李敏

[摘 要]培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)是現(xiàn)代教育的主要任務(wù)。文章結(jié)合數(shù)字電路課程的特點，對數(shù)字電路課程的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，認(rèn)為實踐能力的培養(yǎng)需要重點從理論教學(xué)抓起，并從教師專業(yè)素質(zhì)、教學(xué)內(nèi)容、項目教學(xué)法的實施等方面提出了改革的措施。

[關(guān)鍵詞]實踐創(chuàng)新；數(shù)字電路；理論教學(xué)；改革

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）10-0109-03

○、引言

數(shù)字電路課程是電類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，其教學(xué)目標(biāo)在于使學(xué)生掌握數(shù)字集成電路的應(yīng)用，具有分析、設(shè)計電路并利用其解決實際問題的能力。數(shù)字電路課程理論性較強的特點導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中困惑于這門技術(shù)是如何應(yīng)用于實際生活的[1]；同時由于其技術(shù)更新較快，就適合用于培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。在傳統(tǒng)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力主要依靠數(shù)字電路實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，但是效果往往不夠理想。培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力必須從課程的理論教學(xué)部分抓起，才會起到事半功倍的效果。如今，數(shù)字電路理論教學(xué)大都存在著如下的問題。首先，教學(xué)內(nèi)容缺乏實踐性[2]。數(shù)字電路相關(guān)教材仍然以基礎(chǔ)知識為主，這就使理論教學(xué)的重心在于基本邏輯關(guān)系、基本器件工作原理的講解，而與實際相關(guān)的內(nèi)容主要依靠教師的擴展補充，這對教師的實踐能力要求較高。數(shù)字電路作為專業(yè)基礎(chǔ)課，其任課教師大都為基礎(chǔ)教研室教師，這類教師為教學(xué)型教師，實踐的更新?lián)Q代能力是其短板，技術(shù)更新慢難免導(dǎo)致擴展面不足。其次，傳統(tǒng)授課方式課堂效果差[2]。數(shù)字電路課以板書附加多媒體的教學(xué)形式為主，且一般授課班型較大，課堂的教學(xué)過程以教師講授為主，師生間互動形式及互動范圍有限，因而課堂單調(diào)乏味，教學(xué)效果不佳。再次，傳統(tǒng)的考核方式是平時考核加期末閉卷考試，其中以閉卷考試為主。教學(xué)工作者雖然已經(jīng)從多方面進(jìn)行教學(xué)改革，并取得了一些成果，但在調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、提高學(xué)生實踐能力等方面還有很多改進(jìn)的地方，結(jié)合自己多年的教學(xué)實踐筆者對此做了如下探討。

一、加強教師隊伍建設(shè)

俗話說，“打鐵先要自身硬”，若要提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，首要任務(wù)是提高任課教師的專業(yè)素質(zhì)及綜合能力。

（一）更新思想觀念，實現(xiàn)角色轉(zhuǎn)變

改變傳統(tǒng)的教師“教”與學(xué)生“學(xué)”的固有角色定位，淡化教師的“教”，強化學(xué)生的“學(xué)”，讓學(xué)生在課堂中發(fā)揮主體地位。教師進(jìn)行方向性指導(dǎo)，同時尊重學(xué)生與眾不同的想法，對其創(chuàng)新之處給予積極的回應(yīng)。教師要明白自己不是學(xué)生唯一的知識來源，只是學(xué)習(xí)過程的組織者和引導(dǎo)者。教育的過程，也是教師反思學(xué)習(xí)的過程，因此教育的過程力爭在師生之間建立一種平等、和諧、民主的相互學(xué)習(xí)氛圍。這種轉(zhuǎn)變對教師的業(yè)務(wù)能力和敬業(yè)精神提出了更高的要求，教師必須在知識面、理論水平、認(rèn)識水平、洞察問題的能力等方面具備較高的修養(yǎng)。因此教師需要定期對課堂內(nèi)容進(jìn)行梳理，將教學(xué)內(nèi)容去理論化、具體化、實踐化；同時充分利用資源共享這一有利條件，與業(yè)內(nèi)技術(shù)前沿接軌，建立本領(lǐng)域的知識庫平臺。

（二）提高業(yè)務(wù)能力，打造教學(xué)團(tuán)隊

高水平的教師隊伍是良好教學(xué)效果的有力保障，必須重視教師隊伍的培養(yǎng)與交流。首先，加強教師的進(jìn)修學(xué)習(xí)和院校間的合作交流，讓教師開闊視野，吸取有益的教學(xué)經(jīng)驗，不斷改進(jìn)教學(xué)。其次，加強校內(nèi)各部門、院系間的溝通與交流，定期組織教學(xué)研討，分享教學(xué)心得，定期組織教學(xué)大練兵，發(fā)揮業(yè)務(wù)骨干的示范帶頭作用。再次，加大對基礎(chǔ)教學(xué)團(tuán)隊的政策扶持力度，減輕教學(xué)負(fù)擔(dān)，鼓勵提升學(xué)歷，支持基礎(chǔ)課教師參加各類比賽、競賽，通過指導(dǎo)各類實踐活動，提高教師的實踐能力，加快技術(shù)更新速度。最后，注意強化基礎(chǔ)課教師的科研意識，提高科研能力。把握學(xué)科前沿動態(tài)，參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議，關(guān)注相關(guān)領(lǐng)域最新發(fā)表的期刊論文，瀏覽學(xué)科前沿動態(tài)網(wǎng)站等，積極參與團(tuán)隊合作、交流，營造良好的學(xué)術(shù)氛圍，最終建設(shè)一支業(yè)務(wù)素質(zhì)過硬、教學(xué)熱情高漲的教學(xué)團(tuán)隊。

二、更新教學(xué)內(nèi)容

在教學(xué)過程中，改變重理論、輕實踐的理論課堂教學(xué)思路。首先，為了解決學(xué)時少、教學(xué)內(nèi)容多的矛盾，需要精簡教學(xué)內(nèi)容。在注意知識點連續(xù)性的前提下，可適當(dāng)減少課程基本定理、定律及公式的理論推導(dǎo)、計算等內(nèi)容的講解，讓學(xué)生知道有這些定理、定律存在并理解它們的應(yīng)用即可。其次，為解決教學(xué)過程的形式化與教學(xué)效果不盡如人意的矛盾，給予教師較大的發(fā)揮空間，從教材、教學(xué)大綱等固有的學(xué)時分配等框架中脫離出來，在保證教學(xué)知識點的前提下，允許教師靈活地安排教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)過程。再次，為了解決教材更新慢與技術(shù)更新快之間的矛盾，教師應(yīng)將基本理論部分節(jié)省出來的時間用于進(jìn)行相關(guān)知識點的實踐拓展、實例展示及講解。例如在講授邏輯關(guān)系內(nèi)容時，可以演示密碼鎖的工作原理；單穩(wěn)態(tài)電路部分，可以演示樓道聲控?zé)舻慕Y(jié)構(gòu)、原理；多諧振蕩電路部分，可以演示救護(hù)車高低音警報電路和防盜報警電路的結(jié)構(gòu)、原理，等等。這樣的理論教學(xué)內(nèi)容，必然能更好地吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，在課堂上實現(xiàn)理論向?qū)嶋H的過渡，而不是將這個任務(wù)全部交給實驗環(huán)節(jié)去完成。

三、改進(jìn)教學(xué)方式

EDA技術(shù)是指設(shè)計者利用計算機及相關(guān)軟件完成電子系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)，是現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計、制造不可缺少的技術(shù)。EDA技術(shù)的出現(xiàn)是電子設(shè)計領(lǐng)域的一場革命，是現(xiàn)代電子系統(tǒng)設(shè)計的發(fā)展趨勢。借助于EDA技術(shù)，可以使數(shù)字電路的課程教學(xué)更豐富多彩[3]，同時有利于將項目教學(xué)法引入課堂教學(xué)[4]，可以較大幅度地改變固有的教學(xué)模式。

（一）轉(zhuǎn)變教學(xué)角色

利用EDA軟件可以生動地演示實際電路的功能及效果，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。更為重要的是，課堂上EDA軟件的應(yīng)用，可以豐富師生間的互動方式，提高教學(xué)角色轉(zhuǎn)變的效率。例如，對于翻轉(zhuǎn)課堂這一角色互換環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的互動內(nèi)容，學(xué)生主要是對基本的理論進(jìn)行講解，最多是通過查閱資料來豐富講解的內(nèi)容，基本的板書及多媒體的講解方法，可以在一定程度上鍛煉學(xué)生的自學(xué)能力，但這種互動方法占用課堂時間較多，學(xué)生參與度較低。引入EDA技術(shù)后，可以將互動的內(nèi)容進(jìn)行提升，將相對乏味的基本理論全部留給教師來講解，要求學(xué)生根據(jù)知識點查找資料，確定與此知識點相關(guān)的實際應(yīng)用電路，設(shè)計電路結(jié)構(gòu)，搭建仿真電路，在課堂上進(jìn)行演示并講解。這個過程提高了學(xué)生理論聯(lián)系實踐的能力，每名學(xué)生實際占用的課堂時間明顯縮短，從而有利于提高學(xué)生的參與程度，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，提高課堂效果。

（二）實施項目教學(xué)法

借助于EDA技術(shù)，可以使數(shù)字電路課程的“功能擴展性項目教學(xué)”得以有效開展。在課程初期，教師就可以布置與實際生活相關(guān)的電路設(shè)計任務(wù)，規(guī)定基本的電路功能，由學(xué)生自主查閱資料，教師輔助確定最終實施方案。隨著課程實施方案逐步推行，教師對學(xué)生的設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行指導(dǎo)，擴展所設(shè)計任務(wù)的功能，并引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新電路的功能。當(dāng)本門課程結(jié)課時，學(xué)生的設(shè)計任務(wù)也基本完成。這樣帶著目的去聽課，學(xué)生面對的不再是單調(diào)的芯片功能和結(jié)構(gòu)的介紹，而是一個可以解決他所面對的實際問題的器件。同時，完成一個具體的實際電路的設(shè)計過程，學(xué)生的實踐能力也必然提高。以“四路競賽搶答器”為例，當(dāng)講授完組合電路的設(shè)計內(nèi)容后，教師要求學(xué)生設(shè)計一個基本的搶答裝置，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)此時的電路可以實現(xiàn)搶答的功能，但是無法實現(xiàn)信號保持的能力；當(dāng)講授完觸發(fā)器的內(nèi)容后，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)擴展設(shè)計的搶答裝置具有信號保持的能力，復(fù)位等功能的實現(xiàn)也更加簡便；當(dāng)講授完計數(shù)器的內(nèi)容后，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)在原有電路的基礎(chǔ)上，搶答器可以具有計時搶答的功能，配合數(shù)碼顯示器件，就可以實現(xiàn)倒計時顯示的效果；當(dāng)講授完振蕩電路內(nèi)容后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)此時電路工作的時鐘信號也是由自己設(shè)計的電路來實現(xiàn)，不必使用信號發(fā)生器這樣的器件。至此，一個基本完整的搶答器設(shè)計已經(jīng)完成，這樣通過逐步擴展搶答器的功能，不僅會加深學(xué)生對各個單元器件的理解，同時使學(xué)生了解并掌握了設(shè)計的過程，提高了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。

（三）靈活應(yīng)用教學(xué)方法

在教學(xué)過程中，為達(dá)到最理想的講授效果，需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點，從傳統(tǒng)的教學(xué)方法如提問式教學(xué)、啟發(fā)式教學(xué)、研討式教學(xué)、對比式教學(xué)等中，選擇能發(fā)揮學(xué)生主觀能動性及創(chuàng)造性的教學(xué)方法，引導(dǎo)其將理論知識與實踐結(jié)合起來。例如講解二值邏輯的概念問題時，可以采取提問式教學(xué)，讓學(xué)生舉出生活當(dāng)中的二值實例；在區(qū)分組合電路與時序電路的特點時，對比式教學(xué)更能對二者進(jìn)行區(qū)分，找出它們的共性與個性，有利于區(qū)分不同的知識點；在介紹電路的設(shè)計方法時，研討式教學(xué)能調(diào)動學(xué)生的熱情，讓學(xué)生討論各自方案的特點，最后再由教師進(jìn)行總結(jié)，這樣的過程，學(xué)生必然理解得更深刻?？傊?，必須對教學(xué)過程進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計，將各種方法靈活應(yīng)用于課堂，才會取得良好的教學(xué)效果。

四、拓展課外教學(xué)活動

由于課堂上的教學(xué)時間十分有限，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)需求，為了進(jìn)一步提升學(xué)生的實踐能力，必須加強實際演練，因此課外教學(xué)活動必不可少。

（一）指導(dǎo)學(xué)生自制實驗平臺

由于數(shù)字電路的特點，其實踐環(huán)節(jié)并不完全依賴于大型的測試、測量儀器，只需要購置一些電子器件、導(dǎo)線、電源、指示燈及常用阻值的電阻等即可，所以教師應(yīng)鼓勵學(xué)生自己動手制作實驗設(shè)備，自己完成數(shù)字電路邏輯平臺制作。這個實驗平臺的制作不僅可以鍛煉學(xué)生動手解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，而且可以為學(xué)生提供便捷的電路設(shè)計及功能驗證的調(diào)試，必然會提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）組織電子設(shè)計競賽

在整個數(shù)字電路的教學(xué)過程中，教師可以組織兩次小規(guī)模的電子設(shè)計比賽。學(xué)生可以分組進(jìn)行，相互之間進(jìn)行研究、討論，自由發(fā)揮與創(chuàng)造。教師負(fù)責(zé)進(jìn)行理論內(nèi)容的指導(dǎo)，學(xué)生可以借助于自己制作的實驗平臺進(jìn)行邏輯功能驗證，或者借助于EDA技術(shù)進(jìn)行功能驗證。在規(guī)定的時間內(nèi)，完成設(shè)計任務(wù)的學(xué)生，教師根據(jù)設(shè)計方案、總結(jié)報告、實物演示等進(jìn)行成績的評定，優(yōu)秀的給予一定的獎勵。這樣的過程具有一定的挑戰(zhàn)性且非常有趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情高，其實踐動手能力也會明顯提高。

（三）打造全天候課堂

每周一至兩次的課堂教學(xué)，無法滿足師生之間的溝通需求。缺少了教師的監(jiān)管，學(xué)生難免會產(chǎn)生惰性，如果不能及時對學(xué)過的知識點進(jìn)行鞏固復(fù)習(xí)，不能對新知識點進(jìn)行提前預(yù)習(xí)，就會導(dǎo)致問題越堆積越多，久而久之學(xué)生對課程就會出現(xiàn)反感的情緒。在這個現(xiàn)代移動互聯(lián)的時代，利于多種渠道建立師生間的雙向溝通交流平臺，比如QQ群、微信群、Email、論壇、專業(yè)博客、微課、視頻、共享資料等。對于性格外向的學(xué)生，適合采用群聊的方式進(jìn)行溝通，而對于性格內(nèi)向的學(xué)生，則更適合采用私信等方式進(jìn)行交流。總之，采用學(xué)生更愿意接受的方式，加強師生之間、學(xué)生之間的課下互動，便于學(xué)生間、師生間開展有效的研討，也便于教師進(jìn)行指導(dǎo)、答疑、督促。這種全天候課堂的打造，必將使課程的教學(xué)效果更上一層樓。

五、改進(jìn)考核方式

傳統(tǒng)的考核方式是平時成績加期末閉卷考試，而平時成績由出勤、作業(yè)、測試等內(nèi)容構(gòu)成，學(xué)生之間的區(qū)分度不大，最終區(qū)分學(xué)生成績的是期末考試的分?jǐn)?shù)。為了合理地考核學(xué)生的實踐能力，必須改變“一張卷子定生死”的考核模式。一方面，減小閉卷考試的比重并調(diào)整試題類型，試題類型應(yīng)為常規(guī)的填空、選擇、判斷及計算等，這類題型可以對學(xué)生的基礎(chǔ)知識掌握程度進(jìn)行相對比較準(zhǔn)確的衡量。另一方面，對學(xué)生實踐能力的考核重點在于平時的教學(xué)過程及實驗環(huán)節(jié)。為了刺激、鼓勵學(xué)生參與師生互動及項目作業(yè)的參與度，需要加大平時考核的比重，平時考核的內(nèi)容也應(yīng)添加上實例講解、項目作業(yè)、電子競賽等項目，并采取答辯的形式進(jìn)行成績的評定。實驗環(huán)節(jié)主要考查學(xué)生的動手能力，根據(jù)學(xué)生的電路設(shè)計能力以及電路故障處理、調(diào)試能力等多方面進(jìn)行綜合的評定。

實踐能力的培養(yǎng)不是一朝一夕就能完成，也不是單純一門課程就能達(dá)到令人滿意的效果，這需要各門課程的有效配合。對于教學(xué)過程中出現(xiàn)的各類問題、現(xiàn)象，必須進(jìn)行深入的思考，靈活應(yīng)對，并整理出行之有效的教學(xué)經(jīng)驗，以實現(xiàn)師生共同成長。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 楊曉敏.《數(shù)字電子技術(shù)》的課程特點與教學(xué)改革措施[J].現(xiàn)代計算機，2011（4）：52-53.

[2] 張巍，張強.藝術(shù)設(shè)計類專業(yè)英語的教學(xué)研究[J].大學(xué)教育，2017（8）：131-132.

[3] 倪德克，師亞莉.EDA技術(shù)在數(shù)字電路課程設(shè)計教學(xué)改革中的探索與實踐[J].大學(xué)教育，2016（4）：118-119.

[4] 姜春艷.項目教學(xué)法在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中的研究與實踐[J].中國電力教育，2010（35）：51-52.

[責(zé)任編輯：龐丹丹]