甘 露，劉小明，陶文海

（安徽師范大學物理與電子信息學院，安徽 蕪湖 241002）

1 問題分析

傳統(tǒng)課程教學面臨的最大問題就是理論和實踐脫節(jié)，理論課上更多地是講授邏輯代數(shù)基礎(chǔ)，數(shù)字電路的分析與設計原理，典型電路的工作原理和中小規(guī)模集成芯片簡介等，缺乏其在實際數(shù)字系統(tǒng)中的應用，使得學生遇到具體問題時不知如何下手，缺乏對于所學知識的實踐運用能力。同時教材的原有內(nèi)容不夠新穎，跟不上數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，沒有反映數(shù)字技術(shù)的最新發(fā)展成果。

另外，作為專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程直面就業(yè)、考研和競賽，對教學內(nèi)容的合理安排提出了更高的要求。而傳統(tǒng)的大班教學模式，由于課程內(nèi)容多而學時少，教師在課堂教學中不能兼顧不同層次學生的學習情況，造成了部分學生“吃不飽”、部分學生“消化不了”的問題；同時，學生遇到問題不方便和教師及時溝通不利于教學的持續(xù)改進。

2 教學創(chuàng)新

針對上述課程教學過程中的“痛點”問題，以“以實例為引，帶動實踐能力提升”為創(chuàng)新理念，從教學目標、教學內(nèi)容、教學模式與方法、教學評價等方面進行課程創(chuàng)新。

2.1 教學目標

課程目標1：掌握數(shù)字電子技術(shù)的基本概念、基本理論、基本知識和基本應用以及數(shù)字電路的基本分析和設計方法；培養(yǎng)數(shù)字電子技術(shù)實驗和實踐技能，系統(tǒng)掌握數(shù)字邏輯電路的實際分析、設計、測試和應用等能力。

課程目標2：具備綜合運用數(shù)字電路基礎(chǔ)理論和技術(shù)手段，分析并解決工程實際問題的能力；提高學生分析解決數(shù)字系統(tǒng)工程中實際問題的能力，為進一步研究和從事數(shù)字系統(tǒng)應用開發(fā)和工程實踐提供良好的基礎(chǔ)和參考。

課程目標3：具有創(chuàng)新意識，具備對新產(chǎn)品、新工藝和新技術(shù)進行研究、開發(fā)和設計的初步能力；建立愛國情懷與擔當意識、強化社會責任感，努力成為有理想、有本領(lǐng)、有擔當?shù)臅r代新人。

2.2 教學內(nèi)容

2.2.1 教學內(nèi)容實例化

針對教學內(nèi)容理論脫離實際的問題，在新課的導入環(huán)節(jié)，典型電路、集成芯片的應用環(huán)節(jié)中引入實例，如現(xiàn)實生活中學生熟悉的數(shù)字電路，以及數(shù)字電路在重大科學工程中的應用實例。一方面，讓學生了解數(shù)字電路在各行各業(yè)中的典型應用，幫助學習理解電路的原理；另一方面為學生提供了一種模仿和借鑒的范例，增強學生的感性認識，有助于提高學生分析問題和解決問題的能力。如在講解編碼的過程中，以身份證、學號為例，幫助學生理解編碼規(guī)則；在組合電路分析和設計的講解過程中，以投票表決器，智能家居中的多路控制等生活中的實例作為典型例題；在數(shù)據(jù)選擇器的講解過程中，通過分析通信傳輸過程中的硬件成本問題，幫助學生理解數(shù)據(jù)選擇器的工作原理以及應用場景；在計數(shù)器的講解過程中，啟發(fā)學生發(fā)掘生活中的計數(shù)器，從不同應用場景中的不同計數(shù)器歸納總結(jié)計數(shù)器的原理和功能。

2.2.2 教學內(nèi)容系統(tǒng)化

數(shù)字電子技術(shù)課程內(nèi)容多而雜，既有邏輯代數(shù)基本理論，也有各類電路的分析設計方法，還有集成器件的應用。傳統(tǒng)的教學過程更注重單個知識點的講解，而忽略了知識點之間的系統(tǒng)性，不利于學生從系統(tǒng)的角度分析和解決問題。因此，結(jié)合技術(shù)發(fā)展對知識點進行梳理精簡，刪除陳舊的知識點（如門電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)），將精簡后的知識點通過具體案例進行串聯(lián)重構(gòu)，形成系統(tǒng)化的知識網(wǎng)絡。如以二進制算數(shù)運算為例，首先通過具體的計算實例分析二進制四則運算的特點，引導學生總結(jié)規(guī)律，二進制的四則運算可以統(tǒng)一為加法和移位操作，而加法可以通過組合電路中的加法器來實現(xiàn)，移位可以通過時序電路中的移位寄存器來實現(xiàn)，從而實現(xiàn)對不同章節(jié)知識點的串聯(lián)，幫助學生建立系統(tǒng)化的分析方法。

2.2.3 教學內(nèi)容思政化

“新工科”與“課程思政”相結(jié)合是當前工科大學生能力培養(yǎng)及思想教育的新趨勢。課程教學要圍繞著新工科核心素養(yǎng)與社會主義核心價值觀課程思政進行統(tǒng)一教學，同時還要結(jié)合《數(shù)字電子技術(shù)》課程的具體內(nèi)容，達到課程知識體系、新工科核心素養(yǎng)培養(yǎng)與課程思政社會主義核心價值觀協(xié)同育人的目的。這就需要我們深入發(fā)掘了專業(yè)課程的思政教育資源，將思政之“鹽”，融于課程之“湯”，形成思政融入專業(yè)、專業(yè)支撐思政的局面。積極探索、深入挖掘和拓展課程中所蘊含的思政元素，尋找思政與專業(yè)知識點相結(jié)合的契合點，拓寬思政元素與專業(yè)知識的有機融入。具體內(nèi)容如表1所示。

2.3 教學模式與方法

2.3.1 線上線下混合式教學

針對課程內(nèi)容多課時少，大班教學的問題，采用線上線下混合教學模式，利用超星學習通平臺，建立課程線上資源。建設的線上資源包括國家級精品在線開放課程、習題庫、重難點突破專題微課、擴展知識庫等，其中習題庫又細分為基礎(chǔ)習題庫、進階習題庫、考研試題庫、競賽題庫等。

通過線上平臺，實現(xiàn)課前預習、課中智慧教學、課后復習、作業(yè)提交等教學過程，將部分基礎(chǔ)內(nèi)容放在線上供學生自主學習，而教師在線下課程中進行總結(jié)、討論、答疑等教學環(huán)節(jié)。同時利用超星學習通平臺對學生的學習進行過程性評價。

另外，通過對線上資源進行層次分化，如基礎(chǔ)資源，進階資源，方便不同層次的學生進行自主學習，最大限度兼顧不同層次學生的學習情況。同時把握學生習慣通過網(wǎng)絡交流的特性，利用線上平臺進行即時溝通，第一時間獲取學生對于教學情況的反饋意見，從而及時調(diào)整線下教學，形成一個反饋-改進的閉環(huán)式教學過程。

2.3.2 演示實驗進課堂本課程除理論教學外，還配有實驗教學，目前普遍采用的教學模式是理論課和實驗課分離，這種分離一定程度上同時影響理論課和實驗教學的效果，理論課上學生得不到直觀的感受，實驗課上老師需要對基本理論進行重復講解。為了增加理論和實踐的結(jié)合性，將部分方便演示的實驗內(nèi)容通過便攜式實驗箱搬上理論課講臺，在學習理論知識的同時，即時利用直觀的實驗現(xiàn)象加深學生對于基本理論的理解。對于相對復雜，不方便利用便攜式實驗箱即時演示的實驗，也可以通過錄制實驗視頻的方式，將實驗過程及結(jié)果通過多媒體課件的方式呈現(xiàn)。對于實驗教學，充分調(diào)動實驗資源建立開放實驗室。將實驗講解內(nèi)容錄成微課，供學生實驗前預習，學生可根據(jù)自身情況自主選擇實驗時間，預約開放實驗室，提高實驗效率。

2.3.3 以賽促學

參加競賽可有效提高學生的實踐動手能力、現(xiàn)場應變能力、創(chuàng)新設計能力；指導競賽可使教師與前沿技術(shù)接軌，更新知識體系，調(diào)整教學方式方法；備賽過程，教師和學生接觸歷年競賽賽題和模擬賽題，可充實課程內(nèi)容。《數(shù)字電子技術(shù)》課程直接面向“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術(shù)科技作品競賽、全國大學生電子設計大賽，全國大學生智能汽車競賽等高水平賽事，通過組織、培訓學生參加各類相關(guān)競賽，促進學生實踐能力、分析問題解決問題能力的提升。同時，也可以將競賽題目作為案例引入到課堂教學過程中。

除了各類競賽，大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目也是提升學生實踐創(chuàng)新能力的重要手段。以專業(yè)技術(shù)為依托，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練從專業(yè)基礎(chǔ)課中開始滲透，在課程的教學過程中，通過貼近生產(chǎn)和生活實踐的項目，讓學生分組完成項目規(guī)劃、設計與實施，在實現(xiàn)學生自我專業(yè)學習的同時，對其創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力進行訓練，并鼓勵其進一步挖掘項目的市場價值與社會價值，在此基礎(chǔ)上鼓勵申報大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。

2.4 教學評價

課程評價采用定性評價和定量評價、過程性評價與期末考試評價相結(jié)合的多元化評價形式進行。為實現(xiàn)課程教學目標，本門課程考核方式及要求為：過程性評價占總成績的40%，期末考試評價占總成績的60%。

2.4.1 定性評價

定性評價在學期結(jié)束時通過問卷調(diào)查、課程教學座談會等形成完成。問卷的設計主要針對各課程目標的達成情況，座談會主要為了解班級整體的學習效果和整個課程目標的達成情況。問卷調(diào)查、課程教學座談會還可以征求學生對本課程教學的意見與建議，以便持續(xù)改進。

2.4.2 定量評價

定量評價分為過程性評價和期末考試，過程性評價又進一步細分為平時表現(xiàn)（包括線上線下）、課程作業(yè)、階段測試等，具體內(nèi)容如表2所示。

3 成果輻射推廣

3.1 教學成果

通過課程創(chuàng)新，本課程獲省級精品線下開放課程，校級混合式教學研究課程項目資助；教學團隊教師多人次獲校級教壇新秀、課堂教學優(yōu)秀獎、青年教師教學基本功大賽一等獎等榮譽稱號。

3.2 學生反饋

主講教師的學生測評分，歷年居學院前列。通過對學生的隨機訪談和問卷調(diào)查，深入了解學生對教改效果的客觀評價。調(diào)查結(jié)果表明本課程教學創(chuàng)新能夠激發(fā)學生的學習興趣，深化了學生對知識的系統(tǒng)化理解，提高了學生分析問題、解決問題的實踐能力。教學團隊指導學生參加電子設計大賽、智能車大賽等學科競賽，近年來獲16項國家級獎項，同時獲批國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目12項，并有逐年增加的趨勢。

3.3 輻射推廣

本課程的教學創(chuàng)新為同教研室的其他課程提供了思路和借鑒，形成了積極探索教學創(chuàng)新的良好氛圍，教研室近年來獲批多項省級質(zhì)量工程教學研究項目和課程建設項目。另外，本課程的教學創(chuàng)新方法也可以作為同類課程教學之參考。

4 結(jié)束語

為了實現(xiàn)“新工科”滿足未來新產(chǎn)業(yè)新技術(shù)需要的，具有實踐創(chuàng)新能力、動態(tài)適應能力、高技能高素質(zhì)的交叉復合型科技人才的培養(yǎng)目標，我們以“以實例為引，帶動實踐能力提升”為創(chuàng)新理念，對《數(shù)字電子技術(shù)》課程的教學內(nèi)容、教學模式與方法、教學評價等環(huán)節(jié)進行了一系列改革和探索。雖然取得了一定的教學效果，但是課程改革是一項長期的系統(tǒng)工程，需要任課教師對課程內(nèi)容和教學方法進行不斷的研究和完善，才能更好的激發(fā)學生的學習興趣和實踐動手能力，從而提高教學效果，培養(yǎng)出適應現(xiàn)代化社會發(fā)展的新型人才。