工程教育认证的数字电路课程教改探索

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摘要：随着中国加入《华盛顿协议》，在重庆邮电大学通信工程专业工程评估背景下，《数字电路》课程组进行了教学改革探索。在工程教育认证基本理念的指引下，结合通信工程专业的培养目标和毕业要求，修订了教学大纲，设置了课程目标，在教学实施过程中，完善规范的教学内容、注重灵活的教学方法和教学手段、建立丰富的教学资源，保证了目标的达成，建立了“评价—反馈—改进”的有效闭环，形成持续改进机制。

关键词：数字电路；通信工程；工程教育认证

一、引言

2016年6月，在吉隆坡召开的国际工程联盟大会上，中国成为《华盛顿协议》的正式会员国[1]，标志着我国高等工程教育得到了国际认可。中国纳入国际工程教育认证体系，人才培养质量评价标准与国际接轨[2]。

二、工程教育认证基本理念

工程教育认证的三大理念如下：（1）以学生为中心的认证理念。把全体学生学习效果作为关注的焦点，以学生为中心。（2）产出导向教育的教学设计（OBE，Outcome-basedEducation）。教学设计和实施目标是保证学生取得特定学习成果。（3）持续改进的质量保障机制（CQI，ContinuousQualityImprovement）。建立“评价—反馈—改进”闭环，形成持续改进机制。建立常态性评价机制并不断改进，培养目标、毕业要求、教学环节都要进行评价，每个教师在持续改进中均承担责任，持续改进的效果通过学生表现来体现[2]。

三、重庆邮电大学通信工程专业对本课程的毕业要求

重庆邮电大学通信工程专业培养学生具有独立人格、良好的社会责任感，具备扎实的通信系统分析、设计和应用能力，具有通信与信息技术、系统和网络等方面的专业知识和技能，具有国际化视野、创新意识、协作精神和持续学习能力，能在信息通信领域从事科学研究、技术开发、工程设计、运营管理等相关工作，成为行业发展所需的创新型工程技术人才。培养目标分解为5个具体目标，有12个毕业要求，22个二级指标点。和数字电路课程相关联的有2个毕业要求和2个指标点，分别是毕业要求1：工程知识：掌握数学、自然科学、工程基础和专业知识，并能用于解决通信领域的复杂工程问题。指标点1-2掌握通信领域所需的电子电路、信号与系统、电磁场、计算机、工程图学等工程基础知识，能将其基本原理、基本方法用于工程问题分析。毕业要求2：问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达并通过文献研究分析通信领域的复杂工程问题，以获得有效结论。指标点2-2利用工程基础知识和专业知识对分解后的复杂工程问题进行正确表述和建模，给出相关问题的解决途径。

四、根据毕业要求修订课程教学大纲

《数字电路》是电子类相关专业的基础教育课程，是公共必修课，是具有极强逻辑性和实用性的硬件基础课程。通过本课程的学习，使学生掌握逻辑代数和逻辑设计基础理论，掌握数字电路分析和设计的基本方法，为学生今后在数字天地中驰骋奠定坚实的硬件基础。课程目标对应的学生知识和能力要求如下：课程目标1：掌握数字系统中的常用数制和常用BCD码；掌握逻辑代数的逻辑公式、定理和规则；掌握逻辑函数及其表示方法；熟练掌握逻辑函数的公式法和卡诺图法化简。课程目标2：掌握逻辑门电路的逻辑特性、电气特性以及使用注意事项；掌握触发器的工作原理、功能描述、功能转换、触发特点和应用；了解A/D转换器和D/A转换器的主要参数、应用特点和实际应用；掌握555定时器构成的施密特、单稳态触发器和多谐振荡器的工作原理和应用。课程目标3：掌握组合逻辑电路的特点；掌握小规模和常用中规模集成逻辑器件（译码器、数选器、半加器、全加器、全减器等）的逻辑功能、分析方法、设计方法、扩展方法和应用；了解数值比较器、奇偶产生/校验器的基本概念；了解组合逻辑电路所特有的竞争冒险。课程目标4：掌握时序逻辑电路的特点和分类；掌握小规模和常用中规模集成逻辑器件（计数器、移位寄存器等）的逻辑功能、分析方法、设计方法、扩展方法和应用。课程目标5：掌握各种半导体存储器的结构、特点、原理、扩展和应用；掌握ROM、PROM设计组合逻辑电路的方法。5个课程目标对毕业要求指标点1-2的支撑均为0.2，对毕业要求指标点2-2的支撑关系分别是课程目标1为0.1，课程目标2为0.1，课程目标3为0.3，课程目标4为0.3，课程目标5为0.2。

五、教学实施与目标达成

课程是人才培养的关键要素，课堂是教学获得的主要场所，专任教师是学生学习管理的关键人员。教学的实施是工程教育认证的基本保证，完善规范的教学内容。1.教学内容。《数字电路》是重要的硬件基础课程，学习路线图为：数学基础（逻辑代数）→小规模电路→中规模集成芯片→大规模集成电路→建立系统概念。在电路的学习中，注意采用黑盒子的研究方法，即重外部功能、逻辑特性、电气特性和应用，轻内部结构。学习完本课程，能够查阅集成电路手册，合理选用集成电路器件，并识读、分析和设计一般典型应用电路。2.教学资源。建立了网络课程中心，里面有较为丰富的教学资源，包括：课程负责人的课堂在线录播视频，教学大纲，课程描述，考试大纲，导学方案，课堂教案，电子讲稿PPT，知识点体系，作业布置及解答，参考资料和部分历届试卷，等等。方便学生课余线上学习。3.目标达成及持续改进机制。审核教师提交的试卷、作业、考勤成绩等考核材料，确认教学内容对毕业要求指标点的有效支撑，对课程目标达成度的合理性进行确认。开课前：课程负责人提交教学大纲，评价小组对授课计划中的课程目标、授课内容和方法、考核方式、评分标准等进行审核，重点核实课程目标对毕业要求指标点的支撑关系和支撑力度，授课内容是否严格围绕课程目标展开；对教学大纲给出的考核方式和评分标准进行审核，重点审核各个考核环节、考核方式所占比例、试卷考试和非试卷考试的合理性。考核前：提交空白试卷由评价小组成员进行审核，重点审核指标点的覆盖度、试题难度、分值等，经审核后交教务处印刷。鼓励教考分离，每套题必须包括A卷和B卷。考核后：任课教师对课程目标的达成度进行分析，提交包含课程目标达成度分析结果、成绩分布情况、课程持续改进计划和分析的课程教学总结。

六、结语

基于工程教育认证标准，面向重庆邮电大学通信工程专业，《数字电路》课程组从过程教育认证理念出发，根据专业培养目标，结合毕业要求，进行了有效的教学改革探索与实践。从课程角度有力地支撑了通信工程专业学生的培养，使学生具备在毕业5年左右获得职业预期发展所需的能力。

参考文献：

[1]陈秀梅,王红军,钟建琳,刘忠和.面向工程教育认证的机械设计制造及其自动化专业培养目标的研究与探讨[J].教育现代化,2017,(11).

[2]中国工程教育专业认证协会工程教育认证标准(2016版).

作者：邹虹 周围 王华东 单位：重庆邮电大学光电工程学院