戴毓虎，何 展，望 超

（1.武汉工程科技学院 湖北 武汉 430200；2.成绎半导体（苏州）有限公司 四川 成都 610110）

数字电路课程已经成为高校工科电气电子类和计算机类专业的必修基础课程[1]，本文以武汉工程科技学院为例，通过分析该校电子信息工程技术专业师生在数字电路教学过程中所发现的问题，思考了数字电路教学过程中教学方法的改进对策。

1 目前数字电路教学过程中存在的问题

电子信息工程技术为武汉工程科技学院的专科专业，学生的生源为各省市自治区的高考末端分数考生，课程安排在大一的下学期进行，实际教学过程中会存在以下问题：

①大部分学生的数学和物理基础弱，而且有部分学生在中学阶段属于文科考生，在高中阶段缺乏应有的理工科素养，对课程中最基础的逻辑代数公式定理的理解与证明存在较大问题。学生的基础不同是必须考虑的问题，课堂上有15%的学生能理解消化，其余的基础能力偏低。

对全校2022 级电子信息工程技术202 名学生做了匿名抽样调查，统计了53 名学生2022 年高考的数学和物理分数。其中数学最高分为100 分，有5 位学生物理分数因高考选考了历史为0 分。分析如图1 所示的学生高考数学物理分数随机抽样散点统计，可知数学物理绝对分值集中在20―60 分之间，所占比例超过84.9%。

图1 学生高考数学物理分数随机抽样散点图

②课程教材选择需要精挑细选。在教学过程中发现《数字电路与逻辑设计》这本教材中内容和编辑有几处纰漏，影响了教材的参考作用。另外，需要挑选更贴近学校教学实际，调动学生积极性的教材，数字电路课程近8 个学期选用教材如表1 所示。

表1 数字电路课程近8 个学期选用的教材

③学生学习过程中有畏难心理，同时缺少主动学习意愿。因为本身基础弱，听不懂课堂上教师的教学内容，进而产生畏难心理，如此往复，课程的学习就会越来越难。大多学生认为自己上大学是为了获得一纸文凭、及格即可，没有终身学习、热爱学习的认知和意愿。误认为学校层次不高、学风不好，所以自暴自弃。教师的思政案例往往也属于国家和社会层面的优秀案例，学生觉得离自己很遥远，难有共情效应与激励。

④学生的综合能力难以提升。本课程的考核方式是以闭卷考试为主，卷面成绩占60%，平时成绩占40%，然而实验课成绩仅占平时成绩的50%，且实验报告只占实验成绩的50%。实验最终成了考试的辅助甚至配角，导致学生根本不会基本操作，出现理论不会、动手也不会的情况，日后难以适应用人单位的要求。

⑤教学方法不适应新时代大学生的发展。课堂都是常规的教室布局，教师在讲台上讲，学生在底下听，教师点名回答问题然后讲解。学生少有良好互动，整体上难以积极投入教学中。

⑥学生在不同课程学习之间没有关联能力，部分学生学完电路基础在数字电路的课堂上就不知道有元件约束、拓扑约束，使专业学习成为碎片记忆，不能连点成线。

⑦学生缺少对教材经典理论的深刻理解，不满足用人单位的需求，实践认知方面缺少近距离接触半导体企业设计、生产流程的机会。企业一般对数电基础要求不高，只需要学生对数电有本质的了解即可，但往往学生连最基础的知识都没有掌握好。不了解数字电路是什幺，不知道数字信号跟模拟信号的区别以及如何跟模拟系统互相交互。

2 未来数字电路教学方法的改进

①因材施教，分组教学。统计学生的高考数学物理成绩，按从高到低做排序，按排序将各班同学分成1、2、3 组，对每组的课堂学习任务做细分说明，课后作业做细分，从而实现分层教学的目的。课程实验课的实验部分每次分为3―4 阶段实验，从基础到综合。每次当堂检查实验情况判分时，会根据学生掌握的情况，对应检查不同难度的实验并跟学生沟通有无。

②加大对学生组合逻辑电路的独立分析与设计能力的要求，力争分组1、2 的学生能消化吸收基本的时序逻辑电路的分析与设计。不局限于教材，把教材作为参考书。近年来，教育部向全国高校推出了不少在线学习平台[3]，当学生课后在这些平台遇到比较好的知识点讲解和实例时认真学习记录，然后在课堂上与师生分享。

③正向积极引导。按照中央和教育部精神深入开展课程思政，提升学生的主人翁意识，进而养成能吃苦、爱学习、求进步的品质。

每次课在讲完实验原理开始实验前，要求每小组在教室现有的试验箱内清理74 系列芯片，将找齐芯片元器件速度在前五的组记录到实验报告上，作为加分依据。以此强化学生节约资源、“艰苦”学习的意识。与此同时，也能加深学生对元器件的认知印象。

④改变应试教育的评价观，培养学生学习兴趣。在教学过程中，鼓励学生多提问题，多重复课程体系难点中的衔接点，比如算术运算与逻辑运算的联系与区别、逻辑函数的代数法化简与卡诺图化简的异同、基本逻辑门是组合逻辑电路的必有元器件、触发器是时序逻辑电路的必有元器件等。重视新知识点的承前启后，让学生体会到知识的温度。鼓励学生的参与，培养学生积极进取的意识，让学生通过不懈追求实现数字电路知识以及综合能力提升。

⑤在实验课堂上实现理论与实践的升华，做到以学生为主。教师在实验课上就实验原理、目的，实验仪器、设备、元器件做重点讲解[4]，然后学生以2 人为1 组开始实验，针对学生具体的实验想象与问题分组交流和解答。当学生完成实验后，要求其能讲清楚原理。同时鼓励前3 组做出来的学生作为课堂助教去指导不会做的学生，以期达到朋辈引领的效果。

⑥升华不同电子信息专业课程之间的彼此联系，打通学生专业课学习的“任督二脉”，使得学生在电路分析基础、模拟电路、数字电路、信号与系统、单片机等课程的学习中积极融合专业认知[5]，养成基本的专业素养。

⑦加强与成绎半导体（苏州）有限公司的技术交流，推荐低年级感兴趣的学生在校学习和使用成绎半导体的产品方案，实现电子设计综合实践能力的提升。后期鼓励理解透彻的学生去做研发助理。另外，也可将企业在项目实战中对学生素质的要求带入课堂教学。举例来说，成绎半导体公司的研发负责人反馈实战中新进应届毕业生在数字电路认知上的一些问题：a.虽然数字信号是以布尔代数作为基础，但它不是凭空来的，其实它就是特殊模拟信号。b.时序逻辑的时钟起什幺作用？模拟振荡器，实现数字电路对检测到的信号进行采样。c. 讲到触发器大家都会看到CLK（时钟脉冲），其实际上是模拟震荡器产生的。d.关于Setup 和Hold 时间，一般集成电路先会功能仿真，然后就要用这两个参数进行时序仿真。e.触发器上升沿触发，实际器件都不是理想的，需要在上升沿的位置保证触发器输入信号提前到来，然后在上升沿之后还要保持一段时间。f.项目实践中，组合逻辑可能有毛刺，这种情况要知道原因，同时也需要判断是否会有功能的影响，这个毛刺对功能没影响就不用处理。成绎半导体的某一项目实战中就出现输出信号波形的毛刺只出现在触发器时钟不起作用的阶段，没做处理，丝毫不影响产品性能。

3 结语

本文针对武汉工程科技学院师生在数字电路教学过程中发现的问题进行研究，做了对应的思考与教学实践，取得初步的教学成效。后期会继续深挖电子信息工程专业课堂中的教学研究点，并思考改进对策。期望做到对学生因材施教，使课堂教学内容既基础又经典，选用更生动、更贴近学生的教材，更好地融入思政元素，在专业领域树立学生能吃苦、爱学习、求进步的学习品质。