陈思谕，甘国妹，李琼，莫燕斌，黄艳虎
玉林师范学院 物理与电信工程学院，广西玉林，537000
新工科人才培养战略要求工程教育不仅要强调理论知识的掌握，更要注重学生的实践能力、综合素质以及创新思维与创新能力的培养，以实现知识学习、能力培养和综合素质提升的人才培养目标[1]。“数字电子技术”作为电子信息类本科专业的基础核心课程，是后续“模拟电子技术”“数字系统设计”“单片机原理与接口技术”以及“FPGA及片上系统SOPC应用”等课程的重要基础课程，在电子通信领域具有广泛的应用，并在数字信息时代占据重要地位[2]。该课程具有基础理论性和实践性的双重特点，要求理论与实践的有机融合，倡导以扎实的理论指导实践，并通过实践促进学生对基础理论的深入理解。在新工科人才培养战略与工程教育专业认证背景下，以学科知识为导向，并以教师为教学主体的教学模式已无法满足新时代工程专业人才的培养要求，因此“数字电子技术”课程教学模式改革势在必行。
本文基于“数字电子技术”课程的特点与新工科背景下工程教育人才培养要求，以玉林师范学院电子信息工程专业为课程改革对象，注重课程理论性与实践性的双重特点，从理论教学、实践教学以及考核方式等方面进行课程改革探索，创新教学模式与教学理念，改革教学方法，致力于培养学生的实践能力、创新思维以及自主持续学习能力，实现培养应用型、创新性和复合型新工科人才的课程改革目标。
1.1 构建以学生为主的教学模式
在新工科与工程教育认证背景下，工程实践类课程的教学强调以学生为中心，更加注重学生的工程实践能力培养[3]。传统以教师为教学主体、学生被动接受的灌输式教学方式已不能满足当前工程教育的教学要求，而以学生为中心的教学模式在培养新工科人才战略中正发挥着重要作用。在理论教学改革中，着力构建以学生为中心的教学模式，强调学生在教学中的主体地位，学生是知识的积极学习者，注重学生的主动学习意识和自主学习能力的培养；
教师在教学过程中不再是单纯地机械传授知识，而是更加注重其在教学活动中引导者与推动者的重要作用。
（1）积极推进课前学习引导，为教学活动构筑基础。教师在课前发布学习任务和学习指导，引导学生自主学习，为教学活动的顺利进行打下坚实基础，同时培养学生的学习主动性与积极性。
（2）基础与核心理论采用教师主导的授课方式进行。贯彻教师主导的讲授式教学方式，确保学生对基础与核心理论的理解与掌握，并在授课过程中适时结合讨论式、互动式的教学方式，激发学生对理论知识的积极思考，促进学生独立思考能力、分析和解决问题能力的提升。
（3）拓宽学生知识学习的途径，提升学生自主学习和探索的能力。突破传统教学方式教师、教室和教材的局限，倡导时空开放的学习方式，鼓励学生通过网络、在线精品课程、图书馆以及课外学习活动等方式进行知识的学习与探索，强化学生在教学过程中的积极性、主动性和创造性。
1.2 进阶、仿真融入式教学，构建学习自信与兴趣
本课程的理论知识具有逻辑复杂的特点，许多知识的逻辑关系复杂难懂，容易使学生产生畏难心理，而良好的学习自信与兴趣是提高学习积极性与主动性的重要推动力，能够有效提高教学效率。因此，构建学习自信，激发学习兴趣对课程教学至关重要。
（1）采用进阶式教学模式，构建学习自信。课程理论讲授、例题讲解和课堂互动等教学活动，遵循进阶式原则，由易到难的教学方式能够有效促进学习自信的构建。例如在讲解触发器时，先讲解基本触发器的电路构成、工作原理，以及现态、次态、特性表和特性方程等方面的内容，这部分内容逻辑关系相对简单，学生普遍能够很好地掌握，表现出较好的学习自信。接着，讲解同步触发器的电路构成、工作原理和主要特点等内容。然后，在基本、同步触发器的基础上进一步讲解边沿触发器的电路构成、工作原理、工作特点，以及边沿触发器的功能分类、类型转换方法和集成触发器等方面的内容，同时以进阶式的实例讲解巩固所学内容。在课后作业安排中，遵循难度逐步递增原则，使学生逐步构建学习自信。
（2）将电路仿真融入教学，激发学习兴趣。基于本课程理论逻辑关系复杂的特点，许多电路系统的分析与设计逻辑关系复杂，使学生难以掌握其工作原理、逻辑功能以及物理意义。为使抽象复杂的逻辑关系直观化，本课程在课堂教学中充分使用多媒体、动画和Multisim仿真软件等现代教学工具，将电路系统的抽象逻辑图像化，直观呈现其工作原理和逻辑功能。例如在时序电路的分析中，采用Multisim仿真演示的方式对电路系统的脉冲时序、状态变化和逻辑输出等进行动态显示，将抽象的理论逻辑与仿真演示结合，增加课堂教学的趣味性，不仅使抽象的逻辑关系更容易理解，而且学生能够直观感受数字电路的魅力，激发学生的学习兴趣，让教学更具活力。
1.3 利用超星平台，打造线上线下混合式教学模式
新工科人才培养战略与工程教育注重理论知识的掌握、综合素质与实践能力的培养，而传统的教学方式过度侧重于知识的讲授，很难满足当前新工科教育的发展要求。随着互联网技术的快速发展，高校教育积极探索新的教育模式，其中线上线下混合混合式教学将传统课堂与在线课堂有机融合，是一种兼具两者优势的高效教学模式[4]。新工科背景下，本课程对理论学时进行压缩（48课时），造成课程内容多、课时少的矛盾，传统的教学模式难以完成新工科知识学习，综合素质、创新思维和实践能力培养的教学目标。因此，学校基于超星在线教学平台启动“数字电子技术”线上线下混合式一流课程建设，采用线上线下混合式教学模式进行教学。①组建结构合理的课程建设团队，并积极参加超星慕课建设培训。②开展课程建设教学研讨、邀请本课程教学专家进行课程建设指导。③梳理课程知识体系，制作课件，录制教学视频，并编撰配套习题与测验。④将课程相关教学资料上传到超星在线教学平台构建在线课程，并对课程进行持续完善。
超星慕课的建设使课堂教学与在线教学有机融合，对本课程教学目标的实现具有重要作用。①在线课程建设使课程内容扩增与学时压缩的矛盾得以解决。课堂教学可以将重心放在核心理论知识的讲授与探讨，而复杂的逻辑推导，以及电路系统的分析、设计过程在线上课堂进行。②在线课堂突破了时空限制，使学习效率得到有效提高。③强大的学情统计功能，实时反映学生的学习情况，能够为教学方案的调整与完善提供科学依据。④多样化的互动交流功能，有利于师生互动、同伴学习等教学活动的开展，构建积极活跃的学习环境。此外，在课堂教学中教师可通过超星“学习通”APP开展教学互动。实践表明，在线课程突破了传统教学的时空限制，对提高教学效果具有积极的促进作用。
“数字电子技术”课程具有理论性与实践性的双重特点，新工科人才培养不仅要求学生具备扎实的理论基础，更注重学生的实践能力、工程意识，以及创新思维与创新能力的培养，提升学生分析与解决问题的能力。
2.1 充分利用Multisim仿真软件
Multisim作为功能强大的电子电路仿真分析与设计软件，拥有丰富的元件库及虚拟测试仪器，具有强大的电路系统仿真功能，能够为实践能力培养提供极大帮助[5]。由于“数字电子技术”课程中许多基础理论、电路系统的分析与设计方法具有逻辑复杂的特点，若单从理论和逻辑推导的角度理解比较困难，而采用Multisim软件对电路系统进行仿真，能够使逻辑功能直观化，加深学生对理论的理解，对理论教学和实验教学均有很好的辅助效果。此外，充分利用其强大的电路分析与设计功能，有助于学生突破硬件实验平台和场地的限制，为电路的原理图绘制、电路逻辑分析以及系统功能设计提供极大帮助。充分利用Multisim仿真软件不仅有助于学生对理论知识的理解，而且有利于学生工程意识、创新能力和实践能力的培养。
2.2 实训与工程实践相结合，注重实践能力培养
工程实践性作为“数字电子技术”课程的重要特点，培养学生工程意识、实践能力和创新能力是本课程的核心教学目标，实践教学活动采取实训与工程实践相结合的多途径实践模式，着力提升学生综合实践能力。
（1）开展基础实训课程教学，培养学生基础实践能力。首先，根据课程基础理论构建合理的实训课程，编撰实训指导书。然后，录制对应的高质量实训指导视频，并上传超星线上课程教学平台，为学生提供实训课前指导。最后，结合实验室“数字电子技术”实训平台进行电路设计实训，通过实训教学促进学生对基础理论的深入理解。
（2）开展课程设计实践，培养学生工程意识与创新意识，提升学生的综合实践能力。在教学进程中期安排课程设计实践任务，将实践任务贯穿于系统电路设计、元器件选择、原理图绘制、Multisim电路仿真、硬件电路系统设计与调试以及课程设计报告撰写等工程设计的基本流程中。培养学生电路系统设计能力、仿真分析与设计能力、硬件调试能力，提升其在实践中分析与解决问题的能力，挖掘其创新设计能力。
此外，课外探究实践也是实践教学的重要组成部分，实践项目具有综合性特点，例如：数字频率计、数字电子时钟等，以实践小组的方式进行，培养学生的工程意识、团队合作精神、创新思维和沟通交流能力，提升其综合实践能力。
本课程兼具理论性与实践性双重特点，而且新工科人才培养战略与工程教育还要求注重学生综合实践能力的提升，以及创新意识与创新能力的培养。以往理论考核为主、实践能力考核为辅的课程考核方式已不再符合新工科人才培养考核要求。为了能够更好地体现教学效果，本课程进行考核方式改革。课程考核主要从理论与实践两方面进行，课程成绩由理论成绩（40%）、课堂成绩（10%）、作业成绩（10%）和实践成绩（40%）构成，其中课堂成绩主要从教学参与情况、随堂练习和线上课程学习情况等方面进行考核；
实践成绩主要由课程实训成绩（25%）和课外探究实践（15%）组成。此外，课程设计实践独立考核，按要求完成可获得0.5学分。新的课程考核方式能够更好地体现课程理论性与实践性并重的工程教育理念，更加注重综合实践能力、创新思维、工程意识以及持续学习能力的培养，在激发学生学习兴趣、提升学习积极性与主动性等方面发挥着重要作用，能够更好地反映课程教学效果。
新的教学模式与教学理念能够充分调动学生的学习兴趣，提升其学习积极性与主动性，不仅能够促进学生掌握理论知识，而且有利于培养其综合实践能力、创新思维、工程意识以及持续学习能力。总之，课程改革在理论教学与实践教学两方面均取得良好的教学效果。
猜你喜欢 数字电子技术工科实训 赛教融合下高职大数据专业实训平台自主建设探索创新创业理论研究与实践(2022年17期)2022-10-13“新工科”和OBE模式下的车辆工程实践课改革汽车实用技术(2022年13期)2022-07-19新工科背景下计算机专业创新创业人才培养探究客联(2022年3期)2022-05-31试论一体化的多功能机床电气控制实训台研制海峡科技与产业(2021年1期)2021-05-22新工科背景下项目推动式教学模式的探索科技创新导报(2021年34期)2021-04-13液压课程开放式虚实结合实训教学体系的构建研究现代职业教育·中职中专(2019年1期)2019-06-11提升中职机械专业钳工实训教学有效性的几点尝试现代职业教育·高职高专(2018年5期)2018-05-14天津大学：成立全球首个新工科教育中心科学导报(2018年25期)2018-05-14EDA技术在数字电子技术实验中的应用电子技术与软件工程(2016年20期)2016-12-21EDA技术在数字电子技术教学中的探索大学教育(2016年11期)2016-11-16