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

韓劍

【摘 要】針對(duì)高校電子信息類專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)模式，提出對(duì)數(shù)字系統(tǒng)類課程的教學(xué)方法進(jìn)行改革，探索一種適合獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的教學(xué)方法，調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

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

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2015）11C-0150-02

高校把培養(yǎng)應(yīng)用型人才作為一個(gè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，在教學(xué)過程中應(yīng)該以提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力為主，大力加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，切實(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和獨(dú)立思考問題的能力。對(duì)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(jī)原理等課程進(jìn)行改革，主要從教學(xué)方法和考核方式兩方面改革。

一、教學(xué)方法的改革

現(xiàn)有數(shù)字系統(tǒng)課程的教學(xué)方法是把理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)分開單獨(dú)進(jìn)行，先學(xué)習(xí)理論課程，理論課程學(xué)習(xí)完了再去實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)，最后一學(xué)期的理論課程結(jié)束了再做實(shí)訓(xùn)。這樣往往導(dǎo)致學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)理論知識(shí)忘記了，并且一般的實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)都比較少，學(xué)生們沒有得到足夠的時(shí)間設(shè)計(jì)，理論課時(shí)都比較多，而學(xué)生單獨(dú)學(xué)習(xí)理論知識(shí)又覺得非常抽象難懂，理論和實(shí)驗(yàn)就會(huì)脫節(jié)。數(shù)字系統(tǒng)的教學(xué)如果是教師課堂演示，學(xué)生以聽為主，很難讓學(xué)生真正認(rèn)識(shí)可編程邏輯器件，也難以學(xué)會(huì)各種數(shù)子電路的設(shè)計(jì)。而且，傳統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)箱很大且笨重，各種芯片、顯示電路、驅(qū)動(dòng)電路和電源等，實(shí)驗(yàn)時(shí)均需要用導(dǎo)線一一連接，接線復(fù)雜，學(xué)生往往在硬件接線上花費(fèi)大部分的時(shí)間，并不能把精力主要放在數(shù)字系統(tǒng)的邏輯運(yùn)算和邏輯處理的設(shè)計(jì)上，且因連線復(fù)雜等，使硬件方面很容易出現(xiàn)問題，學(xué)生無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)缺陷所在。

對(duì)此，把理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)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(shí)驗(yàn)室機(jī)房上課，人手一臺(tái)電腦，人手一臺(tái)數(shù)字系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)，每個(gè)重要的理論知識(shí)點(diǎn)講述完畢，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)實(shí)例演示，讓學(xué)生先驗(yàn)證完成實(shí)例內(nèi)容后自己獨(dú)立設(shè)計(jì)一個(gè)小任務(wù)。學(xué)生碰到問題老師當(dāng)場(chǎng)解決，循序漸進(jìn)，內(nèi)容也從簡(jiǎn)單到復(fù)雜。一堂課程結(jié)束后老師針對(duì)學(xué)生們出現(xiàn)過的問題集中講解，課后布置一個(gè)小任務(wù)給學(xué)生獨(dú)立完成，下次課檢查。

二、教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的改革

采用數(shù)字系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行教學(xué)，與以往的教學(xué)相比，無論在教學(xué)手段上還是在教學(xué)效果上都比原來的教學(xué)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(shí)驗(yàn)不足，傳統(tǒng)數(shù)字邏輯電路電路實(shí)驗(yàn)箱很大很笨重，接線復(fù)雜，硬件方面很容易出現(xiàn)問題，學(xué)生往往在硬件接線上花費(fèi)太多的時(shí)間而缺少了電路設(shè)計(jì)的能力；應(yīng)用改革后的教學(xué)平臺(tái)，學(xué)生易學(xué)易懂，避免了以往教學(xué)中理論多，實(shí)物少的教學(xué)方式，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力，把原先的教師課堂演示，學(xué)生以聽為主的填鴨式方式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生親自操作為主，教師為輔的教學(xué)方式，讓學(xué)生去設(shè)計(jì)各種電路，進(jìn)而加深了學(xué)生對(duì)可編程邏輯器件的認(rèn)識(shí)，更加深刻的體會(huì)到可編程邏輯器件的優(yōu)越性。

（三）該數(shù)字系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)綜合了數(shù)字邏輯電路，EDA技術(shù)及應(yīng)用，單片機(jī)原理及應(yīng)用，智能儀器以及微機(jī)控制原理等課程，不僅能夠提供課堂上的教學(xué)演示，也能實(shí)現(xiàn)各種實(shí)驗(yàn)的開展，更能給學(xué)生提供一個(gè)自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)電路的平臺(tái)，為學(xué)生能更好的參加各種電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽提供一個(gè)很好的機(jī)會(huì)。

（四）現(xiàn)有EDA實(shí)驗(yàn)箱或者是單片機(jī)實(shí)驗(yàn)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(xué)生帶來麻煩，而該數(shù)字系統(tǒng)教學(xué)平臺(tái)全部是采用USB下載模式，從而大大解決了學(xué)生們的困惑。

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

圖1 數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(jī)原理與應(yīng)用等課程都是采用閉卷筆試考試，學(xué)生在一些概念和公式上要花去很大一部分時(shí)間，而在實(shí)際編寫程序、獨(dú)立思考設(shè)計(jì)上面比較缺乏，為了很好的解決這一問題，我們將學(xué)生課程的成績(jī)考核分為多樣化，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

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

（二）課后制作成績(jī)。每次課程結(jié)束布置一個(gè)當(dāng)堂課程內(nèi)容的任務(wù)，讓學(xué)生課外完成；某些重要章節(jié)學(xué)習(xí)完后，布置一些小型題目讓學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)并制作，最后整門課程結(jié)束后布置一些綜合型的小項(xiàng)目讓學(xué)生選做。可以三人組隊(duì)選題，培養(yǎng)學(xué)生們團(tuán)隊(duì)配合能力和創(chuàng)新能力；以項(xiàng)目為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生們動(dòng)手實(shí)踐能力。

（三）賽課結(jié)合。學(xué)習(xí)完一門課程后，組織一個(gè)比賽，比如學(xué)習(xí)完數(shù)字邏輯電路，就組織一個(gè)數(shù)字邏輯電路的設(shè)計(jì)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(gè)學(xué)生參與進(jìn)來，提高他們的動(dòng)手能力；學(xué)習(xí)完EDA技術(shù)課程，組織EDA電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，讓同學(xué)們從理論學(xué)習(xí)上升到實(shí)際項(xiàng)目的制作；學(xué)習(xí)完單片機(jī)原理課程，組織單片機(jī)電子設(shè)計(jì)大賽。從這些小競(jìng)賽里面選拔出優(yōu)秀隊(duì)員，參加每年舉辦的廣西區(qū)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和兩年一次的全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽。從這幾年改革的情況來看，每年學(xué)生們的參賽熱情都很高，學(xué)生們組成隊(duì)伍，利用課余時(shí)間一起討論方案、進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、編寫程序及最后整機(jī)調(diào)試，在這過程中，學(xué)生們把在理論課上所學(xué)的知識(shí)真正運(yùn)用到實(shí)際項(xiàng)目中，提高了學(xué)生的項(xiàng)目開發(fā)能力，也激發(fā)了學(xué)生們理論學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)大大提高了他們的創(chuàng)新實(shí)踐能力。在每年的大賽中，都會(huì)發(fā)現(xiàn)一些很有創(chuàng)新意義的優(yōu)秀作品。學(xué)生們也感嘆通過競(jìng)賽學(xué)到了許多東西，激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)動(dòng)力，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

我院的電子線路CAD及仿真、單片機(jī)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(xué)模式，從這幾年的教學(xué)總結(jié)情況和培養(yǎng)出來的學(xué)生能力上看，這種教學(xué)方法很受學(xué)生歡迎，極大的提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣且提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力，每年都有學(xué)生參加區(qū)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽以及全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽并獲得好成績(jī)，就業(yè)情況也非常不錯(cuò)。

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【基金項(xiàng)目】2012 年度新世紀(jì)廣西高等教育教學(xué)改革工程立項(xiàng)項(xiàng)目

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

（責(zé)編 丁 夢(mèng)）