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【摘要】高等學校是高水平人才培養的陣地，育才和育人只有相統一，才可以持續穩定地提高高水平人才的培養質量。文章首先指出應用物理專業數字電子技術課程改革的必要性。接下來針對本院應用物理專業數字電子技術課程的學習特點，從知識習得、協作提升、思維引導及方法改進四個方面探討對應用物理專業數字電子技術課程的改革舉措的思考。
【關鍵詞】應用物理專業；數字電子技術；課程改革；育人
0引言
2018年5月，教育部印發的《關于開展“三全育人”綜合改革試點工作的通知》（教思政廳函〔2018〕15號）中指出：全面統籌辦學治校各領域、教育教學各環節、人才培養各方面的育人資源和育人力量，推動全體教職員工把工作的重心和目標落在育人成效上，推動實現知識教育與價值塑造、能力培養有機結合，構建中觀的一體化育人體系[1]。在三全育人的背景下，本文從筆者所在學院的應用物理專業的數字電子技術課程的講授和實踐環節中，總結出針對該專業數字電子技術課程改革的幾點思考。
1應用物理專業數字電子技術課程改革的必要性
應用物理專業是以強大的數理知識為基石，建立物理與高新技術的結合點，為社會培養具有良好科學素養和創新意識的復合型人才的專業。所以，各高校在培養方案的主干課程設置上，多是遵循以數理為基礎，以技術為導向，理論和實踐相結合的方式。數理課程自不必說，是學習后續專業基礎和核心課程的基石。在應用物理專業眾多技術類的專業課程中，數字電子技術課程具有知識體系完整、實踐性強及應用面廣等特點，尤其對于信息化社會的今天，數字電子技術課程的應用領域可以說涉及生活的方方面面，如智能手機、家電、汽車、航空航天等領域。特別是近兩年，由于疫情等多方面因素，芯片產業面臨重大缺口，涉及全行業，有甚者芯片廠商交付周期達到30周以上。而我國在芯片產業發展方面還有很長的路要走，因此，這就需要大量的相關專業人才共同發力。作為高校，培養兼備較強數理理論及電子技術的人才更是重中之重。依據應用物理專業的特點及我國在相關領域的行業現狀，應用物理專業數字電子技術的講授應是讓學生在實現課程教學目標的基礎上，學會運用辯證的思維，加強課程體系的聯系，提高綜合素養，樹立正確的人生觀、價值觀、世界觀，實現育德育人的目的。
2應用物理專業數字電子技術課程改革的思考
在“新工科”大背景下，高校需根據產業需求和技術發展來構建工科專業新結構和更新工程人才知識體系。因此，高校相關專業的課程安排也會相應地削減一定的理論學時，增加學生實踐的時間。這就需要教師不斷地整合資源，全局思考。以理論為支撐，以實踐促發展，要以點帶面，進行全方位的思考。不同于以往對數字電子技術課程改革的思考角度[2-5]，本文從知識習得、協作提升、思維引導、方法改進及質量發展幾個方面對應用物理專業數字電子技術課程改革加以分析和思考。
2.1知識：主次矛盾
知識改變命運，學習成就未來。“互聯網+”時代知識的獲取渠道早已不是僅靠教師的講授，學生在學習數字電子技術課程中可以通過慕課、云課堂等多種途徑獲得課程的知識。這對當今的高等教育是機遇，也是挑戰。筆者在講授課程的過程中發現，因為知識的獲取渠道變多，對于具有良好的學習習慣的學生，在學習完課堂上的課程知識后，會自行查找相關知識的網絡資源進行復習總結。而對一些沒有養成良好學習習慣的學生來說，有時會認為，反正課下也可以學習，不僅上課開小差，常常下課后也沒有去主動習得相關知識。數字電子技術雖然不像很多數理課程應用很多具有前后聯系的公式，但相關的器件的基礎知識和知識的延續性也是很明顯的。因此，如果前期基礎知識掌握不牢（如卡諾圖，觸發器等），后期分析設計時序電路是容易理解得不透徹，造成知識結構斷層。針對上面的問題，就需要教師有意識地去引導學生。堅持從馬克思主義哲學的角度讓學生理解，課堂講授是主要矛盾，網絡學習是次要矛盾。從某種角度打一個比方，如果學習知識是吃一頓飯，那么課堂學習就是“主菜”。因為豐富的數理基礎，應用物理專業的學生對基本的電子元器件有著更深層次的理解，那么，教師就應該較好地利用這個專業優勢。在主體課堂上，教師可以根據專業優勢，在課程講解過程中進行知識的融合。例如，在講解邏輯門電路時，可以利用先修課程模擬電子技術課程中關于PN結的知識點，而PN結的講解又可以與高中化學的知識結合起來。而講到MOS管的可變電阻的推導時，可以和微積分結合起來，甚至在說明MOS管的各個管教和參變量時，可以講解字母下角標的英文全稱，讓大家理解它們的實際含義。知識的融合讓先修課程變得有歸處，扎實的數理讓學生覺得可應用。課堂的主體地位很大程度上體現在教師“連接知識”的意識。從價值觀的角度，讓學生理解，在知識的獲取上不能取巧，并明確課堂講授的重要性，讓學生在課堂中得到知識效能的最大化。
2.2協作：全面提升
教育的本質是立德樹人，任何課程的展開都應不忘教書育人的初心，牢記立德樹人的使命。數字電子技術課程，對于“理”大于“工”的應用物理專業學生來說，是理論應用于實踐的一個很好的餞行課程。實踐出真知，故在實踐的過程中最能體現出理論的應用效果，而課程實踐環節也正是模擬工作崗位體現學生的綜合素質的環節。信息網絡時代，除了知識的獲取途徑多樣化，人的交流合作應用網絡也越來越便利。然而，這并沒有構成很好的溝通渠道，反而讓很多學生變得不愿正面與人合作交流。理科專業認證的第三級認證重點考查“五個度”，其一為：專業定位與社會需求的適應度。良好的溝通能力、協作解決問題的能力，必然是符合社會需求的。筆者所在學院應用物理專業在講授數字電子課程的過程中，試將問題導向+翻轉課堂引入課堂。以小組的形式，采取抽簽的方式，將與數字電子技術課程實踐相關的綜合性設計問題分發給各個小組，小組成員需做到明確分工，例如，籃球24秒倒計時這個選題，分工可以擬從設計方案認證、理論計算、電路圖仿真工作、PPT制作，教案撰寫等方面選擇。在這個過程中，需要小組團體的不斷交流和合作，擬定各環節負責人。在翻轉課堂上，其他小組成員可以對各個環節懷有的疑問進行現場提問，由負責翻轉課堂的小組成員進行解答。在這個過程中，既做到了以“學生為中心”，而且學生的團隊協作能力也在這個過程中很好地發揮作用，學生的興趣和參與度顯著提高。以此為基礎，在數字電子技術實踐環節，將翻轉課堂中的理論及仿真分析，進行實驗驗證，對已經進行過翻轉課堂的小組同學在所實踐的問題上就略顯優勢，這樣可以相互照應地帶動其他小組同學的實踐環節，實現共同進步。在數字電子技術課程中引入問題導向+翻轉課堂，對全面提升應用物理專業學生全面提升協作和獨立解決問題的能力具有示范作用。
2.3思維：始終創新
在當今國際社會的競爭中，在歷史進程的反復印證中，我們看到，只有改變才是永遠的不變，而創新就是改變。時代發展需要創新、社會進步需要創新、人們生活水平的提高需要創新，這是社會所需，也是時代所用。應用物理專業較強的數理基礎，是更深入的認識專業內涵的基石。有針對性地應用數理基礎，加強科學的創新思維方法的訓練，對學生學習認識新事物來說事半功倍。不同的課程體系也可以采用具有針對性的方法。對于在數字電子技術課程中加強創新思維，更適合采用“溯本求源”和“全方位”的方法。例如，在學習計數器的知識部分，從縱向的知識學習體系來說，計數器的構成單元為觸發器，觸發器的構成單元為基本門電路，而基本門電路的構成單元為CMOS電路，再不斷深入下去。在這樣的追根溯源過程中把最底層的器件知識了解清楚，再從底層器件知識逐層認識器件之間的聯系，逐步做到在設計和分析計數器的環節增加新的認識。在數字電子技術課程理論知識的創新思維培養上要“溯本求源”，在實踐課程中應采用全方位的提高創新思維方法。“問題是創新的起點，也是創新的動力源”，在數字電子技術的實踐中，問題常常是層出不窮的。一個數字電子電路設計成功與否是整個系統各個分部的因素：理論邏輯是否正確、線路是否連接、芯片是否能正常使用，等等，缺一個環節都會影響整個電路的功能。因此，“全方位”地思考、多角度地布局，是在學習數字電子技術實踐課的環節所要求具備的。
2.4方法：持續改進
常言道：學習有法，學無定法，貴在得法。這個法是學生學習的“法”，同時也是教師教學的“法”。數字電子技術龐雜的電路知識需要學生學有所法，教師也需要針對不同的學生教有所循，并且兩者是相輔相成的。學生學有所法中的“法”的核心問題是統籌學習時間和資源。筆者所在學院的應用物理專業的數字電子技術及相關實踐課程的開課時間是二年級下，同時期開設3~4門專業基礎及核心課程和多門選修及通識課程。因此，除課堂講授之外，學生可以安排給數字電子技術課程的學習時間很有限。教師在這其中可以在學生的學習方法上加以引導，例如，成立學習小組，針對課堂每一章中較難理解的知識難點（如時序邏輯電路的分析和設計），由組員提出，由組長組織成員進行討論，討論大家對這些知識難點的理解程度和方法，所收集到的資源可以共享。討論結束，對于仍然存在疑慮的問題由組長反饋給教師，由教師引導學生去獨立完成資料的查詢和理解。而這些討論時間是由學習章節體量和難易而定。這樣，就讓有限的課堂教學可以延續到課外，以學生為主體的同時，提高了學習效率、鍛煉了學生獨立解決問題的能力。學習的最后落腳點是做人、做事。那么，教師的教有所循就是要依據這個落腳點。在生活與教學中，教師要修政德，只有在細照篤行中修煉自我，涵養道德操守，才可以潤物細無聲地影響學生。在教法上，對于龐雜的數字電子技術知識點，要時常進行歸納總結，比如使用思維導圖等，也讓學生養成歸納總結的習慣，可以按章節進行總結，將總結得當的學生的方法分享給其他同學。學生形成連貫的知識體系后，也就較少地存在只有考試的時候了解知識點，考完全都“還給教師”的現象。這對學生未來走向社會，學習崗位知識，快速融入社會生活大有裨益。另外，教師的教學方法也要隨著時代的改變而不斷作出調整，教師也要不斷學習新的方法。在育人的這個道路上，只有不斷地思考和持續改進方法，讓學生在精神發育時汲取最好的營養，為社會的進步做出應有的貢獻。
作者：于瑩瑩 孫波 單位：長江大學物理與光電工程學院
