基于工程認知的數字電子技術課程教學改革研究

周洪敏　張瑛　丁可柯

【摘 要】數電子技術是電氣、電子信息類和部分非電類專業一門重要的專業基礎課也是一門理論性和實踐性都很強的課程。本文深入分析了數字電子技術課程的特點、現狀及當期存在的問題，針對數字電子技術課程教學中與工程實踐相脫節的問題，在教學內容、教學方法上尋求新的突破，引入案例教學法，改革課程的考核方式，同時提高了學生的學習興趣，培養了學生的實踐創新能力。

【關鍵詞】教學內容；教學方法；數字電子技術；教學改革

近年來，為進一步貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》，我國實施了“卓越工程師教育培養計劃”，這是我國高等工程教育的一項重大舉措。卓越工程師人才培養的核心是創新能力[1-2]。隨著社會的發展，對人才的需求也產生了巨大的變化，當前社會更加強調實踐能力和創新型人才的培養。因此，研究如何在教學中培養學生的創新能力及實踐能力具有重要的意義。

1 課程現狀及存在的問題

數字電子技術課程是電子信息類專業的一門必修的專業基礎課，也是許多高校研究生入學考試的專業課程之一。通過學習該課程培養學生的抽象思維能力、數字硬件電路的分析和設計能力、數字系統的設計能力及從事科研工作的實踐動手能力，同時，通過學習本課程為后續的專業基礎課打下基礎。在“卓越工程師培養計劃”的培養理念下，“寬口徑、厚基礎、能力強、上手快”的專業人才愈來愈工程建設的青睞，因此，數字電子技術課程的教學應該緊密聯系現代電子技術發展，面向工程應用，注重創新意識和綜合素質的培養，注重理論學習與工程實踐的緊密結合。但是，在實際的教學過程中，大多數教師并沒有真正做到把數字電子技術的理論與實際應用相聯系。

數字電子技術教學主要包含兩部分：理論教學和實踐教學。教師在理論教學中講授數字電路的分析和設計方法、技術等理論知識，知識點不夠系統，前后知識點的聯系不夠，導致學生的知識體系混亂，當設計一些相對復雜的綜合題目時，往往感到很茫然，無從下手；同時，在教學中缺少理論知識與實際工程項目的有效結合，學生在學習過程中不能體會到當前所學知識與工程實際之間的關系，不知道怎么才能學有所用，導致學生在學習過程中缺乏熱情和興趣，嚴重影響課堂教學效果。實踐教學主要采用實驗課的方式，按照理論課程的教學進度，圍繞理論課所講內容來安排相應的實驗。現有的常規實驗教學內容由于多種因素的制約，往往多年未曾變化或變化較少，較為陳舊，且多為原理性或驗證性實驗，與實際工程應用脫節較為嚴重，雖然學生在實驗過程中能夠掌握一些電子元器件以及常用儀表的操作，但是缺乏對學生工程實踐和創新能力的培養。

以上問題已成為學生學習數字電子技術課程的嚴重障礙，因此，非常有必要針對數字電子技術課程的教學進行新的探索和研究，在提高教學質量的同時，幫助學生們建立起學習這門課程及后續電路方面課程的信心和興趣，加強對學生工程實踐和創新能力的培養。

2 教學方法和教學內容的改革

2.1 合理優化教學內容

在當前嚴峻的就業環境下，課程內容越來越強調其實用性，強調理論與實際的結合。伴隨著電子技術的飛速發展，大量的新型電子產品器涌現出來，大規模及超大規模集成電路得到了非常廣泛的應用[3]。為了使學生對前沿的數字電子技術有所了解，在課堂教學中應該結合學科發展和學生實際情況，合理優化課堂教學內容，對數字電路涉及的基本概念和原理進行削枝強干；在理論課程的教學過程中，適時穿插介紹與課程中各個知識點相關的新技術和新方法，使學生對現代電子技術發展的前沿和動態有初步的了解，為未來深入研究電子技術打下一定的理論基礎。

2.2 將案例教學法引入理論教學

案例教學的主要目的是圍繞課程教學目標，選擇一些典型的、具有代表性的而且是學生能夠接受的簡單易懂的案例，將這些案例引入到數字電子技術的理論教學中，在教學過程中將其中的一些復雜抽象的概念融入到具體案例中進行解釋，引出相關概念及相關電路；通過引入具體的教學案例，將理論知識系統化，使學生不再僅僅停留在對相關功能電路和常用器件的孤立認知與片面的理解記憶上，而是注重每個元器件在一個完整的系統中的應用，從而使學生認識到工程的系統性，培養學生分析解決實際工程的實踐能力，培養學生的溝通能力和團隊意識，提高學生的學習興趣。

要使案例教學法達到讓學生掌握理論知識和工程實踐知識的教學目的，教學案例的選取非常重要，在教學過程中可以根據數字電子技術課程各個章節的內容以及學生的專業背景等選取具有針對性、典型性的教學案例。以組合電路的分析和設計這一章為例，在講授這一章之前首先將一些案例展示給學生，并將每個案例的任務單下發給學生，同時將案例中所涉及到的知識點介紹給學生，這樣學生在學習該章節的內容的同時就可以自發地以4-6人一組組成團隊，各小組成員按照自己的分工收集資料，設計電路，利用仿真軟件設計檢查所設計的電路是否符合要求，繪制電路板以及最終電路的安裝以及調試。由于在案例的實施過程中需要使用仿真軟件，而電路仿真技能是電子與電氣工程專業的基本要求，因為從事電子產品設計和開發等工作的人員經常需要對所設計的電路進行實物模擬和調試，因此在學生進行教學案例的設計過程中不僅加深了對理論知識的理解，同時也提高了他們的工程實踐能力。

2.3 改革課程考核方式

數字電子技術的考核方式一般為平時成績加期末考試成績的形式。平時成績主要考察學生的上課的出勤率、作業以及課堂表現，而期末成績就來源于一張期末試卷，這些并不能從根本上激發學生的學習熱情。為了激發學生的學習積極性，激勵學生積極參與到案例教學法的實施中，將案例教學法的成績計入總成績，制定出具體考核評價內容及標準，培養學生自學能力和創新能力。在每章節課程結束時，在課堂上以小組為單位進行案例設計的匯報及成果展示，同時接受老師和其他小組成員的質詢與討論，并提交設計報告，教師根據設計報告及匯報的情況對學生進行打分。為了調動學生課堂參與性，加強課堂討論。在教學過程中如果僅僅是教師在講學生在聽這樣一種灌輸式教學形式，學生僅僅是被動地接受知識，不利于調動學生的學習積極性。在上課之前或在每講完一個知識點后，有計劃性、有針對性的所學的重要內容提出相關的思考或討論的內容，在課堂上讓學生進行討論，并隨時記錄學生討論的情況，把學生參與討論的情況作為課堂表現納入到期末總成績里。這樣既可以隨時鞏固所學的知識，調動學生的學習興趣，活躍課堂氛圍，同時也方便教師及時的了解學生的學習情況，可以適時地調整教學進度。改革后的考核方式能夠激發學生的學習動力和學習熱情，更有利于全面考核學生的實際水平。

3 結語

本文針對數字電子技術教學中存在的理論教學與工程實踐相脫節的問題，在教學內容、教學方法與授課方式上尋求新的突破，將理論教學與工程實踐相結合，培養學生的工程觀念和系統觀念，增強他們的學習信心和積極性。

【參考文獻】

[1]畢萍，劉毓.面“卓越工程師”目標進行“信號與系統”課程教學改革[J].實驗室研究與探索，2014，33（1）：190-193.

[2]李延斌，高有華，田方，等.面向培養卓越工程師的機械設計基礎課程改革[J]. 實驗技術與管理，2012，29（4）：231-233.

[3]樂麗琴，栗紅霞.“數字電子技術”課程教學改革研究與實踐[J].中國電力教育，2013（4）：94-95.

[4]劉偉，賀曉蓉，賀娟.電氣工程及其自動化專業卓越工程師培養模式探討[J].中國電力教育，2012，（6）：58-59.

[5]陳效蘭.以案例教學調動學生學習的積極性[J].中國高等教育，2006（1）：35-25.

[責任編輯：王楠]