面向新工科建设的高职数字电子技术课程教学改革探研

饶星星

摘要：新工科中的“新”既指人才培养过程要有创新性，又指现工科专业要更新、创新与升级。基于新工科建设，数字电子技术课程要以培养学生综合能力、提升学生素质水平为目标进行改革。在教学中，教师要进一步明确数字电子技术课程教学目标，更新数字电子技术课程教学内容，丰富数字电子技术课程教学手段，实行项目化数字电子技术课程考核模式，以期为数字电子技术课程面向新工科的建设和发展提供有益参考。

关键词：新工科建设；数字电子技术课程；教学改革；教学内容；教学手段；教学目标；考核模式

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：1008-3561（2023）26-0117-04

基金项目：本文系江西省教育厅教改课题“深度融合‘1+X传感网应用开发证书的《嵌入式开发》课程建设研究”（编号：JXJG-20-74-8）研究成果

新工科是一个涉及面、影响面广泛的综合性工程，其内涵为以“立德树人”为导向，以“应变、塑造未来”为办学理念，改造升级传统工科专业，主动布局未来战略必争领域人才培养，加快培养新兴领域工程科技人才，构建一支具有创新创业、跨界融合、高素质的交叉复合型优秀工程技术人才队伍，改变原工程教育对学术的纯粹追求，回归到知识在现实生活中的运用层面[1]。新工科中的“新”既指在整个人才培养过程中各关键环节的改革、变化与发展要具备创新性，又指现有工科专业要通过信息化、智能化或与其他学科的渗透，实现更新、创新与升级[2]。可见，新工科教育的重心在培养新兴领域的应用型工程科技人才上。在高职教育体系，数字电子技术是一门应用性、实践性、综合性很强的基础课程。如何在数字电子技术课程教学过程中培养学生的创新思维，提高学生的实践创新能力及国际竞争力，使学生成为符合新工科时代需求的高素质毕业生，是高职教育改革的重要方向。本文结合教学实践，在分析新工科建设特点、数字电子技术课程教学存在的问题及改革必要性的基础上，重点探究面向新工科建设的高职数字电子技术课程教学改革措施。

一、新工科建设特点分析

“北京指南”“复旦共识”“天大行动”，这“三部曲”对新工科的构建和实施起到重要指引作用，指出新工科构建的方向、策略[3]。在人才培养上，新工科注重突出学生的课堂主体地位，倡导“以生为本”的理念，这就要求教师适时调整教学和考核模式，积极开展师生、生生互动，有效解决学科教学存在的缺乏创新内容、课程时间有限、教育资源匮乏等问题[4]。随着科技的发展，电子技术等与其他相关技术的交叉融合已经成为未来的发展趋势。但有的学科教材还强调内容的整体性和系统性，忽视新技术对实际生活产生的影响，所以并不适用于新工科人才培养。目前，我国很多高校已经开展基于新工科背景的学科教学改革工作，如首都师范大学、四川大学等。下面就上述高校在新工科方面的研究进行简单介绍，为后续课程教学改革策略的提出提供借鉴。首都师范大学提出“以专业知识传授、探究能力培养为主”的教学思路，开展“线上+线下”混合式教学，学生的反馈表明，教学效果良好。四川大学是全国第一个响应新工科建设的高等院校，其以建成“一流”高校为目标，不断改善办学条件，深化教学改革。在数字电子技术课程教学中，该校教师尝试以过程性评价作为切入點，将翻转课堂教学模式与小班教学、口袋实验等教学模式相结合，学生的参与程度明显提高，教学效果也更接近于预期[5]。

二、数字电子技术课程教学中存在的问题及改革的必要性

1.数字电子技术课程教学中存在的问题

数字电子技术是高校电气类、电子信息类专业的一门重要基础课程，同时也是必修课，旨在让学生了解一些简单的电路结构、原理、应用知识等，对于学生的专业成长而言具有很强的理论意义和实践意义[6]。但部分高校教师在数字电子技术课程教学中，以理论知识讲解为主，整个教学过程采用的是“填鸭式”方法，缺乏有效的指导，导致学生的参与积极性不高。另外，数字电子技术课程中的部分实验以教师示范为主，且是验证性的，没有把科学理念渗透到每一个学生心中，没有体现出学生的课堂主体地位，并缺少对学生创新能力的开发。这就导致数字电子技术学科的教学效果不理想。

2.数字电子技术课程教学改革的必要性

正因为各高校在数字电子技术课程教学中存在一些问题，所以基于新工科背景对该课程进行教学改革非常有必要。数字电子技术课程现有的教育方式，有很大改革空间。除了教师授课、学生聆听之外，是否有一种让学生自主学习的方式？在操作课程中，是否可以添加一些便于学生用手机课前预习或课后复习的视频材料？传统的教学方式过于乏味，黑板板书既单调又费时，是否有一种全新的激发学生学习兴趣的教学方式，能缩短学生的理论知识学习时间，让学生把更多时间用在实际操作或模拟实践操作上[7]？面向新工科建设，教师对课程进行改革，对教学手段进行创新，可以调动学生的学习动力，让他们感受到知识学习的乐趣，并进行积极思考，真正成为课堂教学的主体。这样，学生就可以根据自己的需要，积极探索课本知识及课外的新知识、新技能，不断提高自己的专业能力，成为符合社会需要的新型人才。

三、面向新工科建设的高职数字电子技术课程教学改革措施

1.明确数字电子技术课程教学目标

“新工科”的建设背景是高校为主动应对新一轮科技革命与产业变革，支撑服务创新驱动发展、“中国制造2025”等一系列国家战略，全力探索形成领跑全球工程教育的中国模式、中国经验，助力高等教育强国建设，促进地区经济发展、产业结构调整[8]。对此，高校要对区域内的企业进行调查，了解行业发展趋势，将专业教育目标定位于服务企业所需上。现在，新一代信息技术领域的高端技术岗位对人才的需求较大。而数字电子课程是IT专业的一门必修课程，其重要性不言而喻。在新一代IT专业中，FPGA技术人员不可或缺，但我国的FPGA技术人员非常少，大约相当于美国的十分之一。基于此，本校面向新工科建设，提出以“基础FPGA开发”为核心，以适应“区域经济与科技发展需求为导向”的数字电子技术课程教学目标。教师将学生的能力提升作为专业人才培养的切入点，明确可利用的网络资源，对现有教育框架进行调整，适当增加实践活动的比重，并确保学生有足够的时间对所学的知识展开自主探究[9]。而要想真正落实教学目标，教师就要加强沟通和协作，全程参与学生的学习过程。一方面，当学生产生疑问时，教师要及时予以指导、解答。另一方面，教师要针对学生在各学习阶段产生的困惑、出现的问题，采取相应的交流协作方式和策略，积极帮助学生解决问题或提供可借鉴的方法，促使学生不断提高专业素养，成长为符合新工科要求的创新型卓越工程科技人才。

2.更新数字电子技术课程教学内容

传统的数字电子技术课程在教学内容设置上，主要侧重于理论知识的教学，导致学生的实践能力缺乏，且所掌握的知识比较“陈旧”，不符合信息时代的发展要求[10]。为与新工科培养目标保持一致，本校在数字电子技术课程中增加软件模拟、FPGA电路开发、VHDL语言等方面的教学内容，并对原教材内容进行适当删减，以减轻学生的学习负担。基于新工科背景的数字电子技术课程内容，除了能确保学生掌握数字电子技术的基本理论知识外，还可让学生对当前的技术发展、对相关企业的人才需求有深刻的认识，并进行积极实践。具体而言，数字电子技术课程知识点如下。

以数字电子技术课程第一章第一节“逻辑函数基础———数字信号与数制”为例。该章节为课程入门的介绍，教师在教学过程中可采取传统教学方式，增加对相关技术发展的说明，并适当减少数制转换、公式化等内容，以此让学生在初步认识该课程时便能将“新工科”理念牢记于心。再以第二章第一节“Matlab仿真技术———仿真模块Simulation”的介绍为例。该章节要求学生掌握Simulation模块中的信号发生器、示波器以及逻辑门的具体使用方式，能够对简单电路进行仿真操作，并用示波器实现对输入与输出逻辑关系的观察[11]。在教学中，教师可借助仿真软件开展教学，以此让学生能够更加直观地感受到课程内容，从而对Simulation模块进行深刻了解。第四章第三节“触发器与时序逻辑电路———时序逻辑电路的设计”要求学生了解基本触发的构造与作用，并能对时序逻辑电路进行分析。在教学中，教师可采用传统教学方法引导学生进行触发的思考，然后利用模拟程序，让学生对自己的推测进行验证。

3.丰富数字电子技术课程教学手段

《教育部办公厅关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知》指出，要充分发挥新工科研究与实践项目群的平台作用，这为高校开展新工科建设提供了依据。基于新工科背景，在數字电子技术课程教学中，教师可将基础知识、仿真技术等相结合，利用多样化教学方式，让知识变得更加具象化，以此降低知识的理解难度，提高学生对基础知识的掌握水平。例如，Matlab等模拟软件可帮助学生更好地了解芯片结构，提高学生对逻辑电路的认识以及电路设计能力。在具体教学中，教师可将FPGA开发板作为重点，选择不同的实验平台，或者多平台联动进行教学，培养学生对知识的综合运用能力，丰富学生的VHDL编程经验。基于信息技术的发展，众多优质教育平台被应用于学科教学中，对教与学效率的提升起到积极促进作用。这其中，MOOC和SPOC的使用频率和适用范围具有较大优势，在实际应用中，教师可根据教学条件、教学要求以及教学目标选择相应的教学平台发布课程内容。以教学视频发布为例，教师要广泛搜集有关素材，并对教学内容进行适当压缩，以突出教学重点，一方面要兼顾一般性知识和专业知识，另一方面要保留核心知识，在保证知识连续性和独立性的基础上，将与学习关联性并不紧密的部分剥离，然后选择MOOC或SPOC平台发布，为学生自由选择某节课程的知识点进行深入学习提供便利。目前，本校基于以上模式制作的“综合实践课程”线上教学视频已经正式运用，为新工科背景下的数字电子技术课程创新性发展提供了有力支撑。

在制作教学视频的时候，教师要注重多种教学手段的综合运用。首先，要根据学生的实际情况，借助网络搜集教学资源并整合，使教学视频内容呈现出“基本—强化—扩展”的层级递进关系，确保每个学生都能找到符合自己需要的学习资源。其次，可综合利用板书、音频、动画等多种教学手段，调动学生学习的积极性。最后，在选择思考性题目的时候，要先了解学生的具体学情，然后遵循分层思想，让学生主动探索学习内容，实现更深层次理解。

要想取得理想的教学效果，教师在选择教学手段时还要遵循以下几个步骤，有序进行。第一个步骤就是教与学的沟通。在制作教学视频时，教师要先了解学生在学习中存在的困惑、疑问，然后将这些问题归类，找出其中的共性问题，从而确定授课要点，以此扫清学生在学习中的障碍。在答疑解惑的过程中，教师可借助典型事例，实现新旧知识的有效链接，激发学生的探究兴趣，促使学生自主钻研。第二个步骤是以团队为单位进行知识探究。教师可把班级学生以一定标准分成若干个小组，每个小组的人数要相等，为3个～4个，让学生以小组为单位展开重难点知识探究。探究模式可由团队成员自主决定，如分工合作，或先独立研究再分工合作等。在条件允许的情况下，学生可使用实验盒来进行实验。在此需要指出的是，在决定团队探究的课题时，教师应与相关专业的其他教师进行交流，以保证课题不会出现冲突、重复。这样不仅可使学生掌握数字电子技术课程的相关知识，还可为学生进行其他专业课程学习奠定基础。课程结束后，学生要自主完成学习报告的制作，如将学习报告制作成PPT形式。在这一过程中，师生可通过线上平台进行沟通和交流，如上传视频、资料，讨论学习报告等。丰富的教学手段，可使学生扎实掌握数字电子技术课程知识，促进数字电子技术课程教学有效性的提升。

4.实行项目化数字电子技术课程考核模式

在新工科建设中，传统的考核方式已无法满足课程改革需要。数字电子技术课程的考核可采用“课题”的项目化考核方式，对新一代计算机应用技术人才进行全面、系统测试。这种考核方式可整合课程教学中的各种知识点，真实体现学生对知识的掌握情况。同时，“课题”的项目化考核方式对学生的自学能力和动手能力也有很大锻炼作用。学生可自主解决预习环节遇到的问题，记录课堂上的学习难点，自行整理学习成果，从而深化对所学内容的理解。教师的工作，就是在课堂上指导学生理顺思维，将理论知识转化为实际技能。由于数字电子技术课程的知识体系比较复杂，因此，仅仅依靠课上的时间很难确保教学质量。在这种情况下，教师可以把课堂教学内容延伸到课外，并灵活对此项内容进行考核。例如，在进行电路设计的时候，学生可基于课上学习内容，在课后使用Multisim等软件，独立完成实践内容的模拟和调试。对学生的创新行为，教师要给予鼓励并作出评价，进一步激发学生的创新动力，提升学生的自主学习能力。

反馈评价环节的执行主体既可是教师，也可是学生。教师的评价以学生学习过程中的表现为主，而学生的评价可采取自评或互评的方式，围绕任务完成情况进行。评估的重点是向过程倾斜，以此让教师更好地了解学生对知识的掌握情况，并根据学生的学情，进行针对性的指导，确保每个学生都能够达到既定的学习目标。另外，在对学生的学习成果进行评价时，教师要综合考虑学生的学习情况，合理调整课堂测试以及期中、期末考试成绩在评价中的比重，并参考小组讨论、撰写报告等因素，从而有效激发学生的学习热情。

四、结语

数字电子技术课程作为电子、电气专业的基础课程，要基于新工科背景进行改革，形成全新的教学模式，积极提升人才培养质量，以此为其他学科改革提供借鉴。在数字电子技术课程教学中，教师可根据新工科的建设特点，进一步明确教学目标，更新教学内容，丰富教学手段，采取项目化考核模式，深入开展新工科研究与实践，培养适应和引领新一轮科技革命和产业变革的卓越工程科技人才。

参考文献：

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Exploration and Research of the Teaching Reform of Digital Electronic Technology Course in Higher Vocational Education for the Construction of New Engineering Courses

Rao Xingxing

（School of Information Engineering， Jiangxi Technical College of Manufacturing， Nanchang 330095， China）

Abstract： "New" in the new engineering field not only refers to the need for innovation in the talent cultivation process， but also refers to the updating， innovation， and upgrading of current engineering majors. Based on the construction of new engineering disciplines， the digital electronic technology curriculum should be reformed with the goal of cultivating students comprehensive abilities and improving their quality level. In teaching， teachers should further clarify the teaching objectives of the digital electronic technology course， update the teaching content of the digital electronic technology course， enrich the teaching methods of the digital electronic technology course， implement a project-based digital electronic technology course assessment model， in order to provide useful references for the construction and development of the digital electronic technology course towards new engineering subjects.

Key words： new engineering construction； digital electronic technology course； teaching reform； teaching content； teaching methods；teachingobjectives； assessmentmode