“數(shù)字電路”課程教學(xué)研究

摘要：文章研究了“數(shù)字電路”課程教學(xué)的改革?！皵?shù)字電路”是電子信息類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程具有很強(qiáng)的邏輯性和實(shí)踐性，對(duì)學(xué)生邏輯能力培養(yǎng)和后續(xù)課程的學(xué)習(xí)起著至關(guān)重要的作用。結(jié)合各高校的教學(xué)現(xiàn)狀，按照新的人才培養(yǎng)模式和課程體系，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段、實(shí)踐教學(xué)等方面提出一些看法和改革建議，以期對(duì)“數(shù)字電路”課程教學(xué)起到一定的建設(shè)性作用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；教學(xué)內(nèi)容；項(xiàng)目化教學(xué)；實(shí)踐實(shí)訓(xùn)

“數(shù)字電路”是電信類專業(yè)的一門課程，屬于專業(yè)基礎(chǔ)范疇。該課程的理論部分邏輯性強(qiáng)，實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)要求高。在教學(xué)中，注重學(xué)生邏輯思維能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)。但是，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，對(duì)抽象的理論、專業(yè)術(shù)語(yǔ)、名詞概念理解領(lǐng)會(huì)起來感到較吃力，加上實(shí)踐動(dòng)手能力不強(qiáng)，導(dǎo)致對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)興趣不高，進(jìn)而放棄學(xué)習(xí)。而本課程又是一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及本專業(yè)職業(yè)技能的提高起著關(guān)鍵作用，所以必須改變現(xiàn)狀，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。近年來，為了使高等教育，特別是高等工程教育貼合社會(huì)需求，各類高校都在進(jìn)行人才培養(yǎng)模式的探索研究。但鑒于各學(xué)校學(xué)生的基礎(chǔ)、教師水平、教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入和教學(xué)條件的差異，其他學(xué)校成功的方法，應(yīng)用到自己學(xué)校就不一定適合?？v觀國(guó)內(nèi)高職院校的“數(shù)字電路”課程，無論在教學(xué)內(nèi)容還是選用的教材上，一直沿用本科或?qū)？平逃摹皦嚎s餅干”式課程體系，采用傳統(tǒng)的“黑板+實(shí)驗(yàn)箱”的教學(xué)模式，忽略高等職業(yè)教育的“技能+創(chuàng)新型+應(yīng)用型”的人才培養(yǎng)目標(biāo)，因此，必須摒棄陳舊的教學(xué)方法，探索出一套適合高職學(xué)生學(xué)習(xí)的模式，這是每一位任課教師必須考慮的問題。我們必須從“數(shù)字電路”課程的教學(xué)特點(diǎn)出發(fā)，從激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和強(qiáng)烈的求知欲開始，探索出新的教學(xué)方法，形成符合高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)的教學(xué)模式。

1 數(shù)字電路課程現(xiàn)狀

“數(shù)字電路”作為專業(yè)基礎(chǔ)課，主要學(xué)習(xí)數(shù)字電路的基本知識(shí)，重點(diǎn)講述門電路、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、觸發(fā)器的電路結(jié)構(gòu)與邏輯功能等知識(shí)。開設(shè)本課程的主要目的，是讓學(xué)生了解各種邏輯器件的基本功能和使用方法。學(xué)會(huì)中、大規(guī)模數(shù)字集成芯片的使用，對(duì)常用邏輯電路能夠分析出其邏輯功能。在此基礎(chǔ)上，能夠利用所學(xué)知識(shí)，完成簡(jiǎn)單電路邏輯功能的分析和設(shè)計(jì)。但是，目前大多數(shù)高職院校該課程的講解側(cè)重點(diǎn)還是在元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和公式推導(dǎo)、變換上，如花大量課時(shí)講解邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)、各類門電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)和邏輯功能分析，而對(duì)各種邏輯電路的應(yīng)用實(shí)踐課時(shí)安排不夠，使多數(shù)學(xué)生在掌握數(shù)字電路基本功能、常用集成芯片的使用、簡(jiǎn)單數(shù)字電路的設(shè)計(jì)等目標(biāo)上達(dá)不到教學(xué)要求。

同時(shí)，由于近年來高職學(xué)生生源質(zhì)量的差異性增大，如果還一味強(qiáng)調(diào)理論教學(xué)，忽略實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，這將難以實(shí)現(xiàn)“以就業(yè)為導(dǎo)向”的高職教育人才培養(yǎng)目標(biāo)。另外，部分高職院校在實(shí)踐教學(xué)上，還是采用“實(shí)驗(yàn)箱式”教學(xué)。所謂的實(shí)驗(yàn)也是以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提高。隨著數(shù)字電子技術(shù)的飛速發(fā)展和教育教學(xué)手段的提高，傳統(tǒng)的教學(xué)模式知識(shí)更新速度慢，實(shí)用性差，已經(jīng)不能滿足社會(huì)和學(xué)生的要求，必須對(duì)其進(jìn)行改革[1]。

2 “數(shù)字電路”課程教學(xué)研究

2.1 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，緊扣高職培養(yǎng)目標(biāo)

以“必需、夠用”為基準(zhǔn)，從實(shí)際出發(fā)，克服理論性傾向，盡量淡化基礎(chǔ)理論的難度，減少不必要的理論知識(shí)的講解。教學(xué)的重點(diǎn)從理論學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)換到實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)上，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。例如，在基本邏輯門電路這一章節(jié)中，教師在介紹完基本的邏輯門電路后，可以讓學(xué)生做一個(gè)簡(jiǎn)單的組合邏輯電路，如簡(jiǎn)單3人表決器設(shè)計(jì)、加法器設(shè)計(jì)等。在組合邏輯電路章節(jié)中，對(duì)于編、譯碼器內(nèi)部工作電路不必做詳細(xì)講解，重點(diǎn)是讓學(xué)生知道編、譯碼器的工作原理和管腳分配，學(xué)會(huì)怎樣使用該器件。課程結(jié)束后，學(xué)生可以嘗試做一個(gè)LED顯示譯碼器，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù)相加，并用數(shù)碼管現(xiàn)實(shí)結(jié)果。這樣，既避免了枯燥的理論學(xué)習(xí)，還能增加課堂趣味性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

教學(xué)過程中，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生現(xiàn)狀和新的科技知識(shí)，在教學(xué)內(nèi)容上切忌因循守舊?？梢愿鶕?jù)需要?jiǎng)h減知識(shí)點(diǎn)，增加擴(kuò)充新知識(shí)點(diǎn)；同時(shí)，教學(xué)過程中緊跟科技前沿，理論聯(lián)系實(shí)際，使教學(xué)內(nèi)容貼近學(xué)科發(fā)展的新思路、新概念、新成果，要站在學(xué)科發(fā)展的前沿，跟上學(xué)科的步伐，用新概念、新成果充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，開闊學(xué)生視野，激發(fā)學(xué)生探知欲，進(jìn)而提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2.2 改進(jìn)教學(xué)方法，提高學(xué)生綜合能力

“數(shù)字電路”涉及的元器件多，且每一個(gè)元器件功能和管腳排列不同，特別是在對(duì)中大規(guī)模集成電路進(jìn)行分析時(shí)，學(xué)生往往因無從下手而倍感困難。因而，應(yīng)改進(jìn)傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)，采用多樣化的教學(xué)方法，以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

首先，采用“項(xiàng)目化”教學(xué)方法，每個(gè)項(xiàng)目都貫穿CDIO思想，即構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行。以項(xiàng)目為主線組織教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)，把“學(xué)科導(dǎo)向”變?yōu)椤绊?xiàng)目導(dǎo)向”，把“學(xué)以致考”變?yōu)椤皩W(xué)以致用”，突出項(xiàng)目訓(xùn)練的系統(tǒng)性和完整性?？梢詫⒄麄€(gè)教學(xué)內(nèi)容分為若干個(gè)項(xiàng)目，每一個(gè)項(xiàng)目既要包含必備的理論知識(shí)，同時(shí)又能以一個(gè)項(xiàng)目來提高學(xué)生的動(dòng)手能力。這樣，既能保證基礎(chǔ)知識(shí)的“必需、夠用”，又能培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，再運(yùn)用這種能力去解決新的工程實(shí)際問題，從而提高了學(xué)生適應(yīng)新的工作環(huán)境和技術(shù)的發(fā)展能力。

其次，在課程中引入討論法。傳統(tǒng)的教學(xué)方式中，學(xué)生被動(dòng)聽課，師生之間互動(dòng)不高，導(dǎo)致學(xué)生的思維和創(chuàng)新能力得不到激發(fā)，教學(xué)效果不理想。因此，在教學(xué)過程中可以有計(jì)劃性、有針對(duì)性地對(duì)某個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)提出相關(guān)的討論。學(xué)生可以提出自己的疑問，發(fā)表自己的看法。通過討論，既鞏固了所學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)習(xí)興趣，又加強(qiáng)了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

2.3 更新教學(xué)手段，使教學(xué)內(nèi)容形象化

現(xiàn)代化的信息媒體，具有易于調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性的特點(diǎn)，使學(xué)生接受知識(shí)的速度更快。在課堂上采用計(jì)算機(jī)多媒體、投影、自己動(dòng)手檢驗(yàn)等方法，改變傳統(tǒng)教學(xué)方法。多媒體教學(xué)具有形象性、直觀性、趣味性的特點(diǎn)，因此根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，利用多媒體課件為教學(xué)服務(wù)，將復(fù)雜的器件內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)、工作原理、波形圖等以動(dòng)畫的形式分步逐級(jí)呈現(xiàn)出來，這樣既節(jié)省板書時(shí)間，又能直觀地展現(xiàn)給學(xué)生，刺激學(xué)生感官，加深對(duì)該知識(shí)點(diǎn)的記憶。學(xué)生通過筆記，更能對(duì)該知識(shí)點(diǎn)印象深刻，有助于提高教學(xué)效果。

但是，不建議整堂課采取多媒體教學(xué)方式，因?yàn)槠湫畔⑼Ａ魰r(shí)間短，學(xué)生思維跟不上進(jìn)度，難以深入思考。所以應(yīng)該建立以多媒體授課為主，以板書為輔的教學(xué)手段[2]。

2.4 重視實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

培養(yǎng)高素質(zhì)的技能型人才是高職教育的目標(biāo)，而學(xué)生在校學(xué)習(xí)時(shí)間有限，不能全部掌握本專業(yè)的知識(shí)和技能，所以必須讓學(xué)生掌握分析問題、解決問題的方法，提高動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，授之以魚不如授之以漁。高職學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，必須通過在校期間的實(shí)踐和訓(xùn)練獲取。多數(shù)高職院校的實(shí)踐課程是穿插在理論課程中進(jìn)行的，或者在課程結(jié)束后集中幾次進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。教師對(duì)實(shí)訓(xùn)的要求也不高，學(xué)生的重視程度比較低，達(dá)不到實(shí)訓(xùn)目的，從而導(dǎo)致學(xué)生的動(dòng)手能力欠缺，影響了職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

對(duì)于實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，教材要選好，制定出切實(shí)可行的課程大綱，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓實(shí)踐內(nèi)容更加貼近高職高專學(xué)生的層次和生產(chǎn)實(shí)際。同時(shí)，還要保證有充足的課時(shí)，可以把晚上和周末時(shí)間充分利用起來，給學(xué)生更多的練習(xí)機(jī)會(huì)，以提高動(dòng)手能力。

在具體的時(shí)間教學(xué)中，要注重學(xué)生的主動(dòng)參與以及綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)，要求學(xué)生每次實(shí)踐都要明確目標(biāo)、掌握原理、熟練操作相關(guān)儀器儀表，完成基本實(shí)踐項(xiàng)目后，能夠基本掌握“數(shù)字電路”基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，并能主動(dòng)解決設(shè)計(jì)性實(shí)踐項(xiàng)目，如八路搶答器的設(shè)計(jì)、數(shù)字鐘的設(shè)計(jì)、籃球積分器的設(shè)計(jì)等。此類實(shí)踐項(xiàng)目學(xué)生自行查找資料，獨(dú)立完成電路原理圖的繪制仿真，并根據(jù)所給元器件進(jìn)行實(shí)物焊接，在焊接過程中出現(xiàn)問題先自行解決。對(duì)于無法解決的問題再由指導(dǎo)老師進(jìn)行指導(dǎo)解決。通過這種傳遞式的實(shí)踐教學(xué)手段，可以充分地鍛煉學(xué)生動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際創(chuàng)新能力[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

高職高專教育強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力，“數(shù)字電路”是電信類專業(yè)課程中實(shí)踐性很強(qiáng)的基礎(chǔ)課程，對(duì)學(xué)生以后的職業(yè)發(fā)展起著很大的作用。新的人才培養(yǎng)模式，對(duì)“數(shù)字電路”教學(xué)的改革提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，這需要教師不僅要具備本學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，還要不斷學(xué)習(xí)新的教學(xué)技能和教學(xué)方法，提高自身業(yè)務(wù)水平，滿足現(xiàn)代職業(yè)教育的需要。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]教育部.關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見[Z].教高（2006）：16號(hào).

[3]黃淑珍.數(shù)字電子技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2015.