基于三位一体育人方法的数字电子技术课程思政建设探究

谭跃　李稳国　熊洁　周来秀

关键词：知识传授；能力培养；思政教育；三位一体；课程育人

中图分类号：G642 文献标识码：A

文章編号：1009-3044（2023）12-0146-03

数字电子技术是电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术、网络工程、电子科学与技术、光电信息科学与工程、机械电子工程、电气工程及其自动化、机械设计、轨道交通、测控技术、导弹工程、指挥信息系统工程等工科专业的专业基础课。通过本课程的学习，要求学生掌握数字电子技术的基本理论知识，以及培养学生的实践能力和一定的创新能力[1-4]。数字电子技术课程处在专业的底层，它不仅是微机原理与接口技术、单片机原理及应用等后续专业课程学习的基础，而且也是电子信息工程等专业在学科竞赛、毕业设计和考研过程中的核心课程之一。数字电子技术课程受众学习的质量直接影响专业素质的培养，因而，建立完善的授课体系是培养优秀专业素质人才的重要保障[5-6]。

为把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量，教育部制定了“高等学校课程思政建设指导纲要”（教高〔2020〕3 号）。纲要明确指出工学类专业课程，要注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

结合数字电子技术课程目标和“高等学校课程思政建设指导纲要”文件精神，构建“知识传授、能力培养、思政教育”三位一体数字电子技术课程育人方法非常必要。

1 数字电子技术课程主要的授课内容

随着我国高等教育改革的不断深化，数字电子技术课程在不同专业甚至同一个专业的教学课时也有所不同，其中理论课教学主要有32、48、50、51、52、54、58、60、64、68、72等课时，实验课教学主要有6、8、12、14、15、16、18、20、24、32等课时。理论课教学内容主要包括以下几个方面：

1） 数制、码值、数字电子技术的发展历史及基本概念

数制和码值主要介绍二进制、十六进制、BCD码、格雷码、ASCII码等方面的内容，以及进制之间的相互转换。数字电子技术的发展历史主要包括数字电子技术产生、发展及其应用等方面的内容。数字电子技术的基本概念主要包括数字信号的定义、数字电路的分类及其特点、数字信号的表示等内容。

2） 逻辑代数基础知识、逻辑门电路和组合逻辑电路

逻辑代数主要包括逻辑运算、逻辑代数的基本定律和规则，逻辑函数的表示形式及化简方法。逻辑门电路主要包括分立元件门电路、TTL 逻辑门电路和CMOS逻辑门电路的电路结构、工作原理、特性及简单的应用。组合逻辑电路主要介绍4个方面的内容，包括组合逻辑电路的分析方法、组合逻辑电路的设计方法、典型的组合逻辑电路及组合逻辑电路的竞争-冒险现象。

3） 锁存器、触发器、时序逻辑电路和半导体存储器电路

锁存器主要介绍锁存器电路结构及工作原理。触发器主要包括触发器的电路结构、工作原理和动作特性。时序逻辑电路主要包括时序逻辑电路的分析方法、设计方法以及一些典型的时序逻辑电路的结构、工作原理及其应用。半导体存储器电路主要包括只读存储器和随机存储器的电路结构、工作原理及其应用。

4） 脉冲波形的产生和整形、数模和模数转换电路

脉冲波形的产生和整形主要包括单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器和555定时器的电路结构、工作原理及其应用。数模和模数转换电路主要包括D/A和A/D转换器的电路结构、工作原理、主要技术指标及其应用。

从数字电子技术课程的主要内容可以看出，本课程从理论知识层面的育人主要任务是：要求学生了解数字电子技术的发展历史，熟悉数字信号中的数码形式-数制和码制，理解教材上各类数字电路的工作原理，掌握数字电子技术的基本概念，能够利用所学的知识分析和设计组合逻辑电路和时序逻辑电路。

2 数字电子技术课程的能力培养

不同专业的人才培养要求各不相同，因而对数字电子技术课程的教学要求也不尽相同，有些专业注重理论教学，而有些专业更重视实践教学。由于数字电子技术课程具有应用性强的特点，因此无论怎样的教学要求，该课程都有一定的实验教学。

目前，很多高校采用实验箱来完成实验教学任务，学生可以利用实验室提供的芯片，事先设计好电路，再通过导线将芯片所需引脚连接到电源、输入和输出信号端，最后给定输入信号通过输出端查看设计结果是否正确。通过实验，显然可以培养学生的设计能力和动手能力。实验过程中，如果连线错误或者芯片使用不当造成引脚功能失效而导致结果错误，可以通过讲解一些电路的排错方法，让学生自己查找问题直至得到正确的结果，这样也可以提高学生分析问题和解决问题的能力。

由于实验室提供的芯片有限，而实际的数字电路芯片和器件非常丰富，因此只通过实验箱来完成实验限制了学生能力的培养。为了进一步提高学生的学习能力、动手能力、创新能力、语言表达能力和交流沟通能力的培养，综合性或创新性实验教师课前布置任务，限定实验项目功能，学生需要自己查找资料、设计电路、购买元器件、焊接实物以及测试实验结果。为了确保电路设计的正确性，要求学生利用Proteus或Multisim等软件进行电路仿真实验，只有仿真成功后才进入到下一个阶段。实验课上，教师要求学生讲解所制作的实物工作原理，分析产生有关实验现象的原因，以及今后如何改进使其功能更完善。

3 数字电子技术课程的思政元素

由于数字电子技术课程内容知识点多，实践性强，因此本课程思政元素丰富，只要用心挖掘，就可以将思政教育与课程知识点有机地融合在一起。数字电子技术课程思政元素如表1所示。

4 结束语

根据“高等学校课程思政建设指导纲要”文件精神和数字电子技术课程育人目标，本文从数字电子技术授课内容方面阐明了学生通过理论课需要获取的有关知识，再通过实验课说明了如何培养学生的能力，最后结合课程的某个知识点如何对学生进行思政教育，提出了一种“知识传授、能力培养、思政教育”三位一体的课程育人方法。