基于口袋實(shí)驗(yàn)箱的“數(shù)字系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革探索

丁凱，肖慧娟，陶銘，謝仁平，李廣明，黃培燦

東莞理工學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，廣東 東莞 523808

0 引言

“數(shù)字系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的必修課，是“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)I”課程實(shí)踐的深化教學(xué)。課程介紹了數(shù)字電路常用器件的功能和辨識(shí)方法、常用實(shí)驗(yàn)工具的使用方法、數(shù)字電路搭建和調(diào)試方法。課程開(kāi)設(shè)了多個(gè)驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，其中一個(gè)大型綜合實(shí)驗(yàn)不僅要求仿真實(shí)現(xiàn)，還要做成電路實(shí)物。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，使學(xué)生掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的步驟和方法，提高硬件設(shè)計(jì)和制作能力。本課程的工程實(shí)踐性強(qiáng)，傳統(tǒng)教學(xué)方式以計(jì)算機(jī)仿真、插拔線式實(shí)驗(yàn)箱為主，實(shí)驗(yàn)方式固化，靈活性不高，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐能力薄弱，理論理解不深刻，學(xué)習(xí)興趣不高。因此，“數(shù)字系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”課程教學(xué)改革迫在眉睫。

本文總結(jié)和分析了“數(shù)字系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”課程的特點(diǎn)和以往教學(xué)中存在的問(wèn)題，以東莞理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)作為課程改革對(duì)象，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)資源和考核方式等方面進(jìn)行了探索與改革。為了增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的靈活性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課程組自主開(kāi)發(fā)了口袋實(shí)驗(yàn)箱，建設(shè)了豐富的自主學(xué)習(xí)資源以及便捷的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，結(jié)合啟發(fā)式教學(xué)方法，增設(shè)大量的具有應(yīng)用性、系統(tǒng)性和導(dǎo)學(xué)性的設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，增加了答辯作為實(shí)驗(yàn)考核的重要環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力的高素質(zhì)工程型與應(yīng)用型創(chuàng)新人才的課程改革目標(biāo)。

1 “數(shù)字系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.1 實(shí)驗(yàn)課程以仿真為主

一般院校均采用計(jì)算機(jī)仿真的方式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)：將設(shè)計(jì)好的電路圖通過(guò)EDA（Electronic design automation，EDA）軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)模擬，模擬出實(shí)際功能，然后進(jìn)行分析改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)。常用的EDA軟件有Proteus，LTspice，Tina-TI，Multism，Scratch等。運(yùn)用軟件進(jìn)行仿真，對(duì)于加深學(xué)生理解電路基礎(chǔ)知識(shí)具有一定的幫助和促進(jìn)作用。然后，盡管仿真技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)模擬，但是仿真與真正意義上的電路設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)還是有較大的差距，仿真技術(shù)無(wú)法真正取代真正的電路設(shè)計(jì)，如果學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的學(xué)習(xí)，僅僅局限于仿真模擬，不動(dòng)手制作實(shí)物電子作品，那么他們的計(jì)算機(jī)硬件分析和設(shè)計(jì)實(shí)踐能力難以得到真正的鍛煉和提高[1]。

1.2 實(shí)驗(yàn)多以驗(yàn)證性為主

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)相對(duì)較少?！稊?shù)字系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)》的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)通常是由教師給出電路圖和實(shí)驗(yàn)操作步驟，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)操作步驟繪制電路圖，對(duì)已知的結(jié)論進(jìn)行再次驗(yàn)證，可以促使學(xué)生對(duì)基本概念的掌握，理解“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”這一哲學(xué)原理。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可以訓(xùn)練學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)技能，加強(qiáng)學(xué)生使用仿真軟件的熟練度，提升學(xué)生撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫(xiě)作能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本課程的興趣[2]。然而，由于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程是按部就班實(shí)施的，而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果均在預(yù)料之中，學(xué)生難以遇到真實(shí)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的各種不確定性因素和問(wèn)題，缺乏獨(dú)立思考、自主探究和處理復(fù)雜問(wèn)題的機(jī)會(huì)。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備比較老化

目前，有些院校采用插線板式的硬件實(shí)驗(yàn)箱開(kāi)展數(shù)字系統(tǒng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生只需要按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)步驟，通過(guò)插拔線的方式連接電路，接通電源并調(diào)試后即可觀察到結(jié)果，這種實(shí)驗(yàn)方法操作簡(jiǎn)單，可以幫助理解所學(xué)的理論知識(shí)。然而，插線板式的硬件實(shí)驗(yàn)箱電路固化，靈活性不高；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容受到限制，以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主，不能設(shè)計(jì)較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目往往針對(duì)單一課程，擴(kuò)展性不強(qiáng)；插拔線實(shí)驗(yàn)箱往往體積較大，通常不可帶出實(shí)驗(yàn)室；學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)按部就班，通過(guò)插拔線進(jìn)行操作，不易領(lǐng)悟背后的原理，難以鍛煉動(dòng)手能力。同時(shí)，這種硬件實(shí)驗(yàn)箱維護(hù)比較麻煩，插線、拔線操作繁瑣，元器件老化較快，損壞后更換困難，經(jīng)常需要廠家來(lái)學(xué)校維修[1-2]。

基于以上對(duì)“數(shù)字系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”課程中存在問(wèn)題的分析，本文從實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)類型設(shè)置，實(shí)驗(yàn)設(shè)備改進(jìn)和實(shí)驗(yàn)考核方式改革幾個(gè)方面進(jìn)行了改革和探索。

2 課程教學(xué)目標(biāo)的明確

在“新工科”建設(shè)背景下，在對(duì)行業(yè)/企業(yè)、用人單位、高校、校友進(jìn)行調(diào)研，以及對(duì)本院系師資隊(duì)伍基礎(chǔ)、軟硬件條件及教學(xué)、科研特色進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上，參考工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，以應(yīng)用為本、學(xué)生為本、特色為本、課程為本為基本原則，以幫助學(xué)生打下扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)、提升專業(yè)能力、培養(yǎng)科學(xué)思維為根本目標(biāo)，確定了本課程的教學(xué)目標(biāo)[3]。

（1）能力目標(biāo)。掌握數(shù)字電路分析與設(shè)計(jì)的一般方法，培養(yǎng)工程問(wèn)題的分析能力和解決能力；培養(yǎng)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)研究的能力，具有計(jì)算機(jī)數(shù)字系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的初步能力；培養(yǎng)學(xué)生硬件實(shí)驗(yàn)研究能力；具有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、執(zhí)行實(shí)驗(yàn)以及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力；具有使用計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)電路的能力。

（2）素質(zhì)目標(biāo)。培養(yǎng)學(xué)生探究工程科學(xué)的興趣、獨(dú)立思考的習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；養(yǎng)成勤于動(dòng)手、善于動(dòng)手的習(xí)慣和能力，具有理論聯(lián)系實(shí)際的工程意識(shí)和邏輯推理的思維習(xí)慣；逐步培養(yǎng)學(xué)生從事工程技術(shù)工作的素質(zhì)和能力。

（3）知識(shí)目標(biāo)。具備數(shù)字電路實(shí)踐的基本技能，為專業(yè)學(xué)習(xí)打下硬件基礎(chǔ)；認(rèn)識(shí)常用數(shù)字器件及功能，熟悉數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的常用軟硬件工具，如Proteus仿真軟件、電路測(cè)試的萬(wàn)用表；掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一般步驟和方法，具有設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單數(shù)字電路的基本能力。

3 課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐

3.1 口袋實(shí)驗(yàn)箱設(shè)計(jì)

為了方便學(xué)生有效地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)不受時(shí)間、地點(diǎn)限制，課程組自制了150套口袋實(shí)驗(yàn)箱，發(fā)放給學(xué)生人手一套。口袋實(shí)驗(yàn)箱最早是由美國(guó)斯坦福大學(xué)Clifton Roozeboom博士提出的，隨后，英國(guó)的德蒙福特大學(xué)設(shè)計(jì)一款以ARM為核心的開(kāi)發(fā)板，供學(xué)生實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)使用，一種新的教學(xué)模式孕育而生[4-5]。口袋實(shí)驗(yàn)箱，使用靈活，體積小，可攜帶，僅為傳統(tǒng)的1/3大小，模電、數(shù)電、單片機(jī)、嵌入式、硬件畢業(yè)設(shè)計(jì)等都可以用到。目前，集成芯片的快速發(fā)展為口袋實(shí)驗(yàn)箱提供優(yōu)越條件[6]。

本課程組結(jié)合“數(shù)字系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，研發(fā)設(shè)計(jì)了便于學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的口袋實(shí)驗(yàn)箱，實(shí)驗(yàn)箱中包括面包板、電阻、LED、數(shù)碼管、二選一微動(dòng)開(kāi)關(guān)、芯片（7400,7404，7410,7420,7430,74147,4511等）、電源線、鑷子、剝線鉗、導(dǎo)線、萬(wàn)用表、元件盒等設(shè)備和元器件。圖1和表1分別為課程組自制硬件口袋實(shí)驗(yàn)箱與廠家插拔線式實(shí)驗(yàn)箱外觀及性能對(duì)比。自制口袋實(shí)驗(yàn)箱擁有大面積面包板實(shí)驗(yàn)區(qū)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)靈活性大，可做較大規(guī)模實(shí)驗(yàn)；面包板連線，更易領(lǐng)悟原理。學(xué)生領(lǐng)取口袋實(shí)驗(yàn)箱后，可以在課后自主設(shè)計(jì)制作實(shí)物實(shí)驗(yàn)作品，相當(dāng)于進(jìn)行了電子工藝實(shí)習(xí)。自制口袋實(shí)驗(yàn)箱具有“小身材，大能量，開(kāi)源性”的優(yōu)點(diǎn)，方便學(xué)生二次開(kāi)發(fā)，無(wú)論何時(shí)何地，學(xué)生都可以實(shí)驗(yàn)和二次開(kāi)發(fā)，增強(qiáng)學(xué)生積極性和創(chuàng)新性。

表1 自制口袋實(shí)驗(yàn)箱與傳統(tǒng)插拔線式實(shí)驗(yàn)箱性能對(duì)比

圖1 自制硬件口袋實(shí)驗(yàn)箱與廠家插拔線式實(shí)驗(yàn)箱對(duì)比

3.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

課程組對(duì)《數(shù)字系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)》課程教學(xué)進(jìn)行了改革，將部分理論教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)，精心設(shè)計(jì)了大量具有應(yīng)用性、系統(tǒng)性和導(dǎo)學(xué)性的設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，取代了部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。大部分實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目源自于生產(chǎn)實(shí)踐，理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容全覆蓋課程內(nèi)容，項(xiàng)目設(shè)計(jì)不僅是為鞏固理論知識(shí)服務(wù)，更是要求從中完成理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，即項(xiàng)目具有較強(qiáng)的導(dǎo)學(xué)性。

改革后的實(shí)驗(yàn)課程包括6個(gè)實(shí)驗(yàn)，其中有1個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，3個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，2個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生從兩個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)中選擇一個(gè)完成實(shí)物作品制作。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱為：①數(shù)字系統(tǒng)仿真軟件及實(shí)驗(yàn)器材的使用（驗(yàn)證）；②單脈沖計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)）；③循環(huán)流動(dòng)彩燈設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)）；④三路可存儲(chǔ)計(jì)分器設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)）；⑤帶搶答定時(shí)和得分統(tǒng)計(jì)的數(shù)字搶答器的仿真和電路制作（綜合）；⑥交通燈設(shè)計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)（綜合）。通過(guò)開(kāi)設(shè)更多的設(shè)計(jì)和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，讓學(xué)生接觸電路設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的各種不確定性因素和問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、自主探究，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，間接促使學(xué)生對(duì)理論知識(shí)部分的深入理解。

3.3 采用啟發(fā)式教學(xué)理念設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

為了增加設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，提高實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，本項(xiàng)目組采用啟發(fā)式教學(xué)理念，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和授課方式進(jìn)行了改革。在改革中我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，其電路相對(duì)比較復(fù)雜，若不給出電路原理圖，學(xué)生設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)從下手；若給出電路圖，勢(shì)必影響培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、解決問(wèn)題的能力。為此，我們將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目功能分解成多個(gè)部分，啟發(fā)式講解各部分的電路設(shè)計(jì)思路，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，對(duì)于多功能搶答器的綜合實(shí)驗(yàn)，我們將電路功能分解為輸入信號(hào)接入電路、按鍵開(kāi)關(guān)的數(shù)碼顯示電路、時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器、后續(xù)搶答封鎖電路、計(jì)分電路、倒計(jì)時(shí)電路和搶答鳴響電路，然后運(yùn)用啟發(fā)式教學(xué)方法，分別引導(dǎo)學(xué)生對(duì)各部分的電路原理進(jìn)行理解和思考，按照各個(gè)擊破的原則，分別完成各部分電路的設(shè)計(jì)，然后再匯總為總電路，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃中的所有功能。啟發(fā)式教學(xué)不僅可以將復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)問(wèn)題分解為多個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、自主探究，還可以增強(qiáng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)信心和興趣。

3.4 加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)和自主實(shí)驗(yàn)資源建設(shè)

為了方便學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和自主實(shí)驗(yàn)，課程組在原有教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)新的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)安排、教學(xué)方法和考核方式，建設(shè)了完善的自主學(xué)習(xí)與自主實(shí)驗(yàn)的教學(xué)資源，且使用方便。編寫(xiě)了教材《數(shù)字邏輯與計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)》，教材包含理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)刹糠謨?nèi)容，即將由清華大學(xué)出版社出版；制作了完善的視頻資源，如：掃描實(shí)驗(yàn)資料中的二維碼可以觀看原理講解、設(shè)計(jì)講解、制作講解、Proteus仿真軟件使用講解、萬(wàn)用表使用講解等。教材視頻、課件、習(xí)題庫(kù)等豐富的課后學(xué)習(xí)資源使學(xué)生學(xué)習(xí)自主性加大。學(xué)生每人一臺(tái)自制便攜式實(shí)驗(yàn)箱，結(jié)合上述學(xué)習(xí)資源，可以不受時(shí)間、場(chǎng)地的限制開(kāi)展仿真和實(shí)物實(shí)驗(yàn)，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生的工程實(shí)踐能力，同時(shí)加深了理論知識(shí)的理解。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，“學(xué)”“做”并行，“學(xué)”“考”并行，間接引導(dǎo)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，提升了學(xué)生解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。

3.5 期末綜合實(shí)驗(yàn)考核方式改革

因期末綜合實(shí)驗(yàn)權(quán)重較大，為了考核的科學(xué)性和可執(zhí)行性，防止代做現(xiàn)象及引導(dǎo)學(xué)生“做中學(xué)”，期末綜合實(shí)驗(yàn)除了考核上交仿真作品、實(shí)物作品和實(shí)驗(yàn)報(bào)告外，對(duì)綜合實(shí)驗(yàn)按照3人一組進(jìn)行了分組，還設(shè)置了實(shí)驗(yàn)答辯考核環(huán)節(jié)。若采用一對(duì)一答辯考核，教師工作量太大，而且每個(gè)學(xué)生被提問(wèn)的問(wèn)題不一樣，提問(wèn)的題量也不一樣，提問(wèn)和評(píng)分隨機(jī)性較大，考核不科學(xué)不公平。為減少教師工作量，使答辯工作切實(shí)可行，并減少答辯提問(wèn)的隨機(jī)性，課程組精心設(shè)計(jì)了筆試答辯題庫(kù)，從題庫(kù)中抽題進(jìn)行筆試答辯考核。其中，答辯原理圖1張，答辯題庫(kù)共50套題，每套4題，每套題雖然題目不同，但是考核知識(shí)點(diǎn)相同，難度相同。筆試答辯主要考察學(xué)生對(duì)期末實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理的理解程度，答辯題庫(kù)不對(duì)學(xué)生公開(kāi)。答辯考試20min，每人隨機(jī)抽一套題作答。與此同時(shí)，本課程教學(xué)還給學(xué)生出了一道課程范圍之外的編程題（編程實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)），完成后綜合成績(jī)加3分，開(kāi)展了將程序設(shè)計(jì)和本課程知識(shí)相結(jié)合的實(shí)踐活動(dòng)。

綜上，如表2所示，改革后的期末綜合實(shí)驗(yàn)考核主要包括四種考核方式：通過(guò)仿真作品（20%權(quán)重）考核學(xué)生的設(shè)計(jì)能力及仿真技術(shù)；通過(guò)實(shí)物作品（40%權(quán)重）考核學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力；通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告（20%權(quán)重）考核學(xué)生的科技寫(xiě)作能力；通過(guò)筆試答辯（15%權(quán)重）考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解程度和解決具體問(wèn)題的能力；通過(guò)小組成績(jī)（5%權(quán)重）考核學(xué)生溝通交流和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

表2 綜合實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定方法

通過(guò)科學(xué)考核導(dǎo)向下的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，使學(xué)生在知識(shí)、技能、素質(zhì)三方面得到全面提升。圖2是學(xué)生在口袋實(shí)驗(yàn)箱上完成的實(shí)物實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐表明，改革后的實(shí)驗(yàn)考核方法科學(xué)更加合理，較準(zhǔn)確反應(yīng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)水平；考核方法不僅充分考慮了實(shí)施的工作量和可行性，還能引導(dǎo)、驅(qū)動(dòng)、督促學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)；通過(guò)深化理論學(xué)習(xí)，加強(qiáng)工程實(shí)踐能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高自主學(xué)習(xí)能力，使知識(shí)、能力、技能同步得到提升。近三年，課程組設(shè)計(jì)的課程單元“多功能搶答器設(shè)計(jì)與制作”獲全國(guó)高等院校計(jì)算機(jī)類專業(yè)教學(xué)能力大賽二等獎(jiǎng)；指導(dǎo)的學(xué)生獲得了“挑戰(zhàn)杯”廣東大學(xué)生創(chuàng)業(yè)大賽大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計(jì)劃競(jìng)賽金獎(jiǎng)，“挑戰(zhàn)杯”廣東大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)，“藍(lán)橋杯”全國(guó)軟件和信息技術(shù)專業(yè)人才大賽國(guó)賽一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)，教學(xué)改革初見(jiàn)成效。

圖2 學(xué)生在口袋實(shí)驗(yàn)箱上完成的實(shí)驗(yàn)作品

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文通過(guò)總結(jié)“數(shù)字系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”專業(yè)課程教學(xué)中存在的一些不足，從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)資源和考核方式等方面，探討了該課程教學(xué)改革的思路和方法。結(jié)合本課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容，課程組開(kāi)發(fā)了口袋實(shí)驗(yàn)箱，口袋實(shí)驗(yàn)箱具有“小身材，大能量，開(kāi)源性”的優(yōu)點(diǎn)，學(xué)生每人一套，無(wú)論何時(shí)何地，學(xué)生都可以開(kāi)展實(shí)驗(yàn)和二次開(kāi)發(fā)，增強(qiáng)學(xué)生積極性和創(chuàng)新性。實(shí)踐表明，改革后的教學(xué)模式有助于增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的靈活性，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考、自主探究，鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和工程意識(shí)；全方位的提升學(xué)生的設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力、寫(xiě)作能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解程度，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，提升學(xué)生的邏輯思維能力和動(dòng)手能力。