《數字電路》課程教學改革的實踐

摘要：針對目前高職院校《數字電路》課程教學的現狀，提出了課程教學改革的基本思路：精選課程教材，優化教學內容，采用專題式互動教學模式，強化理論與實踐的聯系。

關鍵詞：數字電路；教學改革；實踐

目前，我國高等教育的重心已由以往的培養學術性、研究型人才轉變為培養應用型、復合型人才，尤其是培養學生的解決實際問題能力和動手能力。《數字電路》作為高職院校電氣電子類專業必修的專業基礎課程，與工程實際密切相關。這門課在我院開設已久，受傳統理論課教學模式的影響，加之對學生理論用于實踐的引導力度不夠，大部分學生無法實現理論和實踐的有機結合，不能進行數字邏輯系統的設計。針對這一情況，有必要對這門課程的教學方法進行改革，從理論和實踐上全方位引導，使學生具有邏輯思維能力、較強的動手能力以及一定的工程實踐能力。筆者總結出教學改革的基本思路，并且運用到實際教學過程中，取得了一定的成效。

《數字電路》課程教學主要分為三大環節：理論教學、實驗教學和課程設計。這三個環節是相輔相成、不可分割的。因此，教學改革的思想必須貫徹到這三個環節中。

優化教學體系，采用

專題式互動教學模式

隨著數字電子技術迅速發展，有必要優化設計教學內容，在不影響連續性和系統性的前提下，精簡基礎理論，使學生既掌握扎實的理論基礎，又了解前沿資訊。例如，減少中小規模集成電路的內部分析和設計內容，增加大規模可編程邏輯器件的設計應用內容，力求在教學內容上突出基礎性、先進性和實用性，使得學生學有所用，去適應飛速發展的技術要求。

傳統的課程教學采用“滿堂灌”的方式，教師在講臺上口若懸河，學生在講臺下無所適從，收效甚微。因此，筆者在教學過程中，根據課程特點，采用專題式教學，將教學內容分為若干個專題展開，在每個專題開設之前先提出問題，引導學生查找資料，并在課堂上組織討論，以鍛煉學生的分析問題和自主學習的能力。在專題講授過程中，以學生為主體，充分調動學生的主動性，突出受教育者的主體地位。在每個專題講授完后，都留有思考題，引導學生建構自己的知識結構，培養學生的獨立思考能力和創新能力。例如，在講授“計數器”之前，先讓學生查找計數器的應用實例，觀察這些應用實例中計數器是如何工作的。在講授過程中，從演示“計數顯示器”入手，通過實例演示，說明計數器的作用，分析計數器的工作原理，講授實際應用電路的連接。專題結束后要求學生設計任意進制計數顯示器。此外在提到每個專業詞匯的同時，給出其對應的英文解釋，增加學生的專業英語詞匯量，為學生閱讀外國專業資料文獻奠定基礎。

多媒體技術的合理應用，可以使課堂教學由靜態灌輸轉變為圖文并茂的動態傳播，增強感染力，拓展知識面，減少課堂板書的時間。特別是《數字電路》這門課，電路圖既復雜又龐大，利用多媒體技術輔助教學，使教學內容生動形象，讓學生親眼看到電路的微觀世界以及邏輯功能的變化，讓枯燥的課堂學習變得輕松愉快。

軟硬結合，建立多層次實驗教學模式

《數字電路》課程的突出特點是應用性和實踐性。因此，需要運用各種實驗教學手段和措施提高學生的認知和應用能力。以往的實驗教學內容是以驗證性實驗為主，實驗教學從屬于理論教學，教師給出實驗步驟、電路圖，學生按部就班、驗證結果，無法激發學生的學習興趣和積極性，也無法引導學生綜合運用所學知識分析和解決問題。學生實驗能力培養是一個循序漸進的過程，應當分階段地進行。為了便于進行分段分級培養，可將實驗教學內容分為三個層次：（1）基礎驗證性實驗。通過基礎實驗，培養學生科學實驗的精神和方法，訓練嚴謹的工作作風。（2）集成電路應用性實驗。根據集成電路的邏輯功能和特點，自行設計應用電路，增強學生自主學習能力。（3）綜合設計性實驗。根據實驗任務，自行查閱器件手冊，設計電路和測試方案，培養學生綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力，培養學生進行數字系統設計的能力。

實驗內容作為理論教學內容的補充，基礎驗證性實驗是必不可少的，但是這類實驗弱化了學生的創造性思維能力的培養。因此，可將過去以驗證基本理論為主要目的轉變成以檢測、分析電路為主要目的，培養學生的測試技能，從而使學生學會分析電路的方法，掌握簡單的故障檢測方法。此外，實驗還應是理論教學內容應用于實踐的階梯。在集成電路應用性實驗中，除了讓學生掌握集成電路的使用方法，培養學生的創新意識以及動手能力外，還可運用虛擬仿真軟件（EWB軟件），鍛煉學生利用計算機輔助分析設計電路的能力。EWB軟件是基于Windows操作系統的電子電路仿真軟件，為數字邏輯電路仿真提供了如時鐘信號、門電路、觸發器等豐富的元器件模型，對數字電路利用EWB實驗平臺進行驗證，進一步激發學生對數字電子技術的學習興趣，鍛煉了學生的實際動手能力和電路仿真、分析能力。綜合性設計實驗是實驗教學的重點，是應用性實驗到實訓環節的有效過渡。可在該單元安排數字時鐘電路的設計、交通燈控制系統的實現等實驗，讓學生自行設計、仿真、連接和調試電路。

強化實訓環節，充分發揮自主能動性

在綜合設計性實驗的基礎上應開展課程設計。這是對實驗教學的補充和完善。通過綜合創新性系統設計，在相對集中的一段時間內完成系統電路的設計、仿真、制作、測試和分析等工作，最終提交完整、規范的設計報告書。在這一過程中，摒棄一包到底、手把手的教學方法，減少教師指導環節，充分發揮學生的主觀能動性。我們把實驗教材發給學生，鼓勵學生自主探究。當實驗器材發生故障時，由學生自己維修。這樣，學生在學習專業知識的同時，也學到了許多電子電路實用知識。學生也可發揮自己的創造力對這些題目進行改進、擴展，或自擬題目，建立電子興趣小組，通過團隊合作完成較大規模綜合性系統的設計項目。此外，還可以結合校內外創新項目、電子設計大賽等活動，發揮學生學習的自主性和創造性，充分展現出學生內在的學習活力和創造力，極大地提高學生的學習興趣，培養學生的動手能力。

高等教育的目標是讓學生學會學習的方法，提高自學能力，培養學生的獨立思考能力和創新能力。通過以上教學改革實踐，學生的學習積極性提高了，課堂氣氛活躍了，學生的分析和解決問題能力有了較大提高。

參考文獻：

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[2]范秀娟．EDA教學與電子課程設計相結合的探索[J]．電氣電子教學學報，2001，（23）：42-43．

作者簡介：

李珈（1979—），湖北襄樊人，湖北科技職業學院助教，研究方向為電子應用。