基于成果導向的“數(shù)字電子線路”課程教學探索與實踐

王云霞 柴志軍 劉明亮 楊自恒

摘要：“數(shù)字電子線路”課程是電子信息科學與技術的專業(yè)核心課程，將基于成果導向的教育理念引入該課程具有重要價值。文章主要從三個方面進行課程改革：明確畢業(yè)要求，制定教學大綱，闡明畢業(yè)要求與課程間的關系;優(yōu)化課程教學過程，構建全過程考核模式，強化工程實踐能力培養(yǎng);建立更公平的考核評價體系，在評價過程中強化引導學生對工程問題的分析和解決問題的能力，評估學習成果，提升課程目標達成度。

關鍵詞：成果導向;考核模式;實踐能力

工程教育專業(yè)認證是國際通行的工程技術人才培養(yǎng)質量保障制度，是一種以工程技術人才能力培養(yǎng)和畢業(yè)要求為目標的綜合評價方式。成果導向教育（Outcome Based Education，OBE）正是在這樣的目標指引下出現(xiàn)的教學新理念，該理念以學生實際能力獲取為目標，將教學的重點放在對學生能力的提升上，以此來開展教學活動。“數(shù)字電子線路”課的特點是課程內容多，具有一定理論性，同時更加傾向于實際工程設計能力。由于傳統(tǒng)教學方法和內容的限制和教學手段的落后，使得原有課程與實踐應用出現(xiàn)脫節(jié)，不能掌握電子行業(yè)新的發(fā)展趨勢，不利于學生工程實踐能力的培養(yǎng)。

近十年的時間里，電子技術行業(yè)的高速發(fā)展對學生能力的要求越來越高，由原來的著重理論水平向偏重實踐應用轉變，不僅要求學生具有較好的理論基礎，而且要求學生具有靈活應用電子技術知識的實踐能力、團結協(xié)作能力和創(chuàng)新能力?！皵?shù)字電子線路”課程是電子類專業(yè)核心課程，該課程將電路原理與工程技術相互融合，闡明了數(shù)字電路的工作原理、電路芯片類型與特點和典型應用電路，具有明顯的工程化特征。以成果導向的“數(shù)字電子線路”課程教學改革是面向電子信息產業(yè)需求的、提高學生工程實踐能力的教學模式，符合電子行業(yè)對工程師能力的要求，滿足了工程教育專業(yè)認證的培養(yǎng)方向。

一、修訂課程教學大綱，明確培養(yǎng)目標

培養(yǎng)目標是反向設計的課程教學預期的成果，不僅取決于課程本身，還包括課程設置順序和達到的能力指標要求。在制定教學大綱的過程中首先要保證能夠達到學生專業(yè)畢業(yè)要求，而不能僅僅考慮課程本身，它關系著學生的培養(yǎng)質量、教師的教學組織、專業(yè)的特色、用人單位的實際需求等多方面。

在制定教學大綱的過程中首先要根據學生的畢業(yè)要求來完成課程目標的制定，為實現(xiàn)課程目標需要對課程內容、教學要求、考核標準等多方面進行設置，明確課程的學習達成度。圍繞課程目標開展教學活動，引導學生有目的的學習本課程，通過合理的考核方式完成對畢業(yè)要求的具體支撐。

“數(shù)字電子線路”課程設立的目標包括如下幾個方面：

1.掌握電子技術方面基本工作原理、基本分析方法和基本應用技能，能夠分析實際應用中電子線路的特定需求，并明確技術指標。使學生深刻認識模擬電子線路與數(shù)字電子線路的銜接關系，從而具備利用模擬電子線路、數(shù)字電子線路構成系統(tǒng)的意識。理解電路系統(tǒng)設計中具體技術指標的物理意義和工程設計標準（如帶寬、轉換精度、轉換速度等），理解工程實踐中電子線路所涉及的基本概念、特征和基本方法（如組合邏輯電路、時序邏輯電路、A/D 和 D/A），掌握工程實踐中所需要采用的設計原理（包括但不限于編碼器、譯碼器、比較器、鎖存器、寄存器、計數(shù)器等）。

2.辨明數(shù)字電子線路理論與工程實踐的關系，正確識別與表達電子線路在復雜工程中的應用問題。在考慮電磁干擾性、信號傳遞噪聲干擾及抑制、A/D 和 D/A 的轉化精度和速度等因素制約情況下，利用數(shù)字電子技術理論相關知識，采用組合邏輯，時序邏輯，信號產生，波形變換等關鍵技術綜合設計研究方案，并進行評價。

3.通過文獻檢索和自我學習，不斷更新知識領域，了解電子技術最新前沿技術，在檢索和分析中獲得有效結論，具備一定的自我學習能力。

4.激發(fā)學習動機，培養(yǎng)學生的學習興趣，并逐步引導其進行深層次學習，培養(yǎng)他們的家國情懷和敬業(yè)愛崗的精神。

二、教學內容與教學手段

（一）整合學習內容，避免重復講授

基于成果導向的教學模式要求課程間應具有協(xié)同性和相關性，在進行課程教學過程中要將不同科目的知識融會貫通，成為知識網絡而非彼此獨立的知識塊。為達到這一目標，課程組多次與前后相關課程任課教師進行溝通，共同商定課程內容中各個知識點的結構關系，并去掉冗余內容。例如，在介紹門電路工作原理這一部分內容時，因為已經在“模擬電子線路”課程中學習過晶體管的工作原理與控制方法，所以這部分內容僅做少量講解即可使學生明白工作原理，著重講授的內容將會放在門電路的輸入與輸出特性關系上，引導學生理解輸入輸出曲線的形成過程，提高實際應用能力。

（二）適應時代變化，構建新的漸進式教學過程

在教學過程中，課程組時刻關注本課程國內外教學模式的更新。隨著計算機的普及應用，網絡教學平臺廣泛開展，課程組構建了“課堂理論教學”→“實驗室電路實際應用”→“網絡平臺視頻學習”→“仿真軟件應用”→“綜合實訓平臺”教學模式。在課堂教學過程中，一改從前單向知識傳輸?shù)哪Ｊ?，實現(xiàn)師生互動學習，這雖給教師的課前準備帶來了較大壓力，但課程教學效果卻大大提高了。在課堂教學過程中提出具體問題，由多名學生共同對問題展開分析，并提出解決方法，這種方式可以有效提升課堂教學效率，對解決復雜工程問題也有較好的作用。在學校的大力支持下，我們將授課的視頻、仿真動畫、教學課件、章節(jié)習題等上傳到網絡互動學習平臺，并對學習情況進行線上評價，實現(xiàn)網上互動。實驗教學過程中減少簡單機械的驗證性實驗，增加更為貼近工程實際的仿真實驗和綜合設計性實驗，提高學生的學習熱情和效率，實現(xiàn)課堂、網絡、實驗三方面的深度結合，提高工程實踐能力。

（三）多種教學模式手段交叉執(zhí)行

美國著名學習專家愛德加·戴爾于1946年首先發(fā)現(xiàn)并提出“學習金字塔”理論，根據“學習金字塔”理論，多種不同學習方式對知識理解和兩周后知識留存的比例差異較大。幾種學習方式中留存比例最低、同時也是在教學過程中用的最多的是學習者聽講，其知識的留存比例僅有5%;第二種學習方式是閱讀，閱讀可以將知識抽象理解、記憶，但是其留存比例僅為10%;第三種學習方式提到的多媒體在近十年越來越多被應用于課堂教學，這種方式對一些不易理解的內容可以以圖片或者視頻方式展現(xiàn)出來，在提高課堂知識容量、促進學生對知識的理解方面起到較好作用。上述三種學習方式中均以教師作為主體，同時也是學習留存比例相對較低的幾種方式。

近年來逐漸流行著新的教學模式，其本質就是“學習金字塔”理論中包括的幾種知識留存比例較高的幾種方式，課程組在教學過程中逐步采用了這些方法，取得了較好的效果。在教學過程中如果將理論與實踐結合，充分開放教學實驗室，現(xiàn)場對數(shù)字電子線路進行示范教學，讓學生能夠切實感受到電路是真的可以工作的，這種體驗式的學習帶來了相對較好的學習效果。隨著小班教學的開展，教師可以有更多的教學方式選擇，課堂分組討論就是一種重要的方式。為提升討論過程的全員參與度，討論后教師可以對討論的問題進行發(fā)散式提問，這種方式可以提高學生對知識的理解程度。在教學中課程組給學生提出兩次較為大型的綜合設計作業(yè)，這是一種實踐學習方法，通過知識的綜合應用可以更好的理解電路工作原理。課程組還采用了效果最好的“翻轉課堂”作為一種教學手段，“翻轉課堂”是提前布置好章節(jié)，給不同小組分配不同章節(jié)，課下小組共同制定教學PPT，并在上課時由其中一名學生上臺“講課”。為避免個別學生濫竽充數(shù)，小組中上臺講的人要現(xiàn)場隨機抽取。

三、建立公平的評價體系

為強化學習過程，改變“期末一張卷”的弊端，由期末考核為主改成“全過程評價”。以“數(shù)字電子線路”課程的學習目標達成作為最終目標，評價項目及權值為：課堂參與程度（0.10）;網絡學習與在線檢測（0.15）;設計作業(yè)完成情況（0.30）;期末考試（0.45）。課堂參與度主要由學生課堂和小組討論表現(xiàn)構成，支撐畢業(yè)要求指標點1.網絡學習主要是由學生視頻學習完成度與在線檢測兩部分組成，支撐畢業(yè)要求指標點2.設計作業(yè)是在學習完、時序邏輯電路設計后布置的綜合性設計作業(yè)。作業(yè)要將模擬工程實踐設計要求，為學生完成設計需要，綜合前序課程和課內多章節(jié)內容，并引導其深入思考。這是知識內化的一個重要過程，支撐畢業(yè)要求指標點3～6;期末考試主要針對畢業(yè)要求指標點1和3。

基于上述評價指標達成度評價方法，筆者對我校

2017級電信專業(yè)“數(shù)字電子線路”課程進行了評價，綜合達成度達到0.78，評價值大于計劃的達成度目標值0.70。

在整個教學執(zhí)行過程中存在的主要問題是學生對綜合設計性內容把握還不夠全面，知識的綜合運用能力有待進一步提高，可以在教學過程中增加對實際工程電路設計與分析方法的強化。

四、結語

“數(shù)字電子線路”作為電子類相關專業(yè)的專業(yè)基礎課程，備受關注。本文介紹了基于成果導向的“數(shù)字電子線路”教學改革，圍繞工程教育認證設計課程教學大綱，圍繞教學大綱的預期目標組織教學。通過加強過程考核方法促進學習成果，提高學生的工程實踐能力，使其在后期的工作學習中能夠具有更好的學習和創(chuàng)造能力，使課程具有準確的教學目標。在今后的工作中，課程組還將繼續(xù)貫徹執(zhí)行成果導向教育理念，完善教學方法，總結出具有獨特專業(yè)特色的“數(shù)字電子線路”課程的教學與評價體系。

參考文獻：

[1]申天恩.論成果導向教育理念的大教學戰(zhàn)略構想[J].吉林師范大學學報（人文社會科學版），2016，（3）：88-93.

[2]姜大偉，劉立敏，孫才英.基于OBE理念的課程目標達成評價方法[J].黑龍江教育（高教研究與評估），2016，（10）：67-69.

[3]張菊榮.教必須轉化為學[J].江蘇教育研究：實踐，2015，（2）：116-117.

編輯∕姜雯