“數(shù)字電子技術(shù)”校級精品課程建設(shè)中的思考與體會

趙媛+劉巖+劉延飛+楊晶晶

【摘 要】 以火箭軍工程大學(xué)“數(shù)字電子技術(shù)”校級精品課程建設(shè)為例，從課程結(jié)構(gòu)體系構(gòu)建、師資隊伍培養(yǎng)、教學(xué)內(nèi)容組織以及考核模式改革等方面，總結(jié)了課程建設(shè)中的基本思路與做法，為工科院校電類課程的建設(shè)提供了可借鑒之處。

【關(guān)鍵詞】 數(shù)字電子技術(shù)；精品課程建設(shè)；課程體系

【中圖分類號】 G64.25 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 2095-3089（2016）36-000-02

“數(shù)字電子技術(shù)”是我校工科電類、計算機(jī)等專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程，經(jīng)過多年的教學(xué)實踐和建設(shè)，形成了完整精煉的課程知識體系，建立了一體化的教學(xué)實驗平臺，積累了豐富的教學(xué)資源，鍛造了一支結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)基本功扎實、學(xué)術(shù)水平較高的教師隊伍，構(gòu)建了“理論學(xué)習(xí)+課程實驗+課程設(shè)計+開放式實驗及競賽活動”的“四位一體”課程教學(xué)新體系。經(jīng)過多年建設(shè)，該課程先后評為學(xué)校重點建設(shè)課程、學(xué)校重點建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程、校級精品課程。本文從課程結(jié)構(gòu)體系構(gòu)建、師資隊伍培養(yǎng)、教學(xué)內(nèi)容組織以及教學(xué)改革等方面，全面介紹和總結(jié)課程建設(shè)的思路和做法，拋磚引玉，以期為其他院校同類課程的建設(shè)提供借鑒。

一、緊跟技術(shù)發(fā)展、面向工程實際、結(jié)合設(shè)備應(yīng)用，構(gòu)建特色鮮明的課程結(jié)構(gòu)體系

“數(shù)字電子技術(shù)”課程作為我校機(jī)電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是以“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)、強能力”為指導(dǎo)思想而開設(shè)的，教學(xué)內(nèi)容與實際器件、工程設(shè)計、工程分析等緊密相關(guān)，重點講解以邏輯代數(shù)為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、以門電路和觸發(fā)器為基本邏輯元件、包含各種邏輯功能的數(shù)字電路最佳設(shè)計方案，涉及知識面寬，并且內(nèi)容更新快、應(yīng)用能力要求高。

1.構(gòu)建特色鮮明的課程知識結(jié)構(gòu)

為準(zhǔn)確把握知識的覆蓋面和深度，構(gòu)建完整精煉的課程教學(xué)知識結(jié)構(gòu)，特別是在教學(xué)時數(shù)不斷壓縮的情況下，課程組突破傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容與模式，不斷跟蹤數(shù)字電子技術(shù)的最新發(fā)展和前沿技術(shù)，將“新知識、新技術(shù)、新器件”融入到課程教學(xué)內(nèi)容中，提煉出電子設(shè)計中的共性、本質(zhì)問題和方法，以輸入輸出信號之間的邏輯關(guān)系為研究對象，以電路實現(xiàn)為主線，以數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計為目的，提出了包括“數(shù)字邏輯基礎(chǔ)—組合邏輯電路—時序邏輯電路—模數(shù)轉(zhuǎn)換電路—可編程邏輯器件”五大模塊的知識體系，構(gòu)建了“保證基礎(chǔ)、體現(xiàn)先進(jìn)、聯(lián)系實際、引導(dǎo)創(chuàng)新、利于教學(xué)”的課程知識結(jié)構(gòu)。

另外，為應(yīng)對基礎(chǔ)理論與新興技術(shù)、學(xué)時減少與內(nèi)容擴(kuò)展之間的矛盾愈來愈突出的現(xiàn)狀，課程組利用精品課程建設(shè)的契機(jī)，將“電路”、“模電”和“數(shù)電”基礎(chǔ)理論精品課程與“電子系統(tǒng)設(shè)計”、“單片機(jī)原理”和“嵌入式系統(tǒng)”等綜合實踐性課程協(xié)同建設(shè)，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，整體規(guī)劃，將新知識、新內(nèi)容、新技術(shù)與電工電子基礎(chǔ)理論有機(jī)的結(jié)合起來，這在一定程度上緩解了教學(xué)矛盾。通過構(gòu)建“大電類”課程群的體系結(jié)構(gòu)，在教學(xué)內(nèi)容上，刪減各部分間的交叉冗余，將共性內(nèi)容相對集中，同時在各部分內(nèi)容設(shè)計上，刪減陳舊內(nèi)容，增加新知識、新技術(shù)，有力解決了“基礎(chǔ)厚與內(nèi)容新、理論扎實與實踐能力強、傳統(tǒng)教育方法與現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用、內(nèi)容擴(kuò)張與學(xué)時減少”等關(guān)系，全面帶動了“大電類”課程群的建設(shè)與發(fā)展。

2.建設(shè)模塊化、綜合性的實驗教學(xué)平臺

圍繞教學(xué)內(nèi)容，按照開設(shè)原理性實驗、結(jié)構(gòu)性實驗、開發(fā)研究性實驗的思路，遵循“滿足急需、完善功能、突出創(chuàng)新、分步實施”的建設(shè)步驟，在學(xué)校現(xiàn)有條件的基礎(chǔ)上，對全校范圍的軟硬件資源整合共享，創(chuàng)建了綜合性實踐創(chuàng)新平臺，先后建成了電路原理實驗室、電子技術(shù)實驗室、EDA實驗室以及電子綜合設(shè)計實驗室，可以進(jìn)行邏輯門功能測試與應(yīng)用、數(shù)據(jù)選擇器應(yīng)用、移位寄存器及其應(yīng)用、彩燈循環(huán)控制電路設(shè)計、數(shù)字頻率計、555時基電路及應(yīng)用、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器研究、多路智力搶答器等驗證性、設(shè)計性和綜合性實驗。同時為每名學(xué)員配備了口袋實驗箱和PFGA現(xiàn)代化設(shè)計板卡，為學(xué)員隨時隨地驗證設(shè)計想法提供硬件平臺，同時也讓課余學(xué)習(xí)真正吸引學(xué)員的注意力，提升學(xué)習(xí)興趣。

3.全方位構(gòu)建“四位一體”課程教學(xué)新體系

在我校最近一輪教改活動中，課程組經(jīng)過充分研討，在新制定的人才培養(yǎng)方案中，以人才需求為牽引，以工科本科學(xué)員電類課程建設(shè)為依托，著力于學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力、工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新設(shè)計能力和崗位任職能力等“四大能力”培養(yǎng)，進(jìn)一步確立了由理論課、課程實驗、綜合課程設(shè)計、開放式實驗及競賽活動等四個模塊組成的“四位一體”課程教學(xué)新體系。以此為指導(dǎo)，全方位開展相關(guān)教學(xué)資源建設(shè)，推進(jìn)教材內(nèi)容整合，優(yōu)化多媒體教學(xué)課件，開發(fā)創(chuàng)新型實驗項目，創(chuàng)新教學(xué)形式與教學(xué)方法，不斷推進(jìn)課程教學(xué)新體系的實施和完善，為課程教學(xué)質(zhì)量與水平的進(jìn)一步提升奠定基礎(chǔ)，實現(xiàn)學(xué)生“四大能力”培養(yǎng)不斷線。

具體來講，在理論學(xué)習(xí)階段，解決的是認(rèn)知與激勵，讓學(xué)員清晰數(shù)字電子技術(shù)解決的什么問題，應(yīng)當(dāng)具備的能力是什么，應(yīng)該掌握的基礎(chǔ)知識、工程應(yīng)用知識以及它們之間的關(guān)系是什么；在課程實驗階段，解決的是理論知識轉(zhuǎn)移到工程實踐上的理解力，通過課程實驗，讓學(xué)生逐步建立起“工程意識”，建立理論學(xué)習(xí)與能力素質(zhì)的橋梁，通過對數(shù)電理論內(nèi)容的理解、掌握和運用，培養(yǎng)學(xué)生的實踐動手能力和靈活運用知識的能力；在綜合課程設(shè)計階段，以項目驅(qū)動的形式，采用大任務(wù)套小任務(wù)的方式，并以具體設(shè)計任務(wù)為牽引，深化與綜合學(xué)生所學(xué)的知識，進(jìn)一步提高學(xué)生對于知識的綜合運用能力、靈活運用所學(xué)理論解決工程實際的能力，從而為后續(xù)崗位任職的培養(yǎng)與提高奠定良好的理論與實踐基礎(chǔ)；最后，注重加強工程創(chuàng)新實踐教學(xué)示范中心硬件設(shè)施和管理體制建設(shè)，建成“開放、共享、高效”的實踐平臺，針對學(xué)有余力和學(xué)有特長的學(xué)員，按照“逐級遞進(jìn)式”電類工程創(chuàng)新實踐培養(yǎng)理念，將實驗室開放給學(xué)員，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣，同時積極指導(dǎo)學(xué)生參加電子設(shè)計競賽、全國航模競標(biāo)賽等高水平競賽，以賽促學(xué)，以賽促建，充分實現(xiàn)理論與實際的結(jié)合，在普遍性提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新設(shè)計能力基礎(chǔ)上，為學(xué)生崗位任職（就業(yè)）能力提升打下堅實基礎(chǔ)。

二、更新教學(xué)理念、強化素質(zhì)教育，建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、愛崗敬業(yè)的師資隊伍

近年來，按照“建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)基本功扎實、學(xué)術(shù)科研能力強的師資隊伍”的建設(shè)目標(biāo)，通過經(jīng)常性的教育教學(xué)理論研討、經(jīng)驗交流和教學(xué)實踐等環(huán)節(jié)，強化了教師“素質(zhì)教育”和“創(chuàng)新教育”等理念，提高了教師的教學(xué)改革能力，形成了一支“愛崗敬業(yè)、觀念先進(jìn)、學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)能力強、結(jié)構(gòu)合理”的教師隊伍；通過制訂青年教師培養(yǎng)計劃，崗前培訓(xùn)、以老帶新、過教學(xué)關(guān)等活動及措施，形成了有效的青年教師教學(xué)管理機(jī)制，使其很快走上講臺；積極鼓勵青年教師在職或脫產(chǎn)攻讀學(xué)位，更新知識結(jié)構(gòu)；對主講教師開展經(jīng)常性的教學(xué)質(zhì)量督導(dǎo)活動，使其教學(xué)能力不斷提高。

其中，針對青年教師培養(yǎng)，主要采取了以下環(huán)節(jié)：（1）成立系、室教學(xué)督導(dǎo)組，由教學(xué)經(jīng)驗豐富的老教師具體指導(dǎo)青年教師教學(xué)，幫助新教師盡快走上講臺；教學(xué)中采取不定時隨堂聽課方式，隨時發(fā)現(xiàn)問題并及時糾正。（2）開展“以老帶新”活動，為每一名新進(jìn)課程組的青年教師指定一名教學(xué)經(jīng)驗豐富的老教師，進(jìn)行一對一“結(jié)對”幫帶，形成“傳、幫、帶”的青年教師培養(yǎng)體系。（3）實施教學(xué)效果反饋機(jī)制，加強與學(xué)生聯(lián)系，定期反映教學(xué)效果和優(yōu)缺點，幫助青年教師總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗。（4）選送中青年教師到地方名牌高校進(jìn)修學(xué)習(xí)，安排青年教師到部隊代職鍛煉，改善知識結(jié)構(gòu)，豐富閱歷。

通過上述舉措，提高了課程組教師隊伍的整體素質(zhì)，夯實了基本功，大大優(yōu)化了授課質(zhì)量，課程組所在團(tuán)隊也多次評為校級優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊。

三、改革教學(xué)方法、突出實踐環(huán)節(jié)，努力推進(jìn)以學(xué)生為主體的教學(xué)模式

數(shù)字電子技術(shù)課程的顯著特點在于其具有很強的工程性、技術(shù)性和實踐性，經(jīng)過多年的努力，在充分研討、反復(fù)調(diào)整的前提下日趨合理，數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容在不斷革新結(jié)構(gòu)、充實內(nèi)容的基礎(chǔ)上逐步改善，教學(xué)手段在多媒體信息技術(shù)的帶動下逐漸呈現(xiàn)出多樣化、豐富化等特點。但隨著新一輪教改的推進(jìn)，以及教學(xué)時數(shù)的調(diào)整，數(shù)字電子技術(shù)課程在體系設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容和考核模式上需要進(jìn)一步優(yōu)化整合，以期有效提升教學(xué)效果。突出做法就是改革教學(xué)方法，加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，以綜合設(shè)計大作業(yè)為載體，不斷提升學(xué)生在教學(xué)中的主體地位。

教學(xué)實踐中，以綜合設(shè)計大作業(yè)貫穿整個教學(xué)過程，結(jié)合課程教學(xué)指導(dǎo)學(xué)生逐塊的完成一個綜合性實踐過程，這個過程使學(xué)生自己通過設(shè)計和搭建一個實用電子產(chǎn)品雛形，鞏固和加深在電子技術(shù)課程中理論基礎(chǔ)和實驗中的基本技能，訓(xùn)練電子產(chǎn)品制作時的設(shè)計調(diào)試能力。具體實施起來就是在任務(wù)來源上，主要來自兩個方面，一是教師列出一些題目供學(xué)生選取，二是學(xué)生也可以根據(jù)自己的興趣自擬題目和教員探討，最終確定具體選題，對于選題主要控制的不是題目的范圍，而是芯片的范圍；在課內(nèi)教學(xué)內(nèi)容上，理論課教員上課要把大作業(yè)涉及的內(nèi)容交代給學(xué)生，在教學(xué)安排中，要將應(yīng)用系統(tǒng)貫穿于課程教學(xué)的始終，要把學(xué)生做大作業(yè)所涉及的內(nèi)容完整清楚地講授給學(xué)生，也就要求對于知識點的講授一定要聯(lián)系應(yīng)用，要緊密聯(lián)系實踐，做到理論指導(dǎo)實踐，完成理論課的課內(nèi)改革；在具體要求上，學(xué)生根據(jù)選取的任務(wù)，從選擇設(shè)計方案開始，進(jìn)行電路設(shè)計，選擇合適的器件，畫出設(shè)計電路圖，這時要對方案進(jìn)行評審，通過評審的，可以通過仿真軟件對方案進(jìn)行實現(xiàn)，對電路要求布局合理，走線清晰，工作可靠，并撰寫完整的大作業(yè)報告；在過程監(jiān)控上，中期要進(jìn)行方案評審，要求最終成果以仿真程序和報告的形式上交，大作業(yè)成績以10%記入這門課的最終成績，沒有完成實踐環(huán)節(jié)的不允許參加理論考試。

通過改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，推行“以工程實踐任務(wù)為中心”的項目驅(qū)動教學(xué)模式。在教師的指導(dǎo)下，把學(xué)習(xí)過程的控制權(quán)更多地移交給學(xué)生，通過營造工程背景和任務(wù)下達(dá)，讓學(xué)生形成自己的任務(wù)目標(biāo)，調(diào)動自己的知識，提出自己的質(zhì)疑，指導(dǎo)自己的探索，對進(jìn)程進(jìn)行自我監(jiān)控，培養(yǎng)學(xué)生自我建構(gòu)知識的能力，提升學(xué)生適應(yīng)崗位任職的能力。

四、改革考核模式、突出學(xué)習(xí)導(dǎo)向，構(gòu)建合理的教學(xué)雙方評價機(jī)制

學(xué)生考試是教學(xué)評價的重要手段，對學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)具有重要的導(dǎo)向作用。以前的考核方式主要依據(jù)學(xué)生的最終理論考試成績，即理論考試占到100%，實驗環(huán)節(jié)按考查課的形式單獨記成績，這樣使得理論與實踐分離，學(xué)生只重理論而輕實踐。

針對這些問題，為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和投入程度，在考核環(huán)節(jié)上進(jìn)行了有益的改革嘗試，取得了較好的效果。考核改革分了兩步走：一是針對普通班，成績構(gòu)成采取80%+20%的方式，卷面理論閉卷考試成績占最終成績的80%，實驗考核占20%；二是專門抽出了幾個專業(yè)，成立試點班，部分教學(xué)內(nèi)容采用項目驅(qū)動的形式，以綜合課程設(shè)計為牽引，輔以工程實際和競賽指導(dǎo)，完成課程學(xué)習(xí)任務(wù)，其成績構(gòu)成采取70%+20%+10%的形式，卷面理論閉卷考試成績占最終成績的70%，實驗考核占20%，課程設(shè)計綜合報告成績以10%記入這門課的最終成績。從近幾期的考核結(jié)果實踐來看，改革后的成績評定模式更易獲得學(xué)生的認(rèn)可，也更能突出學(xué)習(xí)導(dǎo)向，對教學(xué)雙方均較為合理。

五、結(jié)束語

經(jīng)過多年建設(shè)，本課程在教師隊伍、教學(xué)資源、教學(xué)改革和實施等方面提高明顯，建立了一支結(jié)構(gòu)合理、教學(xué)基本功扎實、學(xué)術(shù)水平較高的教師隊伍，構(gòu)建了“四位一體”課程教學(xué)新體系，開發(fā)了工程特色鮮明的教學(xué)實驗平臺，積累了豐富的教學(xué)資源，有了規(guī)范有序的課程教學(xué)管理制度和方法。在課程建設(shè)過程中的相關(guān)思路和做法也受到了同行專家的肯定與好評，認(rèn)為本課程在教學(xué)內(nèi)容整合和改革方面表現(xiàn)突出，解決了內(nèi)容多與課內(nèi)學(xué)時壓縮之間的矛盾；課堂教學(xué)規(guī)范，教學(xué)內(nèi)容組織科學(xué)、教學(xué)手段豐富，理論課教學(xué)與實踐課教學(xué)結(jié)合緊密，實踐環(huán)節(jié)特色鮮明；課程建設(shè)的基本成果可以為其他課程的建設(shè)提供借鑒與參考，具有一定的推廣價值。

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