基于工程認知的數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)改革研究

周洪敏　張瑛　丁可柯

【摘 要】數(shù)電子技術(shù)是電氣、電子信息類和部分非電類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)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(shù)字電子技術(shù)課程的特點、現(xiàn)狀及當(dāng)期存在的問題，針對數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)中與工程實踐相脫節(jié)的問題，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法上尋求新的突破，引入案例教學(xué)法，改革課程的考核方式，同時提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)方法；數(shù)字電子技術(shù)；教學(xué)改革

近年來，為進一步貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》，我國實施了“卓越工程師教育培養(yǎng)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(yǎng)的核心是創(chuàng)新能力[1-2]。隨著社會的發(fā)展，對人才的需求也產(chǎn)生了巨大的變化，當(dāng)前社會更加強調(diào)實踐能力和創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。因此，研究如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及實踐能力具有重要的意義。

1 課程現(xiàn)狀及存在的問題

數(shù)字電子技術(shù)課程是電子信息類專業(yè)的一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是許多高校研究生入學(xué)考試的專業(yè)課程之一。通過學(xué)習(xí)該課程培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力、數(shù)字硬件電路的分析和設(shè)計能力、數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計能力及從事科研工作的實踐動手能力，同時，通過學(xué)習(xí)本課程為后續(xù)的專業(yè)基礎(chǔ)課打下基礎(chǔ)。在“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的培養(yǎng)理念下，“寬口徑、厚基礎(chǔ)、能力強、上手快”的專業(yè)人才愈來愈工程建設(shè)的青睞，因此，數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)應(yīng)該緊密聯(lián)系現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展，面向工程應(yīng)用，注重創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，注重理論學(xué)習(xí)與工程實踐的緊密結(jié)合。但是，在實際的教學(xué)過程中，大多數(shù)教師并沒有真正做到把數(shù)字電子技術(shù)的理論與實際應(yīng)用相聯(lián)系。

數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)主要包含兩部分：理論教學(xué)和實踐教學(xué)。教師在理論教學(xué)中講授數(shù)字電路的分析和設(shè)計方法、技術(shù)等理論知識，知識點不夠系統(tǒng)，前后知識點的聯(lián)系不夠，導(dǎo)致學(xué)生的知識體系混亂，當(dāng)設(shè)計一些相對復(fù)雜的綜合題目時，往往感到很茫然，無從下手；同時，在教學(xué)中缺少理論知識與實際工程項目的有效結(jié)合，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不能體會到當(dāng)前所學(xué)知識與工程實際之間的關(guān)系，不知道怎么才能學(xué)有所用，導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏熱情和興趣，嚴重影響課堂教學(xué)效果。實踐教學(xué)主要采用實驗課的方式，按照理論課程的教學(xué)進度，圍繞理論課所講內(nèi)容來安排相應(yīng)的實驗。現(xiàn)有的常規(guī)實驗教學(xué)內(nèi)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(yīng)用脫節(jié)較為嚴重，雖然學(xué)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(xué)生工程實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

以上問題已成為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)課程的嚴重障礙，因此，非常有必要針對數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)進行新的探索和研究，在提高教學(xué)質(zhì)量的同時，幫助學(xué)生們建立起學(xué)習(xí)這門課程及后續(xù)電路方面課程的信心和興趣，加強對學(xué)生工程實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容的改革

2.1 合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

在當(dāng)前嚴峻的就業(yè)環(huán)境下，課程內(nèi)容越來越強調(diào)其實用性，強調(diào)理論與實際的結(jié)合。伴隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大量的新型電子產(chǎn)品器涌現(xiàn)出來，大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路得到了非常廣泛的應(yīng)用[3]。為了使學(xué)生對前沿的數(shù)字電子技術(shù)有所了解，在課堂教學(xué)中應(yīng)該結(jié)合學(xué)科發(fā)展和學(xué)生實際情況，合理優(yōu)化課堂教學(xué)內(nèi)容，對數(shù)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(xué)過程中，適時穿插介紹與課程中各個知識點相關(guān)的新技術(shù)和新方法，使學(xué)生對現(xiàn)代電子技術(shù)發(fā)展的前沿和動態(tài)有初步的了解，為未來深入研究電子技術(shù)打下一定的理論基礎(chǔ)。

2.2 將案例教學(xué)法引入理論教學(xué)

案例教學(xué)的主要目的是圍繞課程教學(xué)目標，選擇一些典型的、具有代表性的而且是學(xué)生能夠接受的簡單易懂的案例，將這些案例引入到數(shù)字電子技術(shù)的理論教學(xué)中，在教學(xué)過程中將其中的一些復(fù)雜抽象的概念融入到具體案例中進行解釋，引出相關(guān)概念及相關(guān)電路；通過引入具體的教學(xué)案例，將理論知識系統(tǒng)化，使學(xué)生不再僅僅停留在對相關(guān)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(tǒng)中的應(yīng)用，從而使學(xué)生認識到工程的系統(tǒng)性，培養(yǎng)學(xué)生分析解決實際工程的實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和團隊意識，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

要使案例教學(xué)法達到讓學(xué)生掌握理論知識和工程實踐知識的教學(xué)目的，教學(xué)案例的選取非常重要，在教學(xué)過程中可以根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)課程各個章節(jié)的內(nèi)容以及學(xué)生的專業(yè)背景等選取具有針對性、典型性的教學(xué)案例。以組合電路的分析和設(shè)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(xué)生，并將每個案例的任務(wù)單下發(fā)給學(xué)生，同時將案例中所涉及到的知識點介紹給學(xué)生，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)該章節(jié)的內(nèi)容的同時就可以自發(fā)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(shè)計電路，利用仿真軟件設(shè)計檢查所設(shè)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(diào)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(yè)的基本要求，因為從事電子產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)等工作的人員經(jīng)常需要對所設(shè)計的電路進行實物模擬和調(diào)試，因此在學(xué)生進行教學(xué)案例的設(shè)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(shù)字電子技術(shù)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(xué)生的上課的出勤率、作業(yè)以及課堂表現(xiàn)，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(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激勵學(xué)生積極參與到案例教學(xué)法的實施中，將案例教學(xué)法的成績計入總成績，制定出具體考核評價內(nèi)容及標準，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力和創(chuàng)新能力。在每章節(jié)課程結(jié)束時，在課堂上以小組為單位進行案例設(shè)計的匯報及成果展示，同時接受老師和其他小組成員的質(zhì)詢與討論，并提交設(shè)計報告，教師根據(jù)設(shè)計報告及匯報的情況對學(xué)生進行打分。為了調(diào)動學(xué)生課堂參與性，加強課堂討論。在教學(xué)過程中如果僅僅是教師在講學(xué)生在聽這樣一種灌輸式教學(xué)形式，學(xué)生僅僅是被動地接受知識，不利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)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(xué)的重要內(nèi)容提出相關(guān)的思考或討論的內(nèi)容，在課堂上讓學(xué)生進行討論，并隨時記錄學(xué)生討論的情況，把學(xué)生參與討論的情況作為課堂表現(xiàn)納入到期末總成績里。這樣既可以隨時鞏固所學(xué)的知識，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，活躍課堂氛圍，同時也方便教師及時的了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，可以適時地調(diào)整教學(xué)進度。改革后的考核方式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力和學(xué)習(xí)熱情，更有利于全面考核學(xué)生的實際水平。

3 結(jié)語

本文針對數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中存在的理論教學(xué)與工程實踐相脫節(jié)的問題，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與授課方式上尋求新的突破，將理論教學(xué)與工程實踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念和系統(tǒng)觀念，增強他們的學(xué)習(xí)信心和積極性。

【參考文獻】

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[責(zé)任編輯：王楠]