《数字电路》课程教学与实践改革的探讨

《数字电路》课程教学与实践改革的探讨

张绍辉

张绍辉/江西渝州科技职业学院

【摘要】本文通过分析《数字电路》课程的教学现状，从教学内容、教学方法、实践教学等几个方面对该课程的教学改革提出了一些具体措施和建议。教学实践表明，这些方法效果较好，显著提高了学生的学习效率。

【关键词】数字电路；教学改革；教学方法；实践教学

《数字电路》课程是我校电子及其自动化、通信等电类专业重要专业基础课程。它的任务是通过学习数字电路的基本概念、基本原理和典型电路的实用性技能，掌握数字电路的有关知识，学会数字电路的应用能力。由于受到传统教学模式的影响，多年来，《数字电路》课程无论在教学内容上还是在教学方法上，基本沿用传统教学的课程体系。传统教学比较注重教学内容的理论性和系统性，注重理论知识的灌输。但是，高职教育作为职业教育，它的特点是职业性、实践性和应用性，强调理论联系实际，注重实践能力的培养。所以，必须进行课程的改革。

一、理论课教学方面

（一）教学内容的创新

传统的数字电路教学内容，注重基本概念和基本原理等数字知识的讲解，形成了系统的知识体系，但是这样却使教师讲课时受知识的系统性和完整性影响，束缚了学生的创新思维和自学能力。因此笔者在组织教学内容时，打破传统的教学体系框架，注重课程知识的横向应用，突出分析数字技术问题的思路和解决问题的方法，培养学生解决工程问题的基本素质。在教学过程中，把对工程问题的逻辑抽象作为整个教材的主线，贯穿数字电子技术的知识体系中，把知识建构直接放在前台，作为教师和学生的关注焦点，而不是隐藏在各种课业任务之后。教学的着眼点就是知识建构，重点阐明思维方法。对于分析和设计电路，重点教会学生分析与设计电路的思维方法，对集成芯片，重点分析电路的外特性和逻辑功能以一些典型集成电路为例介绍如何查阅集成电路手册、资料等，使学生学会在实际应用中正确选择和使用集成芯片并在此基础上培养学生在芯片级的电路设计方面的能力。

（二）传统教学手段与多媒体技术相结合

《数字电路》课程中有大量用图形、表格表述的知识，如电路图、波形图、时序图、真值表等，教师在黑板上手绘这些图表不仅费时费力，而且显示效果一般，方式也不灵活。多媒体技术能够将大量的集成电路、图形、波形、真值表预先存放在计算机中，上课时教师可以方便、快捷地使用这些图表，从而减少了很多耗时的板书和画图，节省了大量的时间，利用这些时间就能够将教材中尚未出现的内容加到课堂中去，帮助学生深入理解所学知识，从而提高学习效率。《数字电路》中组合逻辑电路及时序逻辑电路的分析及设计过程和其他一些章节都存在大量逻辑图、状态转换图及时序图等，用多媒体教学无疑能很好地将这些章节的讲解变得更简单化、清晰化。

（三）勇于探索新的教学方法

教学方法的改革是进一步深化教学改革的突破口和切入点。教学方法主要体现在整个课堂教学过程中，为此，必须对传统的满堂灌、填鸭式等陈旧时代教学方法进行彻底改革，积极倡导先进的教育理念，全面推进讨论式、互动式、案例教学和学习研究式等教学方法。采用多媒体技术等现代教学手段，克服以往课堂教学教师讲授为主，学生被动听课，缺乏积极性和主动性的局面，创造宽松活跃的课堂气氛，培养学生的学习能力，教会学生学习方法，从而有效提高课堂教学的质量。

二、实验教学方面

（一）改革实验内容。考虑到学生对新知识的接受习惯，初期的实验教学安排一些硬件插接实验，包括：数字实验仪器的使用方法、门电路芯片的功能验证、组合电路芯片的使用、触发器的使用等。随着学生实验能力的提高，安排一些简单的设计类实验，包括：用中规模芯片实现组合逻辑函数、任意计数器实现等。学生对芯片的功能和使用方法较为熟悉之后，安排一些较大的使用设计项目，通常用EDA的方式实现，包括：自动电梯的控制、数字密码锁、电子时钟（包括闹铃功能）、霓虹灯控制器等。EDA实验模式能改善实验经费紧张，设备相对短缺的问题，也方便学生课下分析设计调试数字系统。

（二）改革实验方法。传统实验教学方法通常以教师为主，指导教师要将实验目的、实验内容、实验材料、实验步骤及注意事项，逐一讲述。学生按照老师讲解的实验步骤进行操作。这种教学方法规避了实验操作过程可能出现的问题的同时，也限制了学生遇到问题分析解决的机会。为此，我们在实验课之前先将实验目的、实验内容和实验材料明细发到学生邮箱，要求学生自己考虑实验步骤和注意事项。在实验课上，对学生的预习效果进行提问，解决学生提出的相关问题，同时强调重要的注意事项。对于一些简单的设计类实验，指导教师仅布置实验目的，提供相应的实验材料明细，学生可自行设计实验内容。这样让学生成为实验课的主角，在实验操作中发现问题，思考分析问题，解决问题，充分调动学生的主观能动性。

（三）实验课采用多种教学模式以激发学习兴趣。

基础性实验、设计性实验和综合性实验三个层次分别采用不同的教学模式：

1.基础性实验：教师为主导指导操作

具体地讲解示范实验方法、指导实验操作，逐步由学生独立完成实验过程。着重培养学生的实验意识、基本实验操作技能和动手能力，为学生后期进行实验学习和研究起示范作用。

2.设计性实验：学生为主指导方案

给出基本要求，由学生自己设计实验电路并进行电路仿真、确定实验方案、选择实验仪器设备，教师指导方案。着重培养学生数字逻辑电路实验设计能力、创新能力、独立分析思考问题和解决问题的能力。

3.综合性实验—师生并重审查方案

给出可供选择的实验题目、对每个实验题目的要求及必要的实验原理和实验方法的指导，由学生自己选定要做的实验题目，利用课余时间完成实验内容和实验步骤的设计、电路仿真后实施实验操作，完成实验组装与测试。

着重培养学生知识综合能力、灵活应用基本知识、基本理论的能力及实验设计能力。

三、结束语

职业教育是一项任重而道远的任务，教师在日常教学过程中必须要转变观念，综合采用各种教学手段，不断创新教学方法，发挥学生的主体作用，激发学生的学习兴趣，才能提高学生学习的积极性，不断地提高教学质量。

【参考文献】

[1]熊娟，张晓伏，谈数字电路实验教学的改革[J]，天中学刊，2008

[2]余孟尝主编.数字电子技术简明教程（第三版）.北京：高等教育出版社，2007

[3]华荣茂主编《数字电子技术与逻辑设计教程》电子工业出版社，2001年2月出版