“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”下的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)改革初探

黃川　童強(qiáng)

摘 要： 本文以“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的實(shí)施為背景，提出了我院《數(shù)字電子技術(shù)》理論與實(shí)踐課程改革的具體措施，通過在我院電子信息專業(yè)范圍內(nèi)實(shí)施的改革，推動(dòng)了我院“卓越工程師”的教育培養(yǎng)計(jì)劃，為進(jìn)一步探索本門課程的教學(xué)改革奠定了良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 卓越工程師 教學(xué)改革 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2010年，教育部落實(shí)國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要的首個(gè)重大教育改革計(jì)劃——卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃推出，我院以此為契機(jī)，在電子信息工程專業(yè)頒布并實(shí)施了《樂山師范學(xué)院“教改實(shí)驗(yàn)班”實(shí)施辦法》，每個(gè)年級都成立“卓越工程師創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)班”。2012年，我院積極申報(bào)了四川省普通本科高等學(xué)校卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃試點(diǎn)專業(yè)。本著積極落實(shí)“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”這一具體目標(biāo)，我們探索了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的基本思路，提出了計(jì)劃的具體內(nèi)容和實(shí)施效果及實(shí)施過程中遇到的問題。

一、數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)過程中存在的問題

根據(jù)我院的開課計(jì)劃，學(xué)生應(yīng)在大一第一學(xué)期就完成《數(shù)字電子技術(shù)》這門課程的學(xué)習(xí)。因?yàn)樵诖酥皩W(xué)生沒有接觸過《電路分析》和《模擬電子技術(shù)》，所以在數(shù)字電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)過程中存在以下問題：

1.部分學(xué)生把握不好理論課的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。

課前沒有好好預(yù)習(xí)，上課時(shí)沒有理清老師教學(xué)的思路，單純地指望老師在多媒體上展示章節(jié)的重難點(diǎn)。

2.部分學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課的主觀能動(dòng)性不強(qiáng)。

大多數(shù)學(xué)生能夠獨(dú)立完成幾個(gè)基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，但是對實(shí)驗(yàn)中遇到的問題無法正確地解決，而且很大一部分學(xué)生無法獨(dú)立完成綜合設(shè)計(jì)性較強(qiáng)的一些實(shí)驗(yàn)。

3.學(xué)習(xí)中沒有進(jìn)取精神。

無論是理論課還是實(shí)驗(yàn)課，很多學(xué)生都無法做到知其然并知其所以然。很多學(xué)生都習(xí)慣老師的“填鴨式”教學(xué)方式，不能舉一反三。

二、教學(xué)改革的初步探索

1.把握教學(xué)重點(diǎn)，理論與實(shí)踐相結(jié)合。

《數(shù)字電子技術(shù)》的課時(shí)有限，如何在有限的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立分析簡單的數(shù)字電路是教學(xué)重點(diǎn)。傳統(tǒng)理論課教學(xué)模式往往通過PPT的形式給學(xué)生展示課程的主要內(nèi)容，讓學(xué)生在課堂45分鐘內(nèi)學(xué)會(huì)書本上的理論知識。我們將《數(shù)字電子技術(shù)》這門課程的主要教學(xué)內(nèi)容分成三部分：邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、組合邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)及時(shí)序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)。從小規(guī)模的門電路和觸發(fā)器出發(fā)，逐步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)中規(guī)模的編碼器、譯碼器、計(jì)數(shù)器等。

為了引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立自主地思考問題和解決問題，我們嘗試在理論課上穿插一些數(shù)字電路的軟件分析和設(shè)計(jì)。例如，當(dāng)講到用二極管構(gòu)成時(shí)，我們雖不能把實(shí)驗(yàn)臺搬上講臺，但可以在課堂上用Multisim或Protues軟件畫出相應(yīng)的電路圖并進(jìn)行現(xiàn)場仿真，讓學(xué)生在理論課上就直觀地了解電路的構(gòu)成并且學(xué)會(huì)分析。

2.加強(qiáng)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素質(zhì)。

做實(shí)驗(yàn)一方面是為了驗(yàn)證已有的理論知識，另一方面是通過合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及操作，掌握獨(dú)立搭接電路的技能。在實(shí)驗(yàn)過程中，可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手操作能力及利用已學(xué)理論解決實(shí)際問題的能力等。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)偏多，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都只需要學(xué)生按照書本上的要求搭接電路，通過在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行驗(yàn)證從而掌握電路的基本工作原理。但是這種方法往往讓學(xué)生印象不深，收獲不大。在教學(xué)改革中，我們嘗試性地增加了綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例，比如一學(xué)期的總實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)是8個(gè)，可以做4個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和4個(gè)綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過做綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，可以學(xué)會(huì)自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，獨(dú)立搭接電路并進(jìn)行驗(yàn)證。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)遇到一系列問題，通過解決這些問題，提高學(xué)生的工程實(shí)踐素養(yǎng)，更進(jìn)一步地培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)新能力。

3.強(qiáng)化軟件仿真，引入虛擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)課不應(yīng)局限在單純的數(shù)據(jù)測量和記錄上，更應(yīng)該側(cè)重于學(xué)生能夠?qū)﹄娐返男阅苓M(jìn)行比較及現(xiàn)場仿真，分析電路的故障，從而進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。尤其是有部分實(shí)驗(yàn)由于靈活性強(qiáng)，只能在軟件上完成。我們在綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中要求學(xué)生在拿到題目的前一周自己查閱相關(guān)資料，擬定設(shè)計(jì)方案和步驟，自行選取器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路。為了保證成品的正確率，我們要求學(xué)生在設(shè)計(jì)好電路之后先進(jìn)行軟件仿真。待軟件中電路的所有功能都能實(shí)現(xiàn)后，再進(jìn)行實(shí)物的裝配和調(diào)試。

4.改革電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神。

傳統(tǒng)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)一般都是老師給出一系列題目，要求所有學(xué)生在一到兩周內(nèi)完成自己所選題目的電路設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試。在教學(xué)改革中提倡學(xué)生自擬課程設(shè)計(jì)的題目，給予學(xué)生充分的自主性和創(chuàng)新性，讓學(xué)生獨(dú)立選擇自己感興趣的題目。在具體實(shí)施過程中，不用等到教學(xué)實(shí)踐周再布置任務(wù)，可以在學(xué)期中期就布置任務(wù)，由學(xué)生自由組隊(duì)完成課程設(shè)計(jì)的題目。

三、達(dá)到的成效及發(fā)現(xiàn)的問題

通過近兩年的教學(xué)改革實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，《數(shù)字電子技術(shù)》課程的學(xué)習(xí)收到了較好的教學(xué)成效。比如學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提高了，同時(shí)也提前感知了電子信息工程專業(yè)今后的教學(xué)內(nèi)容。通過問卷調(diào)查，對本課程的滿意度明顯提升。但是在教學(xué)改革過程中遇到了很多問題，比如部分學(xué)生在組隊(duì)完成綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的時(shí)候有懶惰情緒，經(jīng)常照抄同組人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。上理論課之前有部分學(xué)生沒有預(yù)習(xí)，導(dǎo)致教學(xué)效果還需進(jìn)一步強(qiáng)化。我們還將進(jìn)一步進(jìn)行教學(xué)改革，力求讓這門課程的教改上升到一個(gè)新的層次。

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