“数字电子技术”课程教学改革研究与实践

摘要：“数字电子技术”课程教学改革以能力培养为导向，在课程内容体系上制定了课程主线，授课内容、授课方法围绕主线而展开；强化实践教学环节，同时改革传统考核方式，增加技能考核，有机地实现了理论与实践的结合，提高了学生实践操作动手能力、分析问题、解决问题的能力，效果良好。

关键词：数字电路；技能考核；以问题为纲

作者简介：乐丽琴（1981-），女，湖北孝昌人，黄河科技学院信息工程学院，教研室主任，讲师；栗红霞（1978-），女，河南开封人，黄河科技学院信息工程学院，讲师。（河南 郑州 450063）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）04-0094-02

“数字电子技术”是电子、通信类专业的一门专业基础课程，要求学生掌握数字电路的基本概念、基本理论，掌握数字电子电路一般分析方法与设计方法，尤其是大中规模集成电路设计与开发能力。作为培养应用型人才的学校，培养的学生以后将以电子产品的生产、维护、维修等为主要就业方向，工作中要求的是实际动手能力、技术应用能力、创新能力等综合职业能力，那么在教学中如何激发学生学习兴趣，[1]提高其实践动手能力、培养其硬件设计与开发实践技能，是本校教师一直思考的问题，也是本次“数字电子技术”课程改革的核心。本文结合“数字电子技术”课程改革实践，从课程内容改革、实践环节改革、考核方式改革等方面，与大家交流。

一、课程教学内容体系改革

理论教学内容改革旨在使学生切实掌握“数字电子技术”课程理论知识的基础上，获得对数字电路基本分析与设计能力。整个教学内容改革遵循以下原则：强化集成、淡化分立；强化外部特性、淡化内部器件原理；强化宏观设计、淡化微观细节；强化定性分析、淡化定量推导。如教学内容应减少或删除器件内部结构的分析过程，着重介绍器件的作用功能、注意事项、应用场合等，注重理论联系实际。教学内容增加电子技术和方法的综合运用，突出工程性、实用性，激发学生学习兴趣，充分调动其参与意识。

1.课程内容主线

在课程教学实践中制定了一条课程主线，它由数字逻辑电路的两大主要分支组合逻辑电路和时序逻辑电路构成主要研究内容，由电路基本分析与电路基本设计构成主要研究活动，由“轻内部结构分析、重外部特性及功能应用”构成主要研究原则，课程教学主线如图1所示。课程授课内容、授课重点、授课方法围绕课程主线而展开。

2.教学内容安排

在教学内容的选择上注重教学的延续性，以少、精、宽、新为原则。大幅度地削减小规模集成电路的内容，增加对中规模集成电路（MSI）和大规模集成电路（LSI）的讲解。对于中规模集成电路和大规模集成电路，其内部电路一般不作为重点，着重其外部功能及应用，集中精力对基础知识、基本原理和重点内容精心组织、精心讲授。引导学生建立系统的知识结构。从能力培养着眼，精讲多练，注重讲、练结合，加强综合训练，在授课的过程中除了讲解课程一般知识外，还要注重内容的广度。尽量多地教给学生如何理解、分析、归纳、总结问题，避免死记硬背、机械地理解问题。引导学生学会举一反三，掌握学习方法，培养自学能力乃至创新能力，注重理论知识和电路实际应用技能紧密结合，将电子技术新技术、新器件及时地纳入课程教学内容中，以适应电子技术发展需要。

二、实践环节的教学改革

实践教学内容的改革旨在提高学生的实际操作动手能力和技术应用能力。以能力培养为导向，制定本课程实践教学环节，提高实践环节比重，实验课程占总课程学时由原来的20.8%改为38.1%。

1.实验项目综合化

实验项目内容在安排上围绕课程主线进行，[2]使理论课和实验课成为有机的整体，减少验证性实验项目，增加设计性综合性实验项目，加强实物制作类实验项目，同时改革传统实验考核方式，更加注重对实践技能的实施过程的考核，其目的要求如表1所示。

单次实验成绩有两部分构成：电路设计、电路搭接、测试等实验操作成绩，占总成绩的60%；实验报告成绩，根据实验报告评定，占总成绩的40%。

2.课程设计实物化

题目有针对性且行之有效，体现整个课程设计的完整性和先进性，强化工程综合应用意识。“电子技术课程设计”旨在使学生进行一次较全面的综合设计练习，[3]掌握电子电路设计、制作、调试的全过程，全面提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，为将来走上工作岗位打下良好基础。课程设计做到一人一题，且在学期开始就告知学生题目及指标要求等，使学生在明确目的及要求的情况下有充足的时间进行方案选择、电路设计、制作、调试等过程，体现柔性管理。

3.把提交专业作品列入课程要求

依据电子信息工程专业人才培养模式改革，对于骨干专业课，要求学生在当学期完成1～2个专业综合作品。“数字电子技术”作为本专业的一门实践性很强的专业基础课，在当学期由教师拟定或学生自行提出实践项目（元器件数量介于20个至50个之间），要求学生独立完成电路的设计、元器件选择、电路制板、元器件安装、电路焊接及调试等过程，并达到规定指标。同时提交一份不少于2000字的设计报告，对电路原理、调试技术进行阐述，并重点对电路调试过程中出现的问题进行分析，提出一些优化方案。

三、课程考核方式改革

课程考核采取理论考核60%+实践考核40%相结合的方式。

理论考核重点考核本课程的基本概念、基本知识、基本技能和知识应用能力，采用闭卷考试方式。

实践考核包括平时实验成绩和期末实验考试两部分，比例为平时实验成绩占60%，期末实验成绩占40%，平时实验成绩中验证性实验占15%、设计性实验占45%、综合性实验占40%，依据实验操作和实验报告评定；期末考试项目并不是教师重新出题，而是学生做过的实验项目中的设计性或综合性实验，由学生抽签决定，要求学生在有限的时间内独立完成电路设计、元器件安装、调试等过程，由教师依据参数测试结果评定成绩。

四、教学模式与方法改革

为激发学生的学习热情，有效地组织课堂教学，课程组教师一直探索研究“数字电子技术”课程教学模式，形成了互动式、启发式等多种教学方法，以及板书+多媒体+网络相结合的双主互动的教学模式。重点实施“以问题为纲”的教学方法。

1.精心设计课堂教学模式，课堂教学“高思辨、高互动”，形成互动式、启发式教学

高思辨是课堂教学过程中层层推理、循序渐进，适当设置悬念与疑问，并留给学生一定创新思维的空间。如讲到数字集成电路芯片时，对于内部结构作简化处理，重点在外部特性及功能上，由功能示意图、功能表到应用举例逐步进行，层层深入，在讲解完一个类型的举例后，适当增加辅助功能、设置悬念的问题，并留下作为思考，锻炼学生逻辑思维能力。高互动是课堂教学过程中，精心设计各种学生活动，大小结合，难易适度，师生对话与学生讨论相结合，能够体现学生为学习主体、以学生发展为本的教学思想。例如给出小型数字系统设计电路，由学生修改部分电路并更换部分元器件，并当堂讲解更换方案，学生学习积极性明显提高。

2.实施“以问题为纲”教学方法

“以问题为纲”教学方法，即引导学生提出假设、提出问题、分析问题、解决问题，引导学生理解知识产生、发展的过程，即从实际生产和职场第一线中提出问题，结合教学内容进行分析问题、解决问题，并进行提升和推延，从而发现新的问题，再引入新问题的探讨，即把每一次讲授均变成一次创造研究的尝试和训练。此种方式在“数字电子技术”课程教学中的实践效果非常好。例如在讲解集成逻辑器件计数器及应用时，讲完计数器的概念就让学生举例生活中所见哪些是计数器，讲完计数器的功能时就提问日常生活中的数字时钟跟计数器有何联系，并逐层分析24小时60分60秒计数的功能如何用计数器实现。学生很快理解并能够灵活地在其他场合应用运用计数器了，效果很好。

3.板书+多媒体+网络相结合

充分利用现代教育技术手段，可在同样的时间内讲授更多的教学内容，又可使一些抽象、难懂的内容变得形象生动，从而提高学生的学习兴趣的学习主动性，显著改善教学效果。同时利用网络教学，学生可获得关于该课程的各种信息，实现网上学习、网上答疑、网上作业、网上测评等。网络有机地结合板书教学，以扬长避短，获得最佳教学效果。

五、教学效果

通过教学设计和教学实践，实施“以问题为纲”教学模式，增加技能考核与能力培养内容，学生学习积极性明显提高，积极主动思考问题，有些学生甚至在实验课上更换部分元器件，从而改进设计方案再做实验，同时学生实践操作和动手能力切实提高，参加全国学科竞赛获得多项省部级以上获项。学生课程设计质量明显改善，能够独立完成方案设计、器件选择、电路调试以及撰写课程设计说明书，制作实物调试结果基本上达到指标要求，离我校“本科学历教育与职业技能培养”培养目标又更进了一大步。

参考文献：

[1]郭广灵，段守敏，等.电工电子技术课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2011，（25）.

[2]黄成，翟丽芳.EDA技术及应用课程教学改革与实践[J].江苏技术师范学院学报，2009，15（4）.

[3]潘丹青，潘矜矜.基于能力培养的电路基础实验教学研究与实践[J].桂林航天工业高等专科学校学报，2012，17（2）.