王玉辉　邱田会

摘  要：培养大学生的科研、创新、实践等综合能力必须改革传统的课堂授课模式。为高效提升课堂教学的质量，该文拟从高校的专业基础课数字电子技术课程入手展开研究，从课程地位、教学现状、课堂教学改革措施、创新特色和教学效果等多方面进行分析和论述，并提出后续改进方案和教学设想。一系列的改革方法为课堂教学开辟一种全新思维和途径，可以为其他高校的课堂改革提供借鉴和参考。

关键词：数字电子技术；课堂教学改革；高校；能力培养；教学质量

中图分类号：G640        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）04-0139-04

Abstract： The traditional classroom teaching mode must be reformed for cultivate the students' comprehensive abilities of scientific research， innovation and practice. In order to effectively improve the quality of classroom teaching， this paper intends to start with the Digital Electronic Technology course， a professional basic course in colleges and universities， analyzes and discusses the course status， teaching status， classroom teaching reform measures， innovative features， teaching effects and other aspects， and puts forward the subsequent improvement plan and teaching ideas. A series of reform methods have opened up a brand-new thinking and way for classroom teaching， which can provide reference for other universities' classroom reform.

Keywords： Digital Electronic Technology; classroom teaching reform; college; ability training; teaching quality

生活中，随处可见手机、电脑、电视和数码相机等，其在时刻提醒我们已经进入一个数字化的发展时代，而这个数字化时代的基础就是数字电子技术。数字电子技术是自动控制、电子信息、通信工程和应用物理学等众多专业本科生必修的主干课程。随着技术进步和时代发展，该课程在整个课程体系中的地位和作用也越来越重要。在当今现实世界中，数字技术已经将曾经互不相连的知识领域融为一体，并且还将以强大的内驱力继续整合整个工业体系。

一  课程教学目标

青岛理工大学是理工结合的应用研究型大学，其应用物理学专业是山东省第一批一流建设专业。该专业要培养能够将物理学应用于现代高新技术和社会各领域的复合应用型人才。基于这样的培养目标，作为本专业的必修主干课，数字电子技术课程的教学目标如下。

知识目标：掌握数字电子技术的基本理论、基本原理、学习分析并设计数字系统的基本方法、基本操作和实验技能，并奠定进一步学习电子技术及其专业课的基础。

能力目标：能够完成数字电路的设计与制作；能够进行数字电路的调试；能够进行数字电路的综合应用。

素质目标：培养学生规范操作的职业道德和素养；培养良好的沟通和协作能力；培养扎实肯干、独立学习的良好习惯；培养勇敢担当、勇承重载的使命和责任感。

本课程的先修课程为电路原理、模拟电子技术基础，后续课程为EDA技术、电路设计与仿真、数据采集与处理等。

二  教学现状及存在问题

在教学设计中，我们考虑到，当今，课程与课堂教学改革亟待解决的重点问题：比如，教学方法单一，多媒体授课“满堂灌”；再者，死守课本，照本宣科，课堂气氛沉闷；以及课程成绩评定“一刀切”“一张卷子定生死”等。无疑，这种传统的讲授和教学模式是枯燥乏味的，学生慢慢就会失去学习的欲望和动力。而机械的考核方式也会让学生感到麻木和反感。

针对这样的问题，数字电子技术的课程团队改革了课堂教学模式。基本思路就是将传统课堂授课模式下的理论先行、理论为主、以教师为中心转变到能力提升、以学生为中心、教师引导的轨道上来。

三  教学改革措施

近年来，课程团队基于OBE教学理念，根据专业和课程目标确定教学内容和方法。构建“课堂活起来，学生忙起来，教学严起来”的生机勃勃的优质、高效课堂。

（一）  从高校专业特点出发，打造符合理科学生的课程讲授新思路、新高度

数字电子技术课程是理工科学生的一门重要专业基础课，人工智能、电子信息、自动化和通信工程等高校专业均开设此课。目前，国家大力支持微电子、集成电路行业，有很多的应用物理学专业本科生选择攻读微电子、集成电路设计等专业研究生。因此，在课堂讲授的过程中潜移默化渗透微电子的相关知识点，为学生深造奠定坚实的专业基础。在讲授时，适当加入半导体物理器件、集成电路工艺、集成电路設计等相关内容。高校其他专业也可以结合自身特点进行合理的内容插接和革新。

（二）  授课过程中灵活采用多种教学方法

灵活采用启发式、案例式、讨论式、探究式、做中学和做中悟等多种教学方法，引导学生在观察、讨论、研究中多方面、多层次学习并理解书本知识、解决实际问题。启发并引导学生在学习中注重观察现象、发现问题，并透过表面，追溯其根本，从而调动学生的主观能动性，培养并提高学生的探索能力和创新意识。例如，在学习异步时序逻辑电路的设计方法时，针对具体设计过程，学生们展开了激烈争论，一番面红耳赤的唇枪舌战后，留下的是对知识无尽的探索和对学习兴趣的提高。学生从一开始的你推我让到后面的你争我辩，以及茅塞顿开后的将士般“握手言和”，课堂气氛活跃了，教学效果也就此提高。学生对于这种新型的“活跃”教学模式，从一开始的排斥、胆怯、接受、喜欢到狂热，必有一个过程，教师要坚持，不能轻易放弃。

（三）  用项目驱动法代替传统的填鸭式教学方法

数字电子技术的课程特点是理论性和实践性均比较强，学习过程中，有部分内容难免感到枯燥，如果能在理論学习中结合实战演练，学习成效必将事半功倍[1]。因此，在教学过程中，结合教学进度，设计了多个实际项目，难度上也是力争“跳一跳，才能够得着”。同时还需要兼顾项目训练中的系统性和完整性。

课堂中选取三人表决器、四路抢答器、秒表和彩灯控制电路等四个项目作为核心实践项目（表1），是源于这四个实践项目在生活中随处可见，实用性强，又能够将数字电子技术课程的书本内容巧妙穿插，在难度上实现逐层递进，相得益彰[2]（表1）。

以项目做驱动，提升了学生的动手能力和创新能力。图1为学生在学过门电路、组合电路和触发器部分的课堂内容后，自行设计的四人抢答器模块电路图。

（四）  引入思政教育元素

通过在数字电子技术课堂授课教学中引入思想政治教育，主动促进专业教育与思政教育的有机融合[3]。例如，在讲授半导体存储器时，介绍科学家的先进事迹，引导学生潜心钻研，刻苦求学，为祖国科技发展建功立业；穿插众所周知的中兴和华为事件，感受自主创新的重要性。在讲述数字信号基础内容时，引入5G时代新模式的开启与智能手机的发展。在讲述基本逻辑门电路时，通过二极管的雪崩击穿现象，可以让学生懂得量变引起质变的道理，在学习生活中也要厚积薄发，尊重和利用事物的客观发展规律[4]。

（五）  利用现代信息技术为教学服务

学生上课可以带笔记本电脑，教师根据课程安排，增加随堂实践内容，利用计算机仿真工具MULTISIM软件完成电路搭建与仿真，实时观察电路动作特点及动态过程，实现“做中学、学中做”，教师要善于引导学生通过实践观察和思考。同时也能将书本知识与生活实践紧密相连，做到活学活用。图2为学生在课堂中完成的秒表项目。（六）  教材革新

为适应新形势下高校教学发展态势，课程团队果断放弃了传统的单纯文字教材[5]，转而选择新形态教材作为授课使用的主要教材，由张民教授主编、中国石油大学出版社出版的《数字电子技术》课本，利用文本与视频相结合的形式，让学生感到耳目一新的同时，也提升了学习兴趣。

（七）  科学改进学业评价方式

试推全过程、多层次的学业评价，构建面向能力考核的过程性评价体系。放弃期末“一卷定生死”的呆板考核方式，推行新式全过程学业评价，从而能够更加科学合理地评测学生的学习效果[6]。

推行“非标准答案”考核方式。大多数高校里类似数字电子技术这样的专业基础课程，考核方法都采用平时成绩加学期末闭卷考试的传统形式。而平时成绩就由作业、考勤等环节组成，学生间的区分度很小。

基于此，必须改变“一张卷子定生死”的考核现状。推行多形式、多阶段的考核方式。

打破传统“一考定成绩”的考试方式势在必行。进行学业评价方式的改革和完善，基于形成性评价理念，注重过程考核，将能力考核作为重点。数字电子技术课程，包含期末考试、实验、线上教学、设计、讨论、项目和作业等考核环节。严把各环节教学质量，且具有足够的区分度，不要流于形式，停于表面。课程的过程考核建议次数不少于4次，期末考试成绩权重占比50%，期末考试成绩最低分在50分及以上为及格（表2）。

依据课程内容和教学的切实需要，采取灵活的考核方式。标准答案与非标准答案可以相互结合。通过创新小论文、项目设计、阶段考核、完成态度、案例分析和随堂测验等方式，寻求开放性答案、创新式考试的这种非标准答案的考核方式，把考察的重点放在学生能否综合运用所学理论知识，灵活分析并逐步解决实际问题的能力，引导学生自主学习，突破传统的高分却低能现象。

四  创新特色

首先，革新课程内容，适当渗透微电子技术、集成电路设计等学科元素。为应用物理学专业等理科学生学习该课程探索一条新的思路和方法。

其次，在课堂教学中将讨论法、探究法、提问法等多种教学方法结合。有计划、有针对性地对某些重要知识点提出了深入地讨论和探究。

再次，采用项目驱动法服务教学。真正将“学以致考”切换为“学以致用”。另外，科学改进评价体系。改掉传统期末考试“一刀切”现象。

最后，将思政教育元素融入专业课程的教育体系。培养良好的职业素养，育人与育才相结合，真正实现“为党育人、为国育才”。

五  教学效果

在知识、能力、素质方面，培养并提高了学生的实践创新能力。学生的思维和创新意识得到激发，同时职业素养得以提升。目前，改革成果已初步显现：从几个学期的成绩分布统计可见，成绩有所提高。另外，越来越多的学生有热情、有兴趣积极参与到各种学科竞赛中，并获得多种奖项。同时，部分优秀同学主动加入到教师科研课题组，在导师的引领下，科研思维和科研意识逐步提高，他们正拾级而上，稳步走上科研之路。

教师能力发展方面，师生共同进步。近年来，科研、教学团队工作积极，科研、教研能力均有所提升。同时，用科研、教研成果反哺教学，将科研优势与学术资源转变为教学优势。二者相互促进，共同提高，形成良性的科、教共同体，最终，受益于学生。图3为部分师生成果。

六  总结及教学反思

1）课堂改革是一项持之以恒的系统工程，教师要积极转变传统思想观念，跟随时代的发展脚步。由于教学方法、教学手段以及教学观念都不会一成不变，而是在不断更新，因此，全体教师和学生都需要将层出不穷的新知识与书本固有知识紧密结合[7]。停滞不前就等于退步。应该积极利用网络技术和资源，做到线下、线上混合式教学。将信息技术与课堂讲授深度融合，从而摆脱课堂授课的时间和地域限制，精益求精打造金课。

2）进一步科学完善系统化、多元化评价体系，使之更合理。比如可以针对完成的项目进行学生间自评、互评，将成绩客观地纳入总成绩因子中。

3）探索学科竞赛及项目训练的“传帮带”模式，指导教师精力有限，可以充分调动学生间互帮互助，培养学生的责任感、成就感和团队协作精神。

总之，课堂是高校教师的第一主战场，其既是教师传道、授业、解惑的主要载体，也是师生之间传递信息、交往互动、完善自我的空间场合。有效的课堂组织、高效的课堂活动是课堂成功与否的关键所在。只有充分挖掘和发挥这一重要堡垒，才能培养高质量人才，培養有能力的国之人才。当然，对数字电子技术课程的全方位改革还在进行中，一系列的教改方法也适用于其他高校同类课程中，具有可复制性。

参考文献：

[1] 龚鹏剑.新工科产教融合研究性课堂教学改革的路径探讨[J].教育教学论坛，2022（3）：1-4.

[2] 张晓波.浅谈项目驱动法在数字电路课程中的应用[J].价值工程，2018（7）：233-235.

[3] 金光，段占强，张宝迪.高校本科《功能材料》课程课堂教学改革实践探索[J].科教论坛，2021（6）：70-72.

[4] 梁香青.思政教育融入经济学原理教学框架探索[J].大学教育，2022（5）：138-141.

[5] 陆德光，邓海峰.基于能力本位的“机械制造工艺”课堂教学模式改革探索[J].农业化综合研究，2022（7）：166-168.

[6] 于万霞，刘献民，杨旭，等.《EDA技术》课程教学改革探讨[J].教育教学论坛，2020（2）：32-233.

[7] 杨帆，安晶晶.“以本为本，回归课堂”——高校教师教学质量提升策略研究[J].大学教育，2022（4）：215-218.

基金项目：教育部2018年第二批产学合作协同育人项目“青岛理工大学嵌入式技术实践条件和实践基地建设”（201802243013，主持人为王玉辉）；教育部2019年第二批产学合作协同育人项目“基于FPGA的教学内容和课程体系改革”（201902069007，主持人为王玉辉）；2021年山东省本科教学改革研究项目“‘以学定教、以研促学、以思育人’——应用物理学一流专业建设与实践”（M2021050，主持人为王玉辉）；2022年山东省本科教学改革研究项目“多维协同、知行并重、高阶开放，基础学科应用创新人才培养模式的改革与实践”（Z2022003，主持人为邱田会）；2022年青岛理工大学研究生教育教学改革研究项目“立德树人视域下普通高校研究生思政教育的探索与实践”（Y032022-023，主持人为邱田会）；2022年青岛理工大学本科教学改革与研究项目“依托高校科研实验室的创新人才培养模式的探索与实践”（F2022-065，主持人为邱田会）

第一作者简介：王玉辉（1973-），女，汉族，河北乐亭人，博士，副教授。研究方向为嵌入式技术及其相关领域研究与应用。