关于应用型人才培养中“数字电路”课程教学模式改革

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论文摘要：围绕绍兴文理学院应用型人才的培养目标，对“数字电路”课程教学模式进行了改革探索，主要在课堂教学模式、课程内容及考核方式等方面进行了改革，有效激发了学生的学习积极性，培养了学生分析、解决问题的能力及知识应用的实践能力。

论文关键词：数字电路；电路仿真；考核方式

绍兴文理学院（以下简称“我院”）作为一所地方性本科院校，在国家本科人才培养体系中，承担着培养应用型人才的任务。应用型人才必须掌握较为系统、扎实的专业知识和技能，而且应具备较强的实践能力和二次开发、创新能力。如何提高应用型人才的培养质量，课程教学是一个十分关键的环节。

“数字电路”是我校自动化专业的一门专业基础课程，在整个人才培养方案中起着承上启下的作用，它既有自身的理论体系，又有很强的实践性。传统讲授式的教学方法主要由老师讲解一些事实、原理、特点和推理过程；在描述一个电路时，老师一般只从理论上讲解电路的原理及运行结果，学生只需要认真听讲，课后在练习本上做些习题。这种教学方法虽然注重了教学的系统性和完整性，但学生只能被动地接受知识，学习兴趣得不到有效激发，实践应用能力也得不到充分的培养，已不适用于基于应用型人才培养目标下的“数字电路”课程教学。为了提高我校应用型人才的培养质量，改进传统的教学模式势在必行。本文围绕应用型人才培养目标，总结了“数字电路”在课程教学模式改革方面的实践探索。

一、课堂教学模式改革实施情况

应用型人才的培养必须落实到课程教学中，而课堂教学是学生获取知识、培养能力的重要途径，如何构建有效课堂、体现学生的主体地位，使学生不仅能掌握较为系统的专业知识，而且能提高实践、创新能力，“数字电路”课程在以下几方面进行了改革尝试。

1.应用目标导入式教学模式

应用型的定位应真正体现“以应用为本”、“学以致用”的理念。应用目标导入法是以一种实际应用项目为载体，以完成项目设计过程中的某个阶段性结果为目标，导入其中必备知识的教学方法。

在学习“逻辑函数”这一章节内容时，在以往教学过程中，没有应用目标引入，按教材内容直接讲解“逻辑函数”，学生学习比较盲目，学习的目的性和主观能动性有待提高。本次课堂教学中，先讲解一个简单的“少数服从多数表决电路”的设计过程：逻辑抽象—列出真值表—写出逻辑函数—画出逻辑电路。从设计过程引入逻辑函数在数字电路中的重要作用：逻辑函数是实现逻辑电路的依据，逻辑函数的复杂程度直接决定电路的复杂程度。为了能设计出符合要求的经济而可靠的逻辑电路，引入“逻辑函数”这一章节的教学内容。通过应用目标导入教学内容，学生明确了所学知识的实际应用，不仅激发了学生的学习积极性，而且为知识的实际应用奠定了基础。

2.探究式的教学模式

应用型人才需要具备较强的分析、解决问题的实践能力及二次开发能力。探究式的教学模式是一种以学生为主体，由教师引导学生发现数字电路在实际应用中可能存在的问题、探究解决问题的教学方法。在教学过程中，学生是主体，而教师处起到引导作用，对每个问题如何提出，又怎样展开和论证，都必须精心设计。

在学习“组合逻辑电路中的竞争冒险”这一章节内容时，传统的教学方法是教师直接从理论上讲解竞争冒险的产生原因和消除方法，内容比较抽象，学生不容易理解，属于教学难点。在本次教学过程中，先让学生对某一实际电路写出逻辑函数；然后通过Proteus仿真此电路，分析电路运行结果，引导学生发现问题：电路的仿真输出结果与理论结果不完全符合，产生不符合逻辑的尖峰脉冲或毛刺，即竞争冒险；然后引导学生分析问题：为什么会产生这样的结果？最后让学生根据问题产生的原因，自己分析解决问题的办法，对原有电路进行改进。

本次教学中，结合形象直观的实际应用，通过探究式的互动教学方式，活跃了课堂气氛，激发了学生的学习兴趣，不仅增强了学生对知识的理解，同时培养了学生分析、解决实际问题的能力。"

3.基于项目设计的课堂讨论模式

基于项目设计的课堂讨论法就是在课前先布置一个设计项目，然后让学生在课堂上讨论、点评、拓展及改进。这种教学方法可以活跃课堂气氛，充分发挥学生的主观能动性，培养学生的知识应用能力和创新能力。

在学习“组合逻辑电路设计”和“时序逻辑电路设计”等章节内容时，课前先布置三个具有应用背景的设计题目，要求学生分三组，每个学生都必须将三个题目都做在练习本上，同时每一小组的同学分别仿真一个设计项目。在布置设计任务时，为了培养学生的创新能力，教师只规定主要设计任务，而电路具体功能可以让学生自由发挥，合理即可。在课堂上教师对每个题目的设计任务进行新的拓展，要求学生分组讨论，如何对现有电路进行改进，完成新的设计。经过10分钟左右的分组讨论后，每组派三名同学先仿真调试课前布置的设计任务，然后当场修改电路以完成新的设计任务。当有同学在讲台上讲解、设计和调试电路时，下面的同学精神集中，发现错误及时更正，充分发挥了学生的主观能动性，提高了学习效率。通过学生讨论，活跃了课堂气氛，培养了学生分析、解决问题的能力和团队协作精神。同时，学生在设计过程中会产生许多意想不到的错误，而这些错误也可以帮助教师及时补充相关知识点，以帮助学生解决疑难问题。

4.基于proteus的仿真项目驱动

Proteus是英国Labcentwer electronics公司开发的多功能EDA软件，它比较适合仿真数字信号，还能仿真单片机及外围器件。本次课堂教学模式改革中，将“基于proteus的数字电路仿真项目”贯穿于整个教学过程中，把传统的理论教学与实际应用相结合，通过对数字电路的仿真，变抽象的电路为形象的仿真，不仅有助于学生对知识的理解，而且提高了学生的项目设计能力。

二、精选教学内容，拓展课堂内容

应用型人才需要具备扎实的专业知识，但必须强调以应用为主。传统的“数字电路”教学中，偏重于教学的系统性和完整性，教师通常按照教科书的编排顺序组织教学，缺少与实际应用项目的有效配合，学生不能切实体会到工程实际与理论知识之间的关系，实践应用能力得不到有效提高。在本次数字电路教学过程中，根据实际需要对教材内容进行了精选，对于集成电路芯片，删掉了其内部结构方面的教学内容，简单介绍工作原理，重点增加了集成芯片的实际应用案例。同时，为了培养学生的课外实践能力，利用课程网站引入课外应用广泛的芯片，通过介绍资料的查询和阅读方法，拓展课堂内容，增强学生的课外知识，有利于学生今后实际工作的开展。

三、考核方式改革

四、结论

围绕应用型人才培养目标，对“数字电路”课程在课堂教学模式、课程内容及考核方式等方面进行了改革探索，取得了一定的成效。在课程教学过程中，师生互动较多，课堂气氛活跃，学生的主体地位得到了充分体现。通过本课程的学习，学生对数字电路的项目设计能力及创新能力有了明显提高。