數字電路實(shí)驗教學(xué)改革實(shí)踐分析優(yōu)秀論文
摘要：本文介紹了重慶郵電大學(xué)數字電路實(shí)驗課程組對數字電路實(shí)驗教學(xué)的改革和實(shí)踐思路，通過(guò)梳理課程內容，增加基本技能訓練環(huán)節，引入現代電子設計技術(shù)，并配套包括教學(xué)資源建設，教學(xué)模式改革以及考核方式改革等。
關(guān)鍵詞：數字電路實(shí)驗；課程內容；教學(xué)資源建設；考核方式改革
重慶郵電大學(xué)是以信息技術(shù)為特色和優(yōu)勢的以工科為主的高等學(xué)校，數字電路實(shí)驗是我校大部分專(zhuān)業(yè)的基礎課程，關(guān)系到后續專(zhuān)業(yè)課程的進(jìn)一步學(xué)習，在學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養中占有舉足輕重的作用。
一、存在的問(wèn)題
數字電路實(shí)驗教學(xué)內容以基礎、經(jīng)典知識點(diǎn)和傳統設計方法為重，缺乏對現代電子技術(shù)的引入。課程內容采用固定功能元器件完成簡(jiǎn)單功能小系統的設計與搭建，這種方法有利于學(xué)生熟練掌握硬件電路搭建的規范、熟練掌握固定功能數字芯片的邏輯功能、有利于鍛煉學(xué)生硬件故障的分析和排查能力，但是由于受傳統技術(shù)的限制，學(xué)生很難設計實(shí)現較大規模的、功能復雜的數字綜合系統。隨著(zhù)電子技術(shù)的進(jìn)步，相繼出現了ＥＤＡ、ＰＳｏＣ等各類(lèi)新技術(shù)并成為數字系統設計的主流技術(shù)，數字電路實(shí)驗教學(xué)急需引入現代電子設計技術(shù)，使教學(xué)和實(shí)踐訓練能夠有效地向后續課程延續。
二、教學(xué)內容改革
針對以上問(wèn)題，課程組以學(xué)生工程能力培養為目標，對數字電路實(shí)驗教學(xué)內容重新進(jìn)行了梳理，歸納基本技能訓練內容，引進(jìn)現代電子設計技術(shù)，完善課程知識架構。數字電路實(shí)驗內容包括“基本技能———單元電路／小系統（傳統）———綜合系統（現代）”三部分：
�。保當底蛛娐穼�(shí)驗基本技能，指完成數字電路設計、搭建、制作、調試等需要掌握的`基本能力，包括常用儀器儀表的使用，常用數字器件的識別，面包板的使用，數字實(shí)驗平臺的使用等，這些內容簡(jiǎn)單但是非常重要，是后續學(xué)習的基礎，需要學(xué)生反復實(shí)踐才能熟練掌握。這部分內容從課上教師集中講解改為課前學(xué)生自學(xué)練習掌握，配套相應的考核，充分調動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習能力，切實(shí)夯實(shí)實(shí)驗基礎，優(yōu)化課上實(shí)驗教學(xué)內容，有效解決課上學(xué)時(shí)有限卻需要增加實(shí)驗內容的問(wèn)題。
�。玻Ａ舨�(yōu)化基于傳統固定功能芯片的數字電路實(shí)驗內容，以小系統小項目的形式組織實(shí)驗內容，強化訓練低年級學(xué)生硬件搭建、故障定位和排查能力。
�。常黾蝇F代電子設計技術(shù)，以綜合性較高的項目為引導，幫助學(xué)生掌握“自上而下”的數字系統設計方法，掌握ＦＰＧＡ硬件平臺的使用，開(kāi)發(fā)軟件的操作，綜合系統的調試等。
三、配套教學(xué)改革
�。保S富教學(xué)視頻資源，自制實(shí)驗教學(xué)平臺，有效保障實(shí)驗教學(xué)開(kāi)展。由課程組教師親自演示和講解，錄制數字電路實(shí)驗基本技能視頻１６個(gè)，總時(shí)長(cháng)１００分鐘左右，每個(gè)演示視頻短小精悍，學(xué)生可以利用碎片化時(shí)間進(jìn)行反復學(xué)習，然后到開(kāi)放實(shí)驗室進(jìn)行實(shí)際操作練習。豐富的視頻教學(xué)資源可以幫助學(xué)生快速、有效地掌握各項基本技能。課程組開(kāi)發(fā)制作了一些與教學(xué)配套的硬件平臺，包括簡(jiǎn)易數字電路實(shí)驗平臺和ＦＰＧＡ實(shí)驗平臺。簡(jiǎn)易數字電路實(shí)驗平臺用于支撐傳統實(shí)驗教學(xué)內容，與市面上大部分數字電路實(shí)驗箱相比，簡(jiǎn)易數字電路實(shí)驗平臺裁減掉可以由標準儀表提供的功能，例如直流電源模塊、信號源模塊等，只保留了完成數字電路實(shí)驗需要的最為基礎的功能模塊：高低電平的產(chǎn)生模塊和高低電平指示模塊。平臺小巧方便攜帶和使用，學(xué)生人手一塊。ＦＰＧＡ實(shí)驗平臺用于支撐基于ＦＰＧＡ的數字電路實(shí)驗項目的開(kāi)展，平臺提供豐富的外設資源，便于設計復雜的綜合性較高的數字電路實(shí)驗項目。
�。玻母飳�(shí)驗教學(xué)模式，采用視頻教學(xué)＋集中授課＋開(kāi)放實(shí)驗＋仿真實(shí)驗的多樣性教學(xué)模式，互補優(yōu)勢，提高實(shí)踐教學(xué)效果。在基本技能訓練階段，要求學(xué)生自學(xué)，學(xué)習內容簡(jiǎn)單，需要反復練習才能熟練掌握，所以采用視頻教學(xué)＋開(kāi)放實(shí)驗的模式�；趥鹘y設計方法的小系統設計和基于現代電子設計技術(shù)的數字系統綜合設計，需要學(xué)生課前仿真完成預設計，課上完成硬件實(shí)現和調試，課后完善和補充系統功能，所以配套仿真實(shí)驗＋集中授課＋開(kāi)放實(shí)驗的模式。
�。常母锟己朔绞�，制定評分標準，注重過(guò)程化管理，合理評價(jià)學(xué)生課程掌握程度。課程考核主要包括三部分：
�。ǎ保⿺底蛛娐穼�(shí)驗基本技能，采用技能考核的方式，學(xué)生抽取試題，按要求完成任務(wù)，教師根據學(xué)生完成情況現場(chǎng)測評，考核不合格者不允許進(jìn)入下一階段學(xué)習。
�。ǎ玻┗趥鹘y技術(shù)的小系統設計和實(shí)現，采用實(shí)驗考試的方法進(jìn)行考核，考題覆蓋所有已授內容且有難易度區分，學(xué)生抽選考試題目，自行選擇題目難易度，根據題目要求完成設計、電路搭建、測試以及數據記錄和分析等，老師現場(chǎng)評測各項指標并按評分標準評定成績(jì)。
�。ǎ常┗冢疲校牵恋臄底志C合系統設計和實(shí)現，采用系統綜合測評的方式進(jìn)行考核，綜合測評包括系統基本功能、擴展功能、學(xué)生答辯、實(shí)驗報告等。
四、結束語(yǔ)
課程組分析了本校數字電路實(shí)驗課程存在的問(wèn)題，從改革教學(xué)內容出發(fā)，配套實(shí)驗教學(xué)資源、實(shí)驗教學(xué)模式和過(guò)程化考核方式等改革。實(shí)踐結果表明，基本技能的訓練，將現代電子設計技術(shù)引入課程，增加數字系統綜合設計，有效地夯實(shí)了學(xué)生的基礎，鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。
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