“數字電路”課程教學的探索和思考

劉麗麗　李錦　胡靜

[摘 要]“數字電路”課程是很多工科專業的通識必修課，尤其是電子類、信息類以及通信類專業，它是這些專業學生的入門基礎課，其對培養上述專業學生具有重要影響?！皵底蛛娐贰币彩俏倚Ｎ锢韺W以及電信專業的通識必修課。從提高主講教師的素養；把握和整合課程內容，提高課程教學質量；改革實驗教學方法；改革考試評價體系等幾個方面進行了闡述，為激發學生學習本課程的興趣，提高學生綜合能力給出建議。

[關鍵詞]“數字電路”教學 教學改革 實踐能力

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）05-0109-02

“數字電路”課程是與電子信息領域相關的一些專業的主干課程和入門性質的平臺基礎課，它的作用類似于數學對于理工科的重要性一樣，其對培養電信類專業學生具有重要影響，學生能否掌握好該課程影響著后續專業課的學習。該課程的目的和任務是通過“數字電路”課程的學習，使學生獲得“數字電路”的基本理論、基本知識和基本技能，培養學生分析問題和解決問題的能力。針對現行人才培養目標，陜西師范大學（以下簡稱“我校”）電子教研室的老師們在汲取國內外高校尤其是國內電類名校在該課程上的教學內容與教學方法，同時著眼于學校的實際條件和學生的未來工作需要，對該課程的教學內容和方法進行改進，主要體現在以下幾個方面：提高主講教師水平，激發學生學習興趣；把握課程重點，更新教學內容，提高課程教學質量；加強實驗教學環節，突出學生科學思維的培養；建立合理的考核體系，采用多元化成績評定方式，注重學生實踐能力的培養。通過改革，不斷更新和充實教學內容，使得本課程理論緊跟新技術的發展，提升教學效果，體現我校辦學特色，同時培養學生就業所需要的實踐能力。

一、“數字電路”課程教學現狀

在傳統的教學模式中，教師往往重視知識的理論性，輕視知識的實踐性；學生則更加重視考試分數的高低，輕視實踐能力的鍛煉。在教學過程中，以教師為主導，采用“灌輸式”的教學方法，教學內容局限于課本，學生處于被動接受的情境下，思維受限缺乏積極性，教學效果不好，學生在未來的工作中對所學知識的運用能力不佳。多媒體技術和計算機技術的發展為教學方法更加多樣化提供了條件，很多高校已經將多媒體搬進教室。除了講授法外，其他各種教學方法例如討論法、演示法、任務驅動法、項目教學法等教學方法也被很多教師采用。

對于我校來說，為順應時代的發展，學校實施以“厚基礎、寬口徑、高素質、強能力”為培養理念的“2+2”本科人才培養模式，即前兩年將學生按一級學科為主體的大類進行培養，學生主要學習通識課程和學科基礎課程，后兩年按學科專業方向進行培養，學生主要學習專業課程、教師教育課程（專業技能課程），并完成實踐環節和科研訓練等教學內容，因此專業的培養方案中開設的課程數量增加，導致每門課的學時數被削減。同時，由于技術的發展，使得課程體系和教學內容發生了深刻的變化?！皵底蛛娐贰钡慕虒W工作面臨教學學時數減少和教學內容增加的巨大矛盾，給教學實施帶來壓力和挑戰。數字電子技術的飛速發展無疑給“數字電路”課程的任課老師帶來了更大的挑戰。超大規?？删幊踢壿嬈骷拇蠓秶褂?、通過硬件描述語言進行電路系統的設計等，這些層出不窮的新知識、新技術逐漸使授課內容變得更加分化和復雜。當前“數字電路”在我校基本仍以傳統教學方法為主，在不斷縮減授課學時的前提下，如何將上述知識完整而高效地傳授給學生，并且培養學生具有深厚理論基礎和綜合技術、良好的實踐能力和創新意識是應該繼續研究的問題。

二、“數字電路”課程教學改革措施

（一）提高主講教師水平，激發學生學習興趣。“數字電路”課程具有新知識涌現快的特點，因此要求主講教師要有強烈的責任感和敬業精神，在吃透教材的同時不斷汲取新的專業知識，掌握專業前沿的發展動向，并融入教學中，激發學生學習的熱情。教師依據大綱要求精心設計教學內容，教案或者課件應直觀、生動和形象，利用技術手段（比如添加鏈接）使教學內容條理清晰，在課堂中的例子與實際生活相關聯，增加學習的趣味性。問題的引出是每堂課的開場白，起著承上啟下的重要作用，要注意每節課問題的引出方法。在教學過程中教師應采取多元化的教學方法，由傳統的“灌輸者”向“引導者”轉變。讓學生在寬松活躍的課堂氣氛中學習，鼓勵學生在探索問題的過程中相互溝通、合作，分享不同的視角與觀點，鼓勵學生思考并嘗試解決問題，促進學生創造性思維的培養，提高課程教學質量。

（二）把握教學重點和更新教學內容，提高課堂教學質量。教學方法是有效實施新的課程體系和教學內容，提高教學效果的重要環節，因此，需要對傳統的滿堂灌、填鴨式等課堂教學方法進行大力改革，滲透部分研究性教學的思路。比如由“知識點講解型”向“以問題為導向型”轉變，同時教師向“引導者”角色轉變，提煉有一定挑戰性的現實問題，用以問題為導向的主動式學習來激發學生學習知識的興趣，從而使他們深入理解相關知識點。在課程內容上處理好分立電路和集成電路的關系，二者理論上發展現狀是分立和集成共存，要淡化分立、內部結構內容；在實際教學中要采取分立和集成的融合方法，但淡化不等于不要，要有適當的涉及。比如在組合電路的設計章節中常見的題目就是根據要求設計出實際邏輯電路，通常就是根據輸入、輸出列出真值表，這一步是設計的關鍵，要寫出表達式并化簡或者形式變換，最后畫出邏輯電路圖。畫出的邏輯圖用門電路和模塊均可實現，比如全加器可以用與門和異或門等邏輯門組成，也可以用模塊74LS138來實現。在課程內容上同時削弱對集成門電路內部電路的分析，側重講解數字集成電路的邏輯功能和應用，注重學生對實用性的要求。

（三）改革實驗教學方法，提高實驗教學質量。數字電路實驗教學是整個課程體系的重要組成部分，是理論教學的延伸，對于學生探索精神、科學思維、創新意識的培養具有重要意義。理論教學獲取新的知識，使得學生有了良好的認知能力和有效的知識體系，實驗教學是應用所學知識，培養實踐能力，培養創新意識，重新認識認知能力，二者互為促進。很多學校已經把數字電路實驗作為一門獨立的課程來開，而我校還不具備這個條件，但是在教學方法上已經做了很大的改進：第一，體現為三個轉變。轉變實驗輔導解答為實驗引導啟發；轉變面向實驗結果為面向實驗過程；轉變實驗單一模式為多元模式。第二，實驗內容分為三級，分別是基礎性實驗、綜合設計性實驗和自主探究性實驗。其中綜合設計性實驗和自主探究性實驗必須建立以學生為中心的教學模式，即在教師指導下的學生獨立實驗過程。第三，數字電路實驗室采取開放式教學，提高實驗教師責任心和耐心。實驗室早上八點到下午六點開放，學生除實驗課時間外，其他時間也可以自主去實驗室做一些有益的實驗探究，有問題可以隨時向專門的指導教師請教，這使得學生的學習狀態得到改觀。在學生實驗過程中，除了硬件連接錯誤、接觸不良等非設計因素導致的故障需要教師幫助外，還有一些設計性的錯誤也需要教師在指導實驗過程中進行適當的提示和引導。因此，實驗過程指導對于實驗教師的責任心和耐心是個很大的考驗，而實驗教師的責任心和耐心對于學生實驗質量起著非常重要的作用。第四，學院和學校兩級每年都舉辦“電子設計大賽”，讓學生踐行所學知識，提高了實踐能力和創新能力，形成理論與實踐的相輔相成，相互促進。

（四）建立合理的考核體系，采用多元化成績評定方式。隨著教學內容的不斷整合更新，教學方法的改革，應建立學生學習過程的形成性評價與學習效果的終結性評價相結合的評價體系。改革以往單純的期末考試定成績的方法，促使學生對學習過程重視，提高作業、出勤、課堂討論、實驗操作等學習過程的考核力度，降低期末考試在整體成績評價中的比重，特別是提高了實驗操作的比重。以往實驗部分只占總成績的10%，現在提高到至少20%，客觀上提高學生對實驗的重視程度，從而無形中強化了學生的實踐能力。提高過程考核中學生平時成績作為判斷學生成績比重，并與課程期末考試相結合，完善考試考核機制，從多方面為提升學生綜合能力而努力。

三、結語

數字電路技術的飛速發展，新知識、新技術的層出不窮，給任課教師和傳統的教學帶來嚴峻的挑戰。筆者及筆者所在課程組正在對“數字電路”教學及實驗內容和方法進行改革，希望既培養學生具有深厚的理論基礎，又希望他們掌握系統的方法；教學既突出理論和概念，又強化方法和技術。然而，如何進一步提高學生的綜合能力還需要繼續探索和研究。

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[責任編輯：鐘 嵐]