工程教育認證的數(shù)字電路課程教改探索

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摘要：隨著中國加入《華盛頓協(xié)議》，在重慶郵電大學通信工程專業(yè)工程評估背景下，《數(shù)字電路》課程組進行了教學改革探索。在工程教育認證基本理念的指引下，結(jié)合通信工程專業(yè)的培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求，修訂了教學大綱，設(shè)置了課程目標，在教學實施過程中，完善規(guī)范的教學內(nèi)容、注重靈活的教學方法和教學手段、建立豐富的教學資源，保證了目標的達成，建立了“評價—反饋—改進”的有效閉環(huán)，形成持續(xù)改進機制。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；通信工程；工程教育認證

一、引言

2016年6月，在吉隆坡召開的國際工程聯(lián)盟大會上，中國成為《華盛頓協(xié)議》的正式會員國[1]，標志著我國高等工程教育得到了國際認可。中國納入國際工程教育認證體系，人才培養(yǎng)質(zhì)量評價標準與國際接軌[2]。

二、工程教育認證基本理念

工程教育認證的三大理念如下：（1）以學生為中心的認證理念。把全體學生學習效果作為關(guān)注的焦點，以學生為中心。（2）產(chǎn)出導向教育的教學設(shè)計（OBE，Outcome-basedEducation）。教學設(shè)計和實施目標是保證學生取得特定學習成果。（3）持續(xù)改進的質(zhì)量保障機制（CQI，ContinuousQualityImprovement）。建立“評價—反饋—改進”閉環(huán)，形成持續(xù)改進機制。建立常態(tài)性評價機制并不斷改進，培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、教學環(huán)節(jié)都要進行評價，每個教師在持續(xù)改進中均承擔責任，持續(xù)改進的效果通過學生表現(xiàn)來體現(xiàn)[2]。

三、重慶郵電大學通信工程專業(yè)對本課程的畢業(yè)要求

重慶郵電大學通信工程專業(yè)培養(yǎng)學生具有獨立人格、良好的社會責任感，具備扎實的通信系統(tǒng)分析、設(shè)計和應用能力，具有通信與信息技術(shù)、系統(tǒng)和網(wǎng)絡等方面的專業(yè)知識和技能，具有國際化視野、創(chuàng)新意識、協(xié)作精神和持續(xù)學習能力，能在信息通信領(lǐng)域從事科學研究、技術(shù)開發(fā)、工程設(shè)計、運營管理等相關(guān)工作，成為行業(yè)發(fā)展所需的創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。培養(yǎng)目標分解為5個具體目標，有12個畢業(yè)要求，22個二級指標點。和數(shù)字電路課程相關(guān)聯(lián)的有2個畢業(yè)要求和2個指標點，分別是畢業(yè)要求1：工程知識：掌握數(shù)學、自然科學、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識，并能用于解決通信領(lǐng)域的復雜工程問題。指標點1-2掌握通信領(lǐng)域所需的電子電路、信號與系統(tǒng)、電磁場、計算機、工程圖學等工程基礎(chǔ)知識，能將其基本原理、基本方法用于工程問題分析。畢業(yè)要求2：問題分析：能夠應用數(shù)學、自然科學和工程科學的基本原理，識別、表達并通過文獻研究分析通信領(lǐng)域的復雜工程問題，以獲得有效結(jié)論。指標點2-2利用工程基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識對分解后的復雜工程問題進行正確表述和建模，給出相關(guān)問題的解決途徑。

四、根據(jù)畢業(yè)要求修訂課程教學大綱

《數(shù)字電路》是電子類相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)教育課程，是公共必修課，是具有極強邏輯性和實用性的硬件基礎(chǔ)課程。通過本課程的學習，使學生掌握邏輯代數(shù)和邏輯設(shè)計基礎(chǔ)理論，掌握數(shù)字電路分析和設(shè)計的基本方法，為學生今后在數(shù)字天地中馳騁奠定堅實的硬件基礎(chǔ)。課程目標對應的學生知識和能力要求如下：課程目標1：掌握數(shù)字系統(tǒng)中的常用數(shù)制和常用BCD碼；掌握邏輯代數(shù)的邏輯公式、定理和規(guī)則；掌握邏輯函數(shù)及其表示方法；熟練掌握邏輯函數(shù)的公式法和卡諾圖法化簡。課程目標2：掌握邏輯門電路的邏輯特性、電氣特性以及使用注意事項；掌握觸發(fā)器的工作原理、功能描述、功能轉(zhuǎn)換、觸發(fā)特點和應用；了解A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器的主要參數(shù)、應用特點和實際應用；掌握555定時器構(gòu)成的施密特、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器的工作原理和應用。課程目標3：掌握組合邏輯電路的特點；掌握小規(guī)模和常用中規(guī)模集成邏輯器件（譯碼器、數(shù)選器、半加器、全加器、全減器等）的邏輯功能、分析方法、設(shè)計方法、擴展方法和應用；了解數(shù)值比較器、奇偶產(chǎn)生/校驗器的基本概念；了解組合邏輯電路所特有的競爭冒險。課程目標4：掌握時序邏輯電路的特點和分類；掌握小規(guī)模和常用中規(guī)模集成邏輯器件（計數(shù)器、移位寄存器等）的邏輯功能、分析方法、設(shè)計方法、擴展方法和應用。課程目標5：掌握各種半導體存儲器的結(jié)構(gòu)、特點、原理、擴展和應用；掌握ROM、PROM設(shè)計組合邏輯電路的方法。5個課程目標對畢業(yè)要求指標點1-2的支撐均為0.2，對畢業(yè)要求指標點2-2的支撐關(guān)系分別是課程目標1為0.1，課程目標2為0.1，課程目標3為0.3，課程目標4為0.3，課程目標5為0.2。

五、教學實施與目標達成

課程是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵要素，課堂是教學獲得的主要場所，專任教師是學生學習管理的關(guān)鍵人員。教學的實施是工程教育認證的基本保證，完善規(guī)范的教學內(nèi)容。1.教學內(nèi)容?！稊?shù)字電路》是重要的硬件基礎(chǔ)課程，學習路線圖為：數(shù)學基礎(chǔ)（邏輯代數(shù)）→小規(guī)模電路→中規(guī)模集成芯片→大規(guī)模集成電路→建立系統(tǒng)概念。在電路的學習中，注意采用黑盒子的研究方法，即重外部功能、邏輯特性、電氣特性和應用，輕內(nèi)部結(jié)構(gòu)。學習完本課程，能夠查閱集成電路手冊，合理選用集成電路器件，并識讀、分析和設(shè)計一般典型應用電路。2.教學資源。建立了網(wǎng)絡課程中心，里面有較為豐富的教學資源，包括：課程負責人的課堂在線錄播視頻，教學大綱，課程描述，考試大綱，導學方案，課堂教案，電子講稿PPT，知識點體系，作業(yè)布置及解答，參考資料和部分歷屆試卷，等等。方便學生課余線上學習。3.目標達成及持續(xù)改進機制。審核教師提交的試卷、作業(yè)、考勤成績等考核材料，確認教學內(nèi)容對畢業(yè)要求指標點的有效支撐，對課程目標達成度的合理性進行確認。開課前：課程負責人提交教學大綱，評價小組對授課計劃中的課程目標、授課內(nèi)容和方法、考核方式、評分標準等進行審核，重點核實課程目標對畢業(yè)要求指標點的支撐關(guān)系和支撐力度，授課內(nèi)容是否嚴格圍繞課程目標展開；對教學大綱給出的考核方式和評分標準進行審核，重點審核各個考核環(huán)節(jié)、考核方式所占比例、試卷考試和非試卷考試的合理性?？己饲埃禾峤豢瞻自嚲碛稍u價小組成員進行審核，重點審核指標點的覆蓋度、試題難度、分值等，經(jīng)審核后交教務處印刷。鼓勵教考分離，每套題必須包括A卷和B卷?？己撕螅喝握n教師對課程目標的達成度進行分析，提交包含課程目標達成度分析結(jié)果、成績分布情況、課程持續(xù)改進計劃和分析的課程教學總結(jié)。

六、結(jié)語

基于工程教育認證標準，面向重慶郵電大學通信工程專業(yè)，《數(shù)字電路》課程組從過程教育認證理念出發(fā)，根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標，結(jié)合畢業(yè)要求，進行了有效的教學改革探索與實踐。從課程角度有力地支撐了通信工程專業(yè)學生的培養(yǎng)，使學生具備在畢業(yè)5年左右獲得職業(yè)預期發(fā)展所需的能力。

參考文獻：

[1]陳秀梅,王紅軍,鐘建琳,劉忠和.面向工程教育認證的機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)培養(yǎng)目標的研究與探討[J].教育現(xiàn)代化,2017,(11).

[2]中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會工程教育認證標準(2016版).

作者：鄒虹 周圍 王華東 單位：重慶郵電大學光電工程學院