基于思政元素的数字电子技术教学改革探索

[摘 要]数字电子技术是大学电子类专业的一门基础课程。如何把枯燥但重要的数电知识变成有温度的内容、将“一言堂”的课堂变成学生梦想的起点是值得研究的课题。文章探索了将数字电子技术的相关知识与思政内容相结合的可能性，通过设定教学目标、增加思政教学内容、改进教学方法等策略，激发学生的爱国情怀和学习热情，帮助学生树立正确的人生观。学生的考试成绩和调查问卷反馈证明了基于思政元素的数字电子技术教学改革的可行性，肯定了教学改革取得的良好效果。

[关键词]课程思政;数字电子技术;教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）03-0151-03

数字电子技术是中国民航大学航空电子专业的一门基础课程。目前，该课程的教学方法主要是按照教学大纲，通过课堂讲授数字电子技术知识点，包括CMOS、TTL器件，组合和时序逻辑电路，脉冲发生电路、存储器和可编程逻辑器件的简介以及AD、DA等主要内容[1]。而实验部分是在基础实验中心完成，包括验证型实验和设计型实验。通过这两部分的教学，学生应该能对数字电路有基本的认识，了解数字电路的分析和设计方法。经过多年的教学笔者发现，如何更好地调动学生的学习积极性是一个永恒的研究课题。

数字电子技术课程的知识有其自身的特点：知识点可以进行模块化分解。尽管如此，笔者多年的教学经验表明，学生对于模块化的知识仍感枯燥。因此，本文探索将思政元素与数字电子技术知识相结合的可能性，旨在提升课堂教学质量，让课堂成为学生爱国主义教育的前沿阵地、成为点燃学生理想的火把，实现课程思政的教学改革目标。

本文以设计教学改革目标为出发点，通过设计基于思政教育的教学内容和课堂教学环节、构建数字化教学资源，激励学生奋发图强，帮助学生树立正确的人生观和价值观。正如习近平总书记在《思政课是落实立德树人根本任务的关键课程》中强调的：“要有仁爱情怀，把对家国的爱、对教育的爱、对学生的爱融为一体，心中始终装着学生，让思政课成为一门有温度的课”[2]。

一、基于思政元素的教学改革目标设计

虽然在之前的数字电子技术教学改革中， 笔者已经将课程内容进行了模块化划分，力图做到让知识具有整体性、衔接性，并在授课过程中注意模块之间的连贯性。但是学生仍然反映学起来枯燥，有时候甚至感到迷茫，与教师的要求存在距离。

亲其师，才能信其道。怎样才能拉近师生之间的距离呢？本文尝试将思政元素加入数字电子技术的课堂教学中。基于思政元素的数字电子技术教学改革首先从教学目标的设计开始，做到思想政治教育的两个基本维度：知识传授和价值引领的有机融合，以实现在知识传授中开展价值引领、在价值引领中进行知识传授[3]的教学改革目标，拉近师生之间的距离。

二、基于思政元素的教学内容设计

教学内容的设计是以目前的教学日历为蓝本，以现有的教学模块化内容为基础，在相关知识内容讲解之前，融入课程思政内容。

（一）数字电子技术的发展

在绪论模块中，应让学生了解本门课程的历史、现状和今后的发展方向，但目前以数字电子技术的发展历程为主。虽然这延伸了教材内容，但是学生只是作为旁观者，他们的学习热情没有被激发出来。因此，在本部分的教学内容设计上可以增加与国家、时政和行业发展相关的内容。例如，数字电子技术应用的一个重要领域就是手机。我国在手机行业经历了从1G空白、2G跟随、3G参与、4G追赶到5G领跑的过程，从此有了话语权，发展壮大了智能手机行业，开启了5G时代的万物互联新模式。引进这样的教学内容将增强学生的民族自豪感，培养学生的家国情怀。与此同时，引导学生正确面对我国目前所处的复杂国际形势，以及我国信息产业“缺芯少核”的窘境，能够让学生认识到掌握核心技术的重要性、发展我国自己的芯片产业的迫切性[4]，从而鼓励学生认真学好相关的基础学科知识并在此基础上勇于自主创新。

（二）组合逻辑电路设计的基本原则和方法

组合逻辑电路的设计可以遵循一定的原则：根据设计命题的要求和选用的逻辑器件，设计构造出能实现预定功能、经济合理的逻辑电路。也就是说，首先确定目标，然后从目前已有的器件中进行筛选，进一步设计电路。目前，本部分主要是梳理了教材内容，以例题讲解的方式分步骤讲授。虽然这样讲授条理性强，但部分学生认为该部分内容趋于格式化。这时，可以在现有内容的基础上加入爱国主义教育的思政元素。2012年11月29日，习近平总书记提出了“中华民族伟大复兴的中国梦”。实现“中华民族伟大复兴的中国梦”与组合逻辑电路的设计方法近似：首先确定奋斗目标，然后立足于现实，从而进一步设计奋斗道路、制订合理的方案。通过加入思政元素，点燃学生心中的中国梦，激发学生刻苦学习、努力奋斗，让学生意识到应“学以致用，用以报国”，为国家的富强、民族的振兴而贡献自己的力量。

（三）组合逻辑电路的竞争与冒险

组合逻辑电路存在竞争与冒险现象。竞争-冒险会降低电路工作的可靠性，成为电路正确工作的隐患。目前，该部分内容的讲解以波形图为基础，以理论分析为主。学生只有高度集中注意力才能理解教师的讲解内容。有些学生反映，只要稍微分心，整个知识点就听不懂了。这时可以加入思政元素，以调节课堂气氛。具体加入的思政元素是介绍部分同学毕业以后可能会从事民航的维修工作。这些工作就是要努力消除安全隐患。在此可以介绍一些由于维修人员的疏忽而引发的空难事件，从而将思政元素引申到学生应该端正学习态度上。目前，在学习上，学生应该对自己严格要求;今后走向机务维修工作岗位，要敬岗爱业，坚持严格的标准，消除工作中的安全隐患。可见，严格要求自己，消除隐患是以上专业知识与思政教育元素的契合点。另外，融入这些思政元素还可以培养学生严谨的治学态度和脚踏实地的实干精神。只有脚踏实地，不好高骛远，才能不断前进。

（四）触发器

第五章介绍具有存储功能的触发器。目前通过讲解电路结构及输入信号和输出信号的变化，学生能理解一个触发器能存储一位二进制数的特点。由于涉及门电路的工作原理，部分学生对学习感到迷茫，不知道学这些有什么用。由于本部分的知识模块在整个教学体系中处于中间位置，这时学生的学习积极性明显不如课程开始阶段。所以，在这里可以引入的思政元素是对计算机存储做出重要贡献、被称为“计算机之父”的科学家冯·诺伊曼的介绍。冯·诺伊曼虽然经历了一战的动荡，但是凭着自身的努力，利用空余时间研读数学、写文章，在数学、物理、化学三个领域做出了重要贡献，而且在经济学方面被誉为“博弈论之父”，无愧是20世纪最伟大的全才之一[5]。通过加入这些思政元素，可以提醒学生认真利用自己的空余时间，不要在刷朋友圈、玩电子游戏这些休闲娱乐活动上消耗自己的主要精力，要为活出精彩的青春而拼搏。

（五）时序逻辑电路及计数器

时序逻辑电路是一类重要的数字电路。目前与组合逻辑电路的讲解类似，通过例题解析，学生能理解时序电路的特点。一般在最后，需要判断设计的时序电路是否具有自启动功能。但是由于过程较复杂，讲解的时间比较长，学生的注意力很难长时间保持集中。学生普遍反映这部分的内容比较难。这时，可以通过加入思政元素来缓解学生疲劳的学习状态。时序电路的功能之一是构成由若干个状态形成的有效循环，而每一个有效循环中的状态称为有效状态[6]。与此相似，没有进入有效循环中的状态就是无效状态。而时序逻辑电路可能由于受到某种干扰，在电路启动后就进入某种无效状态中，经过若干时钟脉冲后，输出仍无法进入有效状态中，这使电路无法自启动。为此， 需要对电路做出一定的修改，使得电路经过一定的时钟脉冲后能自动进入到有效状态循环中。学生在调整学习、生活状态时可以借鉴时序逻辑电路的自启动问题。首先要建立一套有效的自我调节机制，疏导和排解自己的负面情绪[7]，使自己尽快进入有效的生活状态中。比如，可以通过向有经验的人请教、培养广泛的兴趣爱好、进行体育锻炼等，帮助自己从无效状态恢复到一种有效的生活状态中。这样可以培养学生的抗压性和抗挫折能力，提高学生的心理素质。

（六）模-数及数-模转换器

模-数与数-模转换器是模拟与数字世界的一种接口，也是一种应用广泛、十分重要的中规模集成电路。在讲解这部分的内容时，可先讲其应用背景，让学生了解模-数与数-模转换的概念。这部分可以加入集成电路经历了小规模、中规模、大规模到超大规模的发展历程的介绍，让学生感受到电子技术已经渗透到日常生活中，其发展日新月异，只有不断地学习，让自己保持核心竞争力，才不会被时代淘汰。我国具有代表性的民营企业华为公司就是一个这样具有竞争力和活力的公司，其生产手机的销售量在2018年就超过了苹果、三星等国际巨头，在全球的销售量遥遥领先[5]。它的发展壮大与中国特色社会主义制度、与国家的发展和进步是密不可分的。然后进一步引导学生，能幸福地在学校里读书，要感恩国家和党，毕业后应立志扎根于民航业，做一个对社会有用的人，实现自我价值。这样引入思政元素，可以增强学生的民族自豪感和制度自信。

三、基于思政元素的教学资源和教学载体的设计

数字电子技术课程的思政资源主要有著名人物的奋斗事迹、与国家强盛相关的科学技术发展时政要闻或者视频、与数字电子技术发展相关的人文教育等。当然，思政资源也不局限于这三类。教师的生活经验、日常生活中的小小感动、美好瞬间，甚至于一草一木都可以成为点亮学生热爱生活的素材。所以，需要从丰富的思政资源中，深入挖掘、不断收集和整理上课能够用到的思政素材，构建多维度、开放性的数字电子技术思政素材库。另外，教师应根据学生的反馈，修改思政素材。综上所述，思政资源平台的素材及相应的用途可用表1总结如下。

因此，构建丰富的思政教学资源是实施思政教学改革重要且有效的途径。首先，需要通过互联网广泛收集并整理相关资料，然后对这些内容进行归纳总结和分类，最后通过学生的教学反馈对构建的教学资源素材进行修改完善。

融入的思政内容可以是文字、音频、视频、图片，其教学载体可以是PPT、音频视频的播放，也可以是教师的课堂口述。虽然课堂上加入的思政教学不可避免地会占用部分上课时间，但是可以通过其他教学方式进行弥补。比如利用课下微信答疑、钉钉和腾讯等网络课堂，MOOC平台、“雨课堂”等线上线下相结合的教学方式，把课程的教学课件、教学任务书、教案和考核标准等相关课程信息发送给学生，以弥补学时的不足。采用线上、线下，课内、课外多维度的学习方式，可以提高学生的学习兴趣和自学能力。

四、教学反馈

经过一个学期的教学实践，基于思政元素的数字电子技术教学改革取得了一定的教学成效。受疫情影响，虽然教学以网络教学为主，辅以华中科技大学的视频教学，但是教师通过加入一定的思政元素，调节了课堂气氛。在2018—2019学年第二学期，对未加入思政教育的数字电子技术的教学与加入思政教育的学生成绩进行对比（两届学生都是76人，都是3人未参加期末考试）：未加入思政教育时，有10人不及格，而加入思政教育后，不及格人数只有5人;90分以上的优秀人数也由7人上升为10人;及格率从86%上升到93%。由此可见，教学改革取得了良好的教学效果。

另外，从调查问卷反馈的信息可以发现，学生对加入的思政元素都很认可，给予了充分肯定。但学生也认为，思政元素的加入最好能做到润物细无声，而不是强行加入，否则会感到很生硬。学生对人物传记、时政要闻都很感兴趣。不过，学生对于这类思政元素的切入点也很关注。比如，对于时政要闻，有一位学生提出，需要注意对这类素材的引导，不要出现偏差。这也是教师需要注意把握的内容。

五、结束语

针对课堂上如何拉近学生与教师之间的距离、充分调动学生的学习积极性问题，课题组将思政元素引入数字电子技术课程中，尝试解决上述难题。通过设计教学目标、教学内容和教学载体，构建立体教学资源，在教学过程中将价值引领与知识传授结合起来，摒弃知识满堂灌的“填鸭式”教育，让学生感受到知识的力量，这种做法活跃了课堂氛围，提高了学生应用知识和逻辑分析的能力，也增强了学生的爱国情怀。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 蔡翠翠，王本有.“电路与电子技术”课程思政教学的改革与实践[J].计算机时代，2020（8）：125-127.

[2] 易刚.让思政课成为一门有温度的课[EB/OL]. （2002-09-07）[2020-04-18]. http：//www.rmlt.com.cn/2020/0907/592458.shtml.

[3] 樊兴丽.如何在知识传授中实现价值引领[J].人民论坛，2019（25）：102-103.

[4] 陈秋艳.高职《数字电子技术》课程思政教学探索[J]. 通信与信息技术，2019（6）：64-66.

[5] 花元涛，高贤强，陈纪龙，等. 《数字电子技术基础》教学过程中“课程思政”研究与探索[J].科技资讯，2020（2）：125-127.

[6] 余孟尝.数字电子技术基础简明教程（ 第三版）[M]. 北京： 高等教育出版社，2006.

[7] 陈海云.电子技术课程教学中的情绪管理教育[J]. 电气电子教学学报，2020（6）：9-11.

[责任编辑：陈 明]