基于工程认知的数字电子技术课程教学改革研究

周洪敏　张瑛　丁可柯

【摘 要】数电子技术是电气、电子信息类和部分非电类专业一门重要的专业基础课也是一门理论性和实践性都很强的课程。本文深入分析了数字电子技术课程的特点、现状及当期存在的问题，针对数字电子技术课程教学中与工程实践相脱节的问题，在教学内容、教学方法上寻求新的突破，引入案例教学法，改革课程的考核方式，同时提高了学生的学习兴趣，培养了学生的实践创新能力。

【关键词】教学内容；教学方法；数字电子技术；教学改革

近年来，为进一步贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》，我国实施了“卓越工程师教育培养计划”，这是我国高等工程教育的一项重大举措。卓越工程师人才培养的核心是创新能力[1-2]。随着社会的发展，对人才的需求也产生了巨大的变化，当前社会更加强调实践能力和创新型人才的培养。因此，研究如何在教学中培养学生的创新能力及实践能力具有重要的意义。

1 课程现状及存在的问题

数字电子技术课程是电子信息类专业的一门必修的专业基础课，也是许多高校研究生入学考试的专业课程之一。通过学习该课程培养学生的抽象思维能力、数字硬件电路的分析和设计能力、数字系统的设计能力及从事科研工作的实践动手能力，同时，通过学习本课程为后续的专业基础课打下基础。在“卓越工程师培养计划”的培养理念下，“宽口径、厚基础、能力强、上手快”的专业人才愈来愈工程建设的青睐，因此，数字电子技术课程的教学应该紧密联系现代电子技术发展，面向工程应用，注重创新意识和综合素质的培养，注重理论学习与工程实践的紧密结合。但是，在实际的教学过程中，大多数教师并没有真正做到把数字电子技术的理论与实际应用相联系。

数字电子技术教学主要包含两部分：理论教学和实践教学。教师在理论教学中讲授数字电路的分析和设计方法、技术等理论知识，知识点不够系统，前后知识点的联系不够，导致学生的知识体系混乱，当设计一些相对复杂的综合题目时，往往感到很茫然，无从下手；同时，在教学中缺少理论知识与实际工程项目的有效结合，学生在学习过程中不能体会到当前所学知识与工程实际之间的关系，不知道怎么才能学有所用，导致学生在学习过程中缺乏热情和兴趣，严重影响课堂教学效果。实践教学主要采用实验课的方式，按照理论课程的教学进度，围绕理论课所讲内容来安排相应的实验。现有的常规实验教学内容由于多种因素的制约，往往多年未曾变化或变化较少，较为陈旧，且多为原理性或验证性实验，与实际工程应用脱节较为严重，虽然学生在实验过程中能够掌握一些电子元器件以及常用仪表的操作，但是缺乏对学生工程实践和创新能力的培养。

以上问题已成为学生学习数字电子技术课程的严重障碍，因此，非常有必要针对数字电子技术课程的教学进行新的探索和研究，在提高教学质量的同时，帮助学生们建立起学习这门课程及后续电路方面课程的信心和兴趣，加强对学生工程实践和创新能力的培养。

2 教学方法和教学内容的改革

2.1 合理优化教学内容

在当前严峻的就业环境下，课程内容越来越强调其实用性，强调理论与实际的结合。伴随着电子技术的飞速发展，大量的新型电子产品器涌现出来，大规模及超大规模集成电路得到了非常广泛的应用[3]。为了使学生对前沿的数字电子技术有所了解，在课堂教学中应该结合学科发展和学生实际情况，合理优化课堂教学内容，对数字电路涉及的基本概念和原理进行削枝强干；在理论课程的教学过程中，适时穿插介绍与课程中各个知识点相关的新技术和新方法，使学生对现代电子技术发展的前沿和动态有初步的了解，为未来深入研究电子技术打下一定的理论基础。

2.2 将案例教学法引入理论教学

案例教学的主要目的是围绕课程教学目标，选择一些典型的、具有代表性的而且是学生能够接受的简单易懂的案例，将这些案例引入到数字电子技术的理论教学中，在教学过程中将其中的一些复杂抽象的概念融入到具体案例中进行解释，引出相关概念及相关电路；通过引入具体的教学案例，将理论知识系统化，使学生不再仅仅停留在对相关功能电路和常用器件的孤立认知与片面的理解记忆上，而是注重每个元器件在一个完整的系统中的应用，从而使学生认识到工程的系统性，培养学生分析解决实际工程的实践能力，培养学生的沟通能力和团队意识，提高学生的学习兴趣。

要使案例教学法达到让学生掌握理论知识和工程实践知识的教学目的，教学案例的选取非常重要，在教学过程中可以根据数字电子技术课程各个章节的内容以及学生的专业背景等选取具有针对性、典型性的教学案例。以组合电路的分析和设计这一章为例，在讲授这一章之前首先将一些案例展示给学生，并将每个案例的任务单下发给学生，同时将案例中所涉及到的知识点介绍给学生，这样学生在学习该章节的内容的同时就可以自发地以4-6人一组组成团队，各小组成员按照自己的分工收集资料，设计电路，利用仿真软件设计检查所设计的电路是否符合要求，绘制电路板以及最终电路的安装以及调试。由于在案例的实施过程中需要使用仿真软件，而电路仿真技能是电子与电气工程专业的基本要求，因为从事电子产品设计和开发等工作的人员经常需要对所设计的电路进行实物模拟和调试，因此在学生进行教学案例的设计过程中不仅加深了对理论知识的理解，同时也提高了他们的工程实践能力。

2.3 改革课程考核方式

数字电子技术的考核方式一般为平时成绩加期末考试成绩的形式。平时成绩主要考察学生的上课的出勤率、作业以及课堂表现，而期末成绩就来源于一张期末试卷，这些并不能从根本上激发学生的学习热情。为了激发学生的学习积极性，激励学生积极参与到案例教学法的实施中，将案例教学法的成绩计入总成绩，制定出具体考核评价内容及标准，培养学生自学能力和创新能力。在每章节课程结束时，在课堂上以小组为单位进行案例设计的汇报及成果展示，同时接受老师和其他小组成员的质询与讨论，并提交设计报告，教师根据设计报告及汇报的情况对学生进行打分。为了调动学生课堂参与性，加强课堂讨论。在教学过程中如果仅仅是教师在讲学生在听这样一种灌输式教学形式，学生仅仅是被动地接受知识，不利于调动学生的学习积极性。在上课之前或在每讲完一个知识点后，有计划性、有针对性的所学的重要内容提出相关的思考或讨论的内容，在课堂上让学生进行讨论，并随时记录学生讨论的情况，把学生参与讨论的情况作为课堂表现纳入到期末总成绩里。这样既可以随时巩固所学的知识，调动学生的学习兴趣，活跃课堂氛围，同时也方便教师及时的了解学生的学习情况，可以适时地调整教学进度。改革后的考核方式能够激发学生的学习动力和学习热情，更有利于全面考核学生的实际水平。

3 结语

本文针对数字电子技术教学中存在的理论教学与工程实践相脱节的问题，在教学内容、教学方法与授课方式上寻求新的突破，将理论教学与工程实践相结合，培养学生的工程观念和系统观念，增强他们的学习信心和积极性。

【参考文献】

[1]毕萍，刘毓.面“卓越工程师”目标进行“信号与系统”课程教学改革[J].实验室研究与探索，2014，33（1）：190-193.

[2]李延斌，高有华，田方，等.面向培养卓越工程师的机械设计基础课程改革[J]. 实验技术与管理，2012，29（4）：231-233.

[3]乐丽琴，栗红霞.“数字电子技术”课程教学改革研究与实践[J].中国电力教育，2013（4）：94-95.

[4]刘伟，贺晓蓉，贺娟.电气工程及其自动化专业卓越工程师培养模式探讨[J].中国电力教育，2012，（6）：58-59.

[5]陈效兰.以案例教学调动学生学习的积极性[J].中国高等教育，2006（1）：35-25.

[责任编辑：王楠]