數(shù)字電路與系統(tǒng)課程教學(xué)改革

摘要：針對(duì)當(dāng)前數(shù)字電路教學(xué)形式的變化情況，提出了數(shù)字電路教學(xué)改革思路。在教學(xué)過(guò)程中解放思想，樹(shù)立以應(yīng)用型人才能力培養(yǎng)為目標(biāo)，改革教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法，編寫(xiě)合適的教材，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)緊密結(jié)合，逐步加深，培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)，取得良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；教學(xué)改革；能力培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G431文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

數(shù)字電路與系統(tǒng)這門(mén)課是理工科大部分專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字邏輯的基本概念和數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力。我校作為一所民辦本科院校，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，數(shù)字電路與系統(tǒng)課程也不例外。我們?cè)诙嗄杲虒W(xué)過(guò)程中總結(jié)了一套適用于該層次學(xué)生的教學(xué)思路和方法，并啟動(dòng)了數(shù)字電路與系統(tǒng)課程教學(xué)改革項(xiàng)目，對(duì)取得的研究成果進(jìn)行總結(jié)，主要分為以下幾個(gè)方面。

1.課程教學(xué)內(nèi)容研究

1.1 弱化陳舊過(guò)時(shí)的內(nèi)容

隨著數(shù)字集成電路及大規(guī)模可編程邏輯器件的發(fā)展，中小規(guī)模電路應(yīng)用已經(jīng)逐漸減少，而傳統(tǒng)的授課思路過(guò)多注重中小規(guī)模的應(yīng)用。且在大規(guī)模可編程邏輯電路設(shè)計(jì)過(guò)程中，邏輯化簡(jiǎn)已經(jīng)有開(kāi)發(fā)工具取代，很少需要手工化簡(jiǎn)。故而數(shù)字電路與系統(tǒng)課程在教學(xué)內(nèi)容上要做相應(yīng)調(diào)整。有些內(nèi)容課程教學(xué)內(nèi)容化簡(jiǎn)只介紹化簡(jiǎn)的原理和方法，不講化簡(jiǎn)技巧，考試也不做深入要求。

1.2 刪減原理性內(nèi)容的講解，注重應(yīng)用技巧和分析思路

為了配合應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，在授課過(guò)程中適當(dāng)減少原理性講解，比如邊沿JK觸發(fā)器工作過(guò)程分析教材上一般有詳細(xì)的分析過(guò)程，但授課中只要分析一兩種工作情況，并借此介紹分析思路，有興趣的同學(xué)可以課下自己分析，而大部分同學(xué)只要弄懂使用方法就可以了。時(shí)序邏輯電路應(yīng)作為重點(diǎn)內(nèi)容，講授時(shí)應(yīng)注重時(shí)序邏輯電路的分析過(guò)程，使學(xué)生深入理解相關(guān)概念，對(duì)于狀態(tài)化簡(jiǎn)等要求要降低，只掌握方法即可。

1.3 教學(xué)內(nèi)容在順序上的調(diào)整

此外，考慮到數(shù)字電路是嵌入式系統(tǒng)、FPGA、DSP及IC設(shè)計(jì)等課程的先修課程，為了方便這些后續(xù)課程的安排，所以把數(shù)電課程提前，跟模電統(tǒng)一學(xué)期開(kāi)設(shè)，為后續(xù)課程提供足夠的時(shí)間。這就造成數(shù)電中邏輯門(mén)電路一章的內(nèi)容受到影響，因此在授課時(shí)把這一章的內(nèi)容往后移，等模電三極管基本放大電路學(xué)完之后再講授這部分內(nèi)容，可以解決數(shù)電和模電安排在同一學(xué)期的問(wèn)題。

2.課程教材建設(shè)

由于數(shù)電教學(xué)內(nèi)容作了一定的調(diào)整，因此教材的選取要能適應(yīng)這種調(diào)整。而現(xiàn)有教材大部分是按照老的教學(xué)體系編寫(xiě)的，內(nèi)容難免陳舊、過(guò)時(shí)，為了適應(yīng)新形勢(shì)的需要，我們根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求，分別編寫(xiě)了本科和專科適用的教材。

本科的教材編寫(xiě)思路是采用弱化傳統(tǒng)的邏輯代數(shù)公式化簡(jiǎn)和器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理等內(nèi)容，對(duì)中小規(guī)模集成電路重點(diǎn)介紹其使用方法和數(shù)字邏輯的基本概念，使學(xué)生建立起數(shù)字邏輯的研究方法和設(shè)計(jì)思想，同時(shí)在傳統(tǒng)內(nèi)容之上增加了大規(guī)模可編程邏輯器件和硬件描述語(yǔ)言方面的內(nèi)容，傳達(dá)了自頂至底的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和理念，為運(yùn)用大規(guī)模可編程邏輯電路設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。

專科的教材則更加弱化原理講解，對(duì)于集成邏輯門(mén)和觸發(fā)器等著重介紹器件功能和使用方法，原理只做最基本的講解。除此之外，每一章都增加電路設(shè)計(jì)和調(diào)試及錯(cuò)誤排查方法等內(nèi)容，對(duì)學(xué)生進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的技能訓(xùn)練，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)和綜合課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生動(dòng)手能力得到提高。目前本科教材已經(jīng)在我校使用了三屆，專科教材也使用了一屆，使用效果良好。

3.課程教學(xué)方法和手段

課堂教學(xué)作為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，采用合適的方法和手段至關(guān)重要。在數(shù)字電路教學(xué)過(guò)程中，重點(diǎn)做到以下幾方面：

3.1 注重學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮

學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中如果只是被動(dòng)接受知識(shí)，會(huì)導(dǎo)致填鴨式教學(xué)，必然會(huì)導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣下降，學(xué)習(xí)效果大打折扣。因此在課堂上要注意引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，對(duì)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況進(jìn)行干預(yù)，以預(yù)留作業(yè)的形式讓學(xué)生預(yù)習(xí)必要的知識(shí)，然后再課堂上再就預(yù)留的問(wèn)題請(qǐng)學(xué)生分組討論，每組闡述討論的結(jié)果。雖然開(kāi)始的時(shí)候?qū)W生做的不是很好，但是只要堅(jiān)持這種做法，討論時(shí)加強(qiáng)引導(dǎo)，就會(huì)收到良好的效果。

3.2 注重習(xí)題課和平時(shí)測(cè)驗(yàn)

筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)不會(huì)靈活運(yùn)用，體現(xiàn)在作業(yè)中就是對(duì)沒(méi)接觸過(guò)的類型題目不知道該怎么做，自己沒(méi)有思路。其實(shí)這些題目如果對(duì)知識(shí)點(diǎn)理解的話是可以獨(dú)立完成的，不會(huì)做說(shuō)明知識(shí)點(diǎn)理解的不好，所以不會(huì)應(yīng)用。這種情況下就要有針對(duì)性的設(shè)置習(xí)題課，講一些典型的例題，并著重題目的解決思路和方法的培養(yǎng)，使學(xué)生遇到類似的問(wèn)題能夠靈活運(yùn)用。然后再通過(guò)一些課堂測(cè)驗(yàn)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)對(duì)測(cè)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，并反映在后續(xù)的教學(xué)中。

3.3 注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)

數(shù)字電路應(yīng)該是一門(mén)理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的課程，兩者相輔相成。因此在理論課之外設(shè)置了兩種形式的動(dòng)手環(huán)節(jié)：一種是跟理論課緊密配合的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的設(shè)置以理論教學(xué)進(jìn)度為依據(jù)，讓學(xué)生能夠在剛學(xué)完某一知識(shí)點(diǎn)時(shí)就能通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解理論知識(shí)和培養(yǎng)基本的分析和測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力；另外一種是在學(xué)期末的電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)，給學(xué)生布置合適的題目，讓學(xué)生從方案設(shè)計(jì)、芯片選擇、電路布局、焊接查錯(cuò)等方面得到訓(xùn)練，同時(shí)撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告，切實(shí)培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力，寫(xiě)總結(jié)文檔的能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

4.結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字電路教學(xué)也必然面臨著教學(xué)內(nèi)容和模式的不斷改革，以適應(yīng)新形勢(shì)的需要。因此授課教師應(yīng)不斷充實(shí)自己，不斷總結(jié)和積累經(jīng)驗(yàn)，抓住教學(xué)重點(diǎn)，使學(xué)生切實(shí)學(xué)懂這門(mén)課，掌握數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)的重要概念和基本方法，為后續(xù)課程和今后走上工作崗位打好基礎(chǔ)。筆者在教學(xué)中所采用的內(nèi)容改革和教學(xué)方法創(chuàng)新通過(guò)多輪教學(xué)實(shí)踐證明，是切實(shí)可行的，能夠很好的反應(yīng)當(dāng)前數(shù)電教學(xué)的新形勢(shì)，教學(xué)效果良好。

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