基于“卓越工程师教育培养计划”的数字电子技术教学改革初探

黄川 童强

[摘要]本文以“卓越工程师教育培养计划”的实施为背景，提出了我院《数字电子技术》理论与实践课程改革的具体措施，通过在我院電子信息专业范围内实施的改革，推动了我院“卓越工程师”的教育培养计划，为进一步地探索本门课程的教学改革奠定了良好的实践基础。

[关键词]卓越工程师；教学改革；系统设计

【中图分类号】P2-4；G642.0

2010年，教育部落实国家中长期教育改革和发展规划纲要的首个重大教育改革计划——卓越工程师培养计划推出，我院以此为契机，在电子信息工程专业颁布并实施了《乐山师范学院“教改实验班”实施办法》，每个年级都成立了“卓越工程师创新实验班”。2012年，我院积极申报了四川省普通本科高等学校卓越工程师教育培养计划试点专业。本着积极落实“卓越工程师教育培养计划”这一具体目标，作者探索了“卓越工程师教育培养计划”的基本思路，提出了计划的具体内容和实施效果以及实施过程中遇到的问题。

一、数字电子技术课程教学过程中存在的问题

根据我院的开课计划，学生应在大一第一学期就完成《数字电子技术》这门课程的学习。因为在此之前学生没有接触过《电路分析》和《模拟电子技术》，所以在数字电子技术课程的学习过程中，存在以下一些问题。

1、 部分学生把握不好理论课的学习重点

课前没有好好预习，上课时没有理清老师教学的思路，单纯地指望老师能够在多媒体上展示章节的重难点。

2、 部分学生上实验课的主观能动性不强

大多数学生能够独立完成几个基础验证性实验，但是对实验中遇到的问题无法正确地解决。而且很大一部分学生无法独立完成综合设计性较强的一些实验。

3、 学习中没有进取精神

无论是理论课还是实验课，很多学生无法做到知其然并知其所以然。大多数的学生都习惯于老师的“填鸭式”教学方式，不能举一反三。

二、教学改革的初步探索

1、把握教学重点，理论与实践相结合

《数字电子技术》的课时有限，如何在有限的时间内让学生学会独立分析简单的数字电路是我们教学的重点。传统的理论课教学模式往往通过PPT的形式给学生展示课程的主要内容，让学生在课堂45分钟内学会书本上的理论知识。我们将《数字电子技术》这门课程的主要教学内容分成了三部分：逻辑代数基础、组合逻辑电路的分析与设计以及时序逻辑电路的分析与设计。从小规模的门电路和触发器出发，逐步引导学生学习中规模的编码器、译码器、计数器等等。

为了引导学生独立自主地思考问题和解决问题，我们尝试着在理论课上穿插一些数字电路的软件分析和设计。例如，当讲到用二极管构成的与门时，我们虽不能把实验台搬上讲台，但我们可以在课堂上用Multisim或Protues软件画出相应的电路图并进行现场仿真，让学生在理论课上就能直观地了解电路的构成并且学会分析。

2、加强综合设计性实验，培养学生良好的实验素质

做实验的目的一方面是为了验证已有的理论知识，另一方面是通过合理的实验设计以及操作，学会独立搭接电路的能力。在实验的过程中，还可以锻炼学生动手操作能力以及利用已学理论解决实际问题的能力等等。传统的实验教学主要是验证性实验偏多，大多数的实验都只需要学生按照书本上的要求搭接电路，通过在实验箱上进行验证从而掌握电路的基本工作原理。但是这种方法往往让学生印象不深，收获不大。在教学改革中，我们尝试性地增加了综合设计性实验的比例，比如一学期的总实验个数是8个，我们可以做4个验证性实验和4个综合设计性实验。学生通过做综合设计性实验，可以学会自行设计实验方案，独立搭接电路并进行验证。同时在实验过程中会遇到一系列的问题，通过解决这些问题，可以提高学生的工程实践素养，更进一步地培养学生的独立思考和创新能力。

3、 强化软件仿真，引入虚拟实验内容

实验课不应局限在单纯的数据测量和记录上，更应该侧重于学生能够对电路的性能进行比较，能够现场仿真，分析电路的故障从而进行电路结构的改进。尤其是有部分实验由于灵活性大，只能在软件上完成。我们在综合设计性实验中，要求学生在拿到题目的前一周自己查阅相关资料，拟定设计方案和步骤，自行选取器材，设计实验电路。为了保证成品的正确率，我们要求学生在设计好电路之后先进行软件仿真。待软件中电路的所有功能都能实现后，再进行实物的装配和调试。

4、 改革电子技术课程设计内容，培养学生创新精神

传统的电子技术课程设计一般都是老师给出一系列题目，要求所有学生在一到两周内完成自己所选题目的电路设计、装配和调试。教学改革中我们提倡学生自拟课程设计的题目，给学生充分的自主性和创新性，让学生独立选择自己感兴趣的题目。在具体实施过程中，不用等到教学实践周再布置任务，我们可以在学期中期就布置任务，由学生自由组队完成课程设计的题目。

三、达到的成效及发现的问题

通过近两年的教学改革实践，《数字电子技术》课程的学习收到了较好的教学成效。比如学生们的学习积极性提高了，同时也提前感知了电子信息工程专业今后的教学内容。通过问卷调查，对本课程的满意度也有明显的提升。但是教学改革过程中也遇到了很多问题，比如部分学生在组队完成综合设计性实验的时候有懒惰情绪，经常照抄同组人的实验结果。上理论课之前有部分学生没有预习，导致教学效果还需进一步地提高。我们还将进一步地进行教学改革，力求让这门课程的教改上升到一个新的层次。

参考文献：

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黄川（1981-- ），女，四川乐山人，2003年和2006年分别获华中科技大学本科和硕士学位。现为乐山师范学院物理与电子工程学院讲师。研究方向：纳米尺度有源器件的仿真、建模与设计