陳思諭，甘國(guó)妹，李瓊，莫燕斌，黃艷虎

玉林師范學(xué)院 物理與電信工程學(xué)院，廣西玉林，537000

0 引言

新工科人才培養(yǎng)戰(zhàn)略要求工程教育不僅要強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)的掌握，更要注重學(xué)生的實(shí)踐能力、綜合素質(zhì)以及創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)、能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)提升的人才培養(yǎng)目標(biāo)[1]?！皵?shù)字電子技術(shù)”作為電子信息類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)核心課程，是后續(xù)“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“單片機(jī)原理與接口技術(shù)”以及“FPGA及片上系統(tǒng)SOPC應(yīng)用”等課程的重要基礎(chǔ)課程，在電子通信領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，并在數(shù)字信息時(shí)代占據(jù)重要地位[2]。該課程具有基礎(chǔ)理論性和實(shí)踐性的雙重特點(diǎn)，要求理論與實(shí)踐的有機(jī)融合，倡導(dǎo)以扎實(shí)的理論指導(dǎo)實(shí)踐，并通過(guò)實(shí)踐促進(jìn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論的深入理解。在新工科人才培養(yǎng)戰(zhàn)略與工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下，以學(xué)科知識(shí)為導(dǎo)向，并以教師為教學(xué)主體的教學(xué)模式已無(wú)法滿足新時(shí)代工程專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)要求，因此“數(shù)字電子技術(shù)”課程教學(xué)模式改革勢(shì)在必行。

本文基于“數(shù)字電子技術(shù)”課程的特點(diǎn)與新工科背景下工程教育人才培養(yǎng)要求，以玉林師范學(xué)院電子信息工程專(zhuān)業(yè)為課程改革對(duì)象，注重課程理論性與實(shí)踐性的雙重特點(diǎn)，從理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)以及考核方式等方面進(jìn)行課程改革探索，創(chuàng)新教學(xué)模式與教學(xué)理念，改革教學(xué)方法，致力于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維以及自主持續(xù)學(xué)習(xí)能力，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新性和復(fù)合型新工科人才的課程改革目標(biāo)。

1 理論教學(xué)改革

1.1 構(gòu)建以學(xué)生為主的教學(xué)模式

在新工科與工程教育認(rèn)證背景下，工程實(shí)踐類(lèi)課程的教學(xué)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，更加注重學(xué)生的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)[3]。傳統(tǒng)以教師為教學(xué)主體、學(xué)生被動(dòng)接受的灌輸式教學(xué)方式已不能滿足當(dāng)前工程教育的教學(xué)要求，而以學(xué)生為中心的教學(xué)模式在培養(yǎng)新工科人才戰(zhàn)略中正發(fā)揮著重要作用。在理論教學(xué)改革中，著力構(gòu)建以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在教學(xué)中的主體地位，學(xué)生是知識(shí)的積極學(xué)習(xí)者，注重學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)和自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)；教師在教學(xué)過(guò)程中不再是單純地機(jī)械傳授知識(shí)，而是更加注重其在教學(xué)活動(dòng)中引導(dǎo)者與推動(dòng)者的重要作用。

（1）積極推進(jìn)課前學(xué)習(xí)引導(dǎo)，為教學(xué)活動(dòng)構(gòu)筑基礎(chǔ)。教師在課前發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，為教學(xué)活動(dòng)的順利進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性與積極性。

（2）基礎(chǔ)與核心理論采用教師主導(dǎo)的授課方式進(jìn)行。貫徹教師主導(dǎo)的講授式教學(xué)方式，確保學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)與核心理論的理解與掌握，并在授課過(guò)程中適時(shí)結(jié)合討論式、互動(dòng)式的教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的積極思考，促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立思考能力、分析和解決問(wèn)題能力的提升。

（3）拓寬學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)的途徑，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索的能力。突破傳統(tǒng)教學(xué)方式教師、教室和教材的局限，倡導(dǎo)時(shí)空開(kāi)放的學(xué)習(xí)方式，鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、在線精品課程、圖書(shū)館以及課外學(xué)習(xí)活動(dòng)等方式進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)與探索，強(qiáng)化學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性。

1.2 進(jìn)階、仿真融入式教學(xué)，構(gòu)建學(xué)習(xí)自信與興趣

本課程的理論知識(shí)具有邏輯復(fù)雜的特點(diǎn)，許多知識(shí)的邏輯關(guān)系復(fù)雜難懂，容易使學(xué)生產(chǎn)生畏難心理，而良好的學(xué)習(xí)自信與興趣是提高學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性的重要推動(dòng)力，能夠有效提高教學(xué)效率。因此，構(gòu)建學(xué)習(xí)自信，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣對(duì)課程教學(xué)至關(guān)重要。

（1）采用進(jìn)階式教學(xué)模式，構(gòu)建學(xué)習(xí)自信。課程理論講授、例題講解和課堂互動(dòng)等教學(xué)活動(dòng)，遵循進(jìn)階式原則，由易到難的教學(xué)方式能夠有效促進(jìn)學(xué)習(xí)自信的構(gòu)建。例如在講解觸發(fā)器時(shí)，先講解基本觸發(fā)器的電路構(gòu)成、工作原理，以及現(xiàn)態(tài)、次態(tài)、特性表和特性方程等方面的內(nèi)容，這部分內(nèi)容邏輯關(guān)系相對(duì)簡(jiǎn)單，學(xué)生普遍能夠很好地掌握，表現(xiàn)出較好的學(xué)習(xí)自信。接著，講解同步觸發(fā)器的電路構(gòu)成、工作原理和主要特點(diǎn)等內(nèi)容。然后，在基本、同步觸發(fā)器的基礎(chǔ)上進(jìn)一步講解邊沿觸發(fā)器的電路構(gòu)成、工作原理、工作特點(diǎn)，以及邊沿觸發(fā)器的功能分類(lèi)、類(lèi)型轉(zhuǎn)換方法和集成觸發(fā)器等方面的內(nèi)容，同時(shí)以進(jìn)階式的實(shí)例講解鞏固所學(xué)內(nèi)容。在課后作業(yè)安排中，遵循難度逐步遞增原則，使學(xué)生逐步構(gòu)建學(xué)習(xí)自信。

（2）將電路仿真融入教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣?；诒菊n程理論邏輯關(guān)系復(fù)雜的特點(diǎn)，許多電路系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)邏輯關(guān)系復(fù)雜，使學(xué)生難以掌握其工作原理、邏輯功能以及物理意義。為使抽象復(fù)雜的邏輯關(guān)系直觀化，本課程在課堂教學(xué)中充分使用多媒體、動(dòng)畫(huà)和Multisim仿真軟件等現(xiàn)代教學(xué)工具，將電路系統(tǒng)的抽象邏輯圖像化，直觀呈現(xiàn)其工作原理和邏輯功能。例如在時(shí)序電路的分析中，采用Multisim仿真演示的方式對(duì)電路系統(tǒng)的脈沖時(shí)序、狀態(tài)變化和邏輯輸出等進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，將抽象的理論邏輯與仿真演示結(jié)合，增加課堂教學(xué)的趣味性，不僅使抽象的邏輯關(guān)系更容易理解，而且學(xué)生能夠直觀感受數(shù)字電路的魅力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓教學(xué)更具活力。

1.3 利用超星平臺(tái)，打造線上線下混合式教學(xué)模式

新工科人才培養(yǎng)戰(zhàn)略與工程教育注重理論知識(shí)的掌握、綜合素質(zhì)與實(shí)踐能力的培養(yǎng)，而傳統(tǒng)的教學(xué)方式過(guò)度側(cè)重于知識(shí)的講授，很難滿足當(dāng)前新工科教育的發(fā)展要求。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，高校教育積極探索新的教育模式，其中線上線下混合混合式教學(xué)將傳統(tǒng)課堂與在線課堂有機(jī)融合，是一種兼具兩者優(yōu)勢(shì)的高效教學(xué)模式[4]。新工科背景下，本課程對(duì)理論學(xué)時(shí)進(jìn)行壓縮（48課時(shí)），造成課程內(nèi)容多、課時(shí)少的矛盾，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以完成新工科知識(shí)學(xué)習(xí)，綜合素質(zhì)、創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)。因此，學(xué)?；诔窃诰€教學(xué)平臺(tái)啟動(dòng)“數(shù)字電子技術(shù)”線上線下混合式一流課程建設(shè)，采用線上線下混合式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)。①組建結(jié)構(gòu)合理的課程建設(shè)團(tuán)隊(duì)，并積極參加超星慕課建設(shè)培訓(xùn)。②開(kāi)展課程建設(shè)教學(xué)研討、邀請(qǐng)本課程教學(xué)專(zhuān)家進(jìn)行課程建設(shè)指導(dǎo)。③梳理課程知識(shí)體系，制作課件，錄制教學(xué)視頻，并編撰配套習(xí)題與測(cè)驗(yàn)。④將課程相關(guān)教學(xué)資料上傳到超星在線教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建在線課程，并對(duì)課程進(jìn)行持續(xù)完善。

超星慕課的建設(shè)使課堂教學(xué)與在線教學(xué)有機(jī)融合，對(duì)本課程教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要作用。①在線課程建設(shè)使課程內(nèi)容擴(kuò)增與學(xué)時(shí)壓縮的矛盾得以解決。課堂教學(xué)可以將重心放在核心理論知識(shí)的講授與探討，而復(fù)雜的邏輯推導(dǎo)，以及電路系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)過(guò)程在線上課堂進(jìn)行。②在線課堂突破了時(shí)空限制，使學(xué)習(xí)效率得到有效提高。③強(qiáng)大的學(xué)情統(tǒng)計(jì)功能，實(shí)時(shí)反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，能夠?yàn)榻虒W(xué)方案的調(diào)整與完善提供科學(xué)依據(jù)。④多樣化的互動(dòng)交流功能，有利于師生互動(dòng)、同伴學(xué)習(xí)等教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展，構(gòu)建積極活躍的學(xué)習(xí)環(huán)境。此外，在課堂教學(xué)中教師可通過(guò)超星“學(xué)習(xí)通”APP開(kāi)展教學(xué)互動(dòng)。實(shí)踐表明，在線課程突破了傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空限制，對(duì)提高教學(xué)效果具有積極的促進(jìn)作用。

2 實(shí)踐教學(xué)改革

“數(shù)字電子技術(shù)”課程具有理論性與實(shí)踐性的雙重特點(diǎn)，新工科人才培養(yǎng)不僅要求學(xué)生具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，更注重學(xué)生的實(shí)踐能力、工程意識(shí)，以及創(chuàng)新思維與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提升學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力。

2.1 充分利用Multisim仿真軟件

Multisim作為功能強(qiáng)大的電子電路仿真分析與設(shè)計(jì)軟件，擁有豐富的元件庫(kù)及虛擬測(cè)試儀器，具有強(qiáng)大的電路系統(tǒng)仿真功能，能夠?yàn)閷?shí)踐能力培養(yǎng)提供極大幫助[5]。由于“數(shù)字電子技術(shù)”課程中許多基礎(chǔ)理論、電路系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)方法具有邏輯復(fù)雜的特點(diǎn)，若單從理論和邏輯推導(dǎo)的角度理解比較困難，而采用Multisim軟件對(duì)電路系統(tǒng)進(jìn)行仿真，能夠使邏輯功能直觀化，加深學(xué)生對(duì)理論的理解，對(duì)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)均有很好的輔助效果。此外，充分利用其強(qiáng)大的電路分析與設(shè)計(jì)功能，有助于學(xué)生突破硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和場(chǎng)地的限制，為電路的原理圖繪制、電路邏輯分析以及系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)提供極大幫助。充分利用Multisim仿真軟件不僅有助于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，而且有利于學(xué)生工程意識(shí)、創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

2.2 實(shí)訓(xùn)與工程實(shí)踐相結(jié)合，注重實(shí)踐能力培養(yǎng)

工程實(shí)踐性作為“數(shù)字電子技術(shù)”課程的重要特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力是本課程的核心教學(xué)目標(biāo)，實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)采取實(shí)訓(xùn)與工程實(shí)踐相結(jié)合的多途徑實(shí)踐模式，著力提升學(xué)生綜合實(shí)踐能力。

（1）開(kāi)展基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)實(shí)踐能力。首先，根據(jù)課程基礎(chǔ)理論構(gòu)建合理的實(shí)訓(xùn)課程，編撰實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)。然后，錄制對(duì)應(yīng)的高質(zhì)量實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)視頻，并上傳超星線上課程教學(xué)平臺(tái)，為學(xué)生提供實(shí)訓(xùn)課前指導(dǎo)。最后，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室“數(shù)字電子技術(shù)”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)，通過(guò)實(shí)訓(xùn)教學(xué)促進(jìn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論的深入理解。

（2）開(kāi)展課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)與創(chuàng)新意識(shí)，提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力。在教學(xué)進(jìn)程中期安排課程設(shè)計(jì)實(shí)踐任務(wù)，將實(shí)踐任務(wù)貫穿于系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)、元器件選擇、原理圖繪制、Multisim電路仿真、硬件電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試以及課程設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫(xiě)等工程設(shè)計(jì)的基本流程中。培養(yǎng)學(xué)生電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、仿真分析與設(shè)計(jì)能力、硬件調(diào)試能力，提升其在實(shí)踐中分析與解決問(wèn)題的能力，挖掘其創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

此外，課外探究實(shí)踐也是實(shí)踐教學(xué)的重要組成部分，實(shí)踐項(xiàng)目具有綜合性特點(diǎn)，例如：數(shù)字頻率計(jì)、數(shù)字電子時(shí)鐘等，以實(shí)踐小組的方式進(jìn)行，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作精神、創(chuàng)新思維和溝通交流能力，提升其綜合實(shí)踐能力。

3 課程考核方式改革

本課程兼具理論性與實(shí)踐性雙重特點(diǎn)，而且新工科人才培養(yǎng)戰(zhàn)略與工程教育還要求注重學(xué)生綜合實(shí)踐能力的提升，以及創(chuàng)新意識(shí)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。以往理論考核為主、實(shí)踐能力考核為輔的課程考核方式已不再符合新工科人才培養(yǎng)考核要求。為了能夠更好地體現(xiàn)教學(xué)效果，本課程進(jìn)行考核方式改革。課程考核主要從理論與實(shí)踐兩方面進(jìn)行，課程成績(jī)由理論成績(jī)（40%）、課堂成績(jī)（10%）、作業(yè)成績(jī)（10%）和實(shí)踐成績(jī)（40%）構(gòu)成，其中課堂成績(jī)主要從教學(xué)參與情況、隨堂練習(xí)和線上課程學(xué)習(xí)情況等方面進(jìn)行考核；實(shí)踐成績(jī)主要由課程實(shí)訓(xùn)成績(jī)（25%）和課外探究實(shí)踐（15%）組成。此外，課程設(shè)計(jì)實(shí)踐獨(dú)立考核，按要求完成可獲得0.5學(xué)分。新的課程考核方式能夠更好地體現(xiàn)課程理論性與實(shí)踐性并重的工程教育理念，更加注重綜合實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維、工程意識(shí)以及持續(xù)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提升學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性等方面發(fā)揮著重要作用，能夠更好地反映課程教學(xué)效果。

4 結(jié)論

新的教學(xué)模式與教學(xué)理念能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升其學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，不僅能夠促進(jìn)學(xué)生掌握理論知識(shí)，而且有利于培養(yǎng)其綜合實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維、工程意識(shí)以及持續(xù)學(xué)習(xí)能力?？傊?，課程改革在理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)兩方面均取得良好的教學(xué)效果。