應用型人才培養中“數字電路”課程教學模式改革

摘要：圍繞紹興文理學院應用型人才的培養目標，對“數字電路”課程教學模式進行了改革探索，主要在課堂教學模式、課程內容及考核方式等方面進行了改革，有效激發了學生的學習積極性，培養了學生分析、解決問題的能力及知識應用的實踐能力。

關鍵詞：數字電路；電路仿真；考核方式

作者簡介：施麗蓮（1969-），女，浙江紹興人，紹興文理學院工學院，副教授。（浙江 紹興 312000）

基金項目：本文系浙江省2012年教育科學規劃研究課題（課題編號：SCG133）的階段性研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）22-0051-01

紹興文理學院（以下簡稱“我院”）作為一所地方性本科院校，在國家本科人才培養體系中，承擔著培養應用型人才的任務。應用型人才必須掌握較為系統、扎實的專業知識和技能，而且應具備較強的實踐能力和二次開發、創新能力。如何提高應用型人才的培養質量，課程教學是一個十分關鍵的環節。

“數字電路”是我校自動化專業的一門專業基礎課程，在整個人才培養方案中起著承上啟下的作用，它既有自身的理論體系，又有很強的實踐性。傳統講授式的教學方法主要由老師講解一些事實、原理、特點和推理過程；在描述一個電路時，老師一般只從理論上講解電路的原理及運行結果，學生只需要認真聽講，課后在練習本上做些習題。[1]這種教學方法雖然注重了教學的系統性和完整性，但學生只能被動地接受知識，學習興趣得不到有效激發，實踐應用能力也得不到充分的培養，已不適用于基于應用型人才培養目標下的“數字電路”課程教學。為了提高我校應用型人才的培養質量，改進傳統的教學模式勢在必行。本文圍繞應用型人才培養目標，總結了“數字電路”在課程教學模式改革方面的實踐探索。

一、課堂教學模式改革實施情況

應用型人才的培養必須落實到課程教學中，[2]而課堂教學是學生獲取知識、培養能力的重要途徑，如何構建有效課堂、體現學生的主體地位，使學生不僅能掌握較為系統的專業知識，而且能提高實踐、創新能力，“數字電路”課程在以下幾方面進行了改革嘗試。

1.應用目標導入式教學模式

應用型的定位應真正體現“以應用為本”、“學以致用”的理念。[3]應用目標導入法是以一種實際應用項目為載體，以完成項目設計過程中的某個階段性結果為目標，導入其中必備知識的教學方法。

在學習“邏輯函數”這一章節內容時，在以往教學過程中，沒有應用目標引入，按教材內容直接講解“邏輯函數”，學生學習比較盲目，學習的目的性和主觀能動性有待提高。本次課堂教學中，先講解一個簡單的“少數服從多數表決電路”的設計過程：邏輯抽象—列出真值表—寫出邏輯函數—畫出邏輯電路。從設計過程引入邏輯函數在數字電路中的重要作用：邏輯函數是實現邏輯電路的依據，邏輯函數的復雜程度直接決定電路的復雜程度。為了能設計出符合要求的經濟而可靠的邏輯電路，引入“邏輯函數”這一章節的教學內容。通過應用目標導入教學內容，學生明確了所學知識的實際應用，不僅激發了學生的學習積極性，而且為知識的實際應用奠定了基礎。

2.探究式的教學模式

應用型人才需要具備較強的分析、解決問題的實踐能力及二次開發能力。探究式的教學模式是一種以學生為主體，由教師引導學生發現數字電路在實際應用中可能存在的問題、探究解決問題的教學方法。在教學過程中，學生是主體，而教師處起到引導作用，對每個問題如何提出，又怎樣展開和論證，都必須精心設計。

在學習“組合邏輯電路中的競爭冒險”這一章節內容時，傳統的教學方法是教師直接從理論上講解競爭冒險的產生原因和消除方法，內容比較抽象，學生不容易理解，屬于教學難點。在本次教學過程中，先讓學生對某一實際電路寫出邏輯函數；然后通過Proteus仿真此電路，分析電路運行結果，引導學生發現問題：電路的仿真輸出結果與理論結果不完全符合，產生不符合邏輯的尖峰脈沖或毛刺，即競爭冒險；然后引導學生分析問題：為什么會產生這樣的結果？最后讓學生根據問題產生的原因，自己分析解決問題的辦法，對原有電路進行改進。

本次教學中，結合形象直觀的實際應用，通過探究式的互動教學方式，活躍了課堂氣氛，激發了學生的學習興趣，不僅增強了學生對知識的理解，同時培養了學生分析、解決實際問題的能力。

3.基于項目設計的課堂討論模式

基于項目設計的課堂討論法就是在課前先布置一個設計項目，然后讓學生在課堂上討論、點評、拓展及改進。這種教學方法可以活躍課堂氣氛，充分發揮學生的主觀能動性，培養學生的知識應用能力和創新能力。

在學習“組合邏輯電路設計”和“時序邏輯電路設計”等章節內容時，課前先布置三個具有應用背景的設計題目，要求學生分三組，每個學生都必須將三個題目都做在練習本上，同時每一小組的同學分別仿真一個設計項目。在布置設計任務時，為了培養學生的創新能力，教師只規定主要設計任務，而電路具體功能可以讓學生自由發揮，合理即可。在課堂上教師對每個題目的設計任務進行新的拓展，要求學生分組討論，如何對現有電路進行改進，完成新的設計。經過10分鐘左右的分組討論后，每組派三名同學先仿真調試課前布置的設計任務，然后當場修改電路以完成新的設計任務。當有同學在講臺上講解、設計和調試電路時，下面的同學精神集中，發現錯誤及時更正，充分發揮了學生的主觀能動性，提高了學習效率。通過學生討論，活躍了課堂氣氛，培養了學生分析、解決問題的能力和團隊協作精神。同時，學生在設計過程中會產生許多意想不到的錯誤，而這些錯誤也可以幫助教師及時補充相關知識點，以幫助學生解決疑難問題。

4.基于proteus的仿真項目驅動

Proteus是英國Labcentwer electronics公司開發的多功能EDA軟件，它比較適合仿真數字信號，還能仿真單片機及外圍器件。本次課堂教學模式改革中，將“基于proteus的數字電路仿真項目”貫穿于整個教學過程中，把傳統的理論教學與實際應用相結合，通過對數字電路的仿真，變抽象的電路為形象的仿真，不僅有助于學生對知識的理解，而且提高了學生的項目設計能力。

二、精選教學內容，拓展課堂內容

應用型人才需要具備扎實的專業知識，但必須強調以應用為主。傳統的“數字電路”教學中，偏重于教學的系統性和完整性，教師通常按照教科書的編排順序組織教學，缺少與實際應用項目的有效配合，學生不能切實體會到工程實際與理論知識之間的關系，實踐應用能力得不到有效提高。在本次數字電路教學過程中，根據實際需要對教材內容進行了精選，對于集成電路芯片，刪掉了其內部結構方面的教學內容，簡單介紹工作原理，重點增加了集成芯片的實際應用案例。同時，為了培養學生的課外實踐能力，利用課程網站引入課外應用廣泛的芯片，通過介紹資料的查詢和閱讀方法，拓展課堂內容，增強學生的課外知識，有利于學生今后實際工作的開展。

三、考核方式改革

傳統的課程教學質量評價方法滯后，考核形式一般為期末筆試+平時成績，這種評價方式雖然能反映學生的學習態度及對一些基本概念、知識、理論的掌握情況，但無法全面地反映學生對所學知識的綜合運用能力，而且容易出現高分低能，不利于培養具備發現、分析、解決問題能力的應用型人才。新的教學質量評價體系中，強化過程考核和學生實踐動手能力的考核，將期末筆試、項目階段性測評、電子產品制作、平時作業及考勤、實驗等六個方面有效結合，綜合評定教學效果。學期總評成績構成為：期末筆試50％+項目階段性測評10％+電子產品制作10％+平時作業及考勤10％+實驗20％。

四、結論

圍繞應用型人才培養目標，對“數字電路”課程在課堂教學模式、課程內容及考核方式等方面進行了改革探索，取得了一定的成效。在課程教學過程中，師生互動較多，課堂氣氛活躍，學生的主體地位得到了充分體現。通過本課程的學習，學生對數字電路的項目設計能力及創新能力有了明顯提高。

參考文獻：

[1]和玉梅.基于Multisim的數字電路課程的教學改革[J].數字技術與應用，2011，(12):109，111.

[2]蔣勝永，楊慧瑛，劉世榮.地方院校應用型人才培養方案構建的實踐探索——以紹興文理學院為例[J].中國大學教學，2010，(10):30-32.

[3]關仲和.關于應用型人才培養模式的思考[J].中國大學教學，2010，

(6):7-11.

（責任編輯：宋秀麗）