電類專業學分制下數字電路課程內容整合的研究

李戰勝

（武漢輕工大學，湖北 武漢 430023）

0 引言

學分制，屬于教育模式的一種，以選課為核心，教師指導為輔助，通過學生的成績績點和所修學分，衡量學生學習質和量的綜合教學管理制度。與班建制、導師制合稱三大教育模式。自2011 年7 月15 日湖北省物價局正式公布了湖北省《普通高等學校學分制收費管理辦法》起，湖北省各大高校也陸續開始實施學分制，而我校也準備在2015 級新生中全面實施學分制。在這種大背景下，以前的教學方式和教學內容也隨之而改變，作為電類專業的三門專業基礎課之一的模擬電子技術課程的教學內容整合也急需解決，從而符合時代的發展，不但有利于學分制的順利實施，更能提高模擬電子技術課程的教學質量。

1 數字電子技術課程的地位

作為電類專業的學生，電路理論、模擬電子技術和數字電子技術必修的三門專業基礎課，其中模擬電子技術處于相對重要的位置，不但是電路理論和模擬電子技術的后續課程，同時也是微機原理、單片機原理及應用等與計算機相關的先修課程，而計算機在我們現在的日常生活中是必不可少的，從中足以說明數字電子技術課程的重要性和不可或缺的地位。

2 數字電子技術教材的取舍

各大高校選用的教材一般是兩個，一個是清華大學出版社出版的由童詩白主編的數字電子技術基礎，另一個是高等教育出版社出版的由康華光主編的教材，我校一直采用的是康華光版的，而在學分制下也準備使用該教材，該教材結構合理，內容的組合恰當，比較適合我校電類專業的學生。

3 數字電子技術課程教學內容的整合

學分制前，我校數字電子技術課程總學時72 學時，理論學時48學時，實驗學時16 學時，理論教學的內容覆蓋面廣，幾乎涵蓋了教材的所有章節的內容，從多年的教學經驗和學生的反饋情況來看，教學效果并不太好，很多學生覺得這門課較難了，不過比模擬電子技術課程應該是簡單一些，尤其是其中的組合邏輯電路的分析和設計，難點是時序邏輯電路的分析和設計。

由于學分制的實施充分體現了“以人為本”的教育思想，充分尊重學生選課、選教師、選修學計劃的自由，不但有利于培養學生的個性，更能充分發揮各自的潛能。在學分制的教學體制下，學校就像一個教育大超市，里面的“課程商品”可謂是琳瑯滿目，學生就是顧客，就是上帝。上哪門課，學生自己選；想聽哪位老師的課，學生自己做主；甚至什么時候上課和做實驗，都由自己決定。學分制充分體現了學生的自主性，這是一種新的教學方式和學習方式的嘗試，對學生是，對老師也是。作為教師，尤其是講授數字電子技術課程的我們又該如何處理呢？

第一，如何激發學生選這門課程的積極性和學習該課程的積極性，這個是重中之重，只有提高學生的學習積極性，才是提高我們教學質量的最好的途徑，通過調研發現，不少同學對各種游戲感興趣，而且還建立了討論群，討論起來可謂是熱火朝天，結果游戲打得順風順水，如果學生能把討論游戲、玩游戲的勁頭用到學習上，肯定是事半功倍。這是我們作為高校教師必須考慮的問題，那么如何使學生從游戲中抽身出來，投入到課程的學習上呢？首先要讓學生認識到該門課程的重要性，數字電子技術是處理數字信號的電路，這個內容直接與我們的日常生活的計算機有關，包括我們身邊的各種電子產品，尤其是我們現在的智能手機、智能電視、空調、冰箱和洗衣機等家電都有數字電路的身影，可以說數字電子技術與我們是密切相關的。而在數字電子技術基礎里面，主要是分析現實生活中的計算機內部的主要電路是如何形成的，具體的電路是什么，通過該課程的學習，不但能了解數字電路的基本內容，更能與目前一些處于科技前沿的知識聯系在一起。基于此，可以通過提問的方式或者讓學生自己調研，當然也可以提醒學生多多參加學校組織的甚至是全國性質的電子設計大賽，提高他們實際動手能力的同時，還能激發他們學習數字電子技術課程的積極性。不過這也僅僅是提高學生學習興趣的其中一個方法而已。

第二，教學內容的整合。實際上這也是提高學生學習興趣的方法之一。首先要把握數字電路的整體內容，主要是組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析與設計，那么這兩種電路是如何形成的？而分析方法又是什么呢？解決了這兩個問題，該課程的學習內容就可以迎刃而解。不但可以降低該課程的難度，還能提高學生的學習興趣。其次，既然數字電子技術是由組合和時序邏輯電路組成，那么就針對性對這兩種電路進行分析和設計，其他內容可以選學。而組合邏輯電路是由三個基本的邏輯門電路組成的，因此可以只選擇三個基本的邏輯門，即與門，或門和非門的電路符號，至于TTL 門和CMOS 門可以不講，當然學生也可以不學，跳過此部分，數字電子技術難度大降低，而組合邏輯電路的分析共分為四步，只要掌握了這四步分析法，即可解決該電路的分析問題，四步分別是（1）由邏輯電路寫出邏輯表達式，（2）化簡表達式，（3）由表達式列出狀態表，（4）根據狀態表分析邏輯功能。而設計組合邏輯電路的步驟與分析步驟剛好相反，分別是（1）由邏輯要求列狀態表，（2）根據狀態表寫出邏輯表達式，（3）化簡表達式，（4）根據表達式畫出邏輯圖。這也是該課程的上半部分內容，同時也是該課程兩大重點之一。第二個重點內容就是時序邏輯電路的分析和設計，首先要了解三個雙穩態觸發器：可控的RS 觸發器、JK 觸發器和T 觸發器，對于這三種觸發器，只要知道其符號和對應的狀態表即可，至于其內部由哪些門組成以及原理可以不講和不學，這有利于降低該部分的難度。另一個重要的就是分析和設計問題，與組合邏輯電路類似，其分析和設計步驟也是相反的，不過時序邏輯電路與組合邏輯不同的是，分為同步時序和異步時序。兩種時序邏輯電路的分析步驟類似共分為四步：（1）寫方程式：三個方程式分別是輸出方程、驅動方程和狀態方程，（2）列狀態表轉換真值表，（3）邏輯功能的說明，（4）畫狀態轉換圖和時序圖。而兩種時序邏輯電路的設計也分為四步，與分析步驟基本相反。通過以上內容的整合，使學生了解到只要掌握了組合和時序邏輯電路的分析和設計，就抓住了數字電路的靈魂，不但能使學生更容易接受這個內容，激發他們的選修該門課程的興趣和努力學習的興趣，又能提高數字電子技術的教學質量。

4 結束語

本文通過學分制的分析，提出在這一背景下數字電子技術課程教學內容的整合問題，主要圍繞如何提高學生選修和學習該門課程的積極性，以及在教學內容整合方面如何精簡和整合現有課程內容，從中提出了組合邏輯和時序邏輯的四步的分析步驟和設計步驟，這就體現了以學生為本，以教師指導為輔助的學分制思想，從而在一定程度上解決了教學內容整合方面的難題。而且經過現有課堂教學的實施，效果不錯。

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