基于成果导向的“数字电子线路”课程教学探索与实践
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摘要：“数字电子线路”课程是电子信息科学与技术的专业核心课程，将基于成果导向的教育理念引入该课程具有重要价值。文章主要从三个方面进行课程改革：明确毕业要求，制定教学大纲，阐明毕业要求与课程间的关系;优化课程教学过程，构建全过程考核模式，强化工程实践能力培养;建立更公平的考核评价体系，在评价过程中强化引导学生对工程问题的分析和解决问题的能力，评估学习成果，提升课程目标达成度。
关键词：成果导向;考核模式;实践能力
工程教育专业认证是国际通行的工程技术人才培养质量保障制度，是一种以工程技术人才能力培养和毕业要求为目标的综合评价方式。成果导向教育（Outcome Based Education，OBE）正是在这样的目标指引下出现的教学新理念，该理念以学生实际能力获取为目标，将教学的重点放在对学生能力的提升上，以此来开展教学活动。“数字电子线路”课的特点是课程内容多，具有一定理论性，同时更加倾向于实际工程设计能力。由于传统教学方法和内容的限制和教学手段的落后，使得原有课程与实践应用出现脱节，不能掌握电子行业新的发展趋势，不利于学生工程实践能力的培养。
近十年的时间里，电子技术行业的高速发展对学生能力的要求越来越高，由原来的着重理论水平向偏重实践应用转变，不仅要求学生具有较好的理论基础，而且要求学生具有灵活应用电子技术知识的实践能力、团结协作能力和创新能力。“数字电子线路”课程是电子类专业核心课程，该课程将电路原理与工程技术相互融合，阐明了数字电路的工作原理、电路芯片类型与特点和典型应用电路，具有明显的工程化特征。以成果导向的“数字电子线路”课程教学改革是面向电子信息产业需求的、提高学生工程实践能力的教学模式，符合电子行业对工程师能力的要求，满足了工程教育专业认证的培养方向。
一、修订课程教学大纲，明确培养目标
培养目标是反向设计的课程教学预期的成果，不仅取决于课程本身，还包括课程设置顺序和达到的能力指标要求。在制定教学大纲的过程中首先要保证能够达到学生专业毕业要求，而不能仅仅考虑课程本身，它关系着学生的培养质量、教师的教学组织、专业的特色、用人单位的实际需求等多方面。
在制定教学大纲的过程中首先要根据学生的毕业要求来完成课程目标的制定，为实现课程目标需要对课程内容、教学要求、考核标准等多方面进行设置，明确课程的学习达成度。围绕课程目标开展教学活动，引导学生有目的的学习本课程，通过合理的考核方式完成对毕业要求的具体支撑。
“数字电子线路”课程设立的目标包括如下几个方面：
1.掌握电子技术方面基本工作原理、基本分析方法和基本应用技能，能够分析实际应用中电子线路的特定需求，并明确技术指标。使学生深刻认识模拟电子线路与数字电子线路的衔接关系，从而具备利用模拟电子线路、数字电子线路构成系统的意识。理解电路系统设计中具体技术指标的物理意义和工程设计标准（如带宽、转换精度、转换速度等），理解工程实践中电子线路所涉及的基本概念、特征和基本方法（如组合逻辑电路、时序逻辑电路、A/D 和 D/A），掌握工程实践中所需要采用的设计原理（包括但不限于编码器、译码器、比较器、锁存器、寄存器、计数器等）。
2.辨明数字电子线路理论与工程实践的关系，正确识别与表达电子线路在复杂工程中的应用问题。在考虑电磁干扰性、信号传递噪声干扰及抑制、A/D 和 D/A 的转化精度和速度等因素制约情况下，利用数字电子技术理论相关知识，采用组合逻辑，时序逻辑，信号产生，波形变换等关键技术综合设计研究方案，并进行评价。
3.通过文献检索和自我学习，不断更新知识领域，了解电子技术最新前沿技术，在检索和分析中获得有效结论，具备一定的自我学习能力。
4.激发学习动机，培养学生的学习兴趣，并逐步引导其进行深层次学习，培养他们的家国情怀和敬業爱岗的精神。
二、教学内容与教学手段
（一）整合学习内容，避免重复讲授
基于成果导向的教学模式要求课程间应具有协同性和相关性，在进行课程教学过程中要将不同科目的知识融会贯通，成为知识网络而非彼此独立的知识块。为达到这一目标，课程组多次与前后相关课程任课教师进行沟通，共同商定课程内容中各个知识点的结构关系，并去掉冗余内容。例如，在介绍门电路工作原理这一部分内容时，因为已经在“模拟电子线路”课程中学习过晶体管的工作原理与控制方法，所以这部分内容仅做少量讲解即可使学生明白工作原理，着重讲授的内容将会放在门电路的输入与输出特性关系上，引导学生理解输入输出曲线的形成过程，提高实际应用能力。
（二）适应时代变化，构建新的渐进式教学过程
在教学过程中，课程组时刻关注本课程国内外教学模式的更新。随着计算机的普及应用，网络教学平台广泛开展，课程组构建了“课堂理论教学”→“实验室电路实际应用”→“网络平台视频学习”→“仿真软件应用”→“综合实训平台”教学模式。在课堂教学过程中，一改从前单向知识传输的模式，实现师生互动学习，这虽给教师的课前准备带来了较大压力，但课程教学效果却大大提高了。在课堂教学过程中提出具体问题，由多名学生共同对问题展开分析，并提出解决方法，这种方式可以有效提升课堂教学效率，对解决复杂工程问题也有较好的作用。在学校的大力支持下，我们将授课的视频、仿真动画、教学课件、章节习题等上传到网络互动学习平台，并对学习情况进行线上评价，实现网上互动。实验教学过程中减少简单机械的验证性实验，增加更为贴近工程实际的仿真实验和综合设计性实验，提高学生的学习热情和效率，实现课堂、网络、实验三方面的深度结合，提高工程实践能力。
（三）多种教学模式手段交叉执行
美国著名学习专家爱德加·戴尔于1946年首先发现并提出“学习金字塔”理论，根据“学习金字塔”理论，多种不同学习方式对知识理解和两周后知识留存的比例差异较大。几种学习方式中留存比例最低、同时也是在教学过程中用的最多的是学习者听讲，其知识的留存比例仅有5%;第二种学习方式是阅读，阅读可以将知识抽象理解、记忆，但是其留存比例仅为10%;第三种学习方式提到的多媒体在近十年越来越多被应用于课堂教学，这种方式对一些不易理解的内容可以以图片或者视频方式展现出来，在提高课堂知识容量、促进学生对知识的理解方面起到较好作用。上述三种学习方式中均以教师作为主体，同时也是学习留存比例相对较低的几种方式。 近年来逐渐流行着新的教学模式，其本质就是“学习金字塔”理论中包括的几种知识留存比例较高的几种方式，课程组在教学过程中逐步采用了这些方法，取得了较好的效果。在教学过程中如果将理论与实践结合，充分开放教学实验室，现场对数字电子线路进行示范教学，让学生能够切实感受到电路是真的可以工作的，这种体验式的学习带来了相对较好的学习效果。随着小班教学的开展，教师可以有更多的教学方式选择，课堂分组讨论就是一种重要的方式。为提升讨论过程的全员参与度，讨论后教师可以对讨论的问题进行发散式提问，这种方式可以提高学生对知识的理解程度。在教学中课程组给学生提出两次较为大型的综合设计作业，这是一种实践学习方法，通过知识的综合应用可以更好的理解电路工作原理。课程组还采用了效果最好的“翻转课堂”作为一种教学手段，“翻转课堂”是提前布置好章节，给不同小组分配不同章节，课下小组共同制定教学PPT，并在上课时由其中一名学生上台“讲课”。为避免个别学生滥竽充数，小组中上台讲的人要现场随机抽取。
三、建立公平的评价体系
为强化学习过程，改变“期末一张卷”的弊端，由期末考核为主改成“全过程评价”。以“数字电子线路”课程的学习目标达成作为最终目标，评价项目及权值为：课堂参与程度（0.10）;网络学习与在线检测（0.15）;设计作业完成情况（0.30）;期末考试（0.45）。课堂参与度主要由学生课堂和小组讨论表现构成，支撑毕业要求指标点1.网络学习主要是由学生视频学习完成度与在线检测两部分组成，支撑毕业要求指标点2.设计作业是在学习完、时序逻辑电路设计后布置的综合性设计作业。作业要将模拟工程实践设计要求，为学生完成设计需要，综合前序课程和课内多章节内容，并引导其深入思考。这是知识内化的一个重要过程，支撑毕业要求指标点3～6;期末考试主要针对毕业要求指标点1和3。
基于上述评价指标达成度评价方法，笔者对我校
2017级电信专业“数字电子线路”课程进行了评价，综合达成度达到0.78，评价值大于计划的达成度目标值0.70。
在整个教学执行过程中存在的主要问题是学生对综合设计性内容把握还不够全面，知识的综合运用能力有待进一步提高，可以在教学过程中增加对实际工程电路设计与分析方法的强化。
四、结语
“数字电子线路”作为电子类相关专业的专业基础课程，备受关注。本文介绍了基于成果导向的“数字电子线路”教学改革，围绕工程教育认证设计课程教学大纲，围绕教学大纲的预期目标组织教学。通过加强过程考核方法促进学习成果，提高学生的工程实践能力，使其在后期的工作學习中能够具有更好的学习和创造能力，使课程具有准确的教学目标。在今后的工作中，课程组还将继续贯彻执行成果导向教育理念，完善教学方法，总结出具有独特专业特色的“数字电子线路”课程的教学与评价体系。
参考文献：
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[2]姜大伟，刘立敏，孙才英.基于OBE理念的课程目标达成评价方法[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2016，（10）：67-69.
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编辑∕姜雯
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