谈数字逻辑课程教改实践

叶海雄+匡兴红+吕春峰

摘 要 以上海海洋大学为例，通过对数字逻辑课程[1-2]的教学内容、教学方法、实践教学、教学条件、教学评价等5个方面进行优化改善，以培养学生在数字电路设计、调试、测试方面的能力，增强学生的团队协作精神与团队创新意识。课程教改实践证明，学生对改革后的课程满意率高。

关键词 数字逻辑课程；实验教学中心；网络教学环境

中图分类号：G642.3 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）20-0104-02

Abstract Set the Shanghai Ocean University as an example， this paper optimizes the course in 5 aspects： the teaching contents， tea-ching methods， practice teaching， teaching conditions and teaching evaluation in order to developer the ability of designing， debugging， testing the digital circuit and enhance the team cooperation spirit and the innovation consciousness. The education reform has proved that the students satisfied highly.

Key words digital logic course； experiment teaching centre； online education environment

1 引言

随着数字化在信息时代迅速发展，数字电路已成为各个地方理工类院校的基础课程。然而我国本科教育发展的情况是基础化、宽口径化[3]，目前出现课程内容量继续增加、教学要求高、课时数不断压缩的矛盾。为解决这些问题，上海海洋大学数字逻辑课程团队优化了课程的教学内容、教学方法、实践教学、教学条件和教学评价。

2 教学内容

数字逻辑课程的教学大纲是依据教育部的相关要求，并结合上海海洋大学信息学院学生的具体情况制定的。该大纲在2014级计算机科学与技术专业及空间信息与数字技术专业培养方案修订中，精简了电路基础理论知识，新增电子设计自动化工具的内容。课程教材由电气自动化教研室在康华光教授主编的电子技术基础的数字部分[4]、阎石教授主编的数字电子技术[5]和潘松教授主编的EDA技术与VHDL[6]

的基础上改编而成。教材着重强调综合使用数字系统，突出培养学生的综合能力。教学内容先讲数字系统，后讲逻辑元器件，从直观上让学生对数字系统有整体了解，激发学生自学逻辑元器件的兴趣。

3 教学方法

在课堂教学过程中，课程采取板书与多媒体课件相结合的授课形式。教学团队通过通俗简单的语句解释特定的专用名词，在课堂上做小实验描述定理的含义，通过软件工具的验证仿真展示复杂的波形图。教学团队以文字、动画、图形等多种形式给学生展示教学内容以提高学生的学习兴趣。对于经典电路的分析，重要的例题、习题的推导解答则采用板书形式，突出重点、难点，给学生思考的时间，让课堂教学张弛有度、层次分明。为使学生熟练掌握课堂的知识点，教学团队在课堂进行随堂测验、口试测试，在课后布置习题、辅导答疑，以督促学生复习已学知识点。“给人以鱼，不如授之以渔。”教学团队改变以往在课堂上填鸭式灌输知识的传统教学方法，注重提问、互动式教学方法的研究与实践，精心准备提问和互动的教学内容。通过与学生在各个环节中的互动，引导学生思考问题的根源，充分调动学生的主观能动性，实现互动教学，培养学生独立解决问题的能力。

4 实践教学

数字逻辑课程的特点是注重学生的动手能力的培养，在课内实验中主要让学生使用集成电路芯片在教学实验箱上构建并测试基本电路。为此，课程团队理论结合实践，要求授课教师兼代实验，更好衔接理论课和实验课内容，做到相辅相成。针对计算机科学与技术专业的特点，除了课内的基础实验外，课程特别安排一周时间的综合性实验——搭建最小微机系统。该实验着重于在EDA环境下，用单片机、时钟、内存等芯片和总线构建一个以时序逻辑电路为主的虚拟最小计算机系统，用软件工具对电路进行仿真验证。通过该综合性实验，既加深学生对课程内容的理解，又达到理论与实际相结合的目的。同时培养学生综合运用知识、解决问题的能力，并提供给学生个性化发展的平台。

5 教学条件

课程基础 在开设数字逻辑课程之前，已面向计算机信息类专业开设多年的数字逻辑与电子技术基础，面向电气专业开设多年的数字电子技术及数字电路综合实验，开设2年的专业实习和毕业设计，在教学经验、教学资料上已有一定的基础。

教材选用情况 课程团队根据课程特点以及课程内容的发展趋势，选用适合各专业的优秀教材。结合现有实验设备和课程设计的要求，编写实验指导书。考虑到硬件设计的难度，教学团队在坚持硬件实验课程的基础上，增加以EDA设计工具使用为背景的课外实验环节，学生可以利用自有的计算机资源对课程中的实例或自己感兴趣的电路进行设计和仿真试验。基础实验与扩展实验结合、验证型实验与创新型实验结合、课内实验与课外实验结合，就能很好地结合在一起，避免实验经费浪费、实验时间限制。

实验教学环境 上海海洋大学工程学院电气工程实验教学中心已建立模拟及数字电子技术实验室，信息学院已建立计科、空间专业计算机机房，拥有电子技术实验箱、EDA实验箱及常用电子测量仪表，满足数字逻辑课程中硬件电路测试及计算机软件仿真部分的所有实验条件。

网络教学环境 在学校教务处和现教中心的支持下，课程基本教学资源已上网，学生可以从网络上直接获取课程教学大纲、电子教案、课后测试题等信息。学生通过网络平台既预习课程内容，也可以测试已学过的知识点。教师可以通过该网络平台对学生进行答疑解惑，学生可以通过网络信息分享最新的技术资料。

师资条件 目前，担任本课程教学的主讲教师有2～3人，辅助实验的教师有2人，教学督导顾问1人。其中，教授1人，副教授2人；博士3人，硕士2人。课程团队成员有丰富的企业工作经验和教学经验，是一支理论和实践教学紧密结合的队伍。该师资队伍工作精力旺盛、教学热情高涨，具备创建重点课程的师资条件。

6 教学评价

课程采用期末笔试与平时考核（作业、口试测试和实验）相结合的方法对学生成绩进行综合评价。期末笔试重点考核学生对基本知识、基础理论的理解和掌握程度，实验着重考核实际的动手能力。考试不再是单一地依赖期末笔试，而是通过全方位的考核激发学生的学习主动性和积极性，以考核学生的综合能力。

7 结束语

课程团队对课程不断研究和优化，以探索与计算机科学技术发展趋势、新时期人才培养模式相适应的现代课程体系、教学模式、教学内容及评价方法。教学改革与实践证明，提问式教学能使学生深入思考，实现互动教学，激发学生创造性，达到良好的教学效果。从学生的反馈来看，学生对本课程很感兴趣，他们认为本课程作为一门专业基础课，实践性强，对将来的就业非常有益。教师注重启发式教学，重视课外指导，学生对此课程满意率高。

参考文献

[1]邓春健，李文生，石建国，等.“数字逻辑电路”教学改革与实验平台建设[J].计算机教育，2009（24）：139-142.

[2]宋伟，朱幼莲.“数字电路”课程设计教学改革探索[J].江苏技术师范学院学报，2011，17（8）：70-73.

[3]卢永扬，张桂木.大学本科教育如何实现“厚基础、宽口径”的培养目标[J].辽宁教育研究，2000（S1）.

[4]阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2012.

[5]康华光.电子技术基础数字部分[M].北京：高等教育出版社，2014.

[6]潘松.EDA技术与VHDL[M].北京：清华大学出版社，2014.