數(shù)字電路教學(xué)架構(gòu)的與時(shí)俱進(jìn)

摘要 隨著學(xué)科建設(shè)的不斷發(fā)展，數(shù)字電路課程架構(gòu)不僅要與先進(jìn)的教育理念及現(xiàn)代技術(shù)相適應(yīng)，還應(yīng)根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)本身知識(shí)結(jié)構(gòu)的變化、以及微電子帶來(lái)的器件更新，構(gòu)建更加合理的教學(xué)平臺(tái)，將該平臺(tái)定位在提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力上。通過(guò)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)手段，積極探索和逐步構(gòu)建與其發(fā)展相適應(yīng)的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合的先進(jìn)教學(xué)體系。

關(guān)鍵詞 學(xué)科建設(shè) 數(shù)字電路 知識(shí)結(jié)構(gòu) 教學(xué)架構(gòu)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

數(shù)字電路教學(xué)在電子科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教育中占據(jù)非常重要的地位，要培養(yǎng)出大量合格的、具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)人才，適應(yīng)數(shù)字電子技術(shù)的最新發(fā)展，必須有合理的教學(xué)架構(gòu)做保障。它直接影響到課程的銜接、專業(yè)的建設(shè)、學(xué)校的發(fā)展。如何理順教學(xué)思路，科學(xué)的創(chuàng)建教學(xué)架構(gòu)？在寶貴的教學(xué)時(shí)間里，夯實(shí)基礎(chǔ)，講述精華，暢談發(fā)展。引導(dǎo)并挖掘?qū)W生的自學(xué)潛力，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、善于總結(jié)、探索思考。只有激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，才可能使教學(xué)成果保持長(zhǎng)久的生命力。

1 跟蹤前沿、堅(jiān)持特色，不斷完善課程教育平臺(tái)

數(shù)字電子技術(shù)是當(dāng)前發(fā)展最快的技術(shù)之一，器件已從當(dāng)年的中、小規(guī)模集成電路發(fā)展到今天的大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路。數(shù)字邏輯的設(shè)計(jì)方法也在不斷地演變和發(fā)展，并涵蓋了更為廣泛的內(nèi)容，對(duì)傳統(tǒng)的“數(shù)字電路”課程的教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容、人才培養(yǎng)模式和任課教師提出了挑戰(zhàn)。如何培養(yǎng)和造就基礎(chǔ)厚、專業(yè)寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的電子工程師，成為我們專業(yè)基礎(chǔ)教育必須認(rèn)真思考的主要內(nèi)容。

學(xué)科內(nèi)容的發(fā)展是教學(xué)改革的催化劑，發(fā)達(dá)國(guó)家一直在積極探索新的電子電路設(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)方法、工具等方面進(jìn)行了徹底的變革并取得了巨大成功。在電子設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，可編程邏輯器件的應(yīng)用，已得到了很好的普及，為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的靈活性。由于PLD可以通過(guò)軟件編程而對(duì)其硬件結(jié)構(gòu)和工作方法進(jìn)行重構(gòu)，使得硬件設(shè)計(jì)可以如同軟件設(shè)計(jì)那樣方便快捷，因而極大地改變了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)理念。隨著可編程邏輯器件集成規(guī)模不斷擴(kuò)大、自身功能不斷完善，以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的提高，現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。采用軟硬件結(jié)合的方法先進(jìn)行軟件仿真再搭建硬件電路通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力與創(chuàng)新能力，利用現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力，以達(dá)到鞏固理論教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生工程設(shè)計(jì)能力和獨(dú)立工作能力的目的。

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次化，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生側(cè)重掌握基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能；綜合實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生根據(jù)提示自己擬定實(shí)驗(yàn)方案和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路，著重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)中、大規(guī)模數(shù)字集成電路的應(yīng)用能力。

2 明確目標(biāo)、堅(jiān)持教改，不斷加強(qiáng)課程基本建設(shè)

數(shù)字電路課程隸屬于學(xué)院基礎(chǔ)教學(xué)部，它是計(jì)算機(jī)、電子、通信、自動(dòng)控制等學(xué)科的技術(shù)基礎(chǔ)課。在教材建設(shè)上，具備以下特點(diǎn)：（1）注重基礎(chǔ)，知識(shí)結(jié)構(gòu)合理，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、教學(xué)打下良好基礎(chǔ)；（2）考慮系統(tǒng)，知識(shí)模塊互相交互，建立清晰的數(shù)字系統(tǒng)總體概念；（3）體現(xiàn)時(shí)代，結(jié)合數(shù)字技術(shù)的重大發(fā)展，及時(shí)反映前沿方向，以適應(yīng)數(shù)字技術(shù)快速發(fā)展的需要；（4）加強(qiáng)實(shí)踐，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)結(jié)合，注重能力培養(yǎng)和智力開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)；（5）拓展應(yīng)用，有較廣的適應(yīng)面，以滿足開(kāi)發(fā)應(yīng)用各類數(shù)字系統(tǒng)的需要。

教材建設(shè)始終放在首位，挑選優(yōu)秀教材作為理論教學(xué)使用。同時(shí)，介紹同類教材中的姣姣者給教師及學(xué)生作為教參，從中選出具有代表性的題目作為例題、考試題。并且將有些內(nèi)容綜合起來(lái)作為階段小結(jié)，使學(xué)生前后內(nèi)容不脫節(jié)。有些經(jīng)典例題經(jīng)常出現(xiàn)在不同章節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)上，加深理解，課堂內(nèi)容講述、實(shí)驗(yàn)課繼續(xù)討論、EDA仿真完成。

在教學(xué)實(shí)踐中，課程組不斷總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，萃取精華，修改講義，始終保持講義的質(zhì)量，為教材建設(shè)與編寫(xiě)積累了豐富的素材，打下良好基礎(chǔ)。

在課程教學(xué)梯隊(duì)的建設(shè)上，做好如下工作：（1）知識(shí)儲(chǔ)備，專業(yè)基礎(chǔ)課教師平時(shí)應(yīng)注重提高自己的專業(yè)文化底蘊(yùn)，在精通本課程內(nèi)容基礎(chǔ)上了解并掌握后續(xù)課程內(nèi)容，有效地實(shí)現(xiàn)承上啟下。（2）軟硬兼顧，根據(jù)課程發(fā)展特點(diǎn)，在傳統(tǒng)教學(xué)基礎(chǔ)上掌握EDA技術(shù)，提高軟件編程能力，利用現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)。（3）瞄準(zhǔn)前沿，跟上芯片發(fā)展特點(diǎn)，通過(guò)科研實(shí)踐了解并掌握大規(guī)模集成電路的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。（4）啟發(fā)思維，在教學(xué)過(guò)程中，理清一條主線，放寬學(xué)生思路，活躍課堂氣氛，激發(fā)創(chuàng)新熱情。（5）不斷更新，知識(shí)的結(jié)構(gòu)要與學(xué)科的發(fā)展保持同步，才能做到講好過(guò)去積累的，教會(huì)如今新型的，看到未來(lái)發(fā)展的。

3 注重實(shí)踐、因材施教，提高學(xué)生綜合創(chuàng)新能力

我校擁有國(guó)家級(jí)電工電子實(shí)驗(yàn)示范中心，中心以一流的硬件條件、高素質(zhì)的教學(xué)隊(duì)伍、科學(xué)的管理手段、鮮明的光電特色，不斷進(jìn)行教學(xué)改革。為實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)電子信息科學(xué)與技術(shù)的高端人才，注重基本理論的掌握、基本知識(shí)的運(yùn)用和基本技能的訓(xùn)練。

實(shí)驗(yàn)課程分層設(shè)置：基礎(chǔ)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)；綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)；研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)；從不同的知識(shí)結(jié)構(gòu)，通過(guò)合理配置不同層次的教學(xué)模塊，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同專業(yè)的多目標(biāo)、多層次人才培養(yǎng)模式。數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)以傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合EDA技術(shù)，注重融合數(shù)字電路新知識(shí)、新技術(shù)、新方法及教研、科研成果，著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、實(shí)踐能力。

通過(guò)科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)把實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科技創(chuàng)新競(jìng)賽、工程實(shí)踐、自制儀器和科研等活動(dòng)緊密結(jié)合，著重培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)性和創(chuàng)新應(yīng)用能力。

科研成果促進(jìn)了教學(xué)的發(fā)展，每年有百余名學(xué)生參與科研工作，教師指導(dǎo)學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，在創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)直接帶動(dòng)了教學(xué)效果的顯著提升。

在完成理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)好課程設(shè)計(jì)內(nèi)容。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，讓學(xué)生體會(huì)如何對(duì)實(shí)際課題全面分析、功能劃分、制定流程、單元設(shè)計(jì)仿真、級(jí)聯(lián)調(diào)試、撰寫(xiě)報(bào)告。以此養(yǎng)成良好的科研習(xí)慣，從根本上做好對(duì)學(xué)生的素質(zhì)培養(yǎng)。對(duì)一些樂(lè)于動(dòng)手，喜歡實(shí)踐的學(xué)生，可以經(jīng)常參與實(shí)驗(yàn)室的各種活動(dòng)，以鍛煉提高他們的能力。以各種大賽為契機(jī)，以固定和非固定的形式組織各種特長(zhǎng)小組，培養(yǎng)鍛煉學(xué)生的綜合能力、激發(fā)學(xué)生專業(yè)興趣、增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)、提高創(chuàng)新能力。實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐互補(bǔ)的完整教學(xué)系統(tǒng)及特色人才培養(yǎng)，改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思路，滿足社會(huì)的需求，已成為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的方向。

基金項(xiàng)目：吉林省孵化器科研項(xiàng)目

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