SCI论文（www.lunwensci.com）:
摘要：基于我国创新驱动发展的新经济对工程科技人才的需求，对应用型本科数字电子技术课程教学从创新理念、创新模式和创新体系几个方面进行改革与实践。实现了学生动手能力的提高，培养了学生解决实际问题的能力和创新精神。
关键词：应用型本科；数字电子技术；教学改革
本文引用格式：孙志雄,等.应用型本科数字电子技术课程教学改革与实践[J].教育现代化,2019,6(09):36-38,45.
当前，我国推动创新驱动发展，新工科创新理念的提出，为电子信息类专业的发展及课程改革提出了新的方向和契机。为了适应新工科背景下的应用型人才培养要求，我校电子信息科学与技术专业在统筹专业建设发展的基础上，通过开展以数字电子技术等课程的教学改革与实践，以探索新工科背景下学生动手能力和创新精神的培养，为培养高水平的应用型工程技术人才提供支撑[1]。
一应用型数字电子技术理论教学的创新理念
（一）传统课堂教学存在的问题
数字电子技术是电子信息类专业的一门必修的专业基础课，课程通过对数字电子技术的基本原理的学习，使学生能够掌握数字电路的分析、设计及应用方法。该课程对于学好后续的专业课程以及提高学生的工程实践能力有极其重要的作用。在传统的理论教学中，教师扮演着课堂教学的主体角色，学生处于被动受教的地位。教师所使用的教学方法也是普通的PPT课件演示、板书等教学方式。学生在整个课程学习过程中缺少自主思考和探究的过程，无法形成对课程知识的独立思考和完整链接。
（二）创新型课堂教学的尝试
为了克服传统课堂教学的缺点，提高理论教学的质量，就需要创新课堂教学理念。我们认为每一次课堂教学，就像魔术师的一次表演，表演能不能成功，可以总结为“问题能不能吸引人、表演能不能打动人、演出后能不能激发人”三个阶段。为了达到魔术表演的效果，在数字电子技术课程的教学中，我们主要做了几点尝试：（1）引入生活实际，精心设计问题导入。比如在讲解组合逻辑设计时，引入“如果有一盏灯，可以通过多个开关任意控制，这样的电路怎样设计呢？”（2）课堂教学过程贯穿问题解决。问题提出了，学生思考了，提出了解决方案，这个时候就需要验证。因此，我们制作了便携式演示电路板，并结合数字电路仿真软件Multisim进行课堂教学，这样就可以把问题的分析与解决具体化。（3）举一反三，让学生尝试解决更多的生活问题[2]。这样，从生活中来，到生活中去，课堂教学的过程变得有趣了，学生的知识与技能也容易掌握了。
二应用型数字电子技术实践教学的创新模式
（一）目标导向和项目教学的有机结合，促进学生学习数字电路的兴趣
任何的教学，如果没有目标，那是盲目的，如果没有任务，那是空虚的，而要将目标与任务完美的结合，项目式的教学是必须的。在数字电子技术的实践教学中，我们的目标是让学生熟练掌握组合和时序逻辑电路的应用，这个目标可以通过数字电子钟等设计任务实现。而数字电子钟的设计任务可以分解为能产生秒计时等矩形脉冲的振荡电路，能完成时、分、秒计数的24进制和60进制计数器，能进行整点报时或闹铃的扬声器驱动电路等项目[3]。
利用这样的目标导向教学形式，并将学生每三个同学组成一个团队去完成，一方面可以培养学生团队协作的精神，另一方面也可以克服单个学生对设计任务的畏难情绪。以数字电子钟的设计为示例，其它团队还可以选择交通信号灯、数字电压表、数字抢答器等设计任务，各团队之间鼓励交流与合作，极大地提高了同学们的实践热情，同时也会将这种热情反馈到课堂的教学。
（二）虚实结合的实验教学模式，增强数字电路演示效果
数字电子技术是实践性较强的课程，在课堂教学中，经常涉及到需要演示的实验，而这些演示实验如果都用数字电子技术实验箱演示，存在诸多不便。因此可以结合虚拟电子仿真软件Multisim进行直观的演示[4]，一方面实验过程比较直观，另一方面Multisim的器件比较齐全，可以基本完成课程内容的实验演示任务，做到虚实实验的有机结合，这样学生只要有电脑，就可以把Multisim虚拟实验室带回宿舍，无形中让实验室的空间得到了无限的扩展。
比如在4位二进制计数器的演示实验中，要观察74LS163构成的计数器的输出QA、QB、QC和QD四路输出信号的变化关系。由于实验室示波器基本都是双踪的，没办法同时观察4路信号输出。而采用虚拟电子仿真软件Multisim的逻辑分析仪同时可以观察多路信号输出情况，如图1所示，这样学生就可以很好地理解计数器的变化规律。
（三）软硬件结合的EDA教学模式，提高学生的数字电路设计水平
EDA（电子设计自动化）是现代电子设计的核心技术。为了拓展学生的设计思维，提高学生的设计水平，在数字电子技术的实践教学中，引进了现代电子设计自动化EDA的理念，利用硬件描述语言VHDL进行数字系统的设计，并下载到大规模可编程逻辑器件FPGA进行实现，做到软硬件实验的有机结合，让学生体会到“用硬件描述语言VHDL描述一下数字电路，电路设计就自动完成了”的无穷乐趣。而且，利用EDA技术也可以方便地实现层次化电路设计，比如要设计多位加法器。首先，利用VHDL语言设计半加器，并生成半加器的元件符号如图2所示。
在半加器的设计过程中，可以通过编译和仿真，得到仿真波形如图3所示。在图3中，a和b是半加器的加数和被加数，so是半加器的和，co是半加器的进位。从波形图可以看出，该半加器的VHDL设计是正确的。
其次，利用层次化设计方法设计1位全加器，即1位全加器可以用两个半加器及一个或门连接而成，如图4所示。其中ain和bin是全加器的加数和被加数，cin为来自低位的进位，sum为全加器的和，cout为全加器向高位的进位。
最后，将1位全加器生成元件符号后，还可以用多个1位全加器构成多位串行进位加法器。这样底层设计文件是1位全加器，多位加法器是高层次设计的结果。这些设计经过编译、仿真和引脚锁定后，就可以下载到EDA实验箱的目标芯片FPGA，从而实现了数字电路的设计。这样用EDA技术进行的数字电路设计可以方便地进行修改，做到在系统编程实现，便于移植与维护。
三应用型数字电子技术教学评价的创新体系
（一）关注学生能力培养，注重过程性评价
在课程的教学评价中，多数课程以平时20%+期末80%进行总评，平时以考勤、提问进行评分，期末以考试进行评分。这样的评价方法强调学生对课程理论的掌握，而对学生的能力的评价是比较弱的。针对数字电子技术实践性比较强的特点，我们制订了平时10%+实验30%+期末50%+创新10%的考核方案，将理论与实验结合，将结果性评价与过程性评价相结合，注重学生平时的创新思维、实验过程、实验方法等的评价[5]。这样更能激发学生的学习动力与创造热情。
（二）关注学生团队协助，注重团队评价
在现代社会中，团队协作是很重要的，因此在课程教学中的团队协助精神的培养也是必需的。在数字电子技术实验中，我们遵循基础、综合、设计的多层次实践平台教学策略，分为基础实验、综合实验和设计实验，其中基础实验需要每个同学自己独立完成，综合实验需要2个同学一起完成，设计实验需要3个同学一组协作完成。这样安排的目的是既可以让每个同学都掌握基本的实验技能，又可以培养学生的团队协作精神。因此实验的评价也包含了每个同学的独立评价，更能体现团队协作的评价。
（三）主动适应社会发展，鼓励参与第三方评价
目前，我国工程教育专业认证体系已实现国际实质等效，因此对工程科技人才提出了更高要求，具体到工科专业的每门课程的建设都需要进行改革与创新。在数字电子技术的实践教学中，从培养学生的仪器使用、器件测试，到基本数字电路的设计与验证，最后是让学生将所学数字电路的知识进行综合应用，进行创新性的设计，并鼓励学生通过参加全国大学生电子设计竞赛、申请专利、参加行业证书考试等方式检验和巩固学生的工程实践能力。
四 结束语
当前世界范围内新一轮科技革命和产业变革正加速进行，工程教育与产业发展紧密联系、相互支撑。高校要积极探索工程教育人才培养的“新模式”，提高工程教育的“新质量”，建立工程教育的“新体系”[6]。作为应用型本科高等院校，我们在数字电子技术课程的教学改革与实践，就是要主动对接社会发展需要和企业技术创新要求，把握电子信息行业人才需求方向，深化产教融合、校企合作，增强学生的就业创业能力，培养具有较强行业背景知识、工程实践能力、胜任行业发展需求的应用型和技术技能型人才。
参考文献
[1]朱君，宋树祥，秦柳丽，等.“新工科”创新理念的电子信息类专业基础实践教学改革[J].实验技术与管理，2017，34(11):171-177.
[2]刘恋,郭立强.数字电子技术课程的教学改革与实践[J].长春师范大学学报,2017(4)：123-126.
[3]姜春艳.项目教学法在数字电子技术教学中的研究和实践[J].中国电力教育，2010（35）:51-52.
[4]刘烨，郑学恩.应用型本科专业《数字电子技术》课程的教学改革与实践[J].赤峰学院学报（科学教育版），2011，3(7):194-195.
[5]张京玲,王天雷,王玉青,等.基于混合式教学的“数字电路与逻辑设计”改革[J].教育现代化，2018，5（25）:38-39+41.
[6]朱江，傅密.“新工科”背景下应用型本科院校人才培养模式的探索与思考[J].教育观察,2018,7(3):52-53.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！ 文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/jiaoyulunwen/8080.html
