摘 要：本文針對(duì)數(shù)字電路傳統(tǒng)教學(xué)模式中存在的理論與實(shí)踐脫節(jié)，教學(xué)手段不能滿足現(xiàn)代復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)等問(wèn)題，提出了將項(xiàng)目式教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合、引入硬件描述語(yǔ)言等措施，從而激發(fā)學(xué)生能動(dòng)性，增強(qiáng)課程體系建設(shè)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路 教學(xué)改革 硬件描述語(yǔ)言

引言

作為電子電氣、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課之一的數(shù)字電路，該課程主要介紹數(shù)字電路的基本概念、基本電路的工作原理和基本分析方法；主要包括組合電路和同步時(shí)序電路的分析與設(shè)計(jì)方法、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法、可編程邏輯器件及其應(yīng)用等內(nèi)容。課程任務(wù)不但包含定性的分析，還包含工程計(jì)算或設(shè)計(jì)方法。配以相應(yīng)的練習(xí)使學(xué)生具備分析和設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯系統(tǒng)的能力。[1]

一、課程現(xiàn)狀與改革的必要性

1.課程現(xiàn)狀

數(shù)字電路課程作為電子信息學(xué)科的重要核心，是數(shù)字技術(shù)應(yīng)用相關(guān)課程的基礎(chǔ)課和必修課。我校選用康華光主編的《電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）》作為課程教材，知識(shí)主體推陳出新，實(shí)驗(yàn)方面也頗具特色。但隨著當(dāng)代數(shù)字電子技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字電路在人們的生活中處處可見(jiàn)，在科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，更是起著龍頭作用，而計(jì)算機(jī)的普及，也為大學(xué)生們提供了良好的學(xué)習(xí)平臺(tái)。這就使得傳統(tǒng)的數(shù)字電路課程的教學(xué)方法與時(shí)代脫節(jié)嚴(yán)重，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）“黑板+粉筆+實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)方式不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

目前，各普通高校在數(shù)字電路的教學(xué)過(guò)程中仍沿用過(guò)去的“填鴨”式教育方法，滿堂灌的方式并未真正確立學(xué)生在課堂上的主體地位。有趣的課程也會(huì)變得無(wú)趣。傳統(tǒng)的教學(xué)方式使得學(xué)生雖然掌握了數(shù)字邏輯基礎(chǔ)知識(shí)，會(huì)做作業(yè)，但具體能做什么，在解決實(shí)際電路出現(xiàn)的問(wèn)題時(shí)，學(xué)生任然存在困難。[2]

（2）理論聯(lián)系實(shí)際不夠使得學(xué)與用嚴(yán)重脫節(jié)

數(shù)字電路知識(shí)內(nèi)容的系統(tǒng)性和理論性很強(qiáng)，課程教學(xué)總時(shí)數(shù)為64，其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)為10，在短短的幾次實(shí)驗(yàn)課中使學(xué)生掌握工程實(shí)踐能力，難于登天。盡管后期還有電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì)，但它是另外一門(mén)課程不說(shuō)，還兼顧模擬電路與數(shù)字電路兩門(mén)課程，對(duì)大幅度提高學(xué)生的實(shí)踐能力也很困難。

2.改革的必要性

數(shù)字電路作為數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用的入門(mén)課程，后續(xù)還會(huì)開(kāi)設(shè)微機(jī)原理、EDA、嵌入式系統(tǒng)等相關(guān)課程。如果學(xué)生在初級(jí)階段就興趣不高，不能培養(yǎng)工程實(shí)踐能力，沒(méi)有養(yǎng)成良好的系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)習(xí)慣等，都會(huì)對(duì)后期學(xué)習(xí)乃至工作有重要影響。同時(shí)存在的問(wèn)題就是數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用類(lèi)課程，雖然系統(tǒng)上是統(tǒng)一的，在由于教學(xué)方法的陳舊及后續(xù)產(chǎn)生的各種問(wèn)題，都直接導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)這些課程時(shí)前后脫節(jié)，無(wú)法將所學(xué)內(nèi)容融會(huì)貫通，破壞了知識(shí)體系的完整性。

傳統(tǒng)數(shù)字電路的教學(xué)方式過(guò)于重視基本原理和方法的推導(dǎo)，而對(duì)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力和動(dòng)手能力鍛煉較少。另外，在課程考核方面也是更偏重于理論知識(shí)的考核，一張?jiān)嚲矶芰?duì)學(xué)生的全方位能力考查有所偏頗。因此，對(duì)數(shù)字電路課程的教學(xué)改革勢(shì)在必行。

二、改革思路與措施

1.將項(xiàng)目式教學(xué)與理論教學(xué)相結(jié)合

傳統(tǒng)教學(xué)更注重教師對(duì)理論知識(shí)的分析，將實(shí)際工程項(xiàng)目引入課堂，既可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生思考，又可以檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，從而提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。例如，在學(xué)習(xí)組合邏輯集成電路時(shí)，簡(jiǎn)要介紹要學(xué)習(xí)的芯片類(lèi)型、功能后，引入八路搶答器的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示。

在講解系統(tǒng)時(shí)指出相應(yīng)的課程中的集成芯片，如選手輸入對(duì)應(yīng)二進(jìn)制編碼器，輸出顯示對(duì)應(yīng)帶鎖存的顯示譯碼器等。將此系統(tǒng)作為課程作業(yè)，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)后，用multisim軟件完成系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)并進(jìn)行仿真。最后在課程設(shè)計(jì)時(shí)用硬件實(shí)現(xiàn)該電路。通過(guò)這種方法，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。[3]

2.引入硬件描述語(yǔ)言

隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，以硬件描述語(yǔ)言（Verilog或VHDL）所完成的電路設(shè)計(jì)，可以經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的綜合與布局，快速的燒錄至 FPGA 上進(jìn)行測(cè)試，是現(xiàn)代 IC設(shè)計(jì)驗(yàn)證的技術(shù)主流。數(shù)字電路的后續(xù)課程EDA技術(shù)中采用的方式方法可適當(dāng)引用本課程。而且數(shù)字電路課程本身圖表較多，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)有一定的困難。在課程教學(xué)中可以利用各種仿真軟件（如Quartus Ⅱ軟件）、多媒體教學(xué)等現(xiàn)代化教學(xué)手段，將復(fù)雜的圖表直觀、形象地展示出來(lái)，不僅便于教師的講解和學(xué)生的學(xué)習(xí)，而且還將大大增加課堂的信息量。例如，介紹全加器時(shí)，先與學(xué)生共同討論全加器功能，然后引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)，在對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行糾正后，采用Verilog語(yǔ)言在Quartus Ⅱ軟件上進(jìn)行仿真。仿真如圖2所示。

對(duì)Quartus Ⅱ軟件及硬件描述語(yǔ)言的引入，不僅拓展了學(xué)生的知識(shí)信息，也使學(xué)生對(duì)后續(xù)課程有所了解，增強(qiáng)了知識(shí)體系的完整性和系統(tǒng)性。

結(jié)語(yǔ)

數(shù)字電路課程在整個(gè)培養(yǎng)體系中起到承上啟下的重要作用。本文探論了數(shù)字電路課程教學(xué)改革的一些方法和措施，旨在提高學(xué)生的能動(dòng)性、創(chuàng)造性，為復(fù)合型專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)模式和思路起到一定的積累和探索作用。

參考文獻(xiàn)

[1]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）[M].第五版.北京：高等教育出版社，2006

[2]程鴻，李曉輝. 數(shù)字電路課程教學(xué)改革初探[J].科技教育創(chuàng)新. 2011， Vol18， No： 143～144

[3]羅杰，左冬紅，張林.數(shù)字電路、微機(jī)原理類(lèi)課程改革[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào).2016，Vol 38 No 5 30～33

作者簡(jiǎn)介

郭穎（1981—）女，河北霸州人，講師，碩士，研究方向：電子技術(shù)應(yīng)用與測(cè)控系統(tǒng)研究endprint