数字电路课程教学改革探索与思考
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摘要：随着现代可编程器件的发展，数字电路的教学越来越偏重EDA的软件使用及程序编程，而忽视硬件设计本身的重要性。就此，对数字电路课程教学的改革进行了思考，并以课堂教学为背景进行了初步的探索与研究。
关键词：数字电路；教学改革；探索
数字电路作为电气类专业的专业核心基础课程，是电气类专业学生学习后续专业核心课程的最为重要的基础之一，至关重要。然而，随着电子设计自动化（EDA，Electronic Design Automation）技术的发展，已经可以采用EDA平台的相关软件[1]，利用硬件描述语言（HDL，Hardware Description Language）在可编程逻辑器上实现数字器件的功能[2]。然而，在数字电路的教学中，硬件设计才是课程的主体内容，也是软件设计的基础，没有硬件作为支撑，软件代码即使写得再好，没有硬件有效地稳定地执行，功能实现也是空谈。
目前，国内大部分高校的数字电路教学越来越偏重学生HDL软件代码编写的讲授，反而使得在数字电路教学中重视HDL教学的电气类专业的学生在工作中不仅不能发挥自身专业在硬件设计方面的特长，更在与计算机类专业的学生在软件设计方面的竞争中体现不出自身的优势所在。为提高电气类专业学生的人才竞争水平，体现自身专业的优势，对数字电路教学的改革势在必行。
1. 理论教学改革
理论的教学的首要任务应是使学生明了数字电路课程对其以后学习、工作的意义；其次，结合当前数字电路所涉及的技术领域的发展、课程所涵盖的内容以及课程的学习的方法来让学生减少对课程的畏惧心理，同时达到激发学生学习兴趣和学习热情的目的。
1） 理论讲授
理论讲授是学生获取课程知识的最为主要的途径，也是学生建立该门课程知识体系能力的最重要的来源。笔者通过三年来在数字电路课程的讲授经历发现，如果在课程的理论讲授阶段，先将整个数字电路课程所涵盖的内容先进行区域划分，让学生了解该门课程所需要讲解的内容；然后再具体讲授所划分的每一个部分，并给出知识点之间的联系；这种讲授方法，学生接受起来也相对较为容易，效果也较好。
2） 教学内容
鉴于当前数字电路偏重EDA软件的教学现状[1]；笔者认为在教学内容方面，应该加重硬件电路的讲解，软件或HDL代码编写部分应分留待学生课后学习及验证。具体为：数字电路课堂讲授时，从数字信号开始，逐步讲解门电路的具体组成形式，然后引入模块化的概念，以功能模块的形式来讲解整体功能性电路的构建形式，最后以具体的数字芯片来讲解芯片的构架、使用以及芯片与芯片连接时所需要注意的问题。从而使得学生能够学完数字电路后首先在硬件方面能够构架出实现具体的功能的电路。
3） 教学方法
当前数字电路的教学方法多种多样，笔者在三年来的数字电路的教学中发现，在数字电路的讲授方法上，遵循由整体到部分，先讲解整体的知识之间的关联性，然后对每一个部分进行具体地知识的讲授，讲授时要特别注意尽量能在每一个知识点都告诉学生此知识的重要性，以及在与其他课程或者现实生活中的联系；在讲完每部分时对此部分进行知识点的总结，同时，辅以作业、答疑、课堂讨论以及软件仿真、实验等多种方法来对所讲授的知识进行巩固；最后，在讲授完所有部分的知识后，再对所有的知识点进行整体的系统性地串联回顾复习；这种讲授方法更容易降低甚至于消除学生对数字电路的畏难情绪，提高学生的学习兴趣及主动性，激发学生的潜能。
2. 实践环节教学改革
由于数字电路课程是一门实践性很强的课程，且知识点更新快，教学难度大[4]。做好理论和实践的结合将进一步促进学生学习数字电路的效果[4]。笔者在实践中探索发现在数字电路课程讲授中引入软件仿真环节，可以大大降低学生学习数字电路知识的难度，还可以进一步促进学生对模拟电路知识的学习和巩固。具体做法是引入仿真软件，给出一些具体的硬件电路，让学生软件中进行仿真实践。同时，辅以课后的答疑和讲解，以解决学生在使用软件和仿真过程中的问题。这样做，不仅使得学生能够直观地了解所讲授的电路的输入输出形式，增加所学知识的稳固性，更可以促进学生主动对先期课程，如电路理论的相关知识的复习。
3. 评价体系改革
理论与实践的改革必然需要伴随着评价体系的改革才能达到预期的效果。笔者在实践中发现，实行多重考核制度可以取得良好的教学效果。笔者实践中所实行的评价方式具体为，课堂考勤占总评成绩的10%，作业占10%，课堂讨论（含小测验）占10%，实践作业占10%，期末考试占60%；三年来，学生听课认真程度和到课率均有大幅度提高，学生也更重视课程的学习，课堂气氛以及学生学习的积极性均有相当大的改善。
4. 结语
数字电路课程的教学是一项艰巨但成就感很强的工作，在课程教学中，教师应该不断提高自身业务能力，注重将理论与实践相结合，多结合实际讲解课程知识，同时结合科学的评价体系必能使得学生良好地掌握这门课程的知识。教师在教学过程中，也应不断引入思考教学方法，探索教学模式，顺应时代和科学发展的需求，结合素质教育培养出更优秀的人才！
参考文献
[1] 刘元超. 数字电路教学改革探索[J]. 长江大学学报. 2009， 6（3）： 318-319
[2] 康华光. 电子技术基础数字部分（第5版）[M]. 北京： 高等教育出版社， 2006
[3] 郁玲艳. 数字电路教学改革探讨[J]. 中国电力教育. 2010， 30： 80
[4] 程鸿， 李晓辉. 数字电路课程教学改革初探[J]. 科技教育与创新. 2011， 18： 143-144
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