關于獨立學院數字邏輯課程教學改革的探討

申偉張穎穎杜文娟

（1.鄭州工商學院 河南鄭州 451400 2.國家電網焦作市修武縣供電公司 河南焦作 454350）

關于獨立學院數字邏輯課程教學改革的探討

申偉1張穎穎1杜文娟2

（1.鄭州工商學院 河南鄭州 451400 2.國家電網焦作市修武縣供電公司 河南焦作 454350）

數字邏輯課程是計算機專業的一門專業必修課，而且是計算機組成原理、微機原理與接口技術等硬件課程的先導課程。針對獨立學院學生的實際情況，本文主要從分析學生層次結構、改變課堂教學方式、嘗試新穎的實驗教學形式三個方面來說明改革的必要性。并通過與一本、二本院校教學方法的比較，提出一種普遍適用于獨立學院學生新的教學和實驗方法。

數字邏輯；獨立學院；教學方法

1 引言

數字邏輯課程作為計算機專業的專業必修課[1]，其在人才培養方案中的地位和作用是非常重要的。①它是計算機組成原理、微機原理與接口技術、單片機原理及應用等課程的先修課程[2]，學生需要掌握諸如門電路、觸發器、寄存器、計數器、運算電路、半導體存儲器、可編程邏輯器件等基礎知識，并將這些理論知識靈活運用到后續課程當中。②學生在學習完這門課程后，能夠拓寬對硬件電路理解的思路，除了基本的課堂理論知識外，還能學習到數字電路普遍的實驗方法。目前，如何培養應用型人才是當今獨立學院普遍面臨的問題，如何將學生在畢業后順利地送入到工作崗位上也是獨立學院急需解決的一個問題。

如果按照傳統的教學模式，勢必會使學生陷入一種消極的、被動的、效率低下的學習狀態，而且目前獨立學院基本上都是以培養應用型、創新性人才為目的。所以，多樣性的教學改革是所有獨立學院教師必須面臨的一個問題。

2 獨立學院學生特點

獨立學院指的是企業事業組織、社會團體及其他社會組織和公民個人利用非國家財政性教育經費，面向社會舉辦的高等學校及其他教育機構。其最主要的特點是不依靠國家財政和省財政，并自負盈虧。獨立學院的生源主要是高考成績在300～400分之間的學生，他們的知識水平、理解能力、動手能力、分析問題和解決問題的能力和一本、二本學生相比還存在一定差距，主要有以下幾方面的體現：

2.1 自身定位

當他們被獨立學院錄取后，自然而然地從認識和心理上就已經和一本、二本的學生區別開了，雖然都是本科生，但它們這種錯誤的理解已經預示著在求學階段所學的知識、所獲取的信息就應該比一本、二本學生差一些。但是他們自尊心強，不肯承認自己的不足，也不愿接受他人的批評[3]。

2.2 學習動力

從平時的授課情況來看，這些學生并不能在有限的兩節課內全身心地投入，而是完全按照老師的要求機械地去執行，并不能靈活運用。而且在課下，他們也不會花大量時間去復習或思考問題。這種惡性循環最終導致的結果就是獨立學院的學生學習的課程、內容很多，但是回想起來好像又什么沒學到。產生問題的原因一方面是學生學習的積極性不高，另一方面就是呆板的教學方法。

2.3 就業愿望

有了以上錯誤的定位和消極的心態，再加上不算努力的奮斗，獨立學院學生在就業上的愿望相對來說就低一些。他們只是覺得畢業了能找到一份好的工作就行，而不太在意從事的行業是否與本專業相關。

從以上幾方面來看，我們作為教育者，如果不能改變學生的認識和想法，那么我們就應該從自身入手、從教師入手、從教學改革入手。嘗試多樣的教學方法，吸引更多的學生投入到學習中去。

3 理論教學改革

在進行教學改革前，應從整體上把握數字邏輯課程的特點。從現有的教材來看，該課程主要講解的內容有：數字邏輯基礎、基本門電路、組合邏輯電路、觸發器、時序邏輯電路、半導體存儲器、脈沖波形的產生與整形、A/D、D/A轉換、可編程邏輯器件、硬件描述語言。從內容分布來看，該課程主要偏向于理論教學，穿插著講授一部分硬件描述語言。傳統的教學方式比較固定，授課教師都較為機械的講解各章節基礎知識，配以板書和PPT，并以課后練習作為鞏固知識。這種方法只能使學生們從蒼白的語句描述中掌握簡單電路的分析方法，一旦涉及到較為復雜的、綜合性比較強的內容時，學生們往往都素手無策，不能系統性地去分析。

為了解決以上問題，教師在授課過程中可以借助諸如Multisim等軟件進行仿真研究。Multisim軟件具有強大的功能，包含數量眾多的元器件數據庫、標準化的仿真儀器、更加簡潔明了的操作、強大的分析測試功能，可將虛擬儀器靈活擴展到電子設計上，彌補了測試與設計功能之間的缺口。以一個具體的設計為例：交通信號燈控制器的設計。該電路主要由秒脈沖信號發生、倒計時定時計數、信號燈轉換控制和譯碼驅動等單元電路組成。傳統的教學方法只是講解了以上電路的基本原理及應用，學生并不具備將這些電路整合在一起的能力，即便是設計出來了不能測試出電路的實際功能。所以必須借助Multisim進行仿真，通過從元件庫中調用觸發器、計數器、門電路等進行原理圖的繪制，最后可啟動仿真，通過撥動預置時間的開關可以把通車時間修改為其他的值再進行仿真。

借助軟件工具進行課堂教學即可以將抽象的知識形象化，又能增加教學的趣味性，提高學生學習的興趣。

4 實驗教學改革

4.1 傳統實驗教學模式及弊端

就目前來看，獨立學院因為受學校規模、資金投入、師資力量等因素的影響，對于專業實驗室的建設還有待加強。所以數字邏輯課程的實驗教學仍是使用集成度比較高的實驗箱來完成，而且實驗箱上一般使用的是74系列或者CMOS中小規模集成電路。這種實驗箱要求學生將所需集成電路元件按照實驗指導書上的內容和圖示插入到所對應插座上并進行連線[4]。學生能夠實際接觸到真正的集成電路，不用憑空想象，所以對集成電路的功能、實驗效果更加印象深刻，也能提高大部分學生的學習興趣。但是對于那些程度較好的學生，簡單的通過實驗箱來完成驗證性的實驗并不能達到培養創新型和應用型人才的要求。當然也要考慮獨立學院學生的程度和學習自主性，不能以難度較大的如VHDL語言、VerilogHDL語言配合講解，我們要以實驗箱作為輔助實踐教學，以動手操作為主要目的，讓學生能夠真正投入到數字電路的分析設計的樂趣中去。

4.2 實驗改革初探

為了達到這一目的，學院建設了以綜合應用為目的的焊接技術實訓室，在進行完正常的教學環節和實驗環節之外，由授課教師根據教學內容及進度進行科學選題并組織學生統一購買數字電路相關套件和元器件，本著難易程度適中、考察全面、具有一定趣味性的原則給出設計題目[5]。這些題目主要注重于生活實際，是學生平時普遍見過的東西，比如溫度測量與控制電路設計、籃球比賽記分牌設計、八路搶答器設計、簡易公用電話計時器設計等，諸如此類接近生活的題目才能提高學生的設計興趣。在焊接實訓過程中，要求學生一人一組進行設計、焊接、調試等工作。通過獨立設計，可以讓學生更加熟練的掌握數字電路的設計方法及步驟，從真值表的列寫、表達式的列寫、卡諾圖的化簡，到常用集成電路的選擇及使用，每一步都能對課堂知識進行鞏固。通過焊接電路板，學生們可以初步掌握常規焊接技術，雖不能熟練焊接體積較小的貼片元件，但是對于針腳式元器件的焊接會非常熟練。而且當學生們順利地、規整地將電路板焊接完畢后，他們會感到非常有成就感，畢竟實際的電路板焊接實驗在多數獨立學院中受師資、實驗條件等限制不能很順利地開展。最后的調試工作能夠促使學生主動去發現在整個設計和焊接過程中的問題，并最終找到解決方法。

上述實驗改革方法正在順利地進行著，并得到了廣大師生的廣泛好評，體現了獨立學院在培養較高素質、較高創新性和培養應用型人才的信心。

5 結束語

獨立學院學生和公辦高校學生相比有著明顯的劣勢和缺點，但是也有自身顯著的優點，比如學生活潑、富有創造力、雖不具備鉆研精神，但喜歡動手操作，所以本文主要從數字邏輯理論教學和實驗教學兩方面提出了教學改革思路，并進行了必要的嘗試。就目前來看，以本文闡述的教改方式對獨立學院學生進行授課取得的效果比較令人滿意，也是我們今后繼續完善的方向。

[1]唐志強.計算機專業數字邏輯實驗的改革與創新[J].實驗室研究與探索，2013.

[2]唐 明.認識簡單與統一之美-數字邏輯課程教改談[J].計算機教育，2013.

[3]呂曉娟.獨立學院學生特點及管理對策研究[J].成人教育，2005.

[4]盛建倫，劉淑霞.數字邏輯實驗技術改革的研究[J].實驗技術與管理，2015.

[5]季偉東，張軍.數字邏輯課程的探究性教學研究與實踐[J].計算機教育，2010.

G642

A

1004-7344（2016）17-0039-02

2016-6-1

申 偉(1983-)，男，河南焦作人，講師，碩士，研究方向為智能控制。

張穎穎（1988-），女，河南鄭州人，碩士，研究方向為數字圖像處理。

杜文娟（1988-），女，河南焦作人，本科。