首页 -> 2008年第6期
《数字电路》课程教学改革的实践
作者：李 珈
关键词：数字电路；教学改革；实践
目前，我国高等教育的重心已由以往的培养学术性、研究型人才转变为培养应用型、复合型人才，尤其是培养学生的解决实际问题能力和动手能力。《数字电路》作为高职院校电气电子类专业必修的专业基础课程，与工程实际密切相关。这门课在我院开设已久，受传统理论课教学模式的影响，加之对学生理论用于实践的引导力度不够，大部分学生无法实现理论和实践的有机结合，不能进行数字逻辑系统的设计。针对这一情况，有必要对这门课程的教学方法进行改革，从理论和实践上全方位引导，使学生具有逻辑思维能力、较强的动手能力以及一定的工程实践能力。笔者总结出教学改革的基本思路，并且运用到实际教学过程中，取得了一定的成效。
《数字电路》课程教学主要分为三大环节：理论教学、实验教学和课程设计。这三个环节是相辅相成、不可分割的。因此，教学改革的思想必须贯彻到这三个环节中。
优化教学体系，采用
专题式互动教学模式
随着数字电子技术迅速发展，有必要优化设计教学内容，在不影响连续性和系统性的前提下，精简基础理论，使学生既掌握扎实的理论基础，又了解前沿资讯。例如，减少中小规模集成电路的内部分析和设计内容，增加大规模可编程逻辑器件的设计应用内容，力求在教学内容上突出基础性、先进性和实用性，使得学生学有所用，去适应飞速发展的技术要求。
传统的课程教学采用“满堂灌”的方式，教师在讲台上口若悬河，学生在讲台下无所适从，收效甚微。因此，笔者在教学过程中，根据课程特点，采用专题式教学，将教学内容分为若干个专题展开，在每个专题开设之前先提出问题，引导学生查找资料，并在课堂上组织讨论，以锻炼学生的分析问题和自主学习的能力。在专题讲授过程中，以学生为主体，充分调动学生的主动性，突出受教育者的主体地位。在每个专题讲授完后，都留有思考题，引导学生建构自己的知识结构，培养学生的独立思考能力和创新能力。例如，在讲授“计数器”之前，先让学生查找计数器的应用实例，观察这些应用实例中计数器是如何工作的。在讲授过程中，从演示“计数显示器”入手，通过实例演示，说明计数器的作用，分析计数器的工作原理，讲授实际应用电路的连接。专题结束后要求学生设计任意进制计数显示器。此外在提到每个专业词汇的同时，给出其对应的英文解释，增加学生的专业英语词汇量，为学生阅读外国专业资料文献奠定基础。
多媒体技术的合理应用，可以使课堂教学由静态灌输转变为图文并茂的动态传播，增强感染力，拓展知识面，减少课堂板书的时间。特别是《数字电路》这门课，电路图既复杂又庞大，利用多媒体技术辅助教学，使教学内容生动形象，让学生亲眼看到电路的微观世界以及逻辑功能的变化，让枯燥的课堂学习变得轻松愉快。
软硬结合，建立多层次实验教学模式
《数字电路》课程的突出特点是应用性和实践性。因此，需要运用各种实验教学手段和措施提高学生的认知和应用能力。以往的实验教学内容是以验证性实验为主，实验教学从属于理论教学，教师给出实验步骤、电路图，学生按部就班、验证结果，无法激发学生的学习兴趣和积极性，也无法引导学生综合运用所学知识分析和解决问题。学生实验能力培养是一个循序渐进的过程，应当分阶段地进行。为了便于进行分段分级培养，可将实验教学内容分为三个层次：（1）基础验证性实验。通过基础实验，培养学生科学实验的精神和方法，训练严谨的工作作风。（2）集成电路应用性实验。根据集成电路的逻辑功能和特点，自行设计应用电路，增强学生自主学习能力。（3）综合设计性实验。根据实验任务，自行查阅器件手册，设计电路和测试方案，培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力，培养学生进行数字系统设计的能力。
实验内容作为理论教学内容的补充，基础验证性实验是必不可少的，但是这类实验弱化了学生的创造性思维能力的培养。因此，可将过去以验证基本理论为主要目的转变成以检测、分析电路为主要目的，培养学生的测试技能，从而使学生学会分析电路的方法，掌握简单的故障检测方法。此外，实验还应是理论教学内容应用于实践的阶梯。在集成电路应用性实验中，除了让学生掌握集成电路的使用方法，培养学生的创新意识以及动手能力外，还可运用虚拟仿真软件（EWB软件），锻炼学生利用计算机辅助分析设计电路的能力。EWB软件是基于Windows操作系统的电子电路仿真软件，为数字逻辑电路仿真提供了如时钟信号、门电路、触发器等丰富的元器件模型，对数字电路利用EWB实验平台进行验证，进一步激发学生对数字电子技术的学习兴趣，锻炼了学生的实际动手能力和电路仿真、分析能力。综合性设计实验是实验教学的重点，是应用性实验到实训环节的有效过渡。可在该单元安排数字时钟电路的设计、交通灯控制系统的实现等实验，让学生自行设计、仿真、连接和调试电路。
强化实训环节，充分发挥自主能动性
在综合设计性实验的基础上应开展课程设计。这是对实验教学的补充和完善。通过综合创新性系统设计，在相对集中的一段时间内完成系统电路的设计、仿真、制作、测试和分析等工作，最终提交完整、规范的设计报告书。在这一过程中，摒弃一包到底、手把手的教学方法，减少教师指导环节，充分发挥学生的主观能动性。我们把实验教材发给学生，鼓励学生自主探究。当实验器材发生故障时，由学生自己维修。这样，学生在学习专业知识的同时，也学到了许多电子电路实用知识。学生也可发挥自己的创造力对这些题目进行改进、扩展，或自拟题目，建立电子兴趣小组，通过团队合作完成较大规模综合性系统的设计项目。此外，还可以结合校内外创新项目、电子设计大赛等活动，发挥学生学习的自主性和创造性，充分展现出学生内在的学习活力和创造力，极大地提高学生的学习兴趣，培养学生的动手能力。
高等教育的目标是让学生学会学习的方法，提高自学能力，培养学生的独立思考能力和创新能力。通过以上教学改革实践，学生的学习积极性提高了，课堂气氛活跃了，学生的分析和解决问题能力有了较大提高。
参考文献：
[1]郭莉，肖冰．数字电路及逻辑设计实验课试点班教学改革与尝试[J]．北京邮电大学学报（社会科学版），1999，（2）：26-27．
[2]范秀娟．EDA教学与电子课程设计相结合的探索[J]．电气电子教学学报，2001，（23）：42-43．
作者简介：
李珈（1979—），湖北襄樊人，湖北科技职业学院助教，研究方向为电子应用。