“数字电路”课程教学的探索和思考

刘丽丽　李锦　胡静

[摘 要]“数字电路”课程是很多工科专业的通识必修课，尤其是电子类、信息类以及通信类专业，它是这些专业学生的入门基础课，其对培养上述专业学生具有重要影响。“数字电路”也是我校物理学以及电信专业的通识必修课。从提高主讲教师的素养；把握和整合课程内容，提高课程教学质量；改革实验教学方法；改革考试评价体系等几个方面进行了阐述，为激发学生学习本课程的兴趣，提高学生综合能力给出建议。

[关键词]“数字电路”教学 教学改革 实践能力

[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）05-0109-02

“数字电路”课程是与电子信息领域相关的一些专业的主干课程和入门性质的平台基础课，它的作用类似于数学对于理工科的重要性一样，其对培养电信类专业学生具有重要影响，学生能否掌握好该课程影响着后续专业课的学习。该课程的目的和任务是通过“数字电路”课程的学习，使学生获得“数字电路”的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力。针对现行人才培养目标，陕西师范大学（以下简称“我校”）电子教研室的老师们在汲取国内外高校尤其是国内电类名校在该课程上的教学内容与教学方法，同时着眼于学校的实际条件和学生的未来工作需要，对该课程的教学内容和方法进行改进，主要体现在以下几个方面：提高主讲教师水平，激发学生学习兴趣；把握课程重点，更新教学内容，提高课程教学质量；加强实验教学环节，突出学生科学思维的培养；建立合理的考核体系，采用多元化成绩评定方式，注重学生实践能力的培养。通过改革，不断更新和充实教学内容，使得本课程理论紧跟新技术的发展，提升教学效果，体现我校办学特色，同时培养学生就业所需要的实践能力。

一、“数字电路”课程教学现状

在传统的教学模式中，教师往往重视知识的理论性，轻视知识的实践性；学生则更加重视考试分数的高低，轻视实践能力的锻炼。在教学过程中，以教师为主导，采用“灌输式”的教学方法，教学内容局限于课本，学生处于被动接受的情境下，思维受限缺乏积极性，教学效果不好，学生在未来的工作中对所学知识的运用能力不佳。多媒体技术和计算机技术的发展为教学方法更加多样化提供了条件，很多高校已经将多媒体搬进教室。除了讲授法外，其他各种教学方法例如讨论法、演示法、任务驱动法、项目教学法等教学方法也被很多教师采用。

对于我校来说，为顺应时代的发展，学校实施以“厚基础、宽口径、高素质、强能力”为培养理念的“2+2”本科人才培养模式，即前两年将学生按一级学科为主体的大类进行培养，学生主要学习通识课程和学科基础课程，后两年按学科专业方向进行培养，学生主要学习专业课程、教师教育课程（专业技能课程），并完成实践环节和科研训练等教学内容，因此专业的培养方案中开设的课程数量增加，导致每门课的学时数被削减。同时，由于技术的发展，使得课程体系和教学内容发生了深刻的变化。“数字电路”的教学工作面临教学学时数减少和教学内容增加的巨大矛盾，给教学实施带来压力和挑战。数字电子技术的飞速发展无疑给“数字电路”课程的任课老师带来了更大的挑战。超大规模可编程逻辑器件的大范围使用、通过硬件描述语言进行电路系统的设计等，这些层出不穷的新知识、新技术逐渐使授课内容变得更加分化和复杂。当前“数字电路”在我校基本仍以传统教学方法为主，在不断缩减授课学时的前提下，如何将上述知识完整而高效地传授给学生，并且培养学生具有深厚理论基础和综合技术、良好的实践能力和创新意识是应该继续研究的问题。

二、“数字电路”课程教学改革措施

（一）提高主讲教师水平，激发学生学习兴趣。“数字电路”课程具有新知识涌现快的特点，因此要求主讲教师要有强烈的责任感和敬业精神，在吃透教材的同时不断汲取新的专业知识，掌握专业前沿的发展动向，并融入教学中，激发学生学习的热情。教师依据大纲要求精心设计教学内容，教案或者课件应直观、生动和形象，利用技术手段（比如添加链接）使教学内容条理清晰，在课堂中的例子与实际生活相关联，增加学习的趣味性。问题的引出是每堂课的开场白，起着承上启下的重要作用，要注意每节课问题的引出方法。在教学过程中教师应采取多元化的教学方法，由传统的“灌输者”向“引导者”转变。让学生在宽松活跃的课堂气氛中学习，鼓励学生在探索问题的过程中相互沟通、合作，分享不同的视角与观点，鼓励学生思考并尝试解决问题，促进学生创造性思维的培养，提高课程教学质量。

（二）把握教学重点和更新教学内容，提高课堂教学质量。教学方法是有效实施新的课程体系和教学内容，提高教学效果的重要环节，因此，需要对传统的满堂灌、填鸭式等课堂教学方法进行大力改革，渗透部分研究性教学的思路。比如由“知识点讲解型”向“以问题为导向型”转变，同时教师向“引导者”角色转变，提炼有一定挑战性的现实问题，用以问题为导向的主动式学习来激发学生学习知识的兴趣，从而使他们深入理解相关知识点。在课程内容上处理好分立电路和集成电路的关系，二者理论上发展现状是分立和集成共存，要淡化分立、内部结构内容；在实际教学中要采取分立和集成的融合方法，但淡化不等于不要，要有适当的涉及。比如在组合电路的设计章节中常见的题目就是根据要求设计出实际逻辑电路，通常就是根据输入、输出列出真值表，这一步是设计的关键，要写出表达式并化简或者形式变换，最后画出逻辑电路图。画出的逻辑图用门电路和模块均可实现，比如全加器可以用与门和异或门等逻辑门组成，也可以用模块74LS138来实现。在课程内容上同时削弱对集成门电路内部电路的分析，侧重讲解数字集成电路的逻辑功能和应用，注重学生对实用性的要求。

（三）改革实验教学方法，提高实验教学质量。数字电路实验教学是整个课程体系的重要组成部分，是理论教学的延伸，对于学生探索精神、科学思维、创新意识的培养具有重要意义。理论教学获取新的知识，使得学生有了良好的认知能力和有效的知识体系，实验教学是应用所学知识，培养实践能力，培养创新意识，重新认识认知能力，二者互为促进。很多学校已经把数字电路实验作为一门独立的课程来开，而我校还不具备这个条件，但是在教学方法上已经做了很大的改进：第一，体现为三个转变。转变实验辅导解答为实验引导启发；转变面向实验结果为面向实验过程；转变实验单一模式为多元模式。第二，实验内容分为三级，分别是基础性实验、综合设计性实验和自主探究性实验。其中综合设计性实验和自主探究性实验必须建立以学生为中心的教学模式，即在教师指导下的学生独立实验过程。第三，数字电路实验室采取开放式教学，提高实验教师责任心和耐心。实验室早上八点到下午六点开放，学生除实验课时间外，其他时间也可以自主去实验室做一些有益的实验探究，有问题可以随时向专门的指导教师请教，这使得学生的学习状态得到改观。在学生实验过程中，除了硬件连接错误、接触不良等非设计因素导致的故障需要教师帮助外，还有一些设计性的错误也需要教师在指导实验过程中进行适当的提示和引导。因此，实验过程指导对于实验教师的责任心和耐心是个很大的考验，而实验教师的责任心和耐心对于学生实验质量起着非常重要的作用。第四，学院和学校两级每年都举办“电子设计大赛”，让学生践行所学知识，提高了实践能力和创新能力，形成理论与实践的相辅相成，相互促进。

（四）建立合理的考核体系，采用多元化成绩评定方式。随着教学内容的不断整合更新，教学方法的改革，应建立学生学习过程的形成性评价与学习效果的终结性评价相结合的评价体系。改革以往单纯的期末考试定成绩的方法，促使学生对学习过程重视，提高作业、出勤、课堂讨论、实验操作等学习过程的考核力度，降低期末考试在整体成绩评价中的比重，特别是提高了实验操作的比重。以往实验部分只占总成绩的10%，现在提高到至少20%，客观上提高学生对实验的重视程度，从而无形中强化了学生的实践能力。提高过程考核中学生平时成绩作为判断学生成绩比重，并与课程期末考试相结合，完善考试考核机制，从多方面为提升学生综合能力而努力。

三、结语

数字电路技术的飞速发展，新知识、新技术的层出不穷，给任课教师和传统的教学带来严峻的挑战。笔者及笔者所在课程组正在对“数字电路”教学及实验内容和方法进行改革，希望既培养学生具有深厚的理论基础，又希望他们掌握系统的方法；教学既突出理论和概念，又强化方法和技术。然而，如何进一步提高学生的综合能力还需要继续探索和研究。

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[责任编辑：钟 岚]