數字電路與邏輯設計雙語教學探索與實踐

殷建軍+黃瓊+尹令+崔金榮+曹維

摘要：本文分析了雙語教學的重要意義，對筆者所在學院開設“數字電路與邏輯設計”雙語課程的探索過程進行了詳細介紹，并對雙語教學的效果從兩個方面進行了分析，指出了雙語教學過程中存在的問題，為我院計算機類課程的雙語教學可持續發展進行有益的探索和研究。

關鍵詞：雙語教學；數字電路與邏輯設計；教學模式；教學效果分析

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）33-0131-03

數字電路與邏輯設計是計算機、網絡工程、軟件工程等計算機類專業的基礎專業課，是后續硬件課程的重要先修課程，在課程體系中占有重要的地位。筆者所在的華南農業大學數學與信息學院從2015年開始探索該門課程的雙語教學，希望借此機會不僅使學生能夠掌握計算機硬件基礎知識，為進一步學習數字系統和后續硬件課程打下基礎，而且幫助學生掌握計算機專業英語知識，提高他們的英語聽、說、讀、寫、譯的能力，為培養國際化的復合型人才做準備。

一、雙語教學的重要意義

1.背景。在全球化高等教育快速發展的背景下，要實現我國高等教育的國際化和跨越式發展，在高校推進雙語教學是一條重要的途徑。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》和教育部2001年4號文件均提出高校要積極開展專業課程的雙語教學，進而推進我國高等教育國際化，以培養具有國際競爭力的高素質人才。

筆者所在的華南農業大學于2015年入選廣東省高水平大學建設行列，學校高水平建設的一個重要目標就是培養具有國際視野和核心競爭力的人才，為此學校推出了一系列措施和機制來鼓勵和推進雙語課程教學。

2.必要性。計算機學科是信息時代誕生的新興學科，其發展日新月異，目前計算機的最新技術和先進理論主要來源于美、英等西方發達國家，因而本學科的前沿科技信息和高水平論文都是通過英文傳播的，為了及時掌握這些先進的理論和技術，提高計算機專業英語水平勢在必行，而實施雙語教學正是提高專業英語水平最好的方式。

3.可行性。首先，近年來國家、各省市以及各高校出臺了很多措施來鼓勵高校教師出國訪學。一方面，教師通過出國進行英語培訓和在國外英語環境的學習鍛煉，大大提高了自己的英語水平；另一方面，在國外學習期間，教師接觸和了解了本學科最前沿的技術，擴展了自己的視野，為歸國后的教學奠定了堅實的基礎。其次，國內各出版社近年來不斷引進一些優秀的國外原版教材，為各高校開展雙語教學提供了良好的教材環境。最后，中小學對英語的高度重視和大學英語四、六級考試的廣泛普及調動了廣大學生學習英語的熱情，大學生的英語水平普遍提高，這為開展雙語教學提供了有利條件，使雙語教學成為可能。

二、雙語教學的實踐過程

筆者所在的學院從2015年開始進行數字電路與邏輯設計雙語課程規劃和前期準備，包括師資培訓、教學大綱制定、教材選取、教學模式設計、教學方案設計、PPT課件制作、雙語課程資源網站建設等，2016年春季正式開設雙語課程。

1.師資準備。開展雙語教學，教師的作用舉足輕重。學院首先挑選具有豐富專業課程授課經驗、英語基礎好的教師組建教學團隊，然后對其進行雙語授課的培訓，使其滿足雙語授課的基本要求。目前教學團隊共有五名教師組成，其中一名教授，一名副教授，兩名講師，一名實驗師，全部達到英語六級水平，其中兩人有過出國訪學經歷，兩人通過出國英語培訓計劃出國訪學，兩人通過學校雙語教學資格認證。

2.教材選用。一門合適的英文教材對雙語課程的開展至關重要。我們對國內外高校采用的數字電路與邏輯設計教材進行了調研和甄別，最后選用了美國斯坦福大學Wakerly教授編寫的《Digital Design：Principles and Practices（Fourth Edition）》英文原版教材。Wakerly教授不僅有深厚的理論水平，而且具有豐富的實踐經驗，所著的教材內容全面、邏輯性強、易于理解，可供不同層次的人使用。同時，為了學生更好地掌握專業內容，選用了該教材配套的中文譯本作為輔助教材。

3.教學內容及學時安排。（1）理論教學內容。由于所選教材包含的內容較多，為了讓學生在有限的學時里抓住重點進行學習，我們從課程教學大綱、學生特點和學院定位等方面考慮，精心選取了部分內容在課堂上進行講解；同時結合國內優秀教材，對原教材的部分內容進行了適當的補充和拓展。課程的理論教學主要圍繞Combinational Logic Circuits和Sequential Logic Circuits兩條主線進行，先進行相關原理介紹，后進行應用實踐學習，最終使學生掌握Combinational Logic和Sequential Logic的分析和設計方法，為計算機和其他數字系統的硬件分析與設計奠定堅實的基礎。鑒于該課程是后續計算機硬件課程的重要基礎和先導課程，是第一門專業雙語課程，學院的人才培養方案設定該課程總共88學時，其中理論課56學時，每周4學時；實驗課32學時，每周4學時。（2）實驗教學內容。實驗教學的任務是配合理論課程的學習，通過動手實踐，使學生掌握數字電路與邏輯設計的理論、方法、工具等。該課程的實驗教學內容包括八個實驗，其中五個設計實驗，五個綜合性實驗。五個設計性實驗分別是：Simple Combinational Logic Circuit Design、Adder and Comparator Design、Decoder and Multiplexer Design、Counter Design、Shift Register Design。3個綜合性實驗分別是：Four Responders Design、Serial 8421BCD Detector Design、Vending Machine Design。

4.教學模式和方法。（1）理論教學。考慮到該課程是面向大一學生開設的雙語課程，而且是計算機硬件的核心課程，所以首先要保證學生能夠理解和掌握好課程的專業知識，其次才是提高專業英語水平，而不能盲目追求英語學習，從而弱化了本課程的專業知識學習。為此，課程采用以漢語為主、英語為輔的混合教學模式。在實際授課中，采用英文教材和以英文為主的PPT課件（進行必要的中文注釋），講解時先進行英語講解，然后對關鍵詞匯、原理與方法、應用案例等進行中文講解。講課中，盡可能地采用簡單、常見的英文語句，語速要適當放慢，對關鍵科技詞匯和重點內容有意識地重復和提醒，并進行中英對照提示等。課堂中鼓勵學生主動用英語提問和回答問題，以提高學生的口語表達能力。課程前期（1—5周），教學進度適當放慢，積極引導學生盡快適應雙語教學模式；課程中后期（6—14周），恢復正常教學進度。采用理論聯系實際的教學方法，在講解重要或有難度的原理時，結合日常生活中的實例進行講解，使學生既能掌握原理，又容易體會和接受。（2）實驗教學。實驗內容包括八個設計性和綜合性實驗，任務量大。為了保證實驗任務的高質量完成，安排每個實驗內容在四個連續學時內完成，同時每兩人為一個小組，便于相互促進和交流。每個教學大班（兩個自然班）的實驗課由一名任課教師和一名成績優秀的研究生共同指導，以便及時解答學生在實驗中遇到的問題和疑惑。學生在完成每次實驗內容后，需當場提交給指導教師檢查，檢查通過后才能離開實驗室。實驗采用實驗箱和仿真軟件相結合的方式進行。一般的設計性實驗采用實驗箱進行，復雜的設計性實驗和綜合性實驗采用仿真軟件Multisim進行。采用實驗箱進行實驗，能夠讓學生親身接觸各種邏輯器件，學生看得見摸得著，體會更深刻；而仿真軟件能夠克服邏輯器件不足、布線困難等問題，兩種方式相輔相成，能夠提高實驗完成的質量。

5.考核方法。該課程的考核由平時成績和期末成績構成，二者各占50%。平時成績由考勤、課堂小測（3次）、課后作業（5次）、實驗（8次）四部分共同組成，各部分所占比例分別為10%、20%、20%和50%。期末采用筆試考試，時長120分鐘，全英文試卷，鼓勵學生盡量采用英文答卷并給予適當加分。

三、雙語教學的效果分析

雙語教學對教師來說也是一個新的挑戰，教師需要對教學效果進行客觀分析，找出教學過程的問題和不足，不斷改善，才能提高教學水平。下面從期末考試、學生教學反饋兩個方面進行教學效果分析。

1.期末考試分析。對本課程的期末試卷卷面成績進行分析，統計結果如表1所示。

從表1可以看出，學生的成績基本呈正態分布，且良好以上的人數達到43.92%，不及格率為6.42%，說明大部分學生對本課程的基本知識有較好的掌握；但也有極少數同學成績較差，暴露出對基本概念和基本方法掌握不牢的問題；也有少數同學未能按時完成試卷內容，可能是首次采用英語考試，這些同學理解題目和答題進度受到了影響。

2.學生教學反饋和教學評分。教學反饋主要包括學校教學質量監控網上的學生反饋，以及教師與學生課內外溝通獲取的反饋信息，對這些反饋信息進行綜合分析，從中可以發現：在雙語課程的開始幾周，學生遇到的困難較多，到課程的中后期，大部分同學已經開始慢慢適應了雙語教學；在期末的反饋中，大部分同學對雙語課程持支持態度，認為有利于自己英語水平的提高和視野的擴展，但也有極少數同學對雙語課程有抵觸情緒，習慣用中文學習，或不太愿意花時間看英文教材。

在期末學生對教師的教學評價中，對“教師的教學使我理解和掌握了該課程的內容，我覺得有收獲”這一項的滿意度達到了91.42%。

從以上兩個方面分析來看，整體上學生對本課程的雙語學習效果較好，但也存在以下問題：（1）學生在看英文教材時，對一些原理性知識的閱讀存在較大困難，主要原因是對一些核心專業詞匯不熟，以及學科專業知識偏少。（2）學生在考試時能夠讀懂英文試卷題目，但在用英文作答方面存在較多問題，主要表現在對核心專業詞匯記不牢、常用的英文表達方式不熟等方面。（3）在課堂互動環節，學生的積極性不高，主要原因是學生的英語聽說能力不足，用英語交流的意愿也不強烈。

四、總結

雙語教學可以提升學生的英語知識和能力、擴展學生的國際視野和意識，同時也能夠讓授課教師學習國外的先進教育理念，全方位提升教師的綜合素質，因此，應當大力提倡和推廣，在計算機專業方面尤其如此。

但雙語教學仍處于探索階段，教師需要在授課過程中及時發現問題、積累經驗，逐步提高教學水平，同時要堅持“以學習學科專業知識為主，學習英語知識為輔”的原則，不能本末倒置、為了雙語而雙語，從而偏離了本科教學的本意。

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Exploration and Practice on Bilingual Teaching of Digital Circuit and Logic Design

YIN Jian-jun，HUANG Qiong，YIN Ling，CUI Jin-rong，CAO Wei

（College of Mathematics and Information，South China Agricultural University，Guangzhou，Guangdong 510642，China）

Abstract：The significance of bilingual teaching is analyzed，and a detailed introduction to the exploration of the bilingual course of digital circuits and logic design is given in this paper. And then the effect of bilingual teaching from two aspects is analyzed，and the problems in the process of bilingual teaching are pointed out. It is a useful exploration and research for the sustainable development of bilingual teaching of computer courses in our college.

Key words：bilingual teaching；digital circuits and logic design；teaching mode；teaching effect analysis