詹湘琳

（中國(guó)民航大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院，天津 300300）

數(shù)字電子技術(shù)是中國(guó)民航大學(xué)航空電子專業(yè)的一門基礎(chǔ)課程。目前，該課程的教學(xué)方法主要是按照教學(xué)大綱，通過課堂講授數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)點(diǎn)，包括CMOS、TTL 器件，組合和時(shí)序邏輯電路，脈沖發(fā)生電路、存儲(chǔ)器和可編程邏輯器件的簡(jiǎn)介以及AD、DA 等主要內(nèi)容。而實(shí)驗(yàn)部分是在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中心完成，包括驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。通過這兩部分的教學(xué)，學(xué)生應(yīng)該能對(duì)數(shù)字電路有基本的認(rèn)識(shí)，了解數(shù)字電路的分析和設(shè)計(jì)方法。經(jīng)過多年的教學(xué)筆者發(fā)現(xiàn)，如何更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性是一個(gè)永恒的研究課題。

數(shù)字電子技術(shù)課程的知識(shí)有其自身的特點(diǎn)：知識(shí)點(diǎn)可以進(jìn)行模塊化分解。盡管如此，筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明，學(xué)生對(duì)于模塊化的知識(shí)仍感枯燥。因此，本文探索將思政元素與數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)相結(jié)合的可能性，旨在提升課堂教學(xué)質(zhì)量，讓課堂成為學(xué)生愛國(guó)主義教育的前沿陣地、成為點(diǎn)燃學(xué)生理想的火把，實(shí)現(xiàn)課程思政的教學(xué)改革目標(biāo)。

本文以設(shè)計(jì)教學(xué)改革目標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)，通過設(shè)計(jì)基于思政教育的教學(xué)內(nèi)容和課堂教學(xué)環(huán)節(jié)、構(gòu)建數(shù)字化教學(xué)資源，激勵(lì)學(xué)生奮發(fā)圖強(qiáng)，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀和價(jià)值觀。正如習(xí)近平總書記在《思政課是落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的關(guān)鍵課程》中強(qiáng)調(diào)的：“要有仁愛情懷，把對(duì)家國(guó)的愛、對(duì)教育的愛、對(duì)學(xué)生的愛融為一體，心中始終裝著學(xué)生，讓思政課成為一門有溫度的課”。

一、基于思政元素的教學(xué)改革目標(biāo)設(shè)計(jì)

雖然在之前的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)改革中，筆者已經(jīng)將課程內(nèi)容進(jìn)行了模塊化劃分，力圖做到讓知識(shí)具有整體性、銜接性，并在授課過程中注意模塊之間的連貫性。但是學(xué)生仍然反映學(xué)起來枯燥，有時(shí)候甚至感到迷茫，與教師的要求存在距離。

親其師，才能信其道。怎樣才能拉近師生之間的距離呢？本文嘗試將思政元素加入數(shù)字電子技術(shù)的課堂教學(xué)中?；谒颊氐臄?shù)字電子技術(shù)教學(xué)改革首先從教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)開始，做到思想政治教育的兩個(gè)基本維度：知識(shí)傳授和價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)融合，以實(shí)現(xiàn)在知識(shí)傳授中開展價(jià)值引領(lǐng)、在價(jià)值引領(lǐng)中進(jìn)行知識(shí)傳授的教學(xué)改革目標(biāo)，拉近師生之間的距離。

二、基于思政元素的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)是以目前的教學(xué)日歷為藍(lán)本，以現(xiàn)有的教學(xué)模塊化內(nèi)容為基礎(chǔ)，在相關(guān)知識(shí)內(nèi)容講解之前，融入課程思政內(nèi)容。

（一）數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展

在緒論模塊中，應(yīng)讓學(xué)生了解本門課程的歷史、現(xiàn)狀和今后的發(fā)展方向,但目前以數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展歷程為主。雖然這延伸了教材內(nèi)容，但是學(xué)生只是作為旁觀者，他們的學(xué)習(xí)熱情沒有被激發(fā)出來。因此，在本部分的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)上可以增加與國(guó)家、時(shí)政和行業(yè)發(fā)展相關(guān)的內(nèi)容。例如，數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域就是手機(jī)。我國(guó)在手機(jī)行業(yè)經(jīng)歷了從1G空白、2G跟隨、3G 參與、4G 追趕到5G 領(lǐng)跑的過程，從此有了話語(yǔ)權(quán)，發(fā)展壯大了智能手機(jī)行業(yè)，開啟了5G 時(shí)代的萬物互聯(lián)新模式。引進(jìn)這樣的教學(xué)內(nèi)容將增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷。與此同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生正確面對(duì)我國(guó)目前所處的復(fù)雜國(guó)際形勢(shì)，以及我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)“缺芯少核”的窘境，能夠讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到掌握核心技術(shù)的重要性、發(fā)展我國(guó)自己的芯片產(chǎn)業(yè)的迫切性，從而鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)真學(xué)好相關(guān)的基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)并在此基礎(chǔ)上勇于自主創(chuàng)新。

（二）組合邏輯電路設(shè)計(jì)的基本原則和方法

組合邏輯電路的設(shè)計(jì)可以遵循一定的原則：根據(jù)設(shè)計(jì)命題的要求和選用的邏輯器件，設(shè)計(jì)構(gòu)造出能實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能、經(jīng)濟(jì)合理的邏輯電路。也就是說，首先確定目標(biāo)，然后從目前已有的器件中進(jìn)行篩選，進(jìn)一步設(shè)計(jì)電路。目前，本部分主要是梳理了教材內(nèi)容，以例題講解的方式分步驟講授。雖然這樣講授條理性強(qiáng)，但部分學(xué)生認(rèn)為該部分內(nèi)容趨于格式化。這時(shí)，可以在現(xiàn)有內(nèi)容的基礎(chǔ)上加入愛國(guó)主義教育的思政元素。2012 年11 月29 日，習(xí)近平總書記提出了“中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)”。實(shí)現(xiàn)“中華民族偉大復(fù)興的中國(guó)夢(mèng)”與組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法近似：首先確定奮斗目標(biāo)，然后立足于現(xiàn)實(shí)，從而進(jìn)一步設(shè)計(jì)奮斗道路、制訂合理的方案。通過加入思政元素，點(diǎn)燃學(xué)生心中的中國(guó)夢(mèng)，激發(fā)學(xué)生刻苦學(xué)習(xí)、努力奮斗，讓學(xué)生意識(shí)到應(yīng)“學(xué)以致用，用以報(bào)國(guó)”，為國(guó)家的富強(qiáng)、民族的振興而貢獻(xiàn)自己的力量。

（三）組合邏輯電路的競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)

組合邏輯電路存在競(jìng)爭(zhēng)與冒險(xiǎn)現(xiàn)象。競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn)會(huì)降低電路工作的可靠性，成為電路正確工作的隱患。目前，該部分內(nèi)容的講解以波形圖為基礎(chǔ)，以理論分析為主。學(xué)生只有高度集中注意力才能理解教師的講解內(nèi)容。有些學(xué)生反映，只要稍微分心，整個(gè)知識(shí)點(diǎn)就聽不懂了。這時(shí)可以加入思政元素，以調(diào)節(jié)課堂氣氛。具體加入的思政元素是介紹部分同學(xué)畢業(yè)以后可能會(huì)從事民航的維修工作。這些工作就是要努力消除安全隱患。在此可以介紹一些由于維修人員的疏忽而引發(fā)的空難事件，從而將思政元素引申到學(xué)生應(yīng)該端正學(xué)習(xí)態(tài)度上。目前，在學(xué)習(xí)上，學(xué)生應(yīng)該對(duì)自己嚴(yán)格要求；今后走向機(jī)務(wù)維修工作崗位，要敬崗愛業(yè)，堅(jiān)持嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，消除工作中的安全隱患。可見，嚴(yán)格要求自己，消除隱患是以上專業(yè)知識(shí)與思政教育元素的契合點(diǎn)。另外，融入這些思政元素還可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和腳踏實(shí)地的實(shí)干精神。只有腳踏實(shí)地，不好高騖遠(yuǎn)，才能不斷前進(jìn)。

（四）觸發(fā)器

第五章介紹具有存儲(chǔ)功能的觸發(fā)器。目前通過講解電路結(jié)構(gòu)及輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的變化，學(xué)生能理解一個(gè)觸發(fā)器能存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)。由于涉及門電路的工作原理，部分學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)感到迷茫，不知道學(xué)這些有什么用。由于本部分的知識(shí)模塊在整個(gè)教學(xué)體系中處于中間位置，這時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性明顯不如課程開始階段。所以，在這里可以引入的思政元素是對(duì)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)做出重要貢獻(xiàn)、被稱為“計(jì)算機(jī)之父”的科學(xué)家馮·諾伊曼的介紹。馮·諾伊曼雖然經(jīng)歷了一戰(zhàn)的動(dòng)蕩，但是憑著自身的努力，利用空余時(shí)間研讀數(shù)學(xué)、寫文章，在數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)三個(gè)領(lǐng)域做出了重要貢獻(xiàn)，而且在經(jīng)濟(jì)學(xué)方面被譽(yù)為“博弈論之父”，無愧是20世紀(jì)最偉大的全才之一。通過加入這些思政元素，可以提醒學(xué)生認(rèn)真利用自己的空余時(shí)間，不要在刷朋友圈、玩電子游戲這些休閑娛樂活動(dòng)上消耗自己的主要精力，要為活出精彩的青春而拼搏。

（五）時(shí)序邏輯電路及計(jì)數(shù)器

時(shí)序邏輯電路是一類重要的數(shù)字電路。目前與組合邏輯電路的講解類似，通過例題解析，學(xué)生能理解時(shí)序電路的特點(diǎn)。一般在最后，需要判斷設(shè)計(jì)的時(shí)序電路是否具有自啟動(dòng)功能。但是由于過程較復(fù)雜，講解的時(shí)間比較長(zhǎng)，學(xué)生的注意力很難長(zhǎng)時(shí)間保持集中。學(xué)生普遍反映這部分的內(nèi)容比較難。這時(shí)，可以通過加入思政元素來緩解學(xué)生疲勞的學(xué)習(xí)狀態(tài)。時(shí)序電路的功能之一是構(gòu)成由若干個(gè)狀態(tài)形成的有效循環(huán)，而每一個(gè)有效循環(huán)中的狀態(tài)稱為有效狀態(tài)。與此相似，沒有進(jìn)入有效循環(huán)中的狀態(tài)就是無效狀態(tài)。而時(shí)序邏輯電路可能由于受到某種干擾，在電路啟動(dòng)后就進(jìn)入某種無效狀態(tài)中，經(jīng)過若干時(shí)鐘脈沖后，輸出仍無法進(jìn)入有效狀態(tài)中，這使電路無法自啟動(dòng)。為此，需要對(duì)電路做出一定的修改，使得電路經(jīng)過一定的時(shí)鐘脈沖后能自動(dòng)進(jìn)入到有效狀態(tài)循環(huán)中。學(xué)生在調(diào)整學(xué)習(xí)、生活狀態(tài)時(shí)可以借鑒時(shí)序邏輯電路的自啟動(dòng)問題。首先要建立一套有效的自我調(diào)節(jié)機(jī)制，疏導(dǎo)和排解自己的負(fù)面情緒，使自己盡快進(jìn)入有效的生活狀態(tài)中。比如，可以通過向有經(jīng)驗(yàn)的人請(qǐng)教、培養(yǎng)廣泛的興趣愛好、進(jìn)行體育鍛煉等，幫助自己從無效狀態(tài)恢復(fù)到一種有效的生活狀態(tài)中。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的抗壓性和抗挫折能力，提高學(xué)生的心理素質(zhì)。

（六）模-數(shù)及數(shù)-模轉(zhuǎn)換器

模-數(shù)與數(shù)-模轉(zhuǎn)換器是模擬與數(shù)字世界的一種接口，也是一種應(yīng)用廣泛、十分重要的中規(guī)模集成電路。在講解這部分的內(nèi)容時(shí)，可先講其應(yīng)用背景，讓學(xué)生了解模-數(shù)與數(shù)-模轉(zhuǎn)換的概念。這部分可以加入集成電路經(jīng)歷了小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模到超大規(guī)模的發(fā)展歷程的介紹，讓學(xué)生感受到電子技術(shù)已經(jīng)滲透到日常生活中，其發(fā)展日新月異，只有不斷地學(xué)習(xí)，讓自己保持核心競(jìng)爭(zhēng)力，才不會(huì)被時(shí)代淘汰。我國(guó)具有代表性的民營(yíng)企業(yè)華為公司就是一個(gè)這樣具有競(jìng)爭(zhēng)力和活力的公司，其生產(chǎn)手機(jī)的銷售量在2018年就超過了蘋果、三星等國(guó)際巨頭，在全球的銷售量遙遙領(lǐng)先。它的發(fā)展壯大與中國(guó)特色社會(huì)主義制度、與國(guó)家的發(fā)展和進(jìn)步是密不可分的。然后進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生，能幸福地在學(xué)校里讀書，要感恩國(guó)家和黨，畢業(yè)后應(yīng)立志扎根于民航業(yè)，做一個(gè)對(duì)社會(huì)有用的人，實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值。這樣引入思政元素，可以增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和制度自信。

三、基于思政元素的教學(xué)資源和教學(xué)載體的設(shè)計(jì)

數(shù)字電子技術(shù)課程的思政資源主要有著名人物的奮斗事跡、與國(guó)家強(qiáng)盛相關(guān)的科學(xué)技術(shù)發(fā)展時(shí)政要聞或者視頻、與數(shù)字電子技術(shù)發(fā)展相關(guān)的人文教育等。當(dāng)然，思政資源也不局限于這三類。教師的生活經(jīng)驗(yàn)、日常生活中的小小感動(dòng)、美好瞬間，甚至于一草一木都可以成為點(diǎn)亮學(xué)生熱愛生活的素材。所以，需要從豐富的思政資源中，深入挖掘、不斷收集和整理上課能夠用到的思政素材，構(gòu)建多維度、開放性的數(shù)字電子技術(shù)思政素材庫(kù)。另外，教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的反饋，修改思政素材。綜上所述，思政資源平臺(tái)的素材及相應(yīng)的用途可用表1總結(jié)如下。

表1 數(shù)字電子技術(shù)思政資源平臺(tái)

因此，構(gòu)建豐富的思政教學(xué)資源是實(shí)施思政教學(xué)改革重要且有效的途徑。首先，需要通過互聯(lián)網(wǎng)廣泛收集并整理相關(guān)資料，然后對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)和分類，最后通過學(xué)生的教學(xué)反饋對(duì)構(gòu)建的教學(xué)資源素材進(jìn)行修改完善。

融入的思政內(nèi)容可以是文字、音頻、視頻、圖片，其教學(xué)載體可以是PPT、音頻視頻的播放，也可以是教師的課堂口述。雖然課堂上加入的思政教學(xué)不可避免地會(huì)占用部分上課時(shí)間，但是可以通過其他教學(xué)方式進(jìn)行彌補(bǔ)。比如利用課下微信答疑、釘釘和騰訊等網(wǎng)絡(luò)課堂，MOOC 平臺(tái)、“雨課堂”等線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式，把課程的教學(xué)課件、教學(xué)任務(wù)書、教案和考核標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)課程信息發(fā)送給學(xué)生，以彌補(bǔ)學(xué)時(shí)的不足。采用線上、線下，課內(nèi)、課外多維度的學(xué)習(xí)方式，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自學(xué)能力。

四、教學(xué)反饋

經(jīng)過一個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐，基于思政元素的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)改革取得了一定的教學(xué)成效。受疫情影響，雖然教學(xué)以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為主，輔以華中科技大學(xué)的視頻教學(xué)，但是教師通過加入一定的思政元素，調(diào)節(jié)了課堂氣氛。在2018—2019學(xué)年第二學(xué)期，對(duì)未加入思政教育的數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)與加入思政教育的學(xué)生成績(jī)進(jìn)行對(duì)比（兩屆學(xué)生都是76 人，都是3 人未參加期末考試）：未加入思政教育時(shí)，有10人不及格，而加入思政教育后，不及格人數(shù)只有5 人；90 分以上的優(yōu)秀人數(shù)也由7 人上升為10 人；及格率從86%上升到93%。由此可見，教學(xué)改革取得了良好的教學(xué)效果。

另外，從調(diào)查問卷反饋的信息可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)加入的思政元素都很認(rèn)可，給予了充分肯定。但學(xué)生也認(rèn)為，思政元素的加入最好能做到潤(rùn)物細(xì)無聲，而不是強(qiáng)行加入，否則會(huì)感到很生硬。學(xué)生對(duì)人物傳記、時(shí)政要聞都很感興趣。不過，學(xué)生對(duì)于這類思政元素的切入點(diǎn)也很關(guān)注。比如，對(duì)于時(shí)政要聞，有一位學(xué)生提出，需要注意對(duì)這類素材的引導(dǎo)，不要出現(xiàn)偏差。這也是教師需要注意把握的內(nèi)容。

五、結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)課堂上如何拉近學(xué)生與教師之間的距離、充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性問題，課題組將思政元素引入數(shù)字電子技術(shù)課程中，嘗試解決上述難題。通過設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)載體，構(gòu)建立體教學(xué)資源，在教學(xué)過程中將價(jià)值引領(lǐng)與知識(shí)傳授結(jié)合起來，摒棄知識(shí)滿堂灌的“填鴨式”教育，讓學(xué)生感受到知識(shí)的力量，這種做法活躍了課堂氛圍，提高了學(xué)生應(yīng)用知識(shí)和邏輯分析的能力，也增強(qiáng)了學(xué)生的愛國(guó)情懷。