應(yīng)用型本科院校數(shù)字系統(tǒng)類課程教學改革三途徑

韓劍

【摘 要】針對高校電子信息類專業(yè)學生的培養(yǎng)模式，提出對數(shù)字系統(tǒng)類課程的教學方法進行改革，探索一種適合獨立學院學生的教學方法，調(diào)動學生自主學習的能力，切實提高學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字系統(tǒng) 教學改革 賽課結(jié)合

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2015）11C-0150-02

高校把培養(yǎng)應(yīng)用型人才作為一個人才培養(yǎng)目標，在教學過程中應(yīng)該以提高學生的實踐動手能力為主，大力加強實踐教學環(huán)節(jié)，切實提高學生的實踐動手能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和獨立思考問題的能力。對數(shù)字系統(tǒng)類課程，包括數(shù)字邏輯電路、EDA技術(shù)及應(yīng)用和單片機原理等課程進行改革，主要從教學方法和考核方式兩方面改革。

一、教學方法的改革

現(xiàn)有數(shù)字系統(tǒng)課程的教學方法是把理論教學和實驗實訓教學分開單獨進行，先學習理論課程，理論課程學習完了再去實驗室做實驗，最后一學期的理論課程結(jié)束了再做實訓。這樣往往導致學生做實驗時理論知識忘記了，并且一般的實驗課程學時都比較少，學生們沒有得到足夠的時間設(shè)計，理論課時都比較多，而學生單獨學習理論知識又覺得非常抽象難懂，理論和實驗就會脫節(jié)。數(shù)字系統(tǒng)的教學如果是教師課堂演示，學生以聽為主，很難讓學生真正認識可編程邏輯器件，也難以學會各種數(shù)子電路的設(shè)計。而且，傳統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)的實驗箱很大且笨重，各種芯片、顯示電路、驅(qū)動電路和電源等，實驗時均需要用導線一一連接，接線復雜，學生往往在硬件接線上花費大部分的時間，并不能把精力主要放在數(shù)字系統(tǒng)的邏輯運算和邏輯處理的設(shè)計上，且因連線復雜等，使硬件方面很容易出現(xiàn)問題，學生無法及時發(fā)現(xiàn)電路設(shè)計缺陷所在。

對此，把理論教學和實驗教學合二為一，由原來的大班上課改為小班上課，由原來的傳統(tǒng)板書教室改為實驗室機房上課，人手一臺電腦，人手一臺數(shù)字系統(tǒng)教學平臺，每個重要的理論知識點講述完畢，通過實驗教學平臺實例演示，讓學生先驗證完成實例內(nèi)容后自己獨立設(shè)計一個小任務(wù)。學生碰到問題老師當場解決，循序漸進，內(nèi)容也從簡單到復雜。一堂課程結(jié)束后老師針對學生們出現(xiàn)過的問題集中講解，課后布置一個小任務(wù)給學生獨立完成，下次課檢查。

二、教學實驗平臺的改革

采用數(shù)字系統(tǒng)教學平臺進行教學，與以往的教學相比，無論在教學手段上還是在教學效果上都比原來的教學方式有了很大的提高，主要表現(xiàn)在：

（一）傳統(tǒng)的數(shù)字邏輯電路實驗不足，傳統(tǒng)數(shù)字邏輯電路電路實驗箱很大很笨重，接線復雜，硬件方面很容易出現(xiàn)問題，學生往往在硬件接線上花費太多的時間而缺少了電路設(shè)計的能力；應(yīng)用改革后的教學平臺，學生易學易懂，避免了以往教學中理論多，實物少的教學方式，大大激發(fā)了學生的學習興趣。

（二）強化學生動手能力，把原先的教師課堂演示，學生以聽為主的填鴨式方式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生親自操作為主，教師為輔的教學方式，讓學生去設(shè)計各種電路，進而加深了學生對可編程邏輯器件的認識，更加深刻的體會到可編程邏輯器件的優(yōu)越性。

（三）該數(shù)字系統(tǒng)教學平臺綜合了數(shù)字邏輯電路，EDA技術(shù)及應(yīng)用，單片機原理及應(yīng)用，智能儀器以及微機控制原理等課程，不僅能夠提供課堂上的教學演示，也能實現(xiàn)各種實驗的開展，更能給學生提供一個自主創(chuàng)新設(shè)計電路的平臺，為學生能更好的參加各種電子設(shè)計競賽提供一個很好的機會。

（四）現(xiàn)有EDA實驗箱或者是單片機實驗箱，大多數(shù)都是采用并口下載模式，而現(xiàn)在的電腦很多都沒有并口，所以給很多學生帶來麻煩，而該數(shù)字系統(tǒng)教學平臺全部是采用USB下載模式，從而大大解決了學生們的困惑。

（五）現(xiàn)有市場上的實驗箱基本上都要幾千元的費用，加上幾門課程的實驗箱的價格就更加昂貴，學生們很難擁有自己的實驗箱，而該數(shù)字系統(tǒng)教學平臺不僅綜合了幾門課程，而且價格也就幾百元。真正能夠?qū)崿F(xiàn)學生們?nèi)耸忠慌_，也就更加便于高校大學生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。實驗平臺電路框圖如圖1所示：

圖1 數(shù)字系統(tǒng)實驗箱的結(jié)構(gòu)

三、考核方式的改革

傳統(tǒng)的數(shù)字邏輯電路課程，EDA技術(shù)與應(yīng)用和單片機原理與應(yīng)用等課程都是采用閉卷筆試考試，學生在一些概念和公式上要花去很大一部分時間，而在實際編寫程序、獨立思考設(shè)計上面比較缺乏，為了很好的解決這一問題，我們將學生課程的成績考核分為多樣化，具體表現(xiàn)在以下幾點：

（一）理實結(jié)合。讓學生上機考試，有一部分的理論知識考核，加上很大比重的實際動手能力的考核。比如EDA技術(shù)課程，讓學生獨立設(shè)計一個具體電路，通過編寫程序到連接原理圖，到微處理器的各個管腳配置，到仿真波形的生成，直到最后硬件實驗箱的下載調(diào)試，培養(yǎng)創(chuàng)新能力，激發(fā)學生的獨立思考和創(chuàng)新動手能力。

（二）課后制作成績。每次課程結(jié)束布置一個當堂課程內(nèi)容的任務(wù)，讓學生課外完成；某些重要章節(jié)學習完后，布置一些小型題目讓學生獨立設(shè)計并制作，最后整門課程結(jié)束后布置一些綜合型的小項目讓學生選做。可以三人組隊選題，培養(yǎng)學生們團隊配合能力和創(chuàng)新能力；以項目為導向，培養(yǎng)學生們動手實踐能力。

（三）賽課結(jié)合。學習完一門課程后，組織一個比賽，比如學習完數(shù)字邏輯電路，就組織一個數(shù)字邏輯電路的設(shè)計比賽，從原理圖繪制到PCB制作，到電路板裝配調(diào)試，讓每一個學生參與進來，提高他們的動手能力；學習完EDA技術(shù)課程，組織EDA電子設(shè)計競賽，讓同學們從理論學習上升到實際項目的制作；學習完單片機原理課程，組織單片機電子設(shè)計大賽。從這些小競賽里面選拔出優(yōu)秀隊員，參加每年舉辦的廣西區(qū)電子設(shè)計競賽和兩年一次的全國電子設(shè)計競賽。從這幾年改革的情況來看，每年學生們的參賽熱情都很高，學生們組成隊伍，利用課余時間一起討論方案、進行電路設(shè)計、編寫程序及最后整機調(diào)試，在這過程中，學生們把在理論課上所學的知識真正運用到實際項目中，提高了學生的項目開發(fā)能力，也激發(fā)了學生們理論學習的興趣，同時大大提高了他們的創(chuàng)新實踐能力。在每年的大賽中，都會發(fā)現(xiàn)一些很有創(chuàng)新意義的優(yōu)秀作品。學生們也感嘆通過競賽學到了許多東西，激發(fā)了他們的學習熱情和學習動力，增強了團隊合作意識。

我院的電子線路CAD及仿真、單片機原理與應(yīng)用和EDA技術(shù)與應(yīng)用這三門課程都采用了此教學模式，從這幾年的教學總結(jié)情況和培養(yǎng)出來的學生能力上看，這種教學方法很受學生歡迎，極大的提高了學生們的學習興趣且提高學生的動手實踐能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力，每年都有學生參加區(qū)電子設(shè)計競賽以及全國電子設(shè)計競賽并獲得好成績，就業(yè)情況也非常不錯。

【參考文獻】

[1]江國強.新編數(shù)字邏輯電路[M]北京：北京航空航天大學出版，2003

[2]鄭存芳，等.獨立學院《EDA課程設(shè)計》教學改革初探[J].科技信息，2008（32）

[3]周立功. EDA實驗與實踐[M]. 北京：北京航空航天大學出版，2007

[4]江國強.EDA技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004

[5]江國強.EDA技術(shù)習題與實驗[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004

【基金項目】2012 年度新世紀廣西高等教育教學改革工程立項項目

【作者簡介】韓 劍（1982- ），男，江西玉山人，碩士，桂林電子科技大學信息科技學院講師，研究方向：精密測量與自動控制、電路系統(tǒng)的EDA技術(shù)。

（責編 丁 夢）