“數(shù)字電路”課程教學(xué)的探索和思考

劉麗麗　李錦　胡靜

[摘 要]“數(shù)字電路”課程是很多工科專業(yè)的通識必修課，尤其是電子類、信息類以及通信類專業(yè)，它是這些專業(yè)學(xué)生的入門基礎(chǔ)課，其對培養(yǎng)上述專業(yè)學(xué)生具有重要影響?！皵?shù)字電路”也是我校物理學(xué)以及電信專業(yè)的通識必修課。從提高主講教師的素養(yǎng)；把握和整合課程內(nèi)容，提高課程教學(xué)質(zhì)量；改革實驗教學(xué)方法；改革考試評價體系等幾個方面進行了闡述，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本課程的興趣，提高學(xué)生綜合能力給出建議。

[關(guān)鍵詞]“數(shù)字電路”教學(xué) 教學(xué)改革 實踐能力

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

“數(shù)字電路”課程是與電子信息領(lǐng)域相關(guān)的一些專業(yè)的主干課程和入門性質(zhì)的平臺基礎(chǔ)課，它的作用類似于數(shù)學(xué)對于理工科的重要性一樣，其對培養(yǎng)電信類專業(yè)學(xué)生具有重要影響，學(xué)生能否掌握好該課程影響著后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)。該課程的目的和任務(wù)是通過“數(shù)字電路”課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生獲得“數(shù)字電路”的基本理論、基本知識和基本技能，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。針對現(xiàn)行人才培養(yǎng)目標(biāo)，陜西師范大學(xué)（以下簡稱“我?！保╇娮咏萄惺业睦蠋焸冊诩橙鴥?nèi)外高校尤其是國內(nèi)電類名校在該課程上的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法，同時著眼于學(xué)校的實際條件和學(xué)生的未來工作需要，對該課程的教學(xué)內(nèi)容和方法進行改進，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：提高主講教師水平，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；把握課程重點，更新教學(xué)內(nèi)容，提高課程教學(xué)質(zhì)量；加強實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，突出學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)；建立合理的考核體系，采用多元化成績評定方式，注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。通過改革，不斷更新和充實教學(xué)內(nèi)容，使得本課程理論緊跟新技術(shù)的發(fā)展，提升教學(xué)效果，體現(xiàn)我校辦學(xué)特色，同時培養(yǎng)學(xué)生就業(yè)所需要的實踐能力。

一、“數(shù)字電路”課程教學(xué)現(xiàn)狀

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

對于我校來說，為順應(yīng)時代的發(fā)展，學(xué)校實施以“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、強能力”為培養(yǎng)理念的“2+2”本科人才培養(yǎng)模式，即前兩年將學(xué)生按一級學(xué)科為主體的大類進行培養(yǎng)，學(xué)生主要學(xué)習(xí)通識課程和學(xué)科基礎(chǔ)課程，后兩年按學(xué)科專業(yè)方向進行培養(yǎng)，學(xué)生主要學(xué)習(xí)專業(yè)課程、教師教育課程（專業(yè)技能課程），并完成實踐環(huán)節(jié)和科研訓(xùn)練等教學(xué)內(nèi)容，因此專業(yè)的培養(yǎng)方案中開設(shè)的課程數(shù)量增加，導(dǎo)致每門課的學(xué)時數(shù)被削減。同時，由于技術(shù)的發(fā)展，使得課程體系和教學(xué)內(nèi)容發(fā)生了深刻的變化?！皵?shù)字電路”的教學(xué)工作面臨教學(xué)學(xué)時數(shù)減少和教學(xué)內(nèi)容增加的巨大矛盾，給教學(xué)實施帶來壓力和挑戰(zhàn)。數(shù)字電子技術(shù)的飛速發(fā)展無疑給“數(shù)字電路”課程的任課老師帶來了更大的挑戰(zhàn)。超大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷拇蠓秶褂谩⑼ㄟ^硬件描述語言進行電路系統(tǒng)的設(shè)計等，這些層出不窮的新知識、新技術(shù)逐漸使授課內(nèi)容變得更加分化和復(fù)雜。當(dāng)前“數(shù)字電路”在我校基本仍以傳統(tǒng)教學(xué)方法為主，在不斷縮減授課學(xué)時的前提下，如何將上述知識完整而高效地傳授給學(xué)生，并且培養(yǎng)學(xué)生具有深厚理論基礎(chǔ)和綜合技術(shù)、良好的實踐能力和創(chuàng)新意識是應(yīng)該繼續(xù)研究的問題。

二、“數(shù)字電路”課程教學(xué)改革措施

（一）提高主講教師水平，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣?！皵?shù)字電路”課程具有新知識涌現(xiàn)快的特點，因此要求主講教師要有強烈的責(zé)任感和敬業(yè)精神，在吃透教材的同時不斷汲取新的專業(yè)知識，掌握專業(yè)前沿的發(fā)展動向，并融入教學(xué)中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。教師依據(jù)大綱要求精心設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，教案或者課件應(yīng)直觀、生動和形象，利用技術(shù)手段（比如添加鏈接）使教學(xué)內(nèi)容條理清晰，在課堂中的例子與實際生活相關(guān)聯(lián)，增加學(xué)習(xí)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(jié)課問題的引出方法。在教學(xué)過程中教師應(yīng)采取多元化的教學(xué)方法，由傳統(tǒng)的“灌輸者”向“引導(dǎo)者”轉(zhuǎn)變。讓學(xué)生在寬松活躍的課堂氣氛中學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)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(xué)生思考并嘗試解決問題，促進學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，提高課程教學(xué)質(zhì)量。

（二）把握教學(xué)重點和更新教學(xué)內(nèi)容，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。教學(xué)方法是有效實施新的課程體系和教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效果的重要環(huán)節(jié)，因此，需要對傳統(tǒng)的滿堂灌、填鴨式等課堂教學(xué)方法進行大力改革，滲透部分研究性教學(xué)的思路。比如由“知識點講解型”向“以問題為導(dǎo)向型”轉(zhuǎn)變，同時教師向“引導(dǎo)者”角色轉(zhuǎn)變，提煉有一定挑戰(zhàn)性的現(xiàn)實問題，用以問題為導(dǎo)向的主動式學(xué)習(xí)來激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的興趣，從而使他們深入理解相關(guān)知識點。在課程內(nèi)容上處理好分立電路和集成電路的關(guān)系，二者理論上發(fā)展現(xiàn)狀是分立和集成共存，要淡化分立、內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)容；在實際教學(xué)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(dāng)?shù)纳婕啊１热缭诮M合電路的設(shè)計章節(jié)中常見的題目就是根據(jù)要求設(shè)計出實際邏輯電路，通常就是根據(jù)輸入、輸出列出真值表，這一步是設(shè)計的關(guān)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(xiàn)，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(xiàn)。在課程內(nèi)容上同時削弱對集成門電路內(nèi)部電路的分析，側(cè)重講解數(shù)字集成電路的邏輯功能和應(yīng)用，注重學(xué)生對實用性的要求。

（三）改革實驗教學(xué)方法，提高實驗教學(xué)質(zhì)量。數(shù)字電路實驗教學(xué)是整個課程體系的重要組成部分，是理論教學(xué)的延伸，對于學(xué)生探索精神、科學(xué)思維、創(chuàng)新意識的培養(yǎng)具有重要意義。理論教學(xué)獲取新的知識，使得學(xué)生有了良好的認知能力和有效的知識體系，實驗教學(xué)是應(yīng)用所學(xué)知識，培養(yǎng)實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，重新認識認知能力，二者互為促進。很多學(xué)校已經(jīng)把數(shù)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(xué)方法上已經(jīng)做了很大的改進：第一，體現(xiàn)為三個轉(zhuǎn)變。轉(zhuǎn)變實驗輔導(dǎo)解答為實驗引導(dǎo)啟發(fā)；轉(zhuǎn)變面向?qū)嶒灲Y(jié)果為面向?qū)嶒炦^程；轉(zhuǎn)變實驗單一模式為多元模式。第二，實驗內(nèi)容分為三級，分別是基礎(chǔ)性實驗、綜合設(shè)計性實驗和自主探究性實驗。其中綜合設(shè)計性實驗和自主探究性實驗必須建立以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，即在教師指導(dǎo)下的學(xué)生獨立實驗過程。第三，數(shù)字電路實驗室采取開放式教學(xué)，提高實驗教師責(zé)任心和耐心。實驗室早上八點到下午六點開放，學(xué)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?qū)ｉT的指導(dǎo)教師請教，這使得學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)得到改觀。在學(xué)生實驗過程中，除了硬件連接錯誤、接觸不良等非設(shè)計因素導(dǎo)致的故障需要教師幫助外，還有一些設(shè)計性的錯誤也需要教師在指導(dǎo)實驗過程中進行適當(dāng)?shù)奶崾竞鸵龑?dǎo)。因此，實驗過程指導(dǎo)對于實驗教師的責(zé)任心和耐心是個很大的考驗，而實驗教師的責(zé)任心和耐心對于學(xué)生實驗質(zhì)量起著非常重要的作用。第四，學(xué)院和學(xué)校兩級每年都舉辦“電子設(shè)計大賽”，讓學(xué)生踐行所學(xué)知識，提高了實踐能力和創(chuàng)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(xué)內(nèi)容的不斷整合更新，教學(xué)方法的改革，應(yīng)建立學(xué)生學(xué)習(xí)過程的形成性評價與學(xué)習(xí)效果的終結(jié)性評價相結(jié)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(xué)生對學(xué)習(xí)過程重視，提高作業(yè)、出勤、課堂討論、實驗操作等學(xué)習(xí)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(xiàn)在提高到至少20%，客觀上提高學(xué)生對實驗的重視程度，從而無形中強化了學(xué)生的實踐能力。提高過程考核中學(xué)生平時成績作為判斷學(xué)生成績比重，并與課程期末考試相結(jié)合，完善考試考核機制，從多方面為提升學(xué)生綜合能力而努力。

三、結(jié)語

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

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]