应用型本科院校数字系统类课程教学改革三途径

韩剑

【摘 要】针对高校电子信息类专业学生的培养模式，提出对数字系统类课程的教学方法进行改革，探索一种适合独立学院学生的教学方法，调动学生自主学习的能力，切实提高学生的实践动手能力和创新能力。

【关键词】数字系统 教学改革 赛课结合

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2015）11C-0150-02

高校把培养应用型人才作为一个人才培养目标，在教学过程中应该以提高学生的实践动手能力为主，大力加强实践教学环节，切实提高学生的实践动手能力，培养学生的创新能力和独立思考问题的能力。对数字系统类课程，包括数字逻辑电路、EDA技术及应用和单片机原理等课程进行改革，主要从教学方法和考核方式两方面改革。

一、教学方法的改革

现有数字系统课程的教学方法是把理论教学和实验实训教学分开单独进行，先学习理论课程，理论课程学习完了再去实验室做实验，最后一学期的理论课程结束了再做实训。这样往往导致学生做实验时理论知识忘记了，并且一般的实验课程学时都比较少，学生们没有得到足够的时间设计，理论课时都比较多，而学生单独学习理论知识又觉得非常抽象难懂，理论和实验就会脱节。数字系统的教学如果是教师课堂演示，学生以听为主，很难让学生真正认识可编程逻辑器件，也难以学会各种数子电路的设计。而且，传统数字系统的实验箱很大且笨重，各种芯片、显示电路、驱动电路和电源等，实验时均需要用导线一一连接，接线复杂，学生往往在硬件接线上花费大部分的时间，并不能把精力主要放在数字系统的逻辑运算和逻辑处理的设计上，且因连线复杂等，使硬件方面很容易出现问题，学生无法及时发现电路设计缺陷所在。

对此，把理论教学和实验教学合二为一，由原来的大班上课改为小班上课，由原来的传统板书教室改为实验室机房上课，人手一台电脑，人手一台数字系统教学平台，每个重要的理论知识点讲述完毕，通过实验教学平台实例演示，让学生先验证完成实例内容后自己独立设计一个小任务。学生碰到问题老师当场解决，循序渐进，内容也从简单到复杂。一堂课程结束后老师针对学生们出现过的问题集中讲解，课后布置一个小任务给学生独立完成，下次课检查。

二、教学实验平台的改革

采用数字系统教学平台进行教学，与以往的教学相比，无论在教学手段上还是在教学效果上都比原来的教学方式有了很大的提高，主要表现在：

（一）传统的数字逻辑电路实验不足，传统数字逻辑电路电路实验箱很大很笨重，接线复杂，硬件方面很容易出现问题，学生往往在硬件接线上花费太多的时间而缺少了电路设计的能力；应用改革后的教学平台，学生易学易懂，避免了以往教学中理论多，实物少的教学方式，大大激发了学生的学习兴趣。

（二）强化学生动手能力，把原先的教师课堂演示，学生以听为主的填鸭式方式转变为学生亲自操作为主，教师为辅的教学方式，让学生去设计各种电路，进而加深了学生对可编程逻辑器件的认识，更加深刻的体会到可编程逻辑器件的优越性。

（三）该数字系统教学平台综合了数字逻辑电路，EDA技术及应用，单片机原理及应用，智能仪器以及微机控制原理等课程，不仅能够提供课堂上的教学演示，也能实现各种实验的开展，更能给学生提供一个自主创新设计电路的平台，为学生能更好的参加各种电子设计竞赛提供一个很好的机会。

（四）现有EDA实验箱或者是单片机实验箱，大多数都是采用并口下载模式，而现在的电脑很多都没有并口，所以给很多学生带来麻烦，而该数字系统教学平台全部是采用USB下载模式，从而大大解决了学生们的困惑。

（五）现有市场上的实验箱基本上都要几千元的费用，加上几门课程的实验箱的价格就更加昂贵，学生们很难拥有自己的实验箱，而该数字系统教学平台不仅综合了几门课程，而且价格也就几百元。真正能够实现学生们人手一台，也就更加便于高校大学生自主创新能力的培养。实验平台电路框图如图1所示：

图1 数字系统实验箱的结构

三、考核方式的改革

传统的数字逻辑电路课程，EDA技术与应用和单片机原理与应用等课程都是采用闭卷笔试考试，学生在一些概念和公式上要花去很大一部分时间，而在实际编写程序、独立思考设计上面比较缺乏，为了很好的解决这一问题，我们将学生课程的成绩考核分为多样化，具体表现在以下几点：

（一）理实结合。让学生上机考试，有一部分的理论知识考核，加上很大比重的实际动手能力的考核。比如EDA技术课程，让学生独立设计一个具体电路，通过编写程序到连接原理图，到微处理器的各个管脚配置，到仿真波形的生成，直到最后硬件实验箱的下载调试，培养创新能力，激发学生的独立思考和创新动手能力。

（二）课后制作成绩。每次课程结束布置一个当堂课程内容的任务，让学生课外完成；某些重要章节学习完后，布置一些小型题目让学生独立设计并制作，最后整门课程结束后布置一些综合型的小项目让学生选做。可以三人组队选题，培养学生们团队配合能力和创新能力；以项目为导向，培养学生们动手实践能力。

（三）赛课结合。学习完一门课程后，组织一个比赛，比如学习完数字逻辑电路，就组织一个数字逻辑电路的设计比赛，从原理图绘制到PCB制作，到电路板装配调试，让每一个学生参与进来，提高他们的动手能力；学习完EDA技术课程，组织EDA电子设计竞赛，让同学们从理论学习上升到实际项目的制作；学习完单片机原理课程，组织单片机电子设计大赛。从这些小竞赛里面选拔出优秀队员，参加每年举办的广西区电子设计竞赛和两年一次的全国电子设计竞赛。从这几年改革的情况来看，每年学生们的参赛热情都很高，学生们组成队伍，利用课余时间一起讨论方案、进行电路设计、编写程序及最后整机调试，在这过程中，学生们把在理论课上所学的知识真正运用到实际项目中，提高了学生的项目开发能力，也激发了学生们理论学习的兴趣，同时大大提高了他们的创新实践能力。在每年的大赛中，都会发现一些很有创新意义的优秀作品。学生们也感叹通过竞赛学到了许多东西，激发了他们的学习热情和学习动力，增强了团队合作意识。

我院的电子线路CAD及仿真、单片机原理与应用和EDA技术与应用这三门课程都采用了此教学模式，从这几年的教学总结情况和培养出来的学生能力上看，这种教学方法很受学生欢迎，极大的提高了学生们的学习兴趣且提高学生的动手实践能力和创新应用能力，每年都有学生参加区电子设计竞赛以及全国电子设计竞赛并获得好成绩，就业情况也非常不错。

【参考文献】

[1]江国强.新编数字逻辑电路[M]北京：北京航空航天大学出版，2003

[2]郑存芳，等.独立学院《EDA课程设计》教学改革初探[J].科技信息，2008（32）

[3]周立功. EDA实验与实践[M]. 北京：北京航空航天大学出版，2007

[4]江国强.EDA技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2004

[5]江国强.EDA技术习题与实验[M].北京：电子工业出版社，2004

【基金项目】2012 年度新世纪广西高等教育教学改革工程立项项目

【作者简介】韩 剑（1982- ），男，江西玉山人，硕士，桂林电子科技大学信息科技学院讲师，研究方向：精密测量与自动控制、电路系统的EDA技术。

（责编 丁 梦）