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摘要：随着新工科对创新型、复合型工程科技人才培养的要求，结合我校办学定位和对专业人才培养目标的需求，进行以成果导向教育（OBE）理念为指导的课程教学改革成为提升人才培养质量的关键。本文以《数字电路》课程为案例，深入探讨了在新工科教育背景下，基于成果导向教育（Outcome-Based Education，OBE）理念的教学改革与实践策略。通过实施以学生为中心的教学模式，以成果任务为指导，明确课程目标，重构教学内容，创新教学方法，加强实践教学环节，并完善考核评价体系。这些综合性的改革措施显著提升了学生的学习积极性和实践技能，有效培养了能够满足新工科要求的创新型工程技术人才。

关键词：新工科；OBE理念；数字电路；教学改革

引言

在信息技术迅猛发展的推动下，新工科建设对工程教育的教学模式提出了新的挑战，强调了培养具备工程应用能力、创新精神、实践技能以及跨学科综合素养的高素质工程人才的重要性。数字电路作为电子信息与电气类专业的核心基础课程，对学生专业学习的深化和未来职业发展扮演着至关重要的角色。随着工业 4. 0、互联网+和智能制造的快速发展，对学生掌握数字电路的知识提出了更高的要求，学生不仅需扎实掌握基础理论框架，更需锻造实践技能与创新思维。教师的角色已超越单纯的知识传授者，转而成为能力培育的引导者与促进者。本研究倡导的教学模式革新，聚焦于学生的核心能力培养，采用以学习者为中心、成果导向的教学设计理念，融合“教育引导、主动学习、实践操作”三位一体的项目化教学策略，旨在全方位促进学生能力目标的达成。在新工科背景下，将OBE理念融入《数字电路》课程的教学实践中，对于提高课程教学质量和人才培养水平具有重要意义。

1 新工科背景下《数字电路》课程教学面临的挑战

《数字电路》是一门理论与实践密切相关的课程，是后续专业课的先导课程。目前，在新工科培养创新型人才背景下，传统的《数字电路》课程在教学中面临有以下挑战：

（1）课程内容更新不及时，理论缺乏创新。随着科技的快速发展，数字电路技术也在不断更新和进步，然而，现有的课程内容却相对滞后，难以跟上科技发展的步伐。这种滞后情况致使课程内容难以契合新工科对人才培养的需求，让学生在学习进程中无法触及最前沿的知识与技术。学生面对实际的电子电路分析与设计时，只能从基本的理论层面进行设计，不能很好的做到与时俱进，缺少工程应用能力。

（2）教学方法与模式较为单一，缺少多样性与互动性。传统的教学方式主要是教师进行讲授，学生在课堂中常常处于被动接收知识的情形，缺乏主动参与以及互动的契机，导致学生对所学内容掌握的不够扎实，对知识点的综合应用不到位，难以激发学生的探索与创新精神。

（3）实验教学单一，实践教学环节薄弱。《数字电路》的知识在内容上具有很强的系统性和理论性，然而当前的实践教学在内容和方法方面相对较为单一，缺少综合实用的的电路设计项目。这种情况使得学生的实践能力和工程素养难以获得有效的提升，在将其应用于实际项目开发时存在一定的困难。

（4）考核评价方式不够科学，无法全面地反映出学生的学习成果。当前现有的考核评价方式主要是以期末考试成绩作为主导，缺少对学生电路设计能力全方位评价。数字电路课程具有极强的实践性，其核心培养目标之一便是提高学生的工程实践能力。然而，传统的闭卷考试方式难以准确评估学生的真实学习成效，尤其是他们在动手实践方面的能力。

2 基于 OBE 理念的《数字电路》课程教学改革措施

（1）明确课程目标

依据新工科对人才培养的要求，并结合专业培养目标以及学生的实际状况，教师应当明确《数字电路》课程的教学目标。这一目标应当全面覆盖知识、能力和素质三个方面，以确保学生在学习过程中能够全面发展。

首先，在知识层面，学生需掌握数字电路的基本理论与基本概念，设计基本的组合逻辑电路与时序逻辑电路。另外，学生还应熟悉数字电路的设计方法与分析技巧，能够凭借所学知识去解决实际问题。

其次，在能力方面，课程目标应当注重培养学生的创新能力。这意味着学生不仅需要掌握现有的数字电路设计方法，还应当具备创新思维，能够提出新的设计方案和改进措施。同时，课程还应当注重培养学生的实践能力，能够通过实验和项目实践，将理论知识转化为实际操作技能。

最后，在素质培养方面，课程目标应着重于培育学生的团队协作精神。在数字电路的学习过程中，学生必须与同伴协作，共同完成多样化的任务与项目，提高学生的团队协助能力与领导能力。

综上所述，通过明确《数字电路》课程的教学目标，能够更好地培养学生的创新能力、实践能力和团队合作精神，从而满足新工科对人才培养的要求。

（2）重构教学内容

由于电子技术的飞速发展，《数字电路》的教学内容也要及时更新和调整，确保教学内容始终处于行业前沿。基于 OBE教学 理念，以课程目标为引导，对教学内容进行全面整合，优化课程体系结构，融入思政元素，突出每个章节的重点和难点，例如在讲解逻辑门电路设计时，对TTL逻辑门电路与CMOS逻辑门电路的内部部分课上进行删减，重点讲解常用的中规模集成门电路芯片的使用，并加入中国新技术研发的新型技术与产品；在讲解时序逻辑电路设计方法时，删除采用触发器设计同步与异步时序逻辑电路，加入实例项目的工程设计并让学生通过 Multisim软件分析仿真，使学生能够更加高效地学习和掌握核心知识，提高学习效果。

加强课程内容与工程实际的紧密结合，引入真实工程项目案例，如在学习时序逻辑电路时，引入实际工程项目，在项目中使用74HC164数字芯片，通过不同的输入信号控制8路LED指示灯的点亮与熄灭，如图1所示，通过该实际项目学生认识到理论学习的重要性，同时提高学生的工程实践能力，培养他们解决实际工程问题的能力。

（3）创新教学方法

为了充分调动学生的学习积极性，结合我校人才培养目标，基于OBE教学理念，积极采用多样化的教学方法，例如项目驱动教学法、案例教学法、小组讨论法等多种方式，通过这些方法，学生可以在实际操作和案例分析中获得更深刻的理解，从而提高他们的学习积极性和参与度。在教学中根据学生的基础与掌握程度进行差异化教学，并按照3-5人分组教学，每组学生需按照教师的要求完成有简到繁的各个项目化设计，学生通过超星平台提供的线上资源自学与线下教师面授指导完成相关的设计，提高了学习的灵活性和便捷性。每组学生通过查阅资料，实验仿真与实际电路搭建相结合，组员之间协同合作共同完成项目的制作，在项目进行中积极开展翻转课堂教学，让学生在课前自主学习，课堂上进行讨论和交流，以提高学生的自主学习能力和团队合作精神。 项目结束后，教师要及时对学生的表现进行反馈和总结，让不同层次的学生都有一定的收获，为下一次项目分组教学提供经验。

在分组项目化教学中，融入思政元素与劳动教育，促进专业教育与思政教育、劳动教育的深度融合，在各个项目进行中挖掘思政元素与劳动教育，润物细无声方式体现思政育人目标，具体可以从课程目标的达成、教学内容的重构、教学方法与教学手段的创新、实践教学改革、成绩的考核评价等几个方面来融入思政元素。在实际项目实施过程中，具体的项目名称，相关知识点的理论支撑以及融入的思政元素如表1所示。

（4）强化实践教学

为了进一步优化学生的实践技能与工程素养培育路径，结合我校培养应用型人才要求，在教学策略上进行了显著调整，加大实践教学环节的比重。在各个项目化教学中，设计更具综合性和创新性的实验项目让学生在实践中深入掌握数字电路的设计和调试方法。在数字电路课程的学习过程中，学生不仅通过一系列针对性的实验项目，成功地将课堂上学到的理论知识巩固并拓展至实践层面。具体而言，约有85%的学生表示，这些实验活动极大地增强了他们对数字电路原理的理解，并促使他们在解决复杂电路问题时展现出更高的灵活性和创新性。

在教学中强化校企合作，建立实训基地，企业工程师定期来校指导学生实际工程项目，教师与企业多沟通不管更新更实用的项目，学生通过在校理实一体与实习基地的学习和锻炼，学生可以更好地了解行业现状，掌握基础知识与前沿技术的融合，提升解决实际问题的能力。同时，企业也可以通过这种方式提前发现和培养潜在的人才，实现校企合作的双赢。

（5）完善考核评价方式

传统的考核评价方式主要以期末考试作为学生课程学习的效果，在新工科背景下，强调培养适应未来产业发展需求的创新型、复合型工程科技人才，强调考核方式的多元化与过程性评价的重要性，教师可以根据专业培养目标和课程目标，明确学生在课程结束时应达到的具体成果，并将这些成果细化为可衡量的指标，作为考核评价的依据。

在新工科背景下，采用多元化的考核方法，涵盖期末考试成绩、过程性评价、实践与创新项目、同伴评价与自我评价。期末考试成绩虽然仍是评价体系的一部分，但其权重将合理调整，不再作为唯一标准，考试内容将更加注重对数字电路核心概念和综合应用电路设计能力的考察；大幅增加过程性评价的比重，包括课堂参与度、小组讨论表现、作业完成情况、项目实践进度等。通过观察学生在课堂上的表现、检查他们的作业、评估他们的实验报告以及项目完成情况等方面的考核，促进学生的专业技能学习与创新；设立实践与创新项目环节，要求学生将项目化教学进一步增加难度，并提出创新，以小组为单位，通过项目报告、展示和答辩等形式进行评价，以检验学生的综合能力；同时学生参与同伴评价和自我评价，通过相互学习和自我反思，提升学生的认知能力。

3 教学改革的效果

在推动数字电路教学改革的过程中，成功实现了多项显著成效：

（1）学生学习动力与主动性的显著提升。

通过引入多元化的教学方法，增设丰富的实践教学，激发了学生对数字电路课程的兴趣。这一变革促使学生从被动接受知识转变为积极寻求知识的状态，课堂讨论热烈，课后学生自发地进行深入电路实践与学习探索。

（2）培养了学生的实践能力和创新精神

为了增强学生的实践能力与创新精神，强化了实践教学环节，并创新性地采用了项目驱动教学法。学生在实践中不断提高自己的实践能力和创新精神，能够独立完成数字电子系统的设计和开发。例如，在电子设计竞赛中，学生们设计的作品展现了较高的创新性和实用性。

（3）提高了教学质量和教学效果

教学改革的核心在于使教学内容更加贴近行业前沿与实际应用，教学方法更加灵活多样且个性化，以及考核方式的科学化与合理化。这些综合措施有效提升了教学质量与教学效果，使得学生不仅能够深入理解数字电路的基本原理，更能熟练掌握其在实际应用中的操作技能。

4 结论

通过实施一系列教学改革措施，包括在数字电路课程中优化教学内容、引入多元化的教学方法、强化实践教学环节以及革新考核方式，对学生的电路设计能力与实践能力有了极大的提升，践行了在新工科背景下以OBE理念的人才培养目标。在今后的教学中，将不断探索和创新，进一步深化数字电子技术教学改革，为培养高素质的电子信息人才做出更大的贡献。

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作者简介：庞海娟，女，山东济南人，研究方向：电子与通信工程

本文为山东英才学院教学改革项目YCXY-X2023035 新工科背景下基于OBE理念的《数字电路》课程教学改革与实践研究 阶段性研究成果。