基于“卓越工程師教育培養計劃”的數字電子技術教學改革初探

黃川 童強

[摘要]本文以“卓越工程師教育培養計劃”的實施為背景，提出了我院《數字電子技術》理論與實踐課程改革的具體措施，通過在我院電子信息專業范圍內實施的改革，推動了我院“卓越工程師”的教育培養計劃，為進一步地探索本門課程的教學改革奠定了良好的實踐基礎。

[關鍵詞]卓越工程師；教學改革；系統設計

【中圖分類號】P2-4；G642.0

2010年，教育部落實國家中長期教育改革和發展規劃綱要的首個重大教育改革計劃——卓越工程師培養計劃推出，我院以此為契機，在電子信息工程專業頒布并實施了《樂山師范學院“教改實驗班”實施辦法》，每個年級都成立了“卓越工程師創新實驗班”。2012年，我院積極申報了四川省普通本科高等學校卓越工程師教育培養計劃試點專業。本著積極落實“卓越工程師教育培養計劃”這一具體目標，作者探索了“卓越工程師教育培養計劃”的基本思路，提出了計劃的具體內容和實施效果以及實施過程中遇到的問題。

一、數字電子技術課程教學過程中存在的問題

根據我院的開課計劃，學生應在大一第一學期就完成《數字電子技術》這門課程的學習。因為在此之前學生沒有接觸過《電路分析》和《模擬電子技術》，所以在數字電子技術課程的學習過程中，存在以下一些問題。

1、 部分學生把握不好理論課的學習重點

課前沒有好好預習，上課時沒有理清老師教學的思路，單純地指望老師能夠在多媒體上展示章節的重難點。

2、 部分學生上實驗課的主觀能動性不強

大多數學生能夠獨立完成幾個基礎驗證性實驗，但是對實驗中遇到的問題無法正確地解決。而且很大一部分學生無法獨立完成綜合設計性較強的一些實驗。

3、 學習中沒有進取精神

無論是理論課還是實驗課，很多學生無法做到知其然并知其所以然。大多數的學生都習慣于老師的“填鴨式”教學方式，不能舉一反三。

二、教學改革的初步探索

1、把握教學重點，理論與實踐相結合

《數字電子技術》的課時有限，如何在有限的時間內讓學生學會獨立分析簡單的數字電路是我們教學的重點。傳統的理論課教學模式往往通過PPT的形式給學生展示課程的主要內容，讓學生在課堂45分鐘內學會書本上的理論知識。我們將《數字電子技術》這門課程的主要教學內容分成了三部分：邏輯代數基礎、組合邏輯電路的分析與設計以及時序邏輯電路的分析與設計。從小規模的門電路和觸發器出發，逐步引導學生學習中規模的編碼器、譯碼器、計數器等等。

為了引導學生獨立自主地思考問題和解決問題，我們嘗試著在理論課上穿插一些數字電路的軟件分析和設計。例如，當講到用二極管構成的與門時，我們雖不能把實驗臺搬上講臺，但我們可以在課堂上用Multisim或Protues軟件畫出相應的電路圖并進行現場仿真，讓學生在理論課上就能直觀地了解電路的構成并且學會分析。

2、加強綜合設計性實驗，培養學生良好的實驗素質

做實驗的目的一方面是為了驗證已有的理論知識，另一方面是通過合理的實驗設計以及操作，學會獨立搭接電路的能力。在實驗的過程中，還可以鍛煉學生動手操作能力以及利用已學理論解決實際問題的能力等等。傳統的實驗教學主要是驗證性實驗偏多，大多數的實驗都只需要學生按照書本上的要求搭接電路，通過在實驗箱上進行驗證從而掌握電路的基本工作原理。但是這種方法往往讓學生印象不深，收獲不大。在教學改革中，我們嘗試性地增加了綜合設計性實驗的比例，比如一學期的總實驗個數是8個，我們可以做4個驗證性實驗和4個綜合設計性實驗。學生通過做綜合設計性實驗，可以學會自行設計實驗方案，獨立搭接電路并進行驗證。同時在實驗過程中會遇到一系列的問題，通過解決這些問題，可以提高學生的工程實踐素養，更進一步地培養學生的獨立思考和創新能力。

3、 強化軟件仿真，引入虛擬實驗內容

實驗課不應局限在單純的數據測量和記錄上，更應該側重于學生能夠對電路的性能進行比較，能夠現場仿真，分析電路的故障從而進行電路結構的改進。尤其是有部分實驗由于靈活性大，只能在軟件上完成。我們在綜合設計性實驗中，要求學生在拿到題目的前一周自己查閱相關資料，擬定設計方案和步驟，自行選取器材，設計實驗電路。為了保證成品的正確率，我們要求學生在設計好電路之后先進行軟件仿真。待軟件中電路的所有功能都能實現后，再進行實物的裝配和調試。

4、 改革電子技術課程設計內容，培養學生創新精神

傳統的電子技術課程設計一般都是老師給出一系列題目，要求所有學生在一到兩周內完成自己所選題目的電路設計、裝配和調試。教學改革中我們提倡學生自擬課程設計的題目，給學生充分的自主性和創新性，讓學生獨立選擇自己感興趣的題目。在具體實施過程中，不用等到教學實踐周再布置任務，我們可以在學期中期就布置任務，由學生自由組隊完成課程設計的題目。

三、達到的成效及發現的問題

通過近兩年的教學改革實踐，《數字電子技術》課程的學習收到了較好的教學成效。比如學生們的學習積極性提高了，同時也提前感知了電子信息工程專業今后的教學內容。通過問卷調查，對本課程的滿意度也有明顯的提升。但是教學改革過程中也遇到了很多問題，比如部分學生在組隊完成綜合設計性實驗的時候有懶惰情緒，經常照抄同組人的實驗結果。上理論課之前有部分學生沒有預習，導致教學效果還需進一步地提高。我們還將進一步地進行教學改革，力求讓這門課程的教改上升到一個新的層次。

參考文獻：

[1] 王振義，王勇智.基于“卓越工程師教育培養計劃”的實驗教學改革探索[J].科技資訊，2012（9）：184-185.

[2]何金兒，劉一清.改革《數字電路實驗》教學培養學生創新能力[J].教育教學論壇，2012（26）：8-10.

[3]劉芳.淺談數字電路實驗教學中學生設計能力的培養[J].中國科技縱橫，2010（21）：126-126.

[4]車永莉，曹小龍.數字電路基礎實驗教學研究[J].高校實驗室工作研究，2012（1）：13-14.

[5]鮑寧寧.關于優化數字電路實驗教學體系對培養學生創新能力的探討[J].實驗室科學，2011，14（2）：193-194.

黃川（1981-- ），女，四川樂山人，2003年和2006年分別獲華中科技大學本科和碩士學位。現為樂山師范學院物理與電子工程學院講師。研究方向：納米尺度有源器件的仿真、建模與設計