基于工程教育培养的《数字电子技术》核心课程教学研究
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）33-0199-02
《数字电子技术》作为我院的精品课程和核心课程，具有发展快、理论抽象、实践性强等特点，前期的工作中课程组已经进行了网站的建设、教学视频和课件资源的上传共享。为了进一步提高教学质量，培养学生的工程应用能力，从以下几方面深入展开课程的建设工作。
一、引入工程案例，激发学习兴趣
我国高等工科教育在工程应用能力培养方面存在许多弊端，例如重理论轻实践，强调知识点的学习但开拓创新意识不够等。为了提高教学质量，从多方面培养学生的工程应用能力，实现高等工科教育与国际接轨，目前我国已有57所高等院校的相关专业采用了工程教育模式，其中电气类专业是这些高等院校主要的实施对象[1]。
（一）理论教学中工程理念的培养
数字电子技术课程作为电子类专业的专业基础课，对于后续的EDA课程、微机原理、单片机课程等专业课的学习尤为重要，为了摆脱理论教学的枯燥无味，在教学过程中引入工程案例设计思想，开拓学生的逻辑思维，激发学生的兴趣，并将理论与实践有机的结合起来，学习效果自然事半功倍。
例如，在学习555定时器时，为了让学生深入掌握多谐振荡器的工作原理，通过Multisim仿真软件搭建电路原理图，并对电路进行仿真，实现真正所见即所得的直观印象。在电路图1中，采用双踪示波器XSC2的A和B通道分别来观察放电电容C1两端电压和输出脉冲波形的变化。在此基础上对电路进行扩展，设计实现实用的数据报警器，如图2所示，通过多谐振荡器产生脉冲信号使蜂鸣器发出频率为1000Hz的报警音。
利用Multisim丰富的仿真分析能力，实现数字电路的设计工作。
（二）游戏进课堂的创新思维拓展
为了解决理论讲解太过抽象的问题，开展游戏式的教学方法，既能吸引学生眼球又能在娱乐中掌握理解知识。例如，在讲解逻辑函数的卡诺图时，逻辑相邻性是个难点，而卡诺图的化简法又是以逻辑相邻的最小项画圈为原则。为了让学生理解逻辑相邻性，我带着“东南西北”的折纸进课堂（图3所示），让学生以玩游戏的形式把卡诺图想象成球面的展开体，推理出同一行的首尾、同一列的首尾、四个对角的最小项是逻辑相邻的关系（图4所示）。游戏中的思维与探索，加深了学生的主观意识，取得了不错的成效。
二、注重实践环节，开拓创新思维
在实践教学中，我们也注重与工程的对接，为学生的就业和深造做好深层的铺垫。
（一）在基础实验中引入综合性、创新性实验
综合性、创新性实验有利于学生灵活运用所学内容，是理论向工程应用转折的必经之路。设计实验时即要考虑实验的趣味性和可实现性，也要结合不同专业学生的应用基础和背景。课程组与实验老师经过讨论与设计，开发了一系列新的综合性、创新性实验：《霓虹灯模拟显示控制器的设计》、《声控灯设计》、《晴雨控制器设计》、《抢答器设计》等。针对不同能力的学生，开展不同级别的实验，让学生都能获得能力的提升，取得一定的成就感。
（二）在课程设计、电子实习中引入项目式设计
在课程设计和电子实习环节，改变单纯的给学生电路，让学生去仿真或者焊接电路的方式。开展项目设计，包括项目涵盖的知识点、项目引入的时机、项目难度、项目与生产生活的联系等，同时注重培养学生的自主学习能力和知识的扩展。项目设计与课程知识体系结合，涵盖的内容由点到面[2]。具体项目设置如下：①通过编码器、译码显示器、门电路为主要器件设计优先病房呼叫器；②通过计数器、555定时器、译码显示器为主要器件设计可预置的定时报警器；③通过移位寄存器、计数器、译码器为主要器件设计汽车尾灯控制电路；④通过译码显示器、计数器、555定时器为主要器件设计数字电子钟。通过项目设计方法，使学生自主查阅集成芯片的学习手册，串联知识点构建电路系统。实习过程中学生合理分组，锻炼学生的协调、团队合作能力。焊接完成调试时，鼓励学生从原理出发一步步查找错误，讨论分析，提高学生分析、解决问题的能力。
三、启动以赛带学机制，激发学生潜能
近年来，学院增设了电子实训中心，开展课外科技活动，并举办电子设计大赛以赛带学。学生在全国各类电子创新设计大赛中均取得了不错的成绩，数字电子技术与模拟电子技术、电路原理、单片机等课程互成体系，是电子设计竞赛中必不可少的知识，在竞赛中，学生们能够感觉到学以致用的乐趣，积累了工程设计经验，锻炼了学生对问题的综合分析能力。同时，学校对于竞赛获奖的同学给予了很多鼓励政策，通过以往骄人的成绩，鼓励低年级同学努力学习，带着需要去学，往往取得事半功倍的效果[3]。
四、结论
2016年美国教育计划提出，学生的学习内容要迎合21世纪所需的相关专业知识与能力，重点关注如何利用技术让已有的最有效的学习原则发挥出强大的力量，改变学生原有的学习体验，增加基于项目的探究式学习、混合式学习等新型学习体验。随着自动化与数字化的高速发展，《数字电子技术》课程工程教育的培养也将逐步完善，真正成为学生学习的指导者、促进者和激励者。
