沈萦华、吕朝辉
（中国传媒大学信息工程学院数字媒体技术系）
摘要：随着电子科学技术的飞速发展，大规模和超大规模集成电路在电子产品中得到广泛应用，数字电路课程教学的重要性日益增加。本文结合作者的多年教学经验初步探讨了数字电路课程的改革方向，从如何引导学生提高学习兴趣，如何将电子设计自动化技术与数字电路相结合，如何对课程内容进行调整等方面进行了阐述。
关键词：数字电路、学习兴趣、课程融合、课程内容改革
资助项目：中国传媒大学2009年教学改革项目（项目编号：JXGGX0917）。
一、引言
数字电路是工科一门重要的基础课程，随着大规模和超大规模集成电路的广泛应用，数字电路课程的学习越显重要。在各种需要硬件知识型人才的单位的初试中，我们都可以看到对数字电路基本知识点的考核。“不积跬步，无以至千里，不积小流，无以成江海。”只有掌握了数字电路基础课程中的电路结构，才能使后续课程的学习更加轻松。
所以如何引导学生对这门课产生学习兴趣，如何使学生更好地掌握基本知识、基本电路功能，如何使课程内容体系更合理等问题，成为我们需要探讨的内容。
二、数字电路课程改革初探
如何提高数字电路的教学质量？最重要的是使学生可以主动地学习，让学生从开始学习这门课程时就不是以及格和拿学分为目的，而是本着学习知识和打好基础的态度进行学习。众所周知，学习兴趣就是最好的老师，因此使学生可以主动地学习，是教师努力的目标。数字电路是理论加上实践的课程，如何更好地用实验验证理论的可行性，加深学生的理解，也是需要讨论的问题。只有解决了这两个问题，这样才能使学生更好地掌握所学的知识，并且培养良好的学习习惯。根据电子电路的发展趋势，本文初步探讨了对数字电路课程内容的改革，并将实例与课程内容相结合。以上所做的这些努力，都是为了使学生能够对数字电路这门课产生兴趣。
1.将学生引入课堂
讲课是一门艺术，老师就像导演，老师只有对所讲内容和相关知识非常熟悉，有一定深度，讲课思路清晰、生动活泼、逻辑严谨，才能驾驭课堂活跃的气氛。如果在课堂上老师把自己变成演员，自己一味地进行讲授，没有与学生的互动，学生没有自己思考的机会，学生学完这门课后，只会死记硬背老师所讲的内容，不会灵活应用所学的知识进行电路的设计，日积月累就会对电路的学习失去兴趣。
为了提高学生对数字电路学习的兴趣，在比较好理解又比较重要的知识点的讲解上，我们采取了让学生走上讲台给大家讲解的方法。学生在走上讲台之前，要在课下对所要讲解的知识进行收集整理，这样就对知识点有一个很好的预习过程。在讲台上给大家讲解的过程，不仅体现了自己对知识的掌握程度，还要有很好的语言的组织和表达能力。台上站的是自己的同学，所有的学生这时都会提起兴趣听他的讲解，当遇到讲解不清的地方，下面的同学不再拘谨，这时会出现台下和台上互相讨论的局面，这样就会提起学生的学习兴趣，使学生的积极主动性更高。当然，在学生讲完之后，老师还要对刚才所讲的重点内容作针对性的总结。这样既给了学生锻炼的机会，又加强了学生对重点内容的理解。
2.使教学与实践相结合
数字电路是实践性很强的基础课程，加强实践教学环节是提高学生学习效果的一个有力措施。目前在学习数字电路的同时，主要开设硬件电路的实验。但是硬件实验条件有限，需要学生到实验室去调试电路，这样就会造成不能及时对所学的课程进行验证。
而电子设计自动化（EDA）课程又是在数字电路之后学习，学生学习完理论知识之后才开始学习如何使用软件仿真，这样的学习效果不理想。
对于数字电路的教学改革，初步设想可以把EDA和数字电路两学期的两门课程整合为一门课程，在讲数字电路基础理论的同时可以引入EDA的概念。将两门课合并为一门课程不仅可以缩短学时数，更重要的是可以使教学内容衔接得更好，使学生对知识的理解更透彻。目前基础教学和硬件实验某些环节的设置不是很合理，比如在讲到555定时器的时候，学生已经做过555定时器的实验，但是当具体问到555电路的功能时还不是很清楚。这说明学生在做实验的时候，可能没有仔细考虑电路的原理，而是注重电路的连接和最后的实验结果，是为了做实验而做实验。如果将现在48学时的数字电路和32学时的EDA合成一门48＋16学时的基础理论加软件仿真的电路课程，结合目前电子电路发展的现状，大规模和超大规模的集成电路得到越来越广泛的应用，在讲理论的时候可以适当地侧重于可编程逻辑器件的讲解。但是目前由于数字电路和EDA是两门课程，所以在讲数字电路的时候，虽然书中的第八章是可编程逻辑器件，第九章是硬件描述语言的简介，但因为会和后续课程有重复，所以在数字电路中只是简单提到，不能形成一个完整的课程体系。两门课程整合后，在讲组合电路和时序电路两大重要章节的时候，可以使用EDA技术通过软件仿真功能对电路的功能进行波形仿真，使学生可以进一步地理解和掌握课堂所讲的基本原理和方法。正如学生所说，每当他们做完实验就会对所讲的内容更加理解，所以在数字电路教学中，实践环节非常重要。
3.对课程内容进行调整
在目前数字电路的讲授中，对于逻辑函数的化简还要使用较多的课时进行代数化简和卡诺图化简的讲解，目前已经有软件可以很容易地实现逻辑函数的化简，而不用自己一步一步推导。当然函数化简是数字电路的基础内容，是学生需要掌握的基本知识点，因此我们可以减少些课时，让学生在课后自己做练习，把节省的课时放到后面可编程逻辑器件的讲解。目前大规模集成电路主要采用CMOS电路进行设计，在讲解这一章的时候可以重点讲解CMOS电路，对于TTL电路可以只讲其外部特性，这一章的总学时数不变，只做内部调整。在触发器这一章，以前的讲解更注重从内部结构引出外部特性，但在实际的应用中，还是更注重各种触发器不同的逻辑功能，所以讲课重点应该更侧重于触发器的逻辑功能及其描述方法。可以将EDA引入数字电路，这样在学习理论知识的过程中穿插着讲解硬件描述语言，也就是说可以将书中的硬件描述语言章节分散到各相关章节讲解，可能效果会更好。以上只是根据实际的需要对课程内容改革的一些简单设想。
4.将实际应用引入课堂
对数字电路多年的教学，使我们感到，学生在刚开始接触这门课的时候，如果授课教师能够对学生进行很好的引导，以饱满的热情对待学生，并能将所讲的内容与实际相结合，学生通过实际的例子很容易理解老师所讲的内容，他们就会慢慢喜欢上这门课。如果刚开始时，知识点比较难懂，学生不容易学会，那么随着时间的推移，不会的知识越积累越多，他就会对这门课失去兴趣。所以对数字电路课程内容的组织和讲解上，在关键的知识点，尽量找生活中的例子让学生理解。比如在数字电路中重要的知识内容是组合逻辑电路和时序逻辑电路，如果学完这门课连这两个基本概念都不清楚，数字电路就等于没学。
所以在讲解的时候，我们会引入自动饮料机的实例，告诉学生对于组合电路，系统是没有记忆的，而对于时序逻辑电路，系统是有记忆的，这样学生的印象就比较深刻。
为了适应数字电子技术迅速发展的需要，在今后的数字电路的教学中，应该给学生提供更多更好地实用新型的知识。大规模、超大规模器件将逐渐取代中小规模器件在电子产品中的应用，而现在我们的教学中，一直以中小规模器件作为主要的讲授内容。我们应该使学生学有所用，讲授的内容要适应时代的变化，使学生能够学到极具发展前途的更先进更新型的技术，在今后的教学中可以更多地讲授大规模、超大规模器件。同时，在学生掌握了一定的理论基础之后，可以在今后开设的小学期课程的学习中，尝试将科研成果与教学实践相结合，设计出一些创新性课题，增强学生的创新意识。
三、结论
随着数字时代和课程教育改革的深入，数字电路的教学工作仍存在大量有待探讨的问题。如何处理课程体系内课程的相互关系，如何细化理论、实验和设计立体化的课程体系是我们需要进一步解决的课题。
参考文献
[1]阎石。数字电子技术基础。高等教育出版社，2006.
[2]薛延侠，刘雁飞.EDA技术在数字系统中的应用。西安邮电学院学报，2008（1）：169-172.
[3]王俊，席兵，刘想德。“数字电路与逻辑设计”课程教学改革初探。重庆邮电大学学报，2007（增刊）：173-175.
