“数字电子技术”课程教学现状的调研

张秀荣

(同济大学 电子与信息工程学院， 上海 200092)

“数字电子技术”课程教学现状的调研

张秀荣

(同济大学 电子与信息工程学院， 上海 200092)

本文对国家精品课程资源网上33所本科院校的“数字电子技术”课程的教学内容和教学方法进行了调查和研究并就此给出了一些建议。本文对讲授这门课的教师们有很好的借鉴意义。

数字电子技术；教学内容；教学方法

0 引言

“数字电子技术”课程是电气和电子信息类本科生的专业基础课，该课程通过对电子元器件、数字电路及其系统的学习，使学生获得数字电子技术方面的基本知识和基本技能，为深入学习电子技术做准备。

随着集成电路工艺的发展，数字集成器件经历了从小规模集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)到大规模集成电路(LSI)、超大规模集成电路(VLSI)的发展历程。数字电路的设计方法和手段也在不断演变和发展，如何合理安排教学，使学生在有限的学时中掌握更多的实际应用知识，提高学生的综合实践能力，是我们需要解决的问题[1]。

为了解国内各大学“数字电子技术”课程的教学情况，笔者对国家精品课程资源网上33所本科院校的“数字电子技术”课程的教学内容和方法进行了调查和研究。

1 对33所院校教学内容的调研

1.1 33所院校教学内容的概况

(1)33所本科院校的教学大纲中包含的基本内容及学时数如图1所示。

(2)33所本科院校的教学大纲引入大规模集成电路，可编程逻辑器件，硬件描述语言的情况如图2所示。

1.2 对33所院校教学内容的建议

从上述调查结果来看，33所院校“数字电子技术”课程的教学内容需要改革。随着计算机技术和大规模集成电路制造技术的迅速发展，中小规模数字集成电路已经不能满足现代数字系统设计的要求，用VHDL 和 Verilog HDL 语言设计电路的方法已经得到广泛应用。因此,“数字电子技术”课程应该压缩分立元件、小规模集成电路与脉冲数字电路的内容，引入大规模集成电路，可编程逻辑器件和硬件描述语言的应用等内容。该课程教学内容及学时数的设置可以参考下图:

图1 33所院校教学大纲包含的基本内容及学时数

图2 33所院校教学大纲引入大规模集成电路，可编程逻辑器件和硬件描述语言的情况

图3 教学内容及学时数的设置

2 对33所院校教学方法的调研

2.1 教学方法的调查结果

教学方法是教师在教学中运用的方式和手段的总称, 33所院校的教学方法主要是用多媒体课件进行传统方式的讲授,其统计结果如图4所示：

图4 各校教学方法的统计结果

2.2 对33所教学方法的总结和建议

1)可采用多媒体和板书相结合的方式

“数字电子技术”课程电路图比较多，在笔者调查的33所院校中,全都采用多媒体课件进行教学,课件中引入了大量图片及多媒体动画。多媒体教学方式比较直观，也节省了教师用粉笔画电路图的时间。但是，在一些理论公式的推导中，学生不容易跟上教师的思路。因此，对于比较抽象的公式推导采用板书与多媒体相结合的方式效果会更好。

例如用公式法化简逻辑函数式：

可以有多种化简的办法:

此题除了以上3种化简方法外，还有其他方法也可以化简，用板书的形式讲解可以督促学生积极思考，采用学生想到的方式推导,让学生参与化简的过程，帮助学生加深对知识的理解。

2)重要知识点可采用翻转课堂教学(包含了启发式教学法，讨论式教学法,四位一体教学法等)

我国高校传统的教学模式是教师课堂上讲解知识点、课后学生自行练习的模式，学生被动接受知识，存在课堂信息量过大、课后教师指导不足等问题。翻转课堂是指学生在课前利用教师提供的资料自学知识点，课堂上通过教师和学生间的互动讨论完成课堂作业，从而掌握和消化知识点的新型教学模式[2，3]。上述调查中提到的启发式教学法、讨论式教学法和四位一体教学法，可以说是翻转课堂教学模式的前身。(注释：四位一体教学法是指通过自学、讨论、答辩、考查四个阶段的教学活动，培养学生的自学能力以及分析问题和解决问题的能力。)

“数字电子技术”课程内容多学时少，一般采用大班授课的形式，教师不能兼顾不同层次学生的学习情况，学生遇到问题不方便和教师及时沟通。因此，建议采用“重要知识点翻转课堂教学，一般知识传统课堂教学”的混合教学模式。例如分立元件门电路这部分教学内容，只需要讲解基本的工作原理和外特性，内容比较简单，教师可以采用传统的课堂教学模式讲授。而组合逻辑电路这一章，学生需要掌握组合逻辑电路的分析方法和设计方法，以及编码器、译码器、数据选择器、加法器和数值比较器等内容，内容多且学生较难掌握，可以采用“课前自学知识点，课堂讨论完成课堂练习”的翻转课堂教学。“数字电子技术”课程具体教学模式的安排可参考下表：

表1 “数字电子技术”课程各章节教学模式设置

3)可采用案例教学法和研究式教学做辅助

(1)案例教学法

案例教学法是一种以案例为基础的教学方法, 案例教学为学生提供了一种模仿和借鉴的范例，可以增强学生的感性认识，有助于提高学生分析问题和解决问题的能力。授课时我们可以先给出一个实际生活中的实例，让学生带着问题听课，在掌握相应理论知识的基础上，真正理解和运用实际的解决方案。

例如教师在讲解组合逻辑电路时，可以用多开关控制电灯电路作为例子：有一间宿舍里住了3位同学，只有一盏灯，他们要求在各自的床头安装开关，并均能独立地控制灯的开或关，要求：①用最少的门电路设计一个控制电路满足3位同学的要求；②如果有4位同学,如何解决?③如果有更多位同学,如何解决?

通过这种与生活实际联系的例子,可以激发学生的学习兴趣,达到更好的教学效果。

(2)研究式教学

教师可以鼓励学生开展研究性学习，以布置小课题的方式，引导学生运用理论知识分析问题、解决问题。例如我们可以在教学后期布置“设计并制作一个数字显示钟表”的小课题，要求学生不仅要完成电路的设计，还要到实验室进行实际制作，在此过程中学生可以加深对基础知识的理解，提高动手能力,同时掌握撰写科技论文的能力。

4)积极构建课程网络平台

近年来,科学技术飞速发展，互联网已经实现了广泛的覆盖，教师可以根据实际情况建立交互式的网络教学平台，可以在平台上设置电子教材、课件下载、实验模拟、网上答疑和在线测试等内容，引导学生自主学习，参与网络讨论,起到很好的辅助教学作用,从而有效改善教学效果。

3 结语

本文对国家精品课程资源网上33所本科院校的“数字电子技术”课程的教学内容和方法进行了调查和研究，在教学内容和教学方法两个方面给出了一些建议，为讲授“数字电子技术”课程的教师们提供参考。

[1] 刘金锦 庞学民等. “数字电子技术基础”课程改革探索与实践[J]. 北京: 工业和信息化教育，2015(3)：24-63

[2] 梁晓琳,包本刚等. 基于翻转课堂的数字电路课堂教学改革探索研究[J]. 合肥: 科教文汇，2015(22)：62-63

[3] 郑创明. 基于翻转课堂模式的数字电路课堂教学探索[J]. 合肥: 电脑知识与技术，2015(2)：141-142

An Investigation of the Current Situation of the Digital Electronic Technology Course Teaching

ZHANG Xiu-rong

(CollegeofElectronicsandInformationEngineering,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)

In this paper, the syllabus and teaching methods of Digital Electronic Technology course for thirty-three universities and colleges in national fine-designed course network are surveyed and analyzed， and for which some suggestions are given. Teachers who teach this course will have a very good reference.

digital electronic technology; teaching content; teaching method

2016-03-22;

2016-04- 27

张秀荣(1970-)，女，硕士，讲师，主要从事电工学教学和电子技术方面的研究工作，E-mail：xiurong@tongji.edu.cn

G420

A

1008-0686(2017)01-0095-03