互联网时代数字电路课程教学改革的思考

王华东 管春 何丰

摘要：本文分析讨论了目前数字电路课程教学过程中面临的各种问题和挑战，分析产生这些问题的原因，并给出了可能的解决方案，并分析总结将部分方案应用于实际教学过程中的经验和教训，最终给出了自己对未来数字电路课程教学的一点思考。

关键词：数字电路；现代化教学；教学研究

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）22-0106-02

一、数字电路课程教学的现状

数字电路课程作为电子、计算机等相关专业的基础课程之一，一直是高校相关学科教学的重要内容，在多年的教学过程中形成了一系列非常成熟的教学方法和内容，产生了很多经典的教材。然而，随着电子行业本身技术的飞速发展，以及互联网在教育领域的普及和应用，传统的数字电路课程的教学方法体现出越来越多的问题，具体表现在以下几个方面：

1.学生的学习兴趣大幅度下降。数字电路课程通常在开在大一或大二阶段，一般是学生还保持较高学习兴趣的阶段。但上课时可以看到，学生在课堂上的参与度越来越低，经常睡觉、看手机，对于教师讲课的内容往往并不关心，在课程教学的后期，出勤率也越来越低，说明越来越多的学生对本课程的学习失去兴趣。

2.学生的学习效率不高。主要体现在，相关内容在教师进行反复讲解和后，仍然有许多学生并没有真正理解，课后还会询问同意的问题；此外，许多时候学生表示自己已经听懂相关内容，但在作业以及考试过程中仍然做错，表明学生对相关内容的掌握比不如他们自身认为的那样乐观。

3.某些相关学科的管理人员开始质疑数字电路课程的重要性，并开始尝试削减数字电路课程的教学时间和学分。一些专业在专业培养方案制定过程中提出将数字电路的课程从54学时消减到48学时甚至是32学时，对数字电路课程教学带来极大的挑战。

二、相关问题产生的原因

我们认为导致传统数字电路课程教学面临越来越大的挑战的原因很多，但归结下来，主要集中在以下几个方面：

首先是教学内容的陈旧。目前的数字电路的课程基本教学思想还是与二十年前数字电路的教学思想相同，即以中规模逻辑芯片为基础，讲解其基本功能和使用方法。但随着微电子技术的发展和进步，目前数字系统的设计和实现日趋复杂，普遍采用语言描述和系统设计的方法，基于中规模芯片实现逻辑电路的场景已经被淘汰。虽然某些新的教材引进了VHDL的相关内容，更换教材名称，但本质上是换汤不换药的做法。换言之，目前的数字电路课程已经不能够给学生后续课程的学习提供有效的基础知识，这是数字电路教学所面临最严峻的挑战。

其次是现有的教学方法和手段无法有效地帮助学生进行学习。随着多媒体技术和PPT技术在教学中的应用，传统的教学方法和教学手段得到极大地改变。PPT的引入降低了教师讲课的工作量，有助于教师在课堂讲授更多的知识。然而这种教学法带来一个很大的弊端就是学生与教师的互动大幅度降低，课堂沦落为学生听教师念PPT。教师仅仅关注于“教”的过程，学生“学”的过程实际上是在教师掌控之外的。教和学的脱节，导致学生学习效率的大幅度降低。另一方面，由于高校教师承担繁重的科研任务，一般是无法批改学生作业，因此，对学生学习的效果无法监控，不了解学生学习过程中真实的难点和痛点，无在教——学——习三者之间有效的反馈闭环，及时解决教学中存在的问题，导致学生学习中的问题和困难越积越深，最终失去学习的兴趣和信心。

再次，在目前的高校对教师的考评过程中，重科研、轻教学的风气很重。许多老师将教学活动看作负担，而将主要的精力投入到科研活动中。在他们看来，教学是一个重复的体力活动，既没有什么意义，也没有什么回报。在学校的年终考评中，重视的是论文发表数，项目经费数，少有人关心教学行为。而重视教学的教师，虽然受到学生的欢迎，但在职称晋升和绩效考核方面都非常吃亏，使得老师，特别是年轻教师更加厌恶教学活动，进而导致教学质量下降，学生也对上课失去兴趣。

最后是数字时代和互联网技术的发展改变了现代教育的内涵和意义。传统的教学注重的是知识的传承。但在数字信息时代，知识的数量以指数的形式增加。很多知识在短短几年内就得到淘汰和更新，因此，注重知识的教授是无法满足数字时代对高等教育提出的要求的。互联网时代，关注的是人的各种能力而非拥有的知识。因此，新时代的高等教育应当更加重视学生能力的培养，因此传统的教学模式和方法面临着变革。而教师的角色，也在发生变化。对于数字电路课程的教学来说，也面临同样的问题。

三、可能的解决方案

对于前一部分提出的目前数字电路课程教学中的问题及原因，许多教育工作者做出了很好的探索工作[1-3]，在这里从电子系专业的教学思考出发，分析数字电路课程教学过程所需要解决的问题[4]，给出了一些自己的思考。

首先是对教学内容进行相应的更新，即在教學过程中，注重课程逻辑和工程方法的介绍和讲解，不拘泥于具体知识点的教授，特别大幅度减少具体器件型号的功能和使用的内容。增加VHDL内容的介绍以及数字电路设计思想的介绍，介绍对学生有用的知识，介绍比较新的知识，让学生明确这些知识对他们今后的学习和工作有用，这样才会激发他们的学习兴趣。

此外，在数字电路课程的配套实验课中，应当增加关于FPGA芯片设计和使用的内容，大幅度删除传统中规模芯片的实验内容。这样，有利于学生学习最新的知识，同时也有助于学生后续课程的学习，以及参加相关的科技竞赛活动，最终提升学生的动手能力。

其次是改进教学方法，在教学的环节中让学生参与进来。不论学生是主动或者是被动地参与课堂教学，他都会提升课堂关注度，提升学习兴趣，提高学习效率。同时，课堂学习效率的提升也有助于降低学生课后的学习负担，使得学生学习形成正反馈。在课堂结束后，关注学生的作业情况，通过作业情况，了解学生在课堂上的学习效果，并据此修正自己的教学计划和方法。

再次，将上课不再看作单独的教学过程，而看作一种特殊的科研过程。既是提升教师教学兴趣的一种方法，也可以有效改进教学质量，提高学生学习效率的手段。在这个过程当中，教师的研究题目是如何使得学生更高效地利用学校提供的资源提升学生自身在某个方向的能力，因此教学过程将不再是一成不变的周而复始的讲课劳动，而是动态的、变化的学生进步的过程。学生在教师有针对性的教学行为中，也能够更有效地提升自己。

最后可以采用新的网络技术来帮助学生学习。比如将相关课件共享在网上，使得学生可以在课后进行相关复习。利用网络资源，可以获得大量的习题，选择其中合适的习题，对学生进行有针对性的练习，可以帮助学生掌握所学的知识和方法，提升学生解决问题的能力。除此之外，针对具体的知识难点和问题，制作短视频，这样给学生在课后复习课程内容提供帮助，部分学生上课没有理解清楚的问题可以通过视频来得到解答，有效解决因学生个人能力差异造成的学习进度不同带来的教学难题。

四、教学实践及后续思考

在具体的教学活动中，笔者尝试采用一些具体的方法来实践上述想法。主要有以下几个方面：

1.让学生参与教学活动。即在上课过程中，尽可能地让学生参与教学过程。比如让学生回答一些刚刚学过的内容，在例题讲解过程中，某些涉及到学生学过的知识点的步骤采取让学生主动解答的方式；允许学生相互之间讨论和交流，激发学生的学习热情。将学生在课堂上的参与行为与学生的平时成绩挂钩，激励学生参与学习。

2.重视例题和练习环节，即重点通过例题讲解来让学生掌握相关知识点，接着通过及时的练习让学生熟练运行这些知识去解决相关问题，并解答他们解决问题过程中出现的问题。这样，学生的学习兴趣可以得到提升，同时学习效率也有提高。

3.重视作业和考试的反馈行为。将作业和考试的结果利用起来，作为教学效果的重要分析指标。作业通过助教反馈学生的主要错误，来及时获得教学效果的评估，并修正教学行为。试卷成绩则可以通过统计分析的方法，明确自己在整个学期教学行为中的不足和缺陷，并在下一学期的教学行为中予以改进。

4.重视教学科研活动，即测试不同的教学方法的教学效果，不断改进自己的做法，及时总结不合适的尝试，并分析原因，在下一个教学活动中对教学行为予以改进，以获得更好的教学效果。

在采用上述方法后，比较明显的收获是对学生的学习进度和现状有一定程度的了解。学生在教学初期的不积极得到一定的改善。说明上述方法是有效的，但在今后的工作中仍然需要进一步地改进，并采用新的手段来帮助学生进行数电课程的学习。

参考文献：

[1]钱月，宋春丽.浅谈信息技术与数字电路课程的整合[J].科技信息，2010，（03）.

[2]宋伟，朱幼莲.“数字电路”课程设计教学改革探索[J].江苏技术师范学院，2011，（08）.

[3]岳小力，张晓鹏.数字电路的实验教学改革與探索[J].计算机教育，2014，（02）.

[4]王华东，何丰.电子系专业课程教育面临的挑战与思考[J].教育教学论坛，2015，（08）.