師范院校《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)改革探索

吳 杰，楊青勝，江 波，汪玲彥

(湖北師范大學(xué) 機電與控制工程學(xué)院，湖北 黃石 435002)

師范院?！稊?shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)改革探索

吳 杰，楊青勝，江 波，汪玲彥

(湖北師范大學(xué) 機電與控制工程學(xué)院，湖北 黃石 435002)

闡述了近年師范院?！稊?shù)字電子技術(shù)》課程的教學(xué)現(xiàn)狀。結(jié)合作者多年教學(xué)實踐，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實踐教學(xué)等方面對師范院?！稊?shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)改革提出一些建議。

教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；實踐教學(xué)

《數(shù)字電子技術(shù)》課程是高校電子類，電氣信息類等專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是理工科學(xué)生必須掌握的一門理論緊密聯(lián)系實踐的課程。本課程與其他很多專業(yè)課程都有直接或間接的交叉關(guān)系，是學(xué)習(xí)計算機硬件原理、自動化控制技術(shù)、單片機原理及應(yīng)用等課程的基礎(chǔ)。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，相關(guān)的新技術(shù)、新器件不斷涌現(xiàn)，在普通師范院校中，目前的《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)無法滿足教學(xué)需要；其次，傳統(tǒng)的滿堂灌式課堂講授的教學(xué)效果較差，不利于學(xué)生對課程知識點的掌握；最后，作為一門強調(diào)理論聯(lián)系實踐的課程，急需改進實踐教學(xué)，激發(fā)學(xué)生獨立思考問題和提高自身動手能力。針對此現(xiàn)狀，急需對《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)進行改革。

1 課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前，各大理工科院校電子或電氣相關(guān)專業(yè)都將《數(shù)字電子技術(shù)》作為學(xué)生學(xué)習(xí)的重點基礎(chǔ)課程，他們對教學(xué)內(nèi)容和模式進行了相應(yīng)的探索，并把研究的相關(guān)結(jié)果以論文的形式呈現(xiàn)。通過文獻檢索和調(diào)查，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)的工科院校已經(jīng)意識到《數(shù)字電子技術(shù)》教學(xué)改革的必要性，并提出一系列改革措施，例如廣西大學(xué)的王烈老師——“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)改革的思考，提出了課堂理論教學(xué)要重點分析設(shè)計電路的思維方法。

然而，地方高校中，特別是師范院校因其師范屬性，大多數(shù)理工科專業(yè)都從師范專業(yè)分離出來，興辦理工科專業(yè)歷史不長，理工科教學(xué)經(jīng)驗和實踐場所不足。師范院?！稊?shù)字電子技術(shù)》的教學(xué)仍明顯存在以下問題：

1)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容落后，新技術(shù)、新器件和新知識不能充分體現(xiàn)，學(xué)生知識面受限，不利于學(xué)生對數(shù)字電子技術(shù)知識的掌握。

2)教學(xué)方法單一，教學(xué)方法偏重講授，未充分考慮工科特點，較少采用電子類仿真軟件等輔助教學(xué)工具，學(xué)生被動接受知識，缺乏對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

3)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)置不合理，學(xué)生在電路分析、設(shè)計、應(yīng)用等方面缺乏鍛煉，不能很好地提高實踐動手能力。

上述幾個方面的問題，造成了課程教學(xué)與工程實踐和社會需求嚴重脫節(jié)，制約了地方普通師范院校學(xué)生的實踐動手能力，難以培養(yǎng)創(chuàng)新型和應(yīng)用型的人才。

2 課程教學(xué)改革探索

2.1 改革教學(xué)內(nèi)容

針對教學(xué)實際，選擇適合師范院校理工科的《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容，制定應(yīng)用型教學(xué)大綱，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，編制項目化教材。

2.1.1 制定應(yīng)用型教學(xué)大綱 作為師范院校理工科開設(shè)的重要基礎(chǔ)課程，強化《數(shù)字電子技術(shù)》創(chuàng)新型和應(yīng)用型人才培養(yǎng)，制定課程應(yīng)用型教學(xué)大綱，完善理論課堂教學(xué)和實踐教學(xué)(包括實驗和課程設(shè)計等)內(nèi)容銜接，指導(dǎo)日常教學(xué)。

2.1.2 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容 電子技術(shù)的發(fā)展日新月異，教學(xué)內(nèi)容需隨著新理論、新技術(shù)的高速發(fā)展而不斷更新和刪減。隨著大規(guī)模集成電路(VLSI)的應(yīng)用，增加基于硬件描述語言(如VHDL，VerilogHDL)的PAL,GAL,FPGA,CPLD等器件內(nèi)容介紹；加強課程EDA(Electronic Design Automation)教學(xué)內(nèi)容，引入Multisim仿真軟件的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)硬件電路的同事，學(xué)會自己動手進行軟件仿真以便加深知識掌握；引入工程應(yīng)用實例，強調(diào)典型邏輯芯片和邏輯電路在工程中的具體應(yīng)用，緊密聯(lián)系最新技術(shù)應(yīng)用，突出課程的實用性。

2.1.3 編制項目化教材 目前《數(shù)字電子技術(shù)》課程教材很多，但針對普通師范院校的教材并不多，而且大多采用傳統(tǒng)的章節(jié)知識點羅列介紹，這樣的教材編排并不適合以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為引導(dǎo)，強調(diào)工程應(yīng)用的課程?；谀壳啊稊?shù)字電子技術(shù)》課程教材實際，組織編制適合于普通師范院校的以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為導(dǎo)向的項目式教材，以基礎(chǔ)前導(dǎo)知識、時序邏輯電路和組合邏輯電路三個部分，以典型邏輯器件分析和設(shè)計兩個方面進行項目編排，按照每個項目，以基本知識點、實例教學(xué)、仿真設(shè)計等為主線進行項目任務(wù)教學(xué)。

2.2 改進教學(xué)方法

傳統(tǒng)的教學(xué)方法偏重講授，填鴨式教學(xué)，學(xué)生通過教師的教學(xué)所能掌握的知識有限，對知識的理解不深，學(xué)習(xí)興趣不濃，總體教學(xué)效果不理想。因此，有必要通過改進教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

2.2.1 “愉快式”課堂教學(xué)環(huán)境 課堂教學(xué)中，教師的重要作用是引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，要提高課堂教學(xué)質(zhì)量，首先需培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲，這就需要營造一種輕松、互動、啟發(fā)、引導(dǎo)為一體的融洽的課堂教學(xué)環(huán)境，能夠很好地促進學(xué)生的學(xué)習(xí)。

2.2.2 “開放式”課堂教學(xué)模式 改變傳統(tǒng)的以講授為主的填鴨式教學(xué)，根據(jù)章節(jié)內(nèi)容的不同特點，充分考慮課程應(yīng)用性的屬性，合理利用啟發(fā)式、討論式、指導(dǎo)式等教學(xué)模式，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自己思考、理解、掌握知識點。例如，對時序邏輯電路和組合邏輯電路的分析與設(shè)計，就可以充分運用啟發(fā)式教學(xué)，在講授邏輯電路基本原理的前提下，通過指導(dǎo)學(xué)生自己分析電路功能，反向根據(jù)電路功能需求，自行設(shè)計邏輯電路。

2.2.3 “多樣性”課堂教學(xué)手段 傳統(tǒng)的課堂講授以板書和多媒體課件為主，學(xué)生被動接受，學(xué)習(xí)效果往往不夠理想。充分運用現(xiàn)代信息技術(shù)媒介，按項目式教學(xué)方式制作簡短學(xué)習(xí)引導(dǎo)視頻，重點突出內(nèi)容基本結(jié)構(gòu)與工程應(yīng)用需求；引入仿真教學(xué)，在課堂教學(xué)過程中通過貫穿運用Multisim仿真軟件講授邏輯電路結(jié)構(gòu)與輸入輸出間的直觀變化。通過項目引導(dǎo)視頻和引入仿真教學(xué)，能夠很好地激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和直觀理解知識點，提高教學(xué)效果和質(zhì)量。

2.3 強化實踐教學(xué)

實踐教學(xué)作為理工科課程教學(xué)中的一個重要方面，但在師范院校中普遍重視不足，實踐教學(xué)學(xué)時、場所和設(shè)備均不足，實踐教學(xué)效果大打折扣，急需通過充實實踐教學(xué)項目、提高實踐教學(xué)比重、完善實踐教學(xué)場所和設(shè)備等措施進行改進，強化實踐教學(xué)，提高學(xué)生工程實踐能力。

2.3.1 充實實踐教學(xué)項目 目前，實踐教學(xué)項目主要包括課程實驗和課程設(shè)計兩方面，課程實驗主要進行驗證性和設(shè)計性實驗，以通過實驗提高學(xué)生對課堂理論知識的理解和掌握，課程設(shè)計主要進行綜合性設(shè)計，強調(diào)通過對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力，突出培養(yǎng)學(xué)生自己綜合運用所學(xué)知識設(shè)計邏輯電路，并運用于實際工程項目中。應(yīng)對課程實驗和課程設(shè)計進行統(tǒng)籌考慮，充實實驗項目和課程設(shè)計項目，使得學(xué)生能夠有充分的可選多樣化的項目課題進行自主選題，指導(dǎo)學(xué)生獨立設(shè)計電路、選用芯片、搭建實際電路，提高學(xué)生分析解決問題的能力。

2.3.2 提高實踐教學(xué)比重 通過在制定應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案時對《數(shù)字電子技術(shù)》課程進行理論教學(xué)，實踐教學(xué)的學(xué)時合理分配，提高課程實驗和課程設(shè)計的學(xué)時比重。在具體的課程教學(xué)大綱中，提高實踐教學(xué)的能力要求和考核要求，引導(dǎo)學(xué)生重視實踐教學(xué)和提高教學(xué)效果。

2.3.3 完善實踐教學(xué)場所和設(shè)備 普通師范院校的實驗實踐場所較綜合性或理工科院校的明顯不足，應(yīng)加大實踐教學(xué)場所的建設(shè)力度和設(shè)備的采購，建立工科電子實訓(xùn)中心，為實踐教學(xué)提供基本的設(shè)施保障。

3 教學(xué)改革實施

本文進行的教學(xué)改革探索目前正在湖北師范大學(xué)機電學(xué)院14級學(xué)生中進行實施，助力工科轉(zhuǎn)型發(fā)展和卓越工程師人才培養(yǎng)。教學(xué)改革實施情況主要包括以下幾個方面：

3.1 教學(xué)內(nèi)容方面

目前本文作者正組織編寫《<數(shù)字電子技術(shù)>項目化教程》書稿，全面更新調(diào)整課程教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)生實際已遴選一個教學(xué)班級開展教學(xué)內(nèi)容改革，突出工程實用性，學(xué)生反映效果較好。

3.2 教學(xué)方法方面

在所遴選的試點教學(xué)班級中，以課程工程應(yīng)用為中心，引入項目教學(xué)后，突出學(xué)生主動性，合理利用啟發(fā)式、討論式、指導(dǎo)式等教學(xué)模式；在課程教學(xué)手段上，多媒體教學(xué)中結(jié)合課程Multisim仿真軟件講授電路直觀變化等。通過教學(xué)方法的改革，學(xué)生對課程知識點有更多的自己思考和課堂內(nèi)容通過仿真軟件直觀感受，課堂教學(xué)效果明顯好轉(zhuǎn)。

3.3 實踐教學(xué)方面

在試點班級，我們加大實踐教學(xué)學(xué)時比重和提供應(yīng)用型、綜合型實驗及課程設(shè)計項目比例，突出培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力，經(jīng)過改革，學(xué)生在實驗室的時間增加了，課程學(xué)習(xí)興趣增強，提升了自身的實踐動手能力，對學(xué)生能力的培養(yǎng)有非常大的促進作用。

4 結(jié)語

本文通過對目前《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)現(xiàn)狀的分析，結(jié)合筆者幾年來的教學(xué)實踐，分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和實踐教學(xué)等方面對該課程的教學(xué)改革提出了一些探索建議。教學(xué)內(nèi)容的改革將不斷地適應(yīng)數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展和學(xué)生的知識需求，教學(xué)方法的改進對提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量具有較大促進作用，實踐教學(xué)的完善對提高師范院校的理工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)極具意義。但是，作為電子類和電氣類的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)改革仍需進一步的探討。

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Explorationonteachingreformofdigitalelectronictechnologycourseinnormalcolleges

WU Jie,YANG Qing-sheng,JIANG Bo,WANG Ling-yan

(College of Mechanical and Control Engineering,Hubei Normal University, Huangshi 435002,China)

This paper describes the present teaching situation of digital electronic technology in normal colleges in recent years. Combining with the author's many years of teaching practice, some explorations are made on the teaching reform of digital electronic technology in normal colleges, such as teaching content, teaching methods and practice teaching, etc.

teaching content; teaching methods; practice teaching

TP331.2

A

2096-3149(2017)04- 0096-04

10.3969/j.issn.2096-3149.2017.04.020

2016—03—28

吳杰(1980— )，女，湖北云夢人，副教授，主要研究方向為電子技術(shù)應(yīng)用.