曹锦纲 程晓荣 郑顾平

摘要：数字逻辑课程是计算机专业学生一门专业基础课，也是计算机专业其他硬件课程的先导课程。为了使学生在数字逻辑课程中学有所获，本文引入了以能力培养为导向的思想，从教学方式、教学内容、实验内容和考核方法等方面进行了教学改革探讨，以使学生在掌握课程知识的同时，培养和提高学生的分析问题和解决问题能力以及创新能力。

关键词：能力培养；数字逻辑；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）04-0122-02

数字逻辑课程是计算机专业本科生的一门专业基础课，是计算机组成与结构、接口与通信技术、嵌入式系统等课程的先导课程。数字逻辑课在整个计算机硬件方面的学习具有非常重要的地位，肩负着引导学生从了解计算机硬件组成，掌握其工作原理，一直到分析与设计数字硬件电路的重要使命[1]。当前科技发展日新月异，以科技创新和技术升级为核心的国际竞争更趋激烈，提高自主创新能力已成为我国国家发展战略的核心。数字逻辑是一门理论性和实践性都非常强的专业基础课程，既要加强理论知识的学习，让学生具有扎实的理论基础，又要提高实践动手能力和创新能力，注重学生能力的培养。目前本校的数字逻辑教还需要进行一些针对性的改革，以培养和提高学生的各项能力，以更好地适应社会要求。

一、数字逻辑课程教学现状

结合本校的实际，分析数字逻辑课程教学过程中存在的一些问题。

1.教学方式较为单一。数字逻辑课程理论性和抽象性较强，课程知识量较大，知识点较多，有许多公理、定理、规则需要记忆，课程基本采用了全程板书的授课形式，缺乏生动和活泼，学生在学习过程中容易感到枯燥，丧失兴趣。

2.课程内容较为陈旧。数字逻辑课程的教学内容仍是基于小规模集成电路的经典数字逻辑分析和设计方法，即用真值表、卡诺图、状态转换图、状态转换表、状态方程、时序图、逻辑图和逻辑函数表达式等方法来分析和设计数字逻辑系统。缺少现代数字逻辑方法的介绍，难以适应现代社会发展的需要，该方法对于大规模和超大规模集成电路的数字逻辑电路分析和设计无能为力。

3.实验内容中综合性和设计性实验有待加强。实验内容中验证性的比重较大，综合性、设计性的内容较少，使学生认为做实验就是连导线、搭电路、记数据和写报告[2]，导致学习兴趣不高，不利于学生能力的培养和提高。

4.学生学习动力不足。随着互联网和手机的普及，一些学生上课也离不开手机，新闻、游戏和小说等无所不看，给教师的教学工作带来了很大的困难。同时，学生在心态上较为浮躁，想要好成绩又不肯下功夫，期待老师最后画重点，勾习题，突击过关。

二、教学改革研究

为适应社会发展需要，培养和提高学生能力，数字逻辑课程教学改革从以下几方面进行。

1.革新教学方式。在数字逻辑的课堂教学过程中，采取板书与多媒体课件相结合的授课形式。对于经典电路的分析和设计，重要的习题、例题的解答推导采用板书形式，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，并以文字、动画、图形等多种形式展示教学内容，以提高学生的学习兴趣。注重教学过程中的提问、互动式教学方法的研究与实践，通过与学生在各个环节中的互动，引导学生思考问题，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[3]。

2.调整教学内容。数字逻辑课程学时有限，在短时间内完成这门课的全部教学非常困难。教师在教学过程中应去粗取精，如对于集成门电路可以少讲或不讲。考虑到与后续的“计算机组成与结构”、“嵌入式系统”等课程衔接，一些常用的逻辑电路如加法器、译码器、触发器、寄存器等的原理及应用要作为教学重点。同时，为了让学生了解数字逻辑发展情况，将现代数字逻辑的分析和设计方法引入，如引入EDA技术到“数字逻辑”的课程教学中，充分利用计算机仿真这一现代化的技术手段，以及其使用不受教学场地限制的优点，引导学生结合理论知识，通过查阅相关资料，自主拟定设计方案并完成设计仿真，激发学生的学习兴趣，同时培养学生的实践能力和创新意识[4]。

3.优化实验内容。为突出课程的实践性，提高学生的实践和创新能力，将实验内容分为三部分：基础设计、综合设计和提高设计。其中，基础设计是利用数字逻辑课程基本原理来实现的基础性实验，目的是让学生掌握课程的基础理论和方法；综合设计是综合利用数字逻辑课程所学知识来解决实际问题的综合性和设计性实验；提高设计是针对学有余力的同学的自主实验内容。综合设计和提高设计着重对学生能力的培养。通过将实验内容分成三部分，既能满足一般学生学习的需要，也能满足成绩优秀学生更高层次能力的培养。同时，数字逻辑实验内容的设计不仅要以数字逻辑理论教学内容为基础，更应该充分考虑与计算机硬件结构的衔接口[5]。

4.重视实验过程。實验的目的是为了让学生更好地掌握课程所学知识，做到学以致用。因此，让学生能够真正参与到实验中尤为重要。为了保证实验的效果，在数字逻辑课程实验中，将每个实验分成了三个步骤，称为“实验三部曲”——预习、操作和总结。预习的目的是让学生熟悉实验的基本原理和方法，设计出实验的逻辑电路，确保实验的质量，预习需要交预习报告；操作既是学生对基本原理和方法的再认识，也是对自己设计的逻辑电路进行验证的过程，通过实际操作，加深对所学知识的理解，实验完成需要指导教师验收；总结即通过撰写实验报告，回顾实验过程，总结实验现象，发现实验中的问题，深化对知识点的理解。

5.改革考核方法。考核方法的改革不仅是要改变传统的考核内容和形式，还要改变传统的成绩评定构成。在数字逻辑课程中改变以往期末考试“一考定终身”的形式，降低期末考试成绩在总成绩中的比例，增加平时成绩和实验成绩，即总成绩=期末成绩（50%）+平时成绩（30%）+实验成绩（20%）。平时成绩应反映学生在课程学习过程的情况，这里，将平时成绩分成出勤情况（10%）、过程考核情况（10%）、作业和课堂表现（10%）三部分，实验成绩包括预习报告（5%）、实践操作（10%）和实验报告（5%）三部分。这样总成绩能够比较全面地反映学生在数字逻辑课程学习过程中的情况。学生要想取得优秀的成绩，必须在课程学习的各方面均表现优秀才行，从而提高学生学习的动力。

三、结束语

本文将以能力培养为导向的思想引入到数字逻辑课程中，对教学方式、教学内容、实验内容和考核方法等进行了相应的改革，从而使学生通过数字逻辑课程的学习和实践，可掌握数字逻辑电路分析和设计方法，为后续课程准备必要的数字电路知识，并能够培养学生分析问题和解决问题的能力，培養和提高学生的创新意识和创新能力。

参考文献：

[1]唐明.认识简单与统一之美——数字逻辑课程教改谈[J].计算机教育，2013，（2）：24-26.

[2]肖娟，王嵩.《数字逻辑》课程教学方法改革研究与实践[J].脑知识与技术，2015，11（19）：125-126.

[3]叶海雄，匡兴红，吕春峰.谈数字逻辑课程教改实践[J].中国教育技术装备，2016，（20）：104-105.

[4]雷宇凌.软件工程专业“数字逻辑”课程改革的探索[J].科技资讯，2015，（28）：174，176.

[5]冯国富，马玉奇，易丛琴，董立夫.面向数字逻辑与计算机组成原理衔接的实践环节[J].计算机教育，2017，（2）：141-145.

Abstract：Digital logic is a compulsory course，and it is also a leading course for other hardware courses in computer science major.In order to make students learn something from the course of digital logic，the paper introduces the idea of ability-oriented education，and discusses the teaching reform from teaching methods and contents，experiment and assessment methods so that students can grasp the knowledge of course，and also can develop and improve the ability of analyzing and solving problems and innovation.

Key words：ability-oriented education；digital logic；teaching reform