濾波器的頻響應(yīng)特性曲線。可以方便地比較各個(gè)濾波器之間的異同。
可以說，MATLAB涉及數(shù)字信號(hào)處理課程的各個(gè)方面，將其與課程教學(xué)相結(jié)合無疑對(duì)課程的理解起到積極推動(dòng)作用。
2.實(shí)踐教學(xué)
從本質(zhì)上講MATLAB不能算純粹意義上的實(shí)踐教學(xué)，真正與數(shù)字信號(hào)處理相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié)是DSP（Digital Signal Processing），作為一類工具性軟件，DSP涉及軟件編程、硬件實(shí)現(xiàn)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。從應(yīng)用上講DSP功能非常強(qiáng)大，與數(shù)字信號(hào)處理課程直接相關(guān)。主要有兩個(gè)部分：
（1）使用DSP完成FFT運(yùn)算；
（2）使用DSP實(shí)現(xiàn)FIR及IIR數(shù)字濾波器。
上述兩個(gè)內(nèi)容在多數(shù)DSP教材中都有涉及。
實(shí)際上數(shù)字信號(hào)處理中基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一節(jié)內(nèi)容與DSP是直接相關(guān)的，系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以為DSP提供軟件流程。例如，對(duì)于二階IIR直接型網(wǎng)絡(luò)其結(jié)構(gòu)如圖2所示。
在DSP實(shí)現(xiàn)時(shí)，需要對(duì)上述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所表示的系統(tǒng)函數(shù)進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，可采用節(jié)點(diǎn)排序圖的方法實(shí)現(xiàn)，對(duì)圖3進(jìn)行節(jié)點(diǎn)排序如圖4所示。
根據(jù)圖4所示節(jié)點(diǎn)排序圖可以得到DSP的軟件流程圖。這樣在實(shí)際教學(xué)過程中，將課程與使用DSP完成具體實(shí)踐結(jié)合在一起，可以擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)面，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
四、結(jié)論
近幾年來，通過在教學(xué)中將理論教學(xué)、MATLAB、DSP結(jié)合在一起的深度結(jié)合方法，降低了學(xué)生對(duì)本門課程的畏懼心理，激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生出勤率達(dá)100%，能夠課后主動(dòng)查閱資料，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)，對(duì)課程的認(rèn)識(shí)程度有了顯著提高。
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關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；數(shù)字邏輯電路；C語言
中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1672-5913(2007)10-0090-03
引言
數(shù)字邏輯電路課是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)的一門必修基礎(chǔ)課。在計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課程中，它是微機(jī)原理與應(yīng)用、微機(jī)接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等課程的前導(dǎo)課程，有著承上啟下的重要地位。該課程從電子計(jì)算機(jī)的基本硬件組成及數(shù)字電子技術(shù)著手，對(duì)計(jì)算機(jī)的組成部件的基本電路工作原理展開討論，使學(xué)生掌握有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件方面的基礎(chǔ)知識(shí)，尤其是各數(shù)字邏輯電路的基本功能，構(gòu)成整機(jī)數(shù)字系統(tǒng)的技術(shù)，為培養(yǎng)學(xué)生對(duì)硬件系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)和使用能力打下最基本的基礎(chǔ)知識(shí)。
數(shù)字邏輯電路這門課程學(xué)習(xí)結(jié)果的好壞將對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)的后續(xù)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生很大的影響。數(shù)字邏輯電路是學(xué)好計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課的必要途徑，因此應(yīng)該重視這門課程教學(xué)方法的改進(jìn)。為了改革目前的數(shù)字邏輯電路課教學(xué)方法，我們探索了新的數(shù)字邏輯電路教學(xué)方法，即基于計(jì)算機(jī)高級(jí)語言的數(shù)字邏輯電路教學(xué)方法。本數(shù)字邏輯電路教學(xué)方法的特點(diǎn)是用計(jì)算機(jī)高級(jí)語言C語言對(duì)數(shù)字邏輯電路的基本功能進(jìn)行描述和實(shí)驗(yàn)，也就是用計(jì)算機(jī)高級(jí)語言對(duì)我們?cè)跀?shù)字邏輯電路課程中講解的全部基本數(shù)字邏輯電路進(jìn)行表示。本方法特別適合與計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，因?yàn)橛?jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)字邏輯電路課程之前都學(xué)習(xí)過了計(jì)算機(jī)高級(jí)語言C語言。這使得他們能夠較好的理解數(shù)字邏輯電路的這種表示方式，同時(shí)也能夠使他們?cè)趯W(xué)習(xí)數(shù)字邏輯電路的這種表示方式中復(fù)習(xí)計(jì)算機(jī)的高級(jí)語言，并且可以擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面，培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新能力。它不但能夠進(jìn)行數(shù)字邏輯電路的基本教學(xué)，還可以用于數(shù)字邏輯電路的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課程設(shè)計(jì)。
1數(shù)字邏輯電路的C語言描述
C語言功能豐富，表達(dá)能力強(qiáng)，使用靈活方便，目標(biāo)程序效率高，可移植性好，適合編寫各種軟件，尤其是系統(tǒng)軟件，所以C語言已在諸多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。目前許多高等院校，都在計(jì)算機(jī)專業(yè)開設(shè)了C語言課程。利用C語言可以編寫出簡(jiǎn)潔、緊湊、高效的程序。C51是在完全支持標(biāo)準(zhǔn)C全部指令的基礎(chǔ)上添加了許多用來優(yōu)化8051指令結(jié)構(gòu)的C的擴(kuò)展指令而形成的，其程序結(jié)構(gòu)也類似于標(biāo)準(zhǔn)C程序的編寫。隨著嵌入式技術(shù)的不斷發(fā)展以及C語言在嵌入式應(yīng)用中的不斷普及，C程序設(shè)計(jì)技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)中將得到廣泛的應(yīng)用。
數(shù)字邏輯電路通常分為組合數(shù)字邏輯電路和時(shí)序數(shù)字邏輯電路兩大類，組合數(shù)字邏輯電路常用的描述方法是邏輯圖、邏輯代數(shù)式、真值表和卡諾圖，它們均可對(duì)同一個(gè)組合邏輯問題進(jìn)行描述，知道其中的任何一個(gè)，就可以推出其余的三個(gè)。隨著EDA技術(shù)的發(fā)展，目前又出現(xiàn)了硬件描述語言的數(shù)字邏輯電路描述法。與用硬件描述語言類似的方法，本文探索了在微控制器中的C51程序描述法。例如對(duì)一個(gè)三變量的一致電路的描述：
三變量的一致電路就是當(dāng)A、B、C三個(gè)變量一致時(shí)，電路輸出高電平；當(dāng)三個(gè)變量不一致時(shí)，電路輸出低電平。
用邏輯代數(shù)式表示為：F=ABC+
用C51語言描述為：
Main()
{ sbit a=P1.0; // 定義布爾輸入變量a是微控制器的P1.0口
sbit b=P1.1; // 定義布爾輸入變量b是微控制器的P1.1口
sbit c=P1.2; // 定義布爾輸入變量c是微控制器的P1.2口
sbit f=P2.0; // 定義布爾輸出變量f是微控制器的P2.0口
while(1){ // 無限循環(huán)
P1=0xff;
if (a==b==c)
f==1；
elsl f==0；
}
} // P1為輸入口，P2為輸出口
從以上的C51程序可以看出，這樣的數(shù)字邏輯電路描述方法，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，只要學(xué)習(xí)過C語言是非常容易理解的，而且用該方法描述的數(shù)字邏輯電路也容易用下面介紹的實(shí)驗(yàn)方法中得到驗(yàn)證。
2在教學(xué)中的應(yīng)用原則
2.1教學(xué)重點(diǎn)
筆者認(rèn)為對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)字邏輯電路課，教學(xué)重點(diǎn)在于讓學(xué)生能夠很好地理解常用數(shù)字邏輯電路的邏輯功能，至于這些數(shù)字邏輯電路的實(shí)現(xiàn)方法有一些概念就可以了，沒有必要掌握數(shù)字邏輯電路的中小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)方法。而這些中小規(guī)模集成電路實(shí)現(xiàn)的數(shù)字邏輯電路在我們目前所用的教材中往往是重點(diǎn)講解的，這點(diǎn)對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生就不是很合適。事實(shí)上，本文探索的用C51程序描述數(shù)字邏輯電路，就是基于微控制器的用軟件實(shí)現(xiàn)的數(shù)字邏輯電路。這就是說數(shù)字邏輯電路課程的重點(diǎn)內(nèi)容是理解數(shù)字邏輯電路的邏輯功能。而具體用什么方法實(shí)現(xiàn)這個(gè)邏輯功能就不是太重要了。用中小規(guī)模集成電路、可編程邏輯電路和軟件來實(shí)現(xiàn)都是可以的。
2.2應(yīng)用實(shí)例
根據(jù)筆者的多年教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在計(jì)算機(jī)專業(yè)的數(shù)字邏輯電路課程教學(xué)中，靈活運(yùn)用本文論述的C51程序描述法，結(jié)合傳統(tǒng)的數(shù)字邏輯電路的描述方法，取得到了較好的教學(xué)效果。
如：對(duì)于在計(jì)算機(jī)專業(yè)中用到的較多的邏輯電路“譯碼器”。用邏輯代數(shù)描述為：
用C51程序可以描述為：
main()
{ sbit a=P1.0； // 定義布爾輸入變量a,b,c為微控制器的P1口
sbit b=P1.1；
sbit c=P1.2；
sbit y0=P2.0； // 定義布爾輸出變量y0~y7是微控制器的P2口
sbit y1=P2.1；
sbit y2=P2.2；
sbit y3=P2.3；
sbit y4=P2.4；
sbit y5=P2.5；
sbit y6=P2.6；
sbit y7=P2.7；
while(1){ // 無限循環(huán)
P1=0xff；
y0=y1=y2=y3=y4=y5=y6=y7=0；
if (a==0&&b==0&&c==0) y0=1;
if (a==0&&b==0&&c==1) y1=1;
if (a==0&&b==1&&c==0) y2=1;
if (a==0&&b==1&&c==1) y3=1;
if (a==1&&b==0&&c==0) y4=1;
if (a==1&&b==0&&c==1) y5=1;
if (a==1&&b==1&&c==0) y6=1;
if (a==1&&b==1&&c==1) y7=1;
}
}
因此，在數(shù)字邏輯電路課程中，讓學(xué)生懂得作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生，單單學(xué)會(huì)數(shù)字邏輯電路的硬件實(shí)現(xiàn)方法是不夠的，還應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生從一開始就重視學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)軟硬件的相互關(guān)系。如果教師在數(shù)字邏輯電路課程的教學(xué)中運(yùn)用本文論述的方法，引導(dǎo)學(xué)生從計(jì)算機(jī)軟件和硬件層次上去認(rèn)識(shí)數(shù)字邏輯電路知識(shí)，對(duì)學(xué)生學(xué)好后續(xù)專業(yè)課程有著積極的促進(jìn)意義。
3實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
3.1硬件結(jié)構(gòu)
本實(shí)驗(yàn)方法的硬件部分主要由PC機(jī)以及微控制器電路和多個(gè)LED電路組成。微控制器選用Philips公司生產(chǎn)的P89C51RD2BN。該芯片內(nèi)部集成了多種功能部件，如四個(gè)8位的數(shù)字I/O口，8路A/D轉(zhuǎn)換接口、UART、定時(shí)器、看門狗定時(shí)器和FLASH存儲(chǔ)器等。微控制器的主要功能是：用戶輸入輸出端口狀態(tài)掃描輸入，用戶輸入輸出端口信號(hào)輸入和數(shù)字信號(hào)顯示等。實(shí)驗(yàn)硬件組成框圖如圖1所示。
圖1 實(shí)驗(yàn)硬件組成框圖
3.2ISP實(shí)現(xiàn)原理
本實(shí)驗(yàn)方法的關(guān)鍵是ISP技術(shù)。P89C51RD2BN的系統(tǒng)編程是通過標(biāo)準(zhǔn)RS232串口來完成的，它是一種內(nèi)嵌的在線可編程。內(nèi)部有一系列的硬件資源，當(dāng)微控制器對(duì)自身的Flash存儲(chǔ)器進(jìn)行編程時(shí)，所有底層操作都由這些內(nèi)部資源來完成。ISP編程不需要將微控制器從系統(tǒng)中取出，只要用一個(gè)開關(guān)將PSEN強(qiáng)行拉低，ALE管腳懸空，系統(tǒng)便在上電復(fù)位后進(jìn)入ISP狀態(tài)。通過免費(fèi)的編程軟件Flashmagic下載二進(jìn)制文件到微控制器，就可以運(yùn)行程序了。
3.3實(shí)驗(yàn)方法
如圖1所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)先把ISP控制開關(guān)放置在ISP位置上，在PC機(jī)上輸入需要實(shí)現(xiàn)的數(shù)字邏輯電路的C51程序，然后經(jīng)過C51編譯器編譯，生成二進(jìn)制文件形式的目標(biāo)程序文件，然后使用Flashmagic軟件把目標(biāo)程序下載到微控制器中，再把ISP控制開關(guān)放置到微控制器的正常工作狀態(tài)，按動(dòng)復(fù)位按鈕，微控制器中的程序就可以正常運(yùn)行了。這時(shí)可以在輸入撥位開關(guān)上輸入數(shù)字信號(hào)，在LED上可以觀察到這個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)字邏輯電路的邏輯功能的實(shí)現(xiàn)結(jié)果。改變輸入撥位開關(guān)上輸入的數(shù)字信號(hào)，可以得到不同的數(shù)字信號(hào)輸入，在LED中可以觀察分析實(shí)驗(yàn)數(shù)字邏輯電路的全部邏輯功能。
運(yùn)用本實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行的數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)，由于實(shí)驗(yàn)所用到的硬件設(shè)備，除PC機(jī)以外的成本是極低的，可以實(shí)現(xiàn)把實(shí)驗(yàn)帶回家的實(shí)驗(yàn)理念。在家里進(jìn)行各種有創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生真正成為實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主人。
4結(jié)束語
本文論述的數(shù)字邏輯電路C語言描述方法具有易懂、直觀、有創(chuàng)新性的特點(diǎn)。用該教學(xué)方法的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、維護(hù)方便、性能可靠。可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的組合數(shù)字邏輯電路實(shí)驗(yàn)，也可以進(jìn)行時(shí)序邏輯電路的實(shí)驗(yàn)，能夠搭建多種趣味電路。能滿足基本教學(xué)的需要，也可以進(jìn)行綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。
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收稿時(shí)間：2007-2-16
1課程現(xiàn)狀
《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用》是實(shí)用性非常強(qiáng)的課程，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域一線的農(nóng)業(yè)推廣碩士來說有重要的意義．但在實(shí)際教學(xué)過程中，存在諸多問題制約了教學(xué)的效果和質(zhì)量．1）從教學(xué)內(nèi)容上講，課程所講的內(nèi)容與本科生課程《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法》無本質(zhì)區(qū)別，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)專業(yè)的發(fā)展前沿動(dòng)態(tài)知之不多，興趣不濃厚．信息時(shí)代，數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的研究方興未艾，知識(shí)在不斷更新，因此課程內(nèi)容的陳舊，易給學(xué)生造成所學(xué)知識(shí)過時(shí)，與本科課程毫無區(qū)別的錯(cuò)覺．2）從教學(xué)方法和教學(xué)手段上講，仍是以課堂講授為主，教師主導(dǎo)，學(xué)生被動(dòng)接受，對(duì)項(xiàng)目教學(xué)和討論教學(xué)等沒有足夠的重視，教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱，形式單一．課程中的設(shè)計(jì)方法、算法大都已經(jīng)集成到成熟的商業(yè)軟件中，學(xué)生卻沒有機(jī)會(huì)接觸這些軟件，而它們恰恰是現(xiàn)在成熟裝備設(shè)計(jì)制造類企業(yè)，如汽車，重工機(jī)械企業(yè)等研發(fā)過程中使用的主流軟件．相對(duì)于裝備設(shè)計(jì)制造類企業(yè)較成熟的與國(guó)際接軌的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造來說，農(nóng)機(jī)行業(yè)，特別是中西部的企業(yè)稍顯落后．攻讀農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域農(nóng)業(yè)推廣碩士的學(xué)生很多來自一線農(nóng)機(jī)設(shè)計(jì)與制造類企業(yè)，如果他們不熟悉這些軟件將十分不利于農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展與創(chuàng)新．對(duì)于攻讀農(nóng)業(yè)推廣碩士學(xué)位的研究生來講，學(xué)習(xí)《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用》應(yīng)該強(qiáng)調(diào)其應(yīng)用性，然而現(xiàn)在的課程教學(xué)更多的是側(cè)重?cái)?shù)學(xué)、力學(xué)知識(shí)的講解，課堂教學(xué)枯燥乏味．教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段的相對(duì)滯后以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)方式設(shè)計(jì)不合理是造成上述結(jié)果的主要原因．
2數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造發(fā)展現(xiàn)狀
“數(shù)字化”作為信息時(shí)代的顯著技術(shù)特征初露端倪．機(jī)械工業(yè)是國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)，近年來在重大技術(shù)裝備、汽車產(chǎn)品、農(nóng)業(yè)機(jī)械裝備和基礎(chǔ)產(chǎn)品四個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展也尤為迅速，對(duì)于產(chǎn)品的創(chuàng)新性以及數(shù)字化的要求也越來越高，機(jī)械工業(yè)的發(fā)展需要信息技術(shù)的支撐［9］．隨著信息技術(shù)與機(jī)械工業(yè)的結(jié)合，以C3P（CAD／CAPP／CAM／PDM）為代表的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具CAX在機(jī)械工業(yè)界得到廣泛普及，C3P更多地以軟件接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成，但對(duì)更高層次的設(shè)計(jì)如動(dòng)力學(xué)分析、系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)缺乏有效的支持．針對(duì)這些不足，現(xiàn)在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)更多地強(qiáng)調(diào)基于多體（Multibody）系統(tǒng)復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、基于本構(gòu)融合的多領(lǐng)域（Multidomain）統(tǒng)一建模和基于多學(xué)科（Multidisciplinar－y）協(xié)同集成框架的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并逐步形成計(jì)算機(jī)輔助工程（Computer－AidedEngineering，CAE）相關(guān)平臺(tái)工具．在企業(yè)信息化的設(shè)計(jì)管理方面，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）得到拓延，已形成產(chǎn)品全生命周期管理（PLM）技術(shù)，M3P（Multibody／Multidomain／Multidisciplinary／PLM）已成為當(dāng)前機(jī)械工業(yè)技術(shù)研究、開發(fā)和應(yīng)用的時(shí)代特征［10］．農(nóng)業(yè)機(jī)械現(xiàn)代化的戰(zhàn)略制高點(diǎn)是農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)數(shù)字化［11］．?dāng)?shù)字化設(shè)計(jì)與制造是從“中國(guó)制造”轉(zhuǎn)向“中國(guó)創(chuàng)造”的新途徑．將數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造引入農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)，將改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)方式，使數(shù)字化技術(shù)能夠改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造產(chǎn)業(yè)［12］，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的新應(yīng)用［13］．
3應(yīng)對(duì)措施
在《現(xiàn)代設(shè)計(jì)法及其應(yīng)用》的教學(xué)中，擬以數(shù)字化設(shè)計(jì)統(tǒng)領(lǐng)課程的教學(xué)，從授課內(nèi)容、方式和方法上進(jìn)行課程建設(shè)，突出設(shè)計(jì)方法“計(jì)算機(jī)輔助（Computer－Aided）”的理念．從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段三個(gè)方面的改革與創(chuàng)新來進(jìn)行課程建設(shè)，框架如圖1所示：在教學(xué)內(nèi)容方面，主要是優(yōu)化課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用“基于項(xiàng)目的教學(xué)”．在教學(xué)方法上緊緊抓住“數(shù)字化”這一主線，突出計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)方法中的作用．在教學(xué)手段上應(yīng)用多媒體、CAI課件，講課的過程中即時(shí)通過集成設(shè)計(jì)方法、算法的軟件演示來講授方法、算法的應(yīng)用效果，打破以往的教學(xué)體系中課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)相脫節(jié)的授課方式，在課堂教學(xué)中引出實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的內(nèi)容，使課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)做到相互貫通、互為補(bǔ)充、相輔相成，以提高總體教學(xué)效果，使得學(xué)生能更全面、系統(tǒng)地掌握專業(yè)知識(shí)．1）從教學(xué)內(nèi)容上講，課程講授內(nèi)容更新及時(shí)、緊扣前沿．對(duì)于《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用》課程，擬主要講授多體動(dòng)力學(xué)仿真（柔性多體動(dòng)力學(xué)會(huì)引入有限元分析）和多領(lǐng)域仿真的內(nèi)容，補(bǔ)充講解多學(xué)科優(yōu)化方面的內(nèi)容，這些都是CAE研究的熱點(diǎn)，也是數(shù)字化設(shè)計(jì)的核心．通過項(xiàng)目組老師前期教學(xué)和科研的積累，可以為學(xué)生指定并提供相關(guān)內(nèi)容的經(jīng)典著作、文獻(xiàn)參考資料．講解框架如圖2：對(duì)于整個(gè)現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法體系，在C3P的基礎(chǔ)上，著重講解M3P的構(gòu)架，成系統(tǒng)地講解使得學(xué)生明確《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用》在整個(gè)企業(yè)流程中所處的位置．PLM使學(xué)生了解企業(yè)如何進(jìn)行數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的統(tǒng)籌管理以及產(chǎn)品全生命周期管理，讓他們對(duì)現(xiàn)代企業(yè)設(shè)計(jì)制造工作流程有深入的了解．2）從教學(xué)方法和教學(xué)手段上講，立足實(shí)踐，把“應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)”搬入課堂，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)．課程內(nèi)容以講解企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用為主，增加學(xué)生興趣．授課過程中，在方法、算法講解的基礎(chǔ)上，輔助集成這些方法或者算法的成熟軟件演示，使得學(xué)生在理論學(xué)習(xí)完成后，馬上知道方法、算法的企業(yè)級(jí)應(yīng)用，以達(dá)到強(qiáng)烈的“學(xué)以致用”的效果，把“應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)”搬入課堂，使得學(xué)生了解現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的高效、直觀和快捷的特點(diǎn)，引發(fā)學(xué)習(xí)熱情，引入并倡導(dǎo)啟發(fā)式、討論式教學(xué)方法，將學(xué)生在實(shí)際工作中遇到的問題引入課堂，實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)”的教學(xué)模式．針對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)工作中遇到的設(shè)計(jì)問題或農(nóng)業(yè)機(jī)械類企業(yè)的設(shè)計(jì)需求．強(qiáng)調(diào)集成現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法軟件的應(yīng)用．如動(dòng)力學(xué)分析的MSC．ADAMS軟件，有限元分析的ANSYS軟件，多領(lǐng)域仿真分析的Dymola軟件，優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的iSIGHT軟件和Matlab軟件的Optimization工具箱等等，采用企業(yè)設(shè)計(jì)需求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高學(xué)生使用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法分析問題和解決問題的能力．
4結(jié)論
基于對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域農(nóng)業(yè)推廣碩士專業(yè)必修課《現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法及應(yīng)用》課程現(xiàn)狀的認(rèn)識(shí)和教學(xué)中出現(xiàn)的問題，以數(shù)字化為主線進(jìn)行課程建設(shè)，改進(jìn)課堂教學(xué)的內(nèi)容結(jié)構(gòu)、教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容與方式，提出一些課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容及方式的改革措施，以計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、數(shù)字化為主線，強(qiáng)調(diào)工程技術(shù)人才培養(yǎng)方向的需求，強(qiáng)化實(shí)踐，提高培養(yǎng)質(zhì)量，現(xiàn)已形成了課程的指導(dǎo)性教學(xué)大綱．最終要達(dá)到在有限的課時(shí)內(nèi)選定合適的授課內(nèi)容，為農(nóng)業(yè)推廣碩士帶來設(shè)計(jì)理念的提升，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械化領(lǐng)域農(nóng)業(yè)推廣碩士的培養(yǎng)質(zhì)量．
作者：馬秀騰 翟彥博 張建軍 單位：西南大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院
1新時(shí)代背景下數(shù)字媒體廣告教學(xué)存在的問題
1.1教學(xué)理念不適應(yīng)數(shù)字媒體廣告行業(yè)發(fā)展需求
隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”信息時(shí)代的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)于數(shù)字媒體廣告專業(yè)人才培養(yǎng)的需求已經(jīng)發(fā)生了較大變化。傳統(tǒng)廣告教育的主要目標(biāo)是培養(yǎng)廣告策劃、創(chuàng)意、設(shè)計(jì)制作、媒體活動(dòng)策劃和廣告經(jīng)營(yíng)項(xiàng)目管理方面的專業(yè)人才，為廣告公司、廣告商和其他廣告媒體組織服務(wù)，重點(diǎn)以培養(yǎng)設(shè)計(jì)創(chuàng)意、廣告策劃和廣告經(jīng)營(yíng)管理技能兼?zhèn)涞膶I(yè)人才為主，而數(shù)字媒體廣告教學(xué)，則會(huì)在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)培養(yǎng)一些與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷信息傳播相關(guān)的技術(shù)人才，要求學(xué)生畢業(yè)前能掌握一些廣告大數(shù)據(jù)挖掘、分析和綜合應(yīng)用的信息技術(shù)、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)媒體廣告策劃創(chuàng)意與信息傳播、微信微博廣告內(nèi)容開發(fā)運(yùn)營(yíng)等專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐能力。為了適應(yīng)數(shù)字媒體廣告行業(yè)新的發(fā)展趨勢(shì)和社會(huì)對(duì)人才的需求，數(shù)字媒體廣告教學(xué)計(jì)劃應(yīng)根據(jù)不斷發(fā)展變化的客觀實(shí)際不斷進(jìn)行更新和修訂。
1.2教學(xué)方法不能滿足數(shù)字媒體廣告行業(yè)對(duì)人才專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用能力的需求
目前，大多數(shù)數(shù)字媒體廣告專業(yè)的學(xué)生是零零后。這些學(xué)生是隨著世界互聯(lián)網(wǎng)的快速穩(wěn)定發(fā)展而成長(zhǎng)起來的一代人。因?yàn)樗麄冮L(zhǎng)期受到世界互聯(lián)網(wǎng)的影響，所以在媒介接觸偏好、媒介傳播方式選擇以及接受網(wǎng)絡(luò)知識(shí)的方式方法等方面，呈現(xiàn)出其自身的特點(diǎn)。高校要提高廣大學(xué)生參與學(xué)習(xí)的興趣和積極性，最大程度地綜合運(yùn)用數(shù)字社會(huì)媒體互動(dòng)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)、項(xiàng)目式互動(dòng)教學(xué)等多種教學(xué)方法，勢(shì)在必行，傳統(tǒng)的教學(xué)方法已不能滿足當(dāng)前數(shù)字媒體廣告行業(yè)對(duì)人才專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐能力的需求[2]。
1.3數(shù)字媒體廣告專業(yè)教師理論知識(shí)水平與實(shí)踐能力需要進(jìn)一步提升
作為高校，想培育出具有數(shù)字營(yíng)銷傳播與數(shù)字媒體操作相關(guān)知識(shí)和能力的數(shù)字媒體廣告專業(yè)人才，有必要提高數(shù)字媒體廣告專業(yè)教師的專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐應(yīng)用能力，以避免出現(xiàn)為學(xué)生開設(shè)的課程，不合時(shí)宜。當(dāng)下，由于高校數(shù)字媒體廣告相關(guān)專業(yè)教師缺乏數(shù)字媒體營(yíng)銷傳播理論的相關(guān)專業(yè)知識(shí)和綜合實(shí)踐應(yīng)用能力，在數(shù)字媒體營(yíng)銷傳播和數(shù)字媒體廣告教學(xué)工作中缺乏主動(dòng)性和積極性，直接影響了學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)學(xué)科專業(yè)知識(shí)的效果和實(shí)際應(yīng)用能力的培養(yǎng)，致使數(shù)字媒體廣告專業(yè)課堂教學(xué)不能充分適應(yīng)數(shù)字媒體廣告相關(guān)行業(yè)對(duì)人才專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)與綜合能力的需求[3]。
1.4數(shù)字媒體廣告教學(xué)缺乏與業(yè)界的密切聯(lián)系
近年來，大多數(shù)高校都十分重視學(xué)生實(shí)踐操作能力的提升，但就數(shù)字媒體廣告教學(xué)的真實(shí)情況而言，仍然缺乏與行業(yè)的有效對(duì)接，缺乏與行業(yè)企業(yè)的長(zhǎng)期、穩(wěn)定、深入的交流與合作，還沒與數(shù)字媒體廣告相關(guān)機(jī)構(gòu)建立起良好的合作共贏模式。因此，這將會(huì)導(dǎo)致高校教師想深入企業(yè)交流學(xué)習(xí)缺乏平臺(tái)，也無法為大學(xué)生提供一個(gè)接觸數(shù)字網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷信息傳播與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)媒體廣告實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目的機(jī)會(huì)。高校課堂教學(xué)脫離了企業(yè)實(shí)戰(zhàn)過程，很顯然，將不利于大學(xué)生實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)和提高[4]。
2新時(shí)代背景下數(shù)字媒體廣告教學(xué)模式的探索
2.1構(gòu)建有利于培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字媒體廣告運(yùn)營(yíng)能力的專業(yè)教學(xué)課程體系
高校可以考慮增設(shè)一些與數(shù)字媒體廣告相關(guān)的專業(yè)前沿理論課程與實(shí)踐操作課程，以滿足數(shù)字媒體廣告行業(yè)對(duì)人才的需要，形成一套有利于高校系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字媒體廣告運(yùn)營(yíng)能力的課程體系，如數(shù)字媒體廣告實(shí)踐、社會(huì)媒體營(yíng)銷、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)營(yíng)銷、App設(shè)計(jì)制作、界面設(shè)計(jì)、手機(jī)終端營(yíng)銷、微博微信營(yíng)銷等，進(jìn)一步完善現(xiàn)有的數(shù)字媒體廣告課程體系，提高學(xué)生將數(shù)字媒體營(yíng)銷知識(shí)傳播與數(shù)字媒體廣告行業(yè)操作相結(jié)合的能力。總之，高校要充分適應(yīng)新時(shí)代數(shù)字媒體廣告行業(yè)的發(fā)展要求，增設(shè)數(shù)字媒體廣告相關(guān)專業(yè)課程內(nèi)容或不斷完善相關(guān)專業(yè)課程體系，使學(xué)生既能深刻認(rèn)識(shí)到數(shù)字媒體廣告的發(fā)展趨勢(shì)與規(guī)律，同時(shí)又能動(dòng)手動(dòng)腦進(jìn)行數(shù)字媒體廣告的設(shè)計(jì)創(chuàng)意、制作及宣傳[5]。
2.2運(yùn)用多媒體信息化教學(xué)手段培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高課堂的教學(xué)效果
高校應(yīng)不斷加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程和微課程的建設(shè)，利用多媒體信息網(wǎng)絡(luò)教學(xué)技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，可將中外典型廣告教學(xué)案例和一些接近廣告業(yè)前沿的數(shù)字媒體廣告案例引入課堂教學(xué)，以加深學(xué)生對(duì)數(shù)字媒體廣告相關(guān)理論知識(shí)的理解，拓展學(xué)生的國(guó)際視野[6]。一方面這種教學(xué)方法更加符合新時(shí)代數(shù)字媒體廣告專業(yè)學(xué)生的特點(diǎn)，教師可以根據(jù)課程實(shí)際選擇使用多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、微課教學(xué)和課堂直播教學(xué)等多樣化的教學(xué)方法。另一方面，可要求學(xué)生在上課前充分利用網(wǎng)絡(luò)課程和其他微課程等為課程教學(xué)提前做好準(zhǔn)備，從而使學(xué)生能夠發(fā)揮個(gè)人主觀能動(dòng)性，帶著新的思維、想法進(jìn)入課堂，還可以要求學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程和其他微課程進(jìn)行課后復(fù)習(xí)，學(xué)生通過網(wǎng)上自主學(xué)習(xí)搜集相關(guān)資料主動(dòng)去探索解決與專業(yè)相關(guān)實(shí)際問題，加深對(duì)專業(yè)課堂教學(xué)具體內(nèi)容的系統(tǒng)理解掌握程度與理論掌握能力水平，提高專業(yè)課堂的整體教學(xué)效果。
2.3深入推進(jìn)產(chǎn)教融合、校企合作，利用“項(xiàng)目引入式”將企業(yè)、行業(yè)的相關(guān)項(xiàng)目引入課堂
高校應(yīng)積極改革理論課和實(shí)踐課的教學(xué)方法，進(jìn)一步促進(jìn)產(chǎn)教融合、校企合作，將企業(yè)和行業(yè)的數(shù)字媒體廣告相關(guān)實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目引入課堂，如參與企業(yè)網(wǎng)站的建設(shè)和維護(hù)、企業(yè)微博、公眾微信平臺(tái)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)等，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生積極參與中國(guó)大學(xué)廣告藝術(shù)節(jié)高校獎(jiǎng)、時(shí)代金牛犢獎(jiǎng)、全國(guó)大學(xué)廣告藝術(shù)競(jìng)賽、全國(guó)高校數(shù)字藝術(shù)設(shè)計(jì)大賽、白金創(chuàng)意和OneShow金鉛筆等賽事。教師可以引導(dǎo)學(xué)生多選擇與數(shù)字媒體廣告相關(guān)項(xiàng)目參加比賽，如H5廣告、網(wǎng)上店鋪設(shè)計(jì)、互聯(lián)網(wǎng)微電影、基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的平面廣告等，這種教學(xué)方法更有利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和積極性，使學(xué)生真正成為教學(xué)的活動(dòng)主體，提高學(xué)生的專業(yè)敏銳度與專業(yè)素養(yǎng)，加深對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的深入理解，也能充分鍛煉自身的實(shí)踐操作能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
3結(jié)語
新時(shí)代背景下，高校對(duì)數(shù)字媒體廣告教學(xué)進(jìn)行改革勢(shì)在必行，在制訂人才培養(yǎng)計(jì)劃時(shí)，要充分了解專業(yè)特點(diǎn)，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)逐步向工作室教學(xué)轉(zhuǎn)變，并與相關(guān)數(shù)字媒體廣告企業(yè)聯(lián)系起來協(xié)同育人，承接一些數(shù)字媒體廣告相關(guān)的具體項(xiàng)目，以便將數(shù)字媒體廣告教學(xué)與社會(huì)實(shí)踐緊緊地結(jié)合在一起，從而切實(shí)地培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)需求的專業(yè)人才。
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【關(guān)鍵詞】虛擬仿真;數(shù)字電路;課程改革;教學(xué)方法
【中圖分類號(hào)】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【論文編號(hào)】1009―8097(2010)07―0147―04
一 前言
數(shù)字電子技術(shù)是計(jì)算機(jī)及通信類專業(yè)的重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,其中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和解決問題的能力,因此,生動(dòng)形象的課堂教學(xué)和全面的實(shí)驗(yàn)體系對(duì)教學(xué)效果和知識(shí)的應(yīng)用能力有著非常重要的作用。然而,由于實(shí)驗(yàn)儀器的的老舊,數(shù)量有限,使得實(shí)驗(yàn)的開出率以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的擴(kuò)展都受到限制。為順應(yīng)現(xiàn)代教育的發(fā)展,實(shí)施的現(xiàn)代化遠(yuǎn)程開放教育,將計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于數(shù)字電路教學(xué)中。其中理論教學(xué)結(jié)合多種教學(xué)方法和現(xiàn)代化的教育技術(shù),將基礎(chǔ)知識(shí)和理論形象地表現(xiàn)出來,有助于學(xué)生理解。課堂教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)都利用計(jì)算機(jī)虛擬仿真軟件將所學(xué)理論聯(lián)系實(shí)際,并加以應(yīng)用,在此研究基礎(chǔ)上提出了基于虛擬仿真技術(shù)的所有電子技術(shù)課程教學(xué)的新模式。
二 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality)技術(shù),簡(jiǎn)稱VR,涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)交互技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能等多個(gè)領(lǐng)域。它由計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成的三維信息的人工環(huán)境――虛擬環(huán)境,可以逼真地模擬現(xiàn)實(shí)世界(甚至是不存在的)的事物和環(huán)境,人投入到這種環(huán)境中,立即有“親臨其境”的感覺,并可親自操作,與虛擬環(huán)境進(jìn)行交互[1]。
計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù),是在多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等信息科技迅猛發(fā)展的基礎(chǔ)上,利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將仿真技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相結(jié)合,是一種更高級(jí)的仿真技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)以構(gòu)建全系統(tǒng)統(tǒng)一的完整的虛擬環(huán)境為典型特征,并通過虛擬環(huán)境集成與控制為數(shù)眾多的實(shí)體。實(shí)體可以是模擬器,也可以是其他的虛擬仿真系統(tǒng),更多的是計(jì)算機(jī)。實(shí)體在虛擬仿真軟件所提供構(gòu)建的環(huán)境中相互作用,以表現(xiàn)客觀世界的真實(shí)特征。虛擬仿真技術(shù)的這種集成化、虛擬化與網(wǎng)絡(luò)化的特征,可以滿足現(xiàn)代教育的發(fā)展需求[1]。
三 課程教學(xué)的若干問題及改革研究
對(duì)于理論教學(xué)環(huán)節(jié),首先是教學(xué)內(nèi)容陳舊。當(dāng)前大中專院校所用的教材內(nèi)容都是十幾年前的,即便是近幾年出版的教材,也只是內(nèi)容的深淺不同,體系結(jié)構(gòu)基本相同。比如教材中主要說明的74LS系列的芯片在目前實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)被淘汰,真正是學(xué)的沒用,用的沒學(xué)。現(xiàn)在的學(xué)生在學(xué)習(xí)中,非常關(guān)注所學(xué)知識(shí)的實(shí)用性,如果不能學(xué)以致用,就影響到學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。因而在課程教學(xué)中要及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容,講解傳統(tǒng)芯片的同時(shí)多介紹一些現(xiàn)在普遍使用的芯片,當(dāng)然也要根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)程度,最大可能激發(fā)學(xué)生的興趣[3]。
其次是教學(xué)方法。常用的教學(xué)方法無非就是這幾種:講授法、討論法、談話法、閱讀指導(dǎo)法。根據(jù)課程的特點(diǎn)和教學(xué)要求,不能一成不變的套用傳統(tǒng)的教學(xué)方法。這些方法對(duì)有些課程很有效,但是對(duì)計(jì)算機(jī)課程不一定全部適合,因此需要探索適合本課程需求的新的教學(xué)方法。筆者在教學(xué)中通常有如下幾種方法:講授法,這是傳統(tǒng)的教學(xué)方法,教師口述基本事實(shí)、原理和推理過程。部分定理,原理及產(chǎn)品采用講授法。例舉法,就是以典型例題說明某個(gè)定理或元件的應(yīng)用,這是本課程用的最多的一種方法。在數(shù)字電路課程中有很多芯片的實(shí)際應(yīng)用,有些是針對(duì)某部分內(nèi)容的很典型的例子,這些例子對(duì)于學(xué)生理解和掌握此部分知識(shí)非常有用。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法,就是教師布置一些運(yùn)用某個(gè)知識(shí)點(diǎn)的題目,要求學(xué)生在課堂上有限的時(shí)間里做出來,并檢查完成情況。這樣學(xué)生對(duì)該節(jié)課所學(xué)知識(shí)從理論到應(yīng)用有了一個(gè)全方位的認(rèn)識(shí),而且對(duì)每個(gè)知識(shí)點(diǎn)掌握得都比較透徹,這是近年來比較流行的一種教學(xué)方法,也是計(jì)算機(jī)專業(yè)課程特有的一種教學(xué)方法,對(duì)提升教學(xué)效果有顯著作用。
再次是教學(xué)手段,不是單純的使用多媒體課件,而是結(jié)合計(jì)算機(jī)專業(yè)特點(diǎn)引入現(xiàn)代化教育技術(shù)和手段,很多典型例題用計(jì)算機(jī)仿真軟件在課堂驗(yàn)證,讓學(xué)生直觀形象地了解電路的工作情況,從而掌握電路或芯片的應(yīng)用。
對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié),首先是實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)陋。很多高校數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括我校仍然使用老式實(shí)驗(yàn)箱,即由固定數(shù)字電路芯片搭建的實(shí)驗(yàn),學(xué)生只能按實(shí)驗(yàn)教材設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)按步驟做固定的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都是以芯片講解為主,目的是對(duì)芯片功能進(jìn)行驗(yàn)證。因此學(xué)生把實(shí)驗(yàn)課當(dāng)完成任務(wù),實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)沒有促進(jìn)教學(xué),相反影響了教學(xué)效果。很多新的芯片不能認(rèn)識(shí)和實(shí)踐,使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與實(shí)際應(yīng)用的要求嚴(yán)重脫節(jié)。其次在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備老化,個(gè)別元件被損壞或接觸不良,導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)中,出現(xiàn)一些問題,電路連接完全正確,但是就是得不到正確結(jié)果,結(jié)果費(fèi)了很多時(shí)間去排除故障,這樣做實(shí)驗(yàn)當(dāng)然激發(fā)不了學(xué)生的興趣,相反還會(huì)阻礙他們進(jìn)一步探索。再次,由于實(shí)驗(yàn)條件的限制,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目只能停留在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)層次,學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和綜合應(yīng)用能力都得不到提高,利用電子電路的計(jì)算機(jī)虛擬仿真軟件multisilm10就可以解決這個(gè)問題,利用這個(gè)軟件可以自行設(shè)計(jì)集成電路,綜合應(yīng)用各種芯片,完成所有的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)[4]。在教學(xué)實(shí)施中,根據(jù)學(xué)生情況分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。
四 計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)在課程教學(xué)中的應(yīng)用
1 課堂教學(xué)中的應(yīng)用
在課堂講到門電路的工作原理或集成電路的應(yīng)用時(shí),可以現(xiàn)場(chǎng)用計(jì)算機(jī)仿真軟件演示電路的工作過程,使學(xué)生更好地理解門電路的工作原理和芯片的工作情況。從而掌握電路的應(yīng)用。這樣,教學(xué)過程是由原理到應(yīng)用,由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由抽象到現(xiàn)實(shí),循序漸進(jìn)地完成理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。數(shù)字電路的基本單元是門電路,那么理解其工作原理非常重要,但是此部分對(duì)于大部分同學(xué)來說都是難點(diǎn),如何突破這個(gè)難點(diǎn)呢?利用軟件建立仿真電路,真實(shí)地展現(xiàn)輸出電壓隨輸入電壓的變化情況,就會(huì)獲得很好的效果。下面是利用仿真軟件說明TTL與非門工作原理的課堂實(shí)例:
(1) Vi=0V,輸入接低電平。那么Q1導(dǎo)通,Vb1=0.8V,Ib5
(2) Vi=3.6V,輸入高電平。那么Q1的發(fā)射極電流從發(fā)射極(0.852mA)流入,從集電極流出,Q1的發(fā)射極和集電極倒置狀態(tài)。Vb1=2.443V,Vb5=0.843V,Vbc1+Vbe2=2.443-0.843=1.6V,導(dǎo)致Q2、Q5導(dǎo)通。由于Vc2=0.886V,Q4、Q5截止。輸出Vo=0.018V。其電路仿真如圖2:
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
大學(xué)生需要有獨(dú)立的設(shè)計(jì)能力和對(duì)電子器件的綜合應(yīng)用能力,這就決定了本課程的實(shí)驗(yàn)體系應(yīng)該是三個(gè)層次,在簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上必須開設(shè)有創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)。然而實(shí)驗(yàn)室有限的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱只能做幾個(gè)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn),無法滿足設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)備要求。但是,利用電子電路的計(jì)算機(jī)仿真軟件就可以擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)室,提供所需要的一切電子元件和芯片,搭建任意難度,任意復(fù)雜的電路,并驗(yàn)證其正確性。同時(shí)利用仿真軟件的可配置性,配合適當(dāng)?shù)碾娐房勺龀龆喾N不同的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)課程中,提前給出了三種實(shí)驗(yàn)的一些題目和內(nèi)容,要求驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)必須都完成,設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可選做一至兩個(gè),綜合性實(shí)驗(yàn)選做一個(gè)。下面簡(jiǎn)要說明學(xué)生利用仿真軟件選做的數(shù)字電子鐘邏輯電路的設(shè)計(jì)實(shí)例。
要求用中、小規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)一臺(tái)能顯示日、時(shí)、分秒的數(shù)字電子鐘,選用器材主要有:安裝有仿真軟件的計(jì)算機(jī)若干臺(tái),集成電路(CD4060、74LS74、74LS161、74LS248),晶振、電阻、電容若干,數(shù)碼顯示管,三極管、開關(guān)若干。
提示設(shè)計(jì)方案,包括數(shù)字電子鐘的電路框圖和四個(gè)主要模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),學(xué)生依據(jù)電路框圖和提示信息設(shè)計(jì)邏輯電路圖,并將其在虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境中用仿真電路實(shí)現(xiàn)。下面給出數(shù)字電子鐘的電路框圖。
篇幅所限,參考電路就不給出,但是通過這個(gè)實(shí)例可以看出虛擬仿真技術(shù)在課程實(shí)驗(yàn)中的重要作用。不但節(jié)省很多設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用,不受地點(diǎn)和環(huán)境的限制,而且和真實(shí)實(shí)驗(yàn)具有相同的效果。既然如此,為什么不廣泛應(yīng)用呢?
五 總結(jié)
論文對(duì)數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)提出很多問題,在實(shí)際的教學(xué)實(shí)踐中對(duì)這些問題進(jìn)行了探索,將計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)引入教學(xué)中,采用現(xiàn)代化教育手段進(jìn)行課程改革。課堂教學(xué)提出了很多適合本課程并行之有效的教學(xué)方法,重要電路工作情況的計(jì)算機(jī)仿真演示,部分例題的計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證,增強(qiáng)其直觀性和真實(shí)性,加強(qiáng)學(xué)生的理解。實(shí)驗(yàn)教學(xué)也利用計(jì)算機(jī)仿真軟件,采用虛擬實(shí)驗(yàn)和真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式,擴(kuò)充建立了虛擬實(shí)驗(yàn)室,擴(kuò)展了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,在無需花費(fèi)很大代價(jià)的情況下,滿足了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的條件,從而完成三個(gè)層次實(shí)驗(yàn)體系的建設(shè)。在本文的研究基礎(chǔ)上,可將虛擬仿真技術(shù)推廣應(yīng)用到所有電子技術(shù)課程教學(xué)中,引發(fā)電子技術(shù)課程改革的新局面。
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關(guān)鍵詞：數(shù)字圖像處理 教學(xué) 考核
中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）09（b）-0167-01
近年來，數(shù)字圖像處理已經(jīng)迅速發(fā)展成為一門集光學(xué)、微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息與計(jì)算科學(xué)等學(xué)科為一體的具有強(qiáng)大生命力的綜合性邊緣科學(xué)。數(shù)字圖像處理技術(shù)在通信工程、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、醫(yī)用圖像處理、工業(yè)生產(chǎn)、軍事、公安、文化藝術(shù)等許多領(lǐng)域中發(fā)揮著越來越重要的作用。
數(shù)字圖像處理課程作為信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)的選修課，課程所涉及的知識(shí)面廣、理論性強(qiáng)、實(shí)踐環(huán)節(jié)要求高，其課程內(nèi)容也在不斷快速發(fā)展更新、豐富之中。針對(duì)該課程特點(diǎn)我們從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段、實(shí)踐教學(xué)、考核方式等環(huán)節(jié)進(jìn)行探討，為今后的對(duì)圖像處理技術(shù)的深入學(xué)習(xí)和研究打下良好基礎(chǔ)，也為其他專業(yè)課教學(xué)改革提供參考和啟示。
1 注重課程內(nèi)容建設(shè)與課程間的銜接
隨著科學(xué)技術(shù)，尤其是計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的日新月異，數(shù)字圖像處理領(lǐng)域更有效、更實(shí)用的新方法和新手段不斷產(chǎn)生，學(xué)科的快速發(fā)展決定課程教學(xué)內(nèi)容改革的必要性和緊迫性。針對(duì)這種情況，我們以內(nèi)容的基礎(chǔ)性兼顧方法的先進(jìn)性為原則，以當(dāng)今數(shù)字圖像處理領(lǐng)域的重要內(nèi)容作為本課程的基本教學(xué)內(nèi)容，并將最新的成果和前沿性的知識(shí)納入教材，使教學(xué)內(nèi)容在經(jīng)典的基礎(chǔ)上具有先進(jìn)性和實(shí)用性。例如，授課內(nèi)容保留了圖像處理中經(jīng)典的圖像的空間域、頻率域增強(qiáng)與復(fù)原，邊緣檢測(cè)，圖像編碼等，增添了比較新穎實(shí)用的方法和前沿知識(shí)如小波分析和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等作為選學(xué)內(nèi)容。
信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)開設(shè)的信息類課程包括數(shù)字信號(hào)處理、信息論與編碼學(xué)、數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別等，其中前兩門課程是數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)，模式識(shí)別課程是圖像處理的后續(xù)課程。在數(shù)字圖像處理課程的教學(xué)中，我們非常注重本課程與先修、后續(xù)課程的銜接，在恰當(dāng)處理教學(xué)內(nèi)容重復(fù)問題的同時(shí)保持內(nèi)容的完整性、一致性和連貫性。例如，數(shù)字信號(hào)處理中已經(jīng)詳細(xì)介紹了傅立葉變換的基本理論，在數(shù)字圖像處理課程傅立葉變換的教學(xué)中我們從傅立葉變換的基本理論過渡到著重講解二維傅立葉變換在圖像處理中的應(yīng)用。
2 注重教學(xué)方法與教學(xué)手段的運(yùn)用
2.1 應(yīng)用現(xiàn)代化教學(xué)手段
隨著計(jì)算機(jī)、通信技術(shù)應(yīng)用的迅速普及，計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)手段的補(bǔ)充作用和對(duì)教學(xué)方法改革的促進(jìn)作用顯得尤為重要。數(shù)字圖像處理課程具有涉及知識(shí)面廣、內(nèi)容更新快、理論難度大、授課學(xué)時(shí)有限、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，加之?dāng)?shù)字圖像處理是一門以圖像為處理對(duì)象，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理的學(xué)科，許多圖像處理算法最終要在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。針對(duì)該課程特點(diǎn)，我們將課程教學(xué)內(nèi)容制成課件，采用多媒體計(jì)算機(jī)開展現(xiàn)代化教學(xué)。例如，在介紹圖像頻域變換的知識(shí)中，我們結(jié)合教學(xué)課件和計(jì)算機(jī)演示，將抽象復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式變?yōu)樯鷦?dòng)直觀的實(shí)時(shí)圖像處理演示，以圖文并茂、動(dòng)靜結(jié)合的表達(dá)形式和表現(xiàn)力增強(qiáng)了同學(xué)們對(duì)抽象事物與過程的認(rèn)識(shí)與理解。
現(xiàn)代化手段教學(xué)的實(shí)踐表明，采用現(xiàn)代化教學(xué)手段能縮短學(xué)時(shí)，使教學(xué)內(nèi)容由平面到立體由抽象到具體，極大地增強(qiáng)課堂教學(xué)的直觀性、互動(dòng)性，提高教學(xué)效果，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與主動(dòng)性。
2.2 采用多種教學(xué)方法結(jié)合
采用現(xiàn)代化教學(xué)手段，既要充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，又要重視研究對(duì)教學(xué)方法改革的促進(jìn)作用，探求新的教學(xué)方法。現(xiàn)代化教學(xué)手段的使用為我們創(chuàng)造了更好的教學(xué)情景，使全方位、多角度的信息在教學(xué)過程中得到充分運(yùn)用。在良好的教學(xué)環(huán)境下采用啟發(fā)式教學(xué)為主，綜合使用問題教學(xué)法、項(xiàng)目教學(xué)法和類比法等多種教學(xué)方法，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生深層次、多角度地思考問題，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力，突出學(xué)生在教學(xué)中的主體地位。
另外，除了充分利用多媒體教學(xué)外，我們以專題形式講授方法應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生參與到教學(xué)和實(shí)踐的活動(dòng)中來，通過實(shí)際項(xiàng)目問題的研究分析來提高學(xué)生之間的協(xié)作學(xué)習(xí)能力，獨(dú)立思考能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，促進(jìn)了學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間在教學(xué)過程中的雙向交流。
3 注重實(shí)踐教學(xué)
針對(duì)圖像處理課程特點(diǎn)，純理論教學(xué)已不能滿足數(shù)字圖像處理課程應(yīng)用性實(shí)踐性極強(qiáng)的特征，注重實(shí)踐性教學(xué)已成為該課程改革中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。
3.1 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的體系與內(nèi)容建設(shè)
該課程有三大特征：（1）基礎(chǔ)理論；（2）技術(shù)方法；（3）應(yīng)用。為了充分體現(xiàn)這三大特征，實(shí)踐教學(xué)就理所當(dāng)然的成為了該門課程教學(xué)的強(qiáng)有力的補(bǔ)充。我們?cè)谠撜n程理論教學(xué)中設(shè)置課內(nèi)實(shí)習(xí)，進(jìn)而設(shè)置了集中實(shí)習(xí)并獨(dú)立設(shè)課的教學(xué)模式。實(shí)習(xí)內(nèi)容的設(shè)計(jì)為：基礎(chǔ)性實(shí)操、驗(yàn)證性實(shí)習(xí)和具有應(yīng)用性與創(chuàng)新性的圖像處理。例如圖像及其直方圖顯示、圖像二值化、邊緣檢測(cè)等實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在理論學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上，經(jīng)過實(shí)習(xí)與實(shí)踐過程，加深理解，提高了實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。
3.2 采用教師指導(dǎo)為輔的教學(xué)方法
傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)，指導(dǎo)教師往往花較多時(shí)間講解教學(xué)內(nèi)容和步驟等，結(jié)果導(dǎo)致學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐的時(shí)間不足。因而我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)中，采用學(xué)生自學(xué)為主，教師教學(xué)為輔，讓學(xué)生獨(dú)立摸索圖像處理軟件操作步驟，探討圖像處理算法設(shè)計(jì)方法等，教師僅在必要時(shí)為學(xué)生做指導(dǎo)。這種實(shí)踐教學(xué)方法可以促使學(xué)生進(jìn)一步鞏固和消化所學(xué)理論知識(shí)，提高了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，實(shí)現(xiàn)以教師為中心向以學(xué)生為中心的轉(zhuǎn)變。
4 改革單一考核方式
目前信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)開設(shè)的數(shù)字圖像處理課程為選修課，考核方式為考查。考慮到數(shù)字圖像處理課程是一門實(shí)踐性和應(yīng)用性極強(qiáng)的課程，用單一的考核方式將會(huì)阻礙學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，達(dá)不到較為理想的課堂教學(xué)效果，所以，我們?cè)O(shè)想采用筆試加實(shí)踐考核相結(jié)合的考核模式來解決這一問題。采用這種方式是因?yàn)樵诠P試的環(huán)節(jié)可以重點(diǎn)考核學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度，而實(shí)踐環(huán)節(jié)則側(cè)重考查了學(xué)生運(yùn)用相關(guān)工具的熟練程度和解決實(shí)際問題的能力大小。
參考文獻(xiàn)
[1] 賈永紅.《數(shù)字圖像處理》課程的建設(shè)與教學(xué)改革[J].高等理科教育，2007（1）：96-98.
