時(shí)間：2022-12-13 07:59:28
導(dǎo)語(yǔ)：在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
論文摘要：結(jié)合高職院校數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，以培養(yǎng)學(xué)生的電子設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力為目標(biāo)，對(duì)數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究，提出了構(gòu)建實(shí)驗(yàn)課程體系、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)、完善實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制等措施，取得了良好的教學(xué)效果。
隨著高職院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深人，實(shí)驗(yàn)教學(xué)已成為高職院校教學(xué)工作的重要組成部分。實(shí)驗(yàn)教學(xué)已從過(guò)去單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)逐步深人到綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，從利用實(shí)驗(yàn)來(lái)加深對(duì)已學(xué)理論知識(shí)的理解，深人到將實(shí)驗(yàn)作為學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)、新器件，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的重要目的仁‘〕。
1高職院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題
數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)是高職院校電子信息類(lèi)、機(jī)電類(lèi)專(zhuān)業(yè)必修的實(shí)踐性技術(shù)基礎(chǔ)課程，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力具有重要的地位。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，并按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的實(shí)驗(yàn)步驟去完成實(shí)驗(yàn)，這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式禁錮了學(xué)生的創(chuàng)新思維，失去了“實(shí)驗(yàn)”真正的含義，培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生實(shí)踐技能差，無(wú)法達(dá)到高職教育人才培養(yǎng)的要求〔2)0
2開(kāi)設(shè)數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)采取的措施
通過(guò)多年來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐，證明了開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)有利于鞏固課堂所學(xué)的理論知識(shí);有利于提高學(xué)生電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力[’]。2005年我校電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中心)以“加強(qiáng)基礎(chǔ)訓(xùn)練，培養(yǎng)能力，注重創(chuàng)新”為指導(dǎo)思想，在面向各類(lèi)專(zhuān)業(yè)的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，開(kāi)設(shè)了以學(xué)生為主、教師為輔的數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，取得了良好的教學(xué)效果。
2. 1構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系
數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是一種較高層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是結(jié)合數(shù)字電路課程和其它學(xué)科知識(shí)進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力的有效途徑，具有綜合性、創(chuàng)新性及探索性[[4]。數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是學(xué)生根據(jù)教師給定的實(shí)驗(yàn)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)條件，自行查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)方案、電路安裝等，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程，如圖1所示。
為了提高學(xué)生的電子設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新能力，中心根據(jù)高職教育教學(xué)特點(diǎn)與規(guī)律，構(gòu)建了基礎(chǔ)型、提高型、創(chuàng)新型三個(gè)遞進(jìn)層次的數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程體系。三個(gè)實(shí)訓(xùn)模塊的內(nèi)容堅(jiān)持以“加強(qiáng)基礎(chǔ)型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的電子設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新意識(shí)”為主線，由單元電路設(shè)計(jì)到系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，循序漸進(jìn)，三年不斷線，為不同基礎(chǔ)、不同層次的學(xué)生逐步提高電子設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力的空間，如圖2所示。
基礎(chǔ)型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是課程中所安排的教學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在完成了驗(yàn)證性、綜合性實(shí)驗(yàn)以后，具有了一定的實(shí)驗(yàn)技能，結(jié)合數(shù)字電路的基本原理設(shè)計(jì)一些比較簡(jiǎn)單的單元電路，學(xué)生按照教師給出的實(shí)驗(yàn)要求根據(jù)實(shí)驗(yàn)室所擁有的儀器設(shè)備、元器件，從實(shí)驗(yàn)原理來(lái)確定實(shí)驗(yàn)方法、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路等，且在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)。如表1所示。這一階段主要是讓學(xué)生熟悉門(mén)電路邏輯功能及應(yīng)用，掌握組合邏輯電路、時(shí)序電路的設(shè)計(jì)方法，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)意識(shí)、查閱文獻(xiàn)等能力。
提高型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)對(duì)高職院校來(lái)說(shuō)，可認(rèn)為是數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)。它體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)綜合知識(shí)的掌握和運(yùn)用，課題內(nèi)容是運(yùn)用多門(mén)課程的知識(shí)及實(shí)驗(yàn)技能來(lái)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的系統(tǒng)電路，如表2所示。整個(gè)教學(xué)過(guò)程可分10單元，每個(gè)單元為4學(xué)時(shí)，每小組為一個(gè)課題。學(xué)生根據(jù)教師提供的設(shè)計(jì)題目確定課題，查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)電路、電路仿真、電路安裝調(diào)試、撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告等，完成從電路設(shè)計(jì)到制作、成品的全部實(shí)踐過(guò)程。通過(guò)這一階段的訓(xùn)練，學(xué)生的軟硬件設(shè)計(jì)能力進(jìn)一步提高，報(bào)告撰寫(xiě)趨于成熟，善于接受新器件，團(tuán)隊(duì)協(xié)作趨于成熟。
創(chuàng)新型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要為理論基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、實(shí)驗(yàn)技能熟練的優(yōu)秀學(xué)生選做，為“開(kāi)放式”教學(xué)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要是結(jié)合專(zhuān)業(yè)的科研項(xiàng)目、工程實(shí)際及全國(guó)或省級(jí)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的課題。通過(guò)創(chuàng)新型設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，充分發(fā)揮學(xué)生的潛能，全面提高學(xué)生的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力，為參加大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課程體系將數(shù)字電路基本原理、模擬電路、eda技術(shù)等多門(mén)課程知識(shí)點(diǎn)融合在一起，從單元電路設(shè)計(jì)到系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，深化了“系統(tǒng)”概念的意識(shí)。在每一輪設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行總結(jié)，開(kāi)展學(xué)生問(wèn)卷調(diào)查，對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法、手段等進(jìn)行全面評(píng)估，從而了解設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)教師鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度去分析，大膽創(chuàng)新，設(shè)計(jì)不同的方案。
2. 2加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的建設(shè)
近年來(lái)，中心依托省級(jí)精品課程“數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”、省級(jí)應(yīng)用電子技術(shù)精品專(zhuān)業(yè)建設(shè)，合理規(guī)劃，制定了實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍培養(yǎng)計(jì)劃;專(zhuān)業(yè)教師定期到企業(yè)培訓(xùn);專(zhuān)職實(shí)驗(yàn)教師參加實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研討和對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)的培訓(xùn);同時(shí)制定優(yōu)惠政策，吸引企業(yè)中具有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師、技師到實(shí)訓(xùn)基地?fù)?dān)任實(shí)驗(yàn)教師tb}，形成一支能培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才、能跟蹤電子信息技術(shù)發(fā)展、勇于創(chuàng)新并積極承擔(dān)教學(xué)改革項(xiàng)目的專(zhuān)兼職結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的整體優(yōu)化。
2. 3開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室
為了保證設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效實(shí)施，中心實(shí)行時(shí)間和內(nèi)容兩方面開(kāi)放的教學(xué)方法。學(xué)生除了要完成教學(xué)計(jì)劃內(nèi)指定實(shí)驗(yàn)外，還可以根據(jù)自己的專(zhuān)業(yè)和興趣，選擇規(guī)定以外的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。為了提高設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，學(xué)校制定了系列激勵(lì)政策，調(diào)動(dòng)了實(shí)驗(yàn)教師及學(xué)生的積極性。
2. 4建設(shè)創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室
為了培養(yǎng)學(xué)生的電子設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力，給優(yōu)秀學(xué)生營(yíng)造良好的自主學(xué)習(xí)環(huán)境，提供展現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的舞臺(tái)，中心先后投人了30多萬(wàn)元，更新了實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，建設(shè)了一個(gè)軟件環(huán)境優(yōu)良、硬件條件先進(jìn)的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室。該實(shí)訓(xùn)室配置了計(jì)算機(jī)、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、頻率計(jì)、掃頻儀、數(shù)字存儲(chǔ)示波器、單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、打孔機(jī)、制版機(jī)等儀器設(shè)備〔7〕。
2. 5完善實(shí)驗(yàn)考核機(jī)制
對(duì)于數(shù)字電路設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的考核，不能僅靠一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告或作品來(lái)評(píng)定成績(jī)，要關(guān)注設(shè)計(jì)方案的可行性、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)生的操作能力、創(chuàng)新能力等方面。如以100分計(jì)，分別從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案(20分)、實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)施和完善(40分)、設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性(20分)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告或論文、成品(20分)幾個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)評(píng)定學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。為了激勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生，激發(fā)創(chuàng)新欲望，中心建立了“創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)優(yōu)秀論文、作品評(píng)獎(jiǎng)制度”，對(duì)經(jīng)專(zhuān)業(yè)教師評(píng)審選出的優(yōu)秀論文、創(chuàng)新作品的學(xué)生給予表彰、獎(jiǎng)勵(lì)。
關(guān)鍵詞：模擬與數(shù)字電路；電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)園地；虛擬儀器實(shí)驗(yàn)
中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）08-0151-03
一、背景
以模擬與數(shù)字電路為基礎(chǔ)內(nèi)容的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是高等學(xué)校理工科專(zhuān)業(yè)學(xué)生重要的必修專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，也是電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化等工科專(zhuān)業(yè)的學(xué)生在大學(xué)教育階段所要經(jīng)歷的一個(gè)重要的工程性實(shí)踐環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生素質(zhì)和能力方面占有十分重要的地位[1]。而電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)課程作為一門(mén)綜合性的實(shí)踐課程，與理論課程并行開(kāi)設(shè)，其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不再限制于某一門(mén)課程，而是把多門(mén)相關(guān)課程的知識(shí)相互滲透，有機(jī)融合。在一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目或設(shè)計(jì)課題中，可以融合模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、EDA技術(shù)、單片機(jī)原理等知識(shí)模塊，讓學(xué)生運(yùn)用多種技術(shù)完成一個(gè)完整的電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程有深入的理解，同時(shí)培養(yǎng)工程實(shí)踐方面的基本素養(yǎng)。除了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，課題設(shè)計(jì)還可以采用電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、科研項(xiàng)目、學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐等方式，在“開(kāi)放”的狀態(tài)下進(jìn)行，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性[2]。眾所周知，軟件學(xué)院的辦學(xué)宗旨是要基于“精英型軟件人才”的培養(yǎng)目標(biāo)，一般的軟件學(xué)院通常擁有軟件工程和網(wǎng)絡(luò)工程兩個(gè)專(zhuān)業(yè)方向，而我院為了強(qiáng)化“精英型軟件人才”的培養(yǎng)目標(biāo)，在本科二年級(jí)時(shí)又開(kāi)設(shè)了嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)兩個(gè)專(zhuān)業(yè)方向，這兩個(gè)專(zhuān)業(yè)方向的學(xué)習(xí)需要有更好的硬件基礎(chǔ)，這也是我院面向本科一個(gè)年級(jí)800人開(kāi)設(shè)模擬與數(shù)字電路理論與實(shí)驗(yàn)課程，并且實(shí)驗(yàn)教學(xué)采取獨(dú)立設(shè)課的方式的重要原因。嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)與電子技術(shù)等硬件課程的聯(lián)系要較為緊密一些，對(duì)于目前的模擬與數(shù)字電路教學(xué)，從事這兩個(gè)專(zhuān)業(yè)方向?qū)W習(xí)的學(xué)生往往會(huì)感到學(xué)得不夠多，不夠深入。許多有志于這兩個(gè)專(zhuān)業(yè)方向?qū)W習(xí)的學(xué)生，在做完基礎(chǔ)的模擬與數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)后希望，還能有機(jī)會(huì)到實(shí)驗(yàn)室做一些額外的、提高性的實(shí)驗(yàn)。而不從事這兩個(gè)專(zhuān)業(yè)方向?qū)W習(xí)的軟件工程和網(wǎng)絡(luò)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，往往體會(huì)不到學(xué)習(xí)電子技術(shù)等硬件課程的重要意義，簡(jiǎn)單的認(rèn)為在軟件學(xué)院學(xué)習(xí)，只要把“軟”的東西搞明白就可以了，不應(yīng)在“硬”上浪費(fèi)時(shí)間。因此，結(jié)合我院目前本科生的教學(xué)體系、培養(yǎng)目標(biāo)以及開(kāi)設(shè)的相關(guān)硬件課程如：51單片機(jī)接口與匯編、fpga設(shè)計(jì)、通信原理、計(jì)算機(jī)組成原理等與硬件電路密切相關(guān)的課程，構(gòu)建“電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系”就顯得有重大的意義，能夠使基礎(chǔ)的硬件教學(xué)與軟件學(xué)院的教學(xué)體系和培養(yǎng)目標(biāo)建立起聯(lián)系，體現(xiàn)了硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對(duì)于軟件專(zhuān)業(yè)方向?qū)W習(xí)的重要性和關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)軟硬兼顧。除此以外，目前在全國(guó)眾多的軟件學(xué)院中，另外，還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一所軟件學(xué)院提出構(gòu)建“軟件學(xué)院電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系”的教學(xué)改革活動(dòng)。著名的大學(xué)如北京大學(xué)是將軟件與微電子學(xué)院放在一起合辦，盡管如此，北京大學(xué)也沒(méi)有面向軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程將近800人的、規(guī)模龐大的模擬與數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)課程，因此，我院進(jìn)行構(gòu)建“軟件學(xué)院電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系”的教學(xué)改革實(shí)踐就顯得特別有意義，能夠起到“示范性”的作用。
二、研究基礎(chǔ)
我院自2008年開(kāi)始在本科生的教學(xué)體系中引入獨(dú)立的模擬與數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課程以來(lái)，取得了許多積極的教學(xué)成果：（1）有力的輔助了模擬與數(shù)字電路理論課的教學(xué)，使抽象的理論課不再生澀難懂。（2）通過(guò)動(dòng)手搭電路的實(shí)驗(yàn)很好的煅練了學(xué)生的操作能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)生的實(shí)踐能力得以提高。（3）對(duì)我院其他專(zhuān)業(yè)方向的如計(jì)算機(jī)組成原理等理論與實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)提供了有力的支持。（4）教學(xué)模式不斷改進(jìn)，部分實(shí)驗(yàn)，如儀器使用的教學(xué)方式完成了由傳統(tǒng)的“老師講，學(xué)生跟著做”到以學(xué)生為主體，旨在培養(yǎng)學(xué)生“自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新意識(shí)”的開(kāi)放式教學(xué)。在數(shù)字實(shí)驗(yàn)部分設(shè)立了“選做”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，面向能快速完成必做實(shí)驗(yàn)部分的、有興趣做更多學(xué)習(xí)和嘗試的學(xué)生。（5）規(guī)范實(shí)驗(yàn)教學(xué)的流程，引入了實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)，在報(bào)告冊(cè)中明確規(guī)定實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)、操作、總結(jié)部分的要求。（6）在現(xiàn)有課程教學(xué)基礎(chǔ)上，結(jié)合我院嵌入式工程專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，開(kāi)設(shè)了一門(mén)提高性質(zhì)的開(kāi)放式電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程“嵌入式電路設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用實(shí)踐”。
但現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍有許多不足之處：（1）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，所用元器件型號(hào)過(guò)時(shí)，需要更新。（2）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目仍然偏少，不夠豐富，可供選擇的余地小，大大的限制了學(xué)生自主性的發(fā)揮，不利于創(chuàng)新型、研究型的學(xué)習(xí)。因此，驗(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目均應(yīng)增加。（3）教學(xué)模式僵化，手段單一，仍以傳統(tǒng)的老師在課堂上按部就班的指導(dǎo)，學(xué)生跟著按實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作驗(yàn)證為主，學(xué)生沒(méi)有自由發(fā)揮、進(jìn)行創(chuàng)新型學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。實(shí)驗(yàn)室目前仍沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)開(kāi)放，而學(xué)生的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)任務(wù)較重，課程設(shè)置多，很難有整塊的時(shí)間和專(zhuān)門(mén)的機(jī)會(huì)通過(guò)更多的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練獲得提高。（4）實(shí)驗(yàn)課程考核的方式單一，除了批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告之外，成績(jī)?cè)u(píng)定主要以學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的快慢為主，即主要考核學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，認(rèn)真預(yù)習(xí)的程度及實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作能力的高低。（5）尚未形成一個(gè)有效的綜合教學(xué)體系，使模擬與數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課程能更好地融入我院的整體教學(xué)體系當(dāng)中。
三、研究思路
基于以上的原因及分析，應(yīng)結(jié)合目前我院的教學(xué)體系及專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方向，以現(xiàn)有的模擬與數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ)，以“開(kāi)放式”教學(xué)為主要依托，構(gòu)建“電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系”，以求根本解決我院目前模擬與數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的各種問(wèn)題。
1.建設(shè)電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)園地[3]。建設(shè)電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)園地是本研究課題要實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)目標(biāo)，是構(gòu)建我院電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的基礎(chǔ)。
實(shí)驗(yàn)園地中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如圖1所示分為以下幾大組成部分：①實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練園地，實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練園地主要包括：如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，如查找資料，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行理論分析；實(shí)驗(yàn)操作中的FAQ；實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)要求；電路設(shè)計(jì)仿真軟件的入門(mén)；嵌入式C、匯編語(yǔ)言的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的使用；VHDL、Verilog等硬件設(shè)計(jì)語(yǔ)言及ISE開(kāi)發(fā)編譯環(huán)境的使用；EDA技術(shù)基礎(chǔ)如電路板的原理圖、PCB板圖的設(shè)計(jì)；電路焊接的基本技能培訓(xùn)等。將實(shí)驗(yàn)基本技能訓(xùn)練部分的資源放置于我院的ftp課程網(wǎng)站或?qū)W院網(wǎng)站上，根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)的要求或?qū)W生自已的需求下載使用。②專(zhuān)用儀器設(shè)備園地，在專(zhuān)用儀器設(shè)備園地中，可獲得示波器、萬(wàn)用表、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱、實(shí)驗(yàn)操作面板等儀器設(shè)備的使用說(shuō)明書(shū)，操作實(shí)例，操作課件等。③基礎(chǔ)模擬與數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)園地，按照基礎(chǔ)模擬與數(shù)字電子技術(shù)通用的理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)園地可分為四大模塊[4]：模塊A：常用電子元器件，包括電阻、電容、電感、二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等，模塊A是模擬與數(shù)字電子技術(shù)的共同基礎(chǔ)。模塊B：模擬電路模塊，包括基本放大器、差動(dòng)放大器、功率放大器、運(yùn)算放大器、反饋放大器、信號(hào)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源等，該模塊是模擬電子技術(shù)的主要內(nèi)容，著重讓學(xué)生掌握模擬電路的基本概念、基本原理和基本分析方法。模塊C：數(shù)字邏輯和數(shù)字電路模塊，主要包括邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、邏輯門(mén)電路、組合邏輯電路、時(shí)序邏輯電路、脈沖產(chǎn)生與整形、大規(guī)模集成電路（半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、A/D和D/A等）。模塊C是數(shù)字電子技術(shù)的主要內(nèi)容，旨在讓學(xué)生掌握數(shù)電的基本知識(shí)及常用數(shù)字集成電路，學(xué)會(huì)邏輯分析和邏輯設(shè)計(jì)的方法。模塊D：可編程邏輯器件模塊，目前常用的可編程邏輯器件包括EPROM、GAL、FPGA、E2PROM，模塊D是數(shù)字電路領(lǐng)域發(fā)展較快的一項(xiàng)技術(shù)，通過(guò)與EDA技術(shù)的結(jié)合，使通過(guò)軟件編程的方法實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)成為可能。④演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)園地，將演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)園地分為三大模塊：模塊A：實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)是從實(shí)驗(yàn)結(jié)果入手的教學(xué)方法，有助于從總體設(shè)計(jì)方面建立深入的宏觀印象，趣味性的結(jié)果還有助于激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)創(chuàng)造的興趣，使學(xué)生在充分理解了現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)方法的基礎(chǔ)上，積極探求不同的實(shí)驗(yàn)思路和解決方案?！皩?shí)物”既可以包括實(shí)驗(yàn)教師為某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)的專(zhuān)用演示電路實(shí)驗(yàn)板，也可以包括學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐過(guò)程中的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，當(dāng)然也可以是實(shí)驗(yàn)電路搭接后結(jié)果的視頻演示。演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)也可以通過(guò)多媒體PPT課件，WORD或PDF文檔、視頻的形式集中于我院的FTP課程網(wǎng)站或?qū)W院網(wǎng)站上，根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)的要求或?qū)W生自已的需求下載使用。模塊B：虛擬儀器實(shí)驗(yàn)，建設(shè)基于Labview的3D電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)室?？梢詽M足學(xué)生進(jìn)行常用儀器設(shè)備的熟悉與使用，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的虛擬仿真等。如圖2所示為實(shí)驗(yàn)中心自主開(kāi)發(fā)的“三維虛擬實(shí)驗(yàn)室”軟件系統(tǒng)，目前該系統(tǒng)正在研制。
通過(guò)對(duì)實(shí)物如儀器設(shè)備、電子元件等的虛擬，使學(xué)生對(duì)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)形成全方位的了解，為深入實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備，虛擬實(shí)驗(yàn)還可以減少針對(duì)儀器設(shè)備、電子器件的誤操作，降低設(shè)備器件的損耗，延長(zhǎng)使用壽命，減少維修維護(hù)的工作量。虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)可以不受時(shí)間、空間的限制，學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室來(lái)做實(shí)驗(yàn)，也可以在公共機(jī)房安裝有該軟件系統(tǒng)的PC機(jī)上完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，甚至可以在宿舍、網(wǎng)吧、圖書(shū)館等有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的地方通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，真正實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“開(kāi)放式”。模塊C：電路仿真實(shí)驗(yàn)，許多EDA軟件就具有電路仿真功能，針對(duì)簡(jiǎn)單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，電路仿真往往顯得特別有效，如RC電路的實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程非常簡(jiǎn)單。如果在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前就能利用EDA軟件針對(duì)不同電阻R和電容C進(jìn)行電路仿真，根據(jù)仿真的結(jié)果確定所需要的電阻、電容，就可以大大節(jié)省查找器件的時(shí)間，降低了在實(shí)驗(yàn)室中找不到該器件的風(fēng)險(xiǎn)，提高的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的效率，有助于開(kāi)放教學(xué)過(guò)程中更高效的使用實(shí)驗(yàn)室。相比于實(shí)物演示教學(xué)和虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)，電路仿真更顯得專(zhuān)業(yè)化。⑤提高性實(shí)驗(yàn)園地，提高性實(shí)驗(yàn)園地的建設(shè)是構(gòu)建“電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系”的關(guān)鍵，是使電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)能與軟件學(xué)院的教學(xué)體系和培養(yǎng)目標(biāo)建立聯(lián)系的重要環(huán)節(jié)，體現(xiàn)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)相對(duì)于軟件專(zhuān)業(yè)方向?qū)W習(xí)的重要性和關(guān)聯(lián)性，實(shí)現(xiàn)軟硬兼顧。結(jié)合我院本科生教學(xué)體系及專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方向的實(shí)際，以及我院目前開(kāi)設(shè)的51單片機(jī)接口與匯編、fpga設(shè)計(jì)、通信原理、計(jì)算機(jī)組成原理等與硬件電路密切相關(guān)的課程，提高性實(shí)驗(yàn)教學(xué)園地包括三大模塊：模塊A：?jiǎn)纹瑱C(jī)硬件實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方式為，設(shè)計(jì)電路原理圖進(jìn)行電路仿真（可選）編寫(xiě)C、匯編程序編譯成HEX文件用編程器寫(xiě)入MCU實(shí)驗(yàn)箱上搭接電路實(shí)現(xiàn)功能制作PCB板（可選）。單片機(jī)硬件實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的模擬與數(shù)字電路、單片機(jī)原理及應(yīng)用、EDA電路設(shè)計(jì)技術(shù)及軟件編程與測(cè)試等多門(mén)專(zhuān)業(yè)課程的綜合。模塊B：FPGA硬件實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)方式為，設(shè)計(jì)電路原理圖進(jìn)行電路仿真（可選）編寫(xiě)VHDL、Verilog語(yǔ)言程序編譯生成bit文件燒寫(xiě)到可編程器件內(nèi)搭接電路實(shí)現(xiàn)數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)或系統(tǒng)功能。FPGA硬件實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的模擬與數(shù)字電路（尤其是數(shù)字邏輯）、計(jì)算機(jī)組成原理及體系結(jié)構(gòu)、EDA電路設(shè)計(jì)技術(shù)及軟件編程與測(cè)試等多門(mén)專(zhuān)業(yè)課程的綜合。模塊C：通信原理硬件實(shí)驗(yàn)，通信原理理論課程是我院網(wǎng)絡(luò)工程系開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，為了深入這門(mén)課程，必須具備堅(jiān)實(shí)的模擬（包括低頻、高頻電子線路）和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)。目前，我院尚無(wú)完善的硬件實(shí)驗(yàn)課程與之匹配，因此可在提高性實(shí)驗(yàn)園地中加入這一模塊。通信原理硬件實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)的模擬與數(shù)字電路（尤其是高頻電子線路與數(shù)字邏輯）、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及軟件編程與測(cè)試等多門(mén)專(zhuān)業(yè)課程的綜合。
四、結(jié)論
由以上分析得出如圖3所示的“軟件學(xué)院電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系”的基本構(gòu)思。
實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)是電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)園地的建設(shè)者，在利用園地中的各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及資源做好基礎(chǔ)及提高性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上，承擔(dān)實(shí)驗(yàn)園地中實(shí)驗(yàn)方案與任務(wù)書(shū)的設(shè)計(jì)工作，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，針對(duì)不同水平的學(xué)生，逐漸形成驗(yàn)證性，綜合性，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的層次。做為電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)園地的使用者的學(xué)生，在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)與“開(kāi)放式”教學(xué)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，逐漸與實(shí)驗(yàn)教師建立新型的教與學(xué)的關(guān)系，如：學(xué)生自已選擇現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，盡可能的獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)教師僅起到輔助指導(dǎo)的作用；教師根據(jù)學(xué)生的水平，將現(xiàn)有的多個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)綜合，形成實(shí)驗(yàn)方案，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成；學(xué)生獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，尋求實(shí)驗(yàn)教師的建議及幫助，盡可能的完全獨(dú)立自主的完成電路設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)園地的建設(shè)會(huì)為基礎(chǔ)、提高性實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供更多的實(shí)驗(yàn)素材，有助于豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)中產(chǎn)生的問(wèn)題有助于豐富實(shí)驗(yàn)園地中的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)，使教師、學(xué)生在進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的過(guò)程中有更多的選擇，有助于擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面，提高實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)水平。總之，三者之間的良性互動(dòng)將創(chuàng)造一個(gè)良好的教學(xué)實(shí)踐環(huán)境，切實(shí)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。
鳴謝：本文受到2013年大連理工大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目“立足精英型軟件人才培養(yǎng)目標(biāo)的電子技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的構(gòu)建”項(xiàng)目資助。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革
數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)是數(shù)字電子技術(shù)課程的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生工程能力的一門(mén)專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。學(xué)生通過(guò)驗(yàn)證、自行設(shè)計(jì)電路，安裝，調(diào)試電路，排除電路故障，初步掌握數(shù)字電子技術(shù)的原理，并能根據(jù)需要合理選用所需集成電路，設(shè)計(jì)并制作出實(shí)際電路，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，提高動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新能力，為后續(xù)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但目前學(xué)院的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)從教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置到教學(xué)方法的運(yùn)用都存在一些影響學(xué)生基本操作技能形成的不利因素，必要進(jìn)行改革。
1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革
數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)是一門(mén)理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，但是目前學(xué)院所使用的教材多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而且偏重理論和實(shí)踐性的內(nèi)容較少，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單。內(nèi)容老化，手段單一，造成大部分學(xué)生動(dòng)手能力得不到加強(qiáng)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析設(shè)計(jì)的能力，不能適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)對(duì)應(yīng)用性、創(chuàng)新型人才的要求。
根據(jù)學(xué)生知識(shí)、能力培養(yǎng)的總體要求，合理編排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選定上，既有一定量的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，也有適量的設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)。兩者缺一不可，各自起作用，比如：集成邏輯門(mén)電路的功能測(cè)試。屬于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)主要是幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)基本的邏輯芯片，驗(yàn)證基本邏輯芯片的功能，與此同時(shí)，在單純依靠實(shí)驗(yàn)臺(tái)時(shí)，可以適當(dāng)結(jié)合計(jì)算機(jī)仿真軟件，增加適量仿真型實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程中，把每個(gè)實(shí)驗(yàn)都分成兩部分，第一部分是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)是學(xué)生進(jìn)一步鞏固和加深對(duì)相關(guān)課程基本理論的理解，鞏固基本概念、提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力；第二部分是延伸實(shí)驗(yàn)，目的是進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)教學(xué)系統(tǒng)的理解、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、綜合設(shè)計(jì)及創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究的獨(dú)立工作能力，取得工程設(shè)計(jì)與組裝調(diào)試的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革
實(shí)驗(yàn)過(guò)程機(jī)械化。實(shí)驗(yàn)過(guò)程一般是在實(shí)驗(yàn)箱上，學(xué)生按照老師的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)分兩節(jié)課。從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、所用儀器，到實(shí)驗(yàn)步驟的安排，學(xué)生都沒(méi)有選擇的機(jī)會(huì)，處于一種相對(duì)被動(dòng)的地位。因此，實(shí)驗(yàn)給學(xué)生的印象較膚淺。
實(shí)驗(yàn)設(shè)備比較陳舊、易損。 學(xué)院對(duì)實(shí)驗(yàn)室的資金投入不足，儀器質(zhì)量不佳、易損。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，元器件老化、損壞不可避免，但需要及時(shí)更新。檢查芯片的好壞和線路相當(dāng)復(fù)雜，每周的實(shí)驗(yàn)課時(shí)又多，嚴(yán)重影響教師和學(xué)生的學(xué)習(xí)。鑒于上述等等原因，筆者提出一些改進(jìn)措施如下：
2.1 增加實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)
基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)分別按 3∶4∶3分配 ，以全面提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、知識(shí)綜合能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。實(shí)行實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課與實(shí)驗(yàn)成績(jī)單獨(dú)計(jì)算 ，極大地提高了實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)在整個(gè)教學(xué)中的地位，改變過(guò)去實(shí)驗(yàn)教學(xué)只是從屬于理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不足，綜合性實(shí)驗(yàn)偏少，創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)缺乏，實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的好壞對(duì)成績(jī)影響不大的弊端。
2.2 改革考核方式
為了做到對(duì)學(xué)生的全面評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)成績(jī)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化、定量化。實(shí)驗(yàn)課程的最后一次實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容為實(shí)驗(yàn)考試，實(shí)驗(yàn)考試內(nèi)容以考查學(xué)生完成綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)際能力為主旨，按A、B、C、D、E 評(píng)定成績(jī)，該成績(jī)占總成績(jī)40 %。其中，實(shí)驗(yàn)報(bào)告占總成績(jī)20%，平時(shí)的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)，特別是綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)操作及完成情況占總成績(jī)40% ，作為判斷學(xué)生能力和全面發(fā)展的一個(gè)重要依據(jù)，這樣提高廣大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情，變被動(dòng)為主動(dòng)。
3 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段
3.1 實(shí)施開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室
由于以往實(shí)驗(yàn)室橫向定時(shí)開(kāi)放，學(xué)生不能長(zhǎng)時(shí)間的在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。橫向定時(shí)開(kāi)放指的是實(shí)驗(yàn)室只是根據(jù)課程表的安排，在規(guī)定的上課時(shí)間內(nèi)開(kāi)放。但是綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)不同于一般的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，需要的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。為了能讓學(xué)生學(xué)到更多的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，從而也很難提高其實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手能力，必須開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，首先，要求學(xué)生熟悉并已經(jīng)掌握了簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)備的使用。其次，要求學(xué)生在前一個(gè)星期就必須選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容或者補(bǔ)做上課的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。第三，要求學(xué)生必須嚴(yán)格遵守開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室管理?xiàng)l例進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。
3.2 仿真軟件的使用
Multisim仿真軟件具有豐富的元件庫(kù)、虛擬儀器與儀表功能以及強(qiáng)大的仿真功能。教師可以借助該軟件對(duì)數(shù)字電子技術(shù)中的部分設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生使用Multisim設(shè)計(jì)數(shù)字電路，是學(xué)生能夠通過(guò)反復(fù)修改設(shè)計(jì)，最終完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)。在理論教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師通過(guò)使用Multisim仿真軟件，能夠在理論教學(xué)過(guò)程中對(duì)數(shù)字電路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示并分析，用Multisim仿真軟件進(jìn)行仿真教學(xué)，教師可以在多媒體教室中深入淺出地分析各種集成邏輯芯片的特性。演示小規(guī)模集成電路的工作情況。
4 結(jié)語(yǔ)
在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)工作中，我們不僅注重實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，更注重邏輯思維能力、綜合運(yùn)用知識(shí)能力、創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，更要學(xué)生掌握工程設(shè)計(jì)的主要程序和方法，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想。此外，如何將硬件和軟件有機(jī)結(jié)合起來(lái)，如何利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的運(yùn)行和管理進(jìn)一步完善，這些都還需要繼續(xù)探討。
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不斷改進(jìn)教學(xué)方法
體現(xiàn)了學(xué)科發(fā)展的前沿動(dòng)態(tài)和雙語(yǔ)教學(xué)的特點(diǎn)，使學(xué)生在了解電路的專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，提高學(xué)生計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的英語(yǔ)水平。1.課堂教學(xué)。針對(duì)管理的科學(xué)性與藝術(shù)性相結(jié)合的特點(diǎn)，深入研究和實(shí)施啟發(fā)式、互動(dòng)式以及案例式等教學(xué)方法[4]。課程首先要建立“與”“、或”“、非”的概念，即“與”就是要滿足所有的條件；“或”就是只要滿足其中任意一個(gè)條件“；非”就是反相。其次建立實(shí)際問(wèn)題和數(shù)字電路的邏輯關(guān)系，由實(shí)際問(wèn)題到電路就是設(shè)計(jì)，由電路到實(shí)際功能就是分析，用到的工具就是布爾代數(shù)，學(xué)好布爾代數(shù)就能應(yīng)對(duì)數(shù)字電路的千變?nèi)f化。對(duì)于這些基本理論和概念，與實(shí)例相結(jié)合進(jìn)行講解，讓同學(xué)們建立起課程內(nèi)容的基本框架，理解課程所處的地位和學(xué)習(xí)的方向。2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在教學(xué)中注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，為學(xué)生了解計(jì)算機(jī)硬件打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。理論教學(xué)的同時(shí)，配合相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)包含硬件實(shí)驗(yàn)和軟件實(shí)驗(yàn)教學(xué)，硬件實(shí)驗(yàn)主要是動(dòng)手搭建簡(jiǎn)單的電路，深刻了解計(jì)算機(jī)電路原理。軟件教學(xué)配有虛擬實(shí)驗(yàn)室教學(xué)軟件，學(xué)生可以自己利用虛擬軟件完成復(fù)雜電路的搭建。學(xué)期末安排課程設(shè)計(jì)，學(xué)生根據(jù)學(xué)過(guò)的電路知識(shí)，設(shè)計(jì)紅綠燈、計(jì)數(shù)器等電路。經(jīng)過(guò)幾年的探索和教學(xué)實(shí)踐，形成了實(shí)踐—原理—實(shí)踐的授課模式。在強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，加重了實(shí)踐在授課中的作用。通過(guò)課外動(dòng)手實(shí)踐小組、THD-1型數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱硬件模擬、EWB軟件仿真等，使學(xué)生從多角度多層次了解數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)，有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)了學(xué)生積極思考，激發(fā)了學(xué)生的潛能，注重對(duì)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力的培養(yǎng)，效果明顯。3.考試方法?？荚嚪椒ㄒ?guī)范化與靈活性相結(jié)合，嚴(yán)格按照學(xué)校要求統(tǒng)一規(guī)范命題、考教分離等原則進(jìn)行考試，根據(jù)《計(jì)算機(jī)電路基礎(chǔ)》教學(xué)大綱要求和教學(xué)進(jìn)度計(jì)劃精心設(shè)計(jì)兩套符合課程要求的外文試卷。平時(shí)成績(jī)?cè)u(píng)定中采用多樣化的考試形式，依據(jù)各個(gè)環(huán)節(jié)采用不同的形式。如課堂中英文問(wèn)答、課程設(shè)計(jì)、中英文課外作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。充分發(fā)揮教師在教、考中的積極性、靈活性和主動(dòng)性，提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)的中英文口頭表述能力、創(chuàng)新思維能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。在教學(xué)過(guò)程中，不斷完善和更新教學(xué)大綱、授課教案，完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材的編寫(xiě)。實(shí)驗(yàn)教材不僅符合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，而且應(yīng)用性強(qiáng)，重在培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手創(chuàng)新能力，同時(shí)配合新選用的教材、充實(shí)和加強(qiáng)現(xiàn)有的輔助資料，收集和編寫(xiě)反映計(jì)算機(jī)電路特點(diǎn)的設(shè)計(jì)案例，不斷充實(shí)教學(xué)資源，提高教學(xué)效果。
學(xué)生的反映
在教學(xué)過(guò)程中，我們對(duì)學(xué)生進(jìn)行了問(wèn)卷和隨堂調(diào)查。同學(xué)們反映：剛開(kāi)始上課時(shí)，看到大量的英文詞匯感到很不適應(yīng)，但是隨著學(xué)習(xí)的深入，大家由入門(mén)到逐漸領(lǐng)會(huì)，感覺(jué)英文教材比中文教材內(nèi)容更容易閱讀和理解。所以雙語(yǔ)教學(xué)可以讓學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)的英語(yǔ)詞匯，專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)和英語(yǔ)的學(xué)習(xí)相互促進(jìn)，同時(shí)可以及時(shí)跟蹤學(xué)科的前沿動(dòng)態(tài)。教學(xué)中我們除了要求學(xué)生通讀教材的正文和閱讀材料外，還為學(xué)生提供了廣泛、深入的自學(xué)資源，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供便利。這些資源包括：每一講的課件、數(shù)十種中英文參考書(shū)目、大量的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源、專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)的英文解釋或定義、習(xí)題答案等。采用雙語(yǔ)教學(xué)，可以促使同學(xué)們充分利用電路基礎(chǔ)的相關(guān)優(yōu)秀教材、網(wǎng)上精品課程、電子書(shū)籍等，深入理解學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)電路知識(shí)，同時(shí)拓寬知識(shí)面。由于課程采用英文講解計(jì)算機(jī)電路的基礎(chǔ)知識(shí)，所以良好的英文基礎(chǔ)是學(xué)習(xí)本課程的關(guān)鍵。對(duì)于英語(yǔ)基礎(chǔ)相對(duì)較差的同學(xué)可以在學(xué)習(xí)本課程的過(guò)程中多查詞典，多問(wèn)，學(xué)好專(zhuān)業(yè)知識(shí)的同時(shí)，也可以提高英語(yǔ)成績(jī)。學(xué)生既學(xué)好了專(zhuān)業(yè)又能接觸到“原汁原味”的英文，可以說(shuō)是一舉兩得！《計(jì)算機(jī)電路基礎(chǔ)》課程有比較完整的理論體系，同時(shí)還具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。在雙語(yǔ)教學(xué)過(guò)程中，我們不斷改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)手段，積累了一些經(jīng)驗(yàn)，形成了實(shí)踐—原理—實(shí)踐的授課模式。但是雙語(yǔ)教學(xué)研究是一項(xiàng)艱巨的長(zhǎng)期任務(wù)，目前還有許多問(wèn)題，需要我們?cè)趯?shí)踐中不斷探索解決。
作者：王秀貞 侯艷艷 劉彩霞 單位：棗莊學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院
關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù) EDA技術(shù) 課程整合
一、引言
高職教育的培養(yǎng)目標(biāo)是適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的一線技術(shù)型、應(yīng)用型人才，這種技術(shù)型、應(yīng)用型人才應(yīng)具有基礎(chǔ)理論知識(shí)、技術(shù)應(yīng)用能力等。高職電子、電氣、計(jì)算機(jī)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的數(shù)字電子技術(shù)是重要基礎(chǔ)課程。傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)只懂得電子技術(shù)的基本理論和方法而不懂現(xiàn)代電子技術(shù)的設(shè)計(jì)方法，無(wú)疑對(duì)就業(yè)和未來(lái)潛力的發(fā)展都是一種阻力。為了改變傳統(tǒng)理論課程與實(shí)踐教學(xué)相分離的狀況，獲得更好的教學(xué)效果，將EDA （Electronic Design Automation）技術(shù)引人教學(xué)環(huán)節(jié)，顯得十分必要。將EDA仿真軟件運(yùn)用到高職的電子技術(shù)類(lèi)課程教學(xué)中去，不僅可以豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)水平和教學(xué)效率。
二、傳統(tǒng)教學(xué)中不足點(diǎn)
（一）傳統(tǒng)的教學(xué)目標(biāo)不符合高職教育對(duì)人才培養(yǎng)的要求，教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)仍放在邏輯門(mén)，觸發(fā)器的解釋?zhuān)行∫?guī)模集成電路的使用方法，數(shù)字電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還是以真值表和邏輯方程的表達(dá)，手工打造的電路模塊的電路板設(shè)計(jì)，調(diào)試的方法，使得復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)是非常困難的。電子技術(shù)發(fā)展的今天，分立元件和中小電路已由大規(guī)模集成電路取代，這種教學(xué)內(nèi)容和電路實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不能滿足電子技術(shù)的飛速發(fā)展的需要，其重要性將繼續(xù)減少。
（二）教學(xué)手段單一，教學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)資源不足?！昂诎迨酃P+實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)方法不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。在理論教學(xué)中，“數(shù)字電子技術(shù)”課程邏輯性強(qiáng)，內(nèi)容大多是抽象和難以理解，教師使用傳統(tǒng)的“黑板+粉筆”的教學(xué)模式，不僅學(xué)生覺(jué)得無(wú)聊，而且教學(xué)效果不理想；并在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于資金短缺的壓力，往往不能完全滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)需求。
（三）教師素質(zhì)沒(méi)有及時(shí)改善。傳統(tǒng)教學(xué)模式下的數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)，教師沒(méi)有學(xué)習(xí)新的知識(shí)和技能，因此，不能在在電子技術(shù)教學(xué)中增加相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法和EDA技術(shù)的知識(shí)，同樣的課程是由兩位老師分別擔(dān)任，這可能不能對(duì)基本知識(shí)和和先進(jìn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，更不會(huì)有好的教學(xué)效果。
三、EDA技術(shù)
（一） EDA技術(shù)概述
EDA（Eleetronie Design Automation）即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，它以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制的電子CAD通用軟件包。它可以實(shí)現(xiàn)邏輯編譯、邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合與優(yōu)化以及邏輯布局布線、邏輯仿真，完成對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射，編程下載等工作，最終形成集成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉尚?。它不僅為電子技術(shù)設(shè)計(jì)人員提供了新的設(shè)計(jì)理念，同時(shí)也為教學(xué)提供了科學(xué)而便捷的平臺(tái)。
（二）EDA技術(shù)的功能
（1）EDA軟件平臺(tái)中具有各類(lèi)元件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊。豐富的元器件庫(kù)不僅為學(xué)生掌握各類(lèi)電子元器件提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也可以通過(guò)元器件庫(kù)了解各種元器件的性能參數(shù)，并為創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了取之不盡且零消費(fèi)的試驗(yàn)元件。
（2）EDA軟件平臺(tái)中可以完成電路原理圖的設(shè)計(jì)。通過(guò)這一功能可以完成各類(lèi)元器件構(gòu)成的電路原理圖。通過(guò)原理圖的設(shè)計(jì)可以幫助學(xué)生理解原理圖的結(jié)構(gòu)及各級(jí)電路之間的關(guān)系，對(duì)學(xué)生讀圖和識(shí)圖起到事半功倍的作用。
（3）EDA 軟件平臺(tái)中具有綜合仿真模塊， 可以進(jìn)行多種類(lèi)型的仿真分析。分析結(jié)果波形圖顯示出來(lái)，直觀、清晰。
（4）EDA軟件平臺(tái)可以進(jìn)行多種類(lèi)型的仿真分析。分析結(jié)果以數(shù)值或波形圖顯示出來(lái)，豐富直觀的逼真數(shù)據(jù)不但為學(xué)生進(jìn)行電路分析提供方便，而且其得出的結(jié)論更滿足理論論證和接近實(shí)踐性。
四、EDA技術(shù)與數(shù)字電子整合的優(yōu)點(diǎn)
（一）課程整合的必要性
大多數(shù)的高職院校將“數(shù)字電子技術(shù)”課程放在第二、三學(xué)期學(xué)習(xí)，“EDA應(yīng)用技術(shù)”課程放在第五、六學(xué)期學(xué)習(xí)，這種先學(xué)習(xí)理論后進(jìn)行實(shí)踐的傳統(tǒng)教學(xué)模式主要以熟悉工具軟件的使用和一些數(shù)字電路驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主。從理論到實(shí)踐教學(xué)使學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字電路的理論知識(shí)和實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)，無(wú)法解決實(shí)際問(wèn)題，所以傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不適應(yīng)EDA技術(shù)發(fā)展的需要，需要將“數(shù)字電子技術(shù)”和“EDA應(yīng)用技術(shù)”課程合并成為新課程：“數(shù)字電子EDA技術(shù)”。
（二）EDA在數(shù)字電子技術(shù)中應(yīng)用
（1）在課程內(nèi)容體系中，基于EDA技術(shù)與數(shù)字電子技術(shù)的數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了“數(shù)字系統(tǒng)EDA設(shè)計(jì)”和“數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用”的核心技能。在數(shù)字電子EDA技術(shù)課程中，從培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí)的角度基于教學(xué)的組織和實(shí)施，內(nèi)容分為多個(gè)基本知識(shí)模塊和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)K，構(gòu)成一個(gè)能力培養(yǎng)層次化、教學(xué)內(nèi)容模塊化、理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的課程體系。
（2）EDA技術(shù)與數(shù)字電路教學(xué)的整合。教學(xué)中，介紹了EDA技術(shù)在數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，學(xué)生只要學(xué)習(xí)EDA軟件和VHDL語(yǔ)言就可以自行進(jìn)行數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生課前對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)使用MAX + PLUS原理圖設(shè)計(jì)或描述VHDL電路，進(jìn)行綜合適配。綜合適配成功后，然后進(jìn)行仿真分析，模擬結(jié)果與設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是否一致。若不一致則對(duì)原理圖或文本進(jìn)行修訂，綜合，自適應(yīng)，仿真，直至一致。最后，下載自己完成的邏輯設(shè)計(jì)，在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上對(duì)硬件進(jìn)行測(cè)試，最后根據(jù)數(shù)據(jù)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
（3）引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立研究的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中，鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)建課外興趣小組，共同研究學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題，一起合作開(kāi)發(fā)大家感興趣的電子設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)與綜合實(shí)踐中，給學(xué)生實(shí)際的項(xiàng)目和目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生討論計(jì)劃，方法。學(xué)生完成任務(wù)的所有方面，根據(jù)任務(wù)目標(biāo)，進(jìn)行信息檢索，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)備調(diào)試，實(shí)踐結(jié)果的測(cè)量和處理，學(xué)生在明確任務(wù)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作能力。
（4）采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和提高學(xué)生的英語(yǔ)水平。由于EDA編程語(yǔ)言的應(yīng)用技術(shù)和相關(guān)軟件都是英文版本，相關(guān)網(wǎng)站和一些新知識(shí)也是英文的，因此，要鼓勵(lì)學(xué)生提高他們的英語(yǔ)水平，參閱相關(guān)的外文資料，加深對(duì)電子設(shè)計(jì)的理解，通過(guò)瀏覽相關(guān)的國(guó)外大型網(wǎng)站，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
五、總結(jié)
EDA技術(shù)引入數(shù)字電子技術(shù)的理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)中，采用先進(jìn)的教學(xué)方法，學(xué)生不僅可以直觀地了解電路的相關(guān)原理和工作過(guò)程，而且還可以修改電路形式或參數(shù)，還可以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)電子電路設(shè)計(jì)先進(jìn)技術(shù)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)探索，努力進(jìn)取，團(tuán)結(jié)協(xié)作精神。
參考文獻(xiàn)：
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【3】王艷芬.數(shù)字電子電路及其EDA技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2007.
1教學(xué)體系構(gòu)建
實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心堅(jiān)持課程建設(shè)與人才培養(yǎng)相結(jié)合、教學(xué)與科研相結(jié)合、理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合、虛擬仿真與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的原則，構(gòu)建了“123456”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，如圖1所示?！?23456”虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系包括：1個(gè)目標(biāo)——以創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)為目標(biāo)；2個(gè)融合——通過(guò)第一課堂和第二課堂之間知識(shí)互補(bǔ)、機(jī)制互動(dòng)的融合，優(yōu)化整合優(yōu)質(zhì)教育資源；3個(gè)集成——著力打造數(shù)字邏輯理論課程、實(shí)驗(yàn)課程和特色拓展實(shí)踐課程之間系統(tǒng)集成，從單元學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)、再到系統(tǒng)學(xué)習(xí)和綜合設(shè)計(jì)的全過(guò)程教學(xué)；4個(gè)導(dǎo)向——引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)研發(fā)或設(shè)計(jì)成果展現(xiàn)其成功自信、專(zhuān)業(yè)能力、為學(xué)情操和績(jī)效責(zé)任等能力和素質(zhì)；5個(gè)模式——通過(guò)探究式演示、觀察和驗(yàn)證、反設(shè)計(jì)推論、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目訓(xùn)練5種自主學(xué)習(xí)模式，完成知識(shí)學(xué)習(xí)、運(yùn)用和能力訓(xùn)練；6個(gè)能力——培養(yǎng)學(xué)生的工程知識(shí)運(yùn)用、方案設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、現(xiàn)代工具使用、工程社會(huì)分析（工程中的社會(huì)因素及工程對(duì)社會(huì)的影響分析）、團(tuán)隊(duì)溝通表達(dá)、項(xiàng)目工程管理6個(gè)方面工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力。依托省部級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心打造高起點(diǎn)教學(xué)平臺(tái)，在教材建設(shè)、設(shè)備研發(fā)、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)、考核評(píng)價(jià)方面，開(kāi)發(fā)高水平、高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)共享教學(xué)資源，保證虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系高質(zhì)量、高效率的運(yùn)行，從而在專(zhuān)業(yè)技能、研究潛能、合作交流、項(xiàng)目管理方面能夠?qū)崿F(xiàn)全方位培養(yǎng)創(chuàng)新人才。
2教學(xué)資源平臺(tái)設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)原則。堅(jiān)持以學(xué)生為中心、以實(shí)踐為中心、以能力培養(yǎng)為中心的設(shè)計(jì)原則，以解決復(fù)雜工程問(wèn)題為主線，引導(dǎo)科學(xué)思維為目的，把理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)技能以及創(chuàng)新意識(shí)融入到“計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)”課程的理論學(xué)習(xí)與工程創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)當(dāng)中，既要體現(xiàn)知識(shí)的綜合性與工程創(chuàng)新性，又要體現(xiàn)能力與素質(zhì)培養(yǎng)，遵循認(rèn)識(shí)理解消化實(shí)踐提升創(chuàng)新的循序漸進(jìn)認(rèn)知流程。學(xué)生可根據(jù)已有的知識(shí)、技能、愛(ài)好以及工程創(chuàng)新意識(shí)進(jìn)行理論知識(shí)學(xué)習(xí)與工程創(chuàng)新實(shí)踐。通過(guò)以做帶學(xué)、以學(xué)促做，激勵(lì)自主科技創(chuàng)新學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮自身探究能力特長(zhǎng)，創(chuàng)造性地解決教師提出的復(fù)雜工程問(wèn)題。2.2技術(shù)架構(gòu)。計(jì)算機(jī)邏輯設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“平臺(tái)”）包括理論學(xué)習(xí)、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、輔助功能和系統(tǒng)管理4個(gè)部分，如圖2所示。平臺(tái)基于Web技術(shù)構(gòu)建，采用B/S架構(gòu).Net框架開(kāi)發(fā)，插件為Multisim，選擇SQLServer作為服務(wù)器后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，托管校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心?？蛻舳思瓤梢栽谛?nèi)通過(guò)校園網(wǎng)直接訪問(wèn)仿真平臺(tái)，也可以在校外通過(guò)Internet訪問(wèn)，支持500個(gè)并發(fā)用戶。平臺(tái)基于全局的實(shí)踐教學(xué)觀設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中，注重學(xué)生設(shè)計(jì)的規(guī)范性，如系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與模塊構(gòu)成，模塊間的接口方式與參數(shù)要求；在調(diào)試中，注重電路工作的穩(wěn)定性與可靠性；在測(cè)試分析中，注重分析系統(tǒng)的誤差來(lái)源并加以驗(yàn)證；在學(xué)習(xí)中，注重對(duì)學(xué)生引導(dǎo)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、吸收、拓展和提升。2.3虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。以急需的實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化教學(xué)內(nèi)容為指向，將復(fù)雜工程問(wèn)題和教研成果轉(zhuǎn)化成示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。深入融合教研成果，依托信息技術(shù)，研發(fā)數(shù)量眾多、內(nèi)容豐富、類(lèi)型齊全的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，與企業(yè)的真實(shí)案例和實(shí)用技術(shù)相當(dāng)，提供工程氛圍的實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，具有模塊化、層次化、多元化、系列化特色，引導(dǎo)學(xué)生探索工程創(chuàng)新項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程，掌握科學(xué)研究基本方法，強(qiáng)調(diào)人人都能成功，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)力，使學(xué)生由被動(dòng)式學(xué)習(xí)變成主動(dòng)式學(xué)習(xí)，以便加快工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)。（1）邏輯測(cè)試實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生熟練掌握邏輯門(mén)、編碼器、加法器、寄存器、計(jì)數(shù)器等常用數(shù)字集成電路使用和測(cè)試，相比實(shí)物操作，可達(dá)到事半功倍的效果。（2）數(shù)字單元實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生熟練使用邏輯門(mén)、編碼器、譯碼器、觸發(fā)器、寄存器、計(jì)數(shù)器、RAM、ROM、DAC、ADC等，進(jìn)行簡(jiǎn)單應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)、理論計(jì)算、電路圖繪制、仿真分析以及調(diào)試等全過(guò)程，具備分析和解決一般性工程問(wèn)題的能力，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)和認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。（3）數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)。讓學(xué)生熟練掌握常用數(shù)字系統(tǒng)、數(shù)字式控制器、數(shù)字式電子儀器、接口與數(shù)據(jù)通信等系列工程項(xiàng)目所涉及的學(xué)習(xí)研究、方案論證、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真分析、設(shè)計(jì)修改、實(shí)驗(yàn)樣機(jī)制作、設(shè)計(jì)總結(jié)等全過(guò)程，具備利用數(shù)字邏輯技術(shù)知識(shí)構(gòu)成數(shù)字邏輯系統(tǒng)的意識(shí)，能夠應(yīng)用數(shù)字邏輯技術(shù)的基本原理對(duì)工程復(fù)雜問(wèn)題進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，熟悉和掌握科學(xué)研究的基本過(guò)程及方法。2.4教材編寫(xiě)。為了拓展教學(xué)內(nèi)容的廣度與深度，編寫(xiě)與課程相關(guān)的工程教育系列教材，如《數(shù)字邏輯與仿真設(shè)計(jì)》《數(shù)字系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與指導(dǎo)》《數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程》等。新教材具有可讀性、實(shí)用性和技術(shù)性，讓學(xué)生感到學(xué)有所值、學(xué)有所用，無(wú)論是在課堂上學(xué)習(xí)，還是在課外自學(xué)，都能在一定程度上幫助學(xué)生學(xué)習(xí)掌握工程基本要素、工程技術(shù)設(shè)計(jì)方法和分析方法。2.5服務(wù)方式。（1）在實(shí)驗(yàn)的時(shí)間、空間、內(nèi)容和儀器設(shè)備方面為學(xué)生全面開(kāi)放。互動(dòng)可視化操作貫穿于全過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)、自主實(shí)踐、自主創(chuàng)新。（2）為課堂教學(xué)、遠(yuǎn)程教學(xué)、學(xué)術(shù)交流提供有力支持。（3）讓其他高校學(xué)生和社會(huì)上的學(xué)習(xí)者分享學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。（4）為各種競(jìng)賽培訓(xùn)、個(gè)性化培養(yǎng)提供便利，打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
3運(yùn)行機(jī)制
平臺(tái)提供的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境近乎真實(shí)情境，與實(shí)際工作相似，能夠激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)力。學(xué)生能夠親自動(dòng)手接觸電路，邊學(xué)習(xí)、邊設(shè)計(jì)、邊實(shí)踐，完全沉浸在現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)、工作情境中。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)整體實(shí)施過(guò)程包括實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)仿真、實(shí)驗(yàn)總結(jié)和自我評(píng)價(jià)4個(gè)階段，經(jīng)過(guò)21個(gè)具體環(huán)節(jié)和步驟。3.1實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段。（1）實(shí)驗(yàn)需求分析：通過(guò)在線教材或者互聯(lián)網(wǎng)自學(xué)，查閱與實(shí)驗(yàn)題目相關(guān)的背景資料，進(jìn)行理論知識(shí)、實(shí)踐技能等方面準(zhǔn)備。（2）方案設(shè)計(jì)與論證：學(xué)習(xí)教材的相關(guān)內(nèi)容，還可以查閱其他設(shè)計(jì)方案資料。（3）技術(shù)性能參數(shù)設(shè)計(jì)：選用教材中給出的數(shù)據(jù)，還可以自行調(diào)整數(shù)據(jù)。（4）電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及理由：按照教材中指定的去做，還可發(fā)揮自身創(chuàng)造力。（5）理論推導(dǎo)：按照教材指定步驟，進(jìn)行公式推導(dǎo)及理論計(jì)算。（6）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告編寫(xiě)：歸納整理步驟（1）—（5）所形成技術(shù)資料，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告編寫(xiě)工作。3.2實(shí)驗(yàn)仿真階段。（7）電路下載：在線瀏覽、下載虛擬仿真電路，進(jìn)入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)境。（8）電路檢查：按照設(shè)計(jì)報(bào)告或教材，嚴(yán)格仔細(xì)檢查電路及線路連接。（9）儀器仿真數(shù)據(jù)測(cè)量：參照教材，選擇合適的測(cè)試點(diǎn)，接入相應(yīng)的儀器儀表，儀器參數(shù)設(shè)置，運(yùn)行電路，觀察測(cè)試點(diǎn)波形和狀態(tài)變化，記錄測(cè)量數(shù)據(jù)。（10）實(shí)驗(yàn)分析：對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、波形、曲線進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)分析、研究，判斷設(shè)計(jì)的合理性、正確性以及存在的問(wèn)題等。（11）設(shè)計(jì)修改：以達(dá)到電路性能指標(biāo)要求為目的，或適當(dāng)提高技術(shù)性能參數(shù)。（12）電路布局調(diào)整與子模塊電路生成：規(guī)范或完善電路設(shè)計(jì)，并為進(jìn)一步設(shè)計(jì)提供便利。3.3實(shí)驗(yàn)總結(jié)階段。（13）實(shí)驗(yàn)過(guò)程描述：主要包括設(shè)計(jì)方面、操作方面、分析方面等環(huán)節(jié)。（14）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理：整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，輸出波形，繪制曲線，要求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格規(guī)范，波形、曲線圖清晰、全面，且大小適中。（15）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：利用數(shù)據(jù)、波形、曲線，闡述設(shè)計(jì)的技術(shù)性、改進(jìn)性、創(chuàng)新性等。（16）技術(shù)討論：圍繞實(shí)驗(yàn)過(guò)程、改進(jìn)性、建議等展開(kāi)討論。（17）實(shí)驗(yàn)收獲：闡述宏觀知識(shí)、技能等方面的收獲、水平和提高。（18）實(shí)驗(yàn)情況報(bào)告編寫(xiě)：歸納整理步驟（7）—（17）所形成技術(shù)資料，完成實(shí)驗(yàn)情況報(bào)告編寫(xiě)工作。實(shí)驗(yàn)報(bào)告=實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告+實(shí)驗(yàn)情況報(bào)告。3.4自我評(píng)價(jià)階段。（19）實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)：參照實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分指標(biāo)體系，自行估算得分情況。（20）實(shí)驗(yàn)操作成績(jī)：參照實(shí)際操作評(píng)分指標(biāo)體系，自行估算得分情況。（21）實(shí)驗(yàn)成績(jī)：實(shí)驗(yàn)報(bào)告分值100分，實(shí)驗(yàn)操作分值100分。實(shí)驗(yàn)總分=報(bào)告分?jǐn)?shù)×40%+操作分?jǐn)?shù)×60%。成績(jī)等級(jí)：90~100分為優(yōu)秀，80~89分為良好，70~79分為中等，70~69分為及格。
4結(jié)語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】EDA；電子技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；電路設(shè)計(jì)
引言
電子技術(shù)既是電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，又是一門(mén)技術(shù)性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)必修課，學(xué)生除了要掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要具備分析、設(shè)計(jì)以及應(yīng)用電路的實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐則是加深和鞏固學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐和創(chuàng)新能力所必須的一種教學(xué)手段和教學(xué)途徑。本文對(duì)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析，并提出了EDA軟件在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用這一教學(xué)手段，經(jīng)過(guò)實(shí)踐，取得了較好的效果。
1.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的薄弱環(huán)節(jié)
第一，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法是完成硬件電路連接后驗(yàn)證、調(diào)試，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)生必須熟練使用儀器、儀表或?qū)嶒?yàn)箱等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在連接線路調(diào)試過(guò)程中對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題能夠排除故障。但是由于工科專(zhuān)業(yè)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的頻繁使用，大部分設(shè)備會(huì)出現(xiàn)靈敏度降低、器件老化、損壞等問(wèn)題，那么實(shí)驗(yàn)的效果將會(huì)受到嚴(yán)重影響。第二，教師的教學(xué)方法目前仍存在‘填鴨’式、‘說(shuō)教’式的上課方式，這種以教師為主的教學(xué)方法，教師在臺(tái)上講多年未改的教材，學(xué)生沒(méi)有自己的獨(dú)立思考和見(jiàn)解，形成被動(dòng)灌輸?shù)木置?。使學(xué)生缺乏創(chuàng)新觀念和意識(shí)。大學(xué)生對(duì)實(shí)踐能力的認(rèn)識(shí)和重視程度不夠，難以徹底擺脫知識(shí)本位的學(xué)習(xí)理念，將理論學(xué)習(xí)、最終成績(jī)看得很重，而把實(shí)踐能力、實(shí)踐過(guò)程當(dāng)作無(wú)足輕重的事。第三，實(shí)驗(yàn)課上，主要以理論教學(xué)為主，沒(méi)有得到學(xué)生重視，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)照抄實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的原理都解釋不清楚。教師不僅從實(shí)驗(yàn)方法、步驟、注意事項(xiàng)方面進(jìn)行一一講解，而且還需手把手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，在檢查學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)學(xué)生一知半解，機(jī)械式的操作，不能靈活的將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論知識(shí)有機(jī)的聯(lián)系在一起。學(xué)生的學(xué)習(xí)幾乎處于被動(dòng)狀態(tài)，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。第四，實(shí)驗(yàn)課的考核方式不完善，實(shí)驗(yàn)課多以出勤、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式給出，對(duì)學(xué)生的考核不全面。這種形式主義，使得部分學(xué)生“渾水摸魚(yú)”，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室后對(duì)待實(shí)驗(yàn)不認(rèn)真，小組的成員在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的時(shí)候，有些學(xué)生卻忙于抄襲上次課的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生的分?jǐn)?shù)不能如實(shí)反映學(xué)生掌握知識(shí)的真實(shí)水平。
2.EDA軟件在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用
在電子技術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，可編程邏輯器件（如CPLD、FPGA）的應(yīng)用，已得到廣泛的普及，這些器件為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的靈活性。這些器件可以通過(guò)軟件編程而對(duì)其硬件結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu)，從而使得硬件的設(shè)計(jì)可以如同軟件設(shè)計(jì)那樣方便快捷。這一切極大地改變了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)觀念，促進(jìn)了EDA技術(shù)的迅速發(fā)展。EDA技術(shù)就是以計(jì)算機(jī)為工具，設(shè)計(jì)者在EDA軟件平臺(tái)上，用硬件描述語(yǔ)言VHDL完成設(shè)計(jì)文件，然后由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地完成邏輯編譯、化簡(jiǎn)、分割、綜合、優(yōu)化、布局、布線和仿真，直至對(duì)于特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。EDA技術(shù)的出現(xiàn)，極大地提高了電路設(shè)計(jì)的效率和可操作性，減輕了設(shè)計(jì)者的勞動(dòng)強(qiáng)度。1)將EDA軟件應(yīng)用于電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以實(shí)踐促理論，用理論指導(dǎo)實(shí)踐。以往的教學(xué)方法側(cè)重于理論知識(shí)講解，十分抽象,無(wú)法實(shí)現(xiàn)軟硬件結(jié)合而產(chǎn)生的直觀現(xiàn)象，在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中引入EDA軟件教學(xué)，以HDL語(yǔ)言示例和MAX+plusII、Protel、AltiumDesigner、multiSIM10等電子電路設(shè)計(jì)與仿真工具教學(xué)軟件引入課堂演示，加深和引導(dǎo)學(xué)生對(duì)電路設(shè)計(jì)的感性認(rèn)識(shí)?？此浦貙?shí)踐、輕理論的教學(xué)方法既有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，掌握理論，在實(shí)踐中鞏固理論，用理論指導(dǎo)實(shí)踐，從而達(dá)到較好掌握知識(shí)的目的。，2)將EDA軟件應(yīng)用于電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。通常實(shí)驗(yàn)中‘填鴨’式、‘說(shuō)教’式的上課方式所講的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多年一成不變，不能激發(fā)學(xué)生的興趣。引入EDA軟件實(shí)驗(yàn)教學(xué)，重視實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的趣味性和實(shí)用性，更新精心設(shè)計(jì)每一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生產(chǎn)生新鮮感，從而激起他們的興趣。3)將EDA軟件應(yīng)用于電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能夠提高設(shè)計(jì)效率。傳統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)過(guò)程都是由人工完成，硬件電路的驗(yàn)證和調(diào)試是在電路構(gòu)成之后進(jìn)行的，電路存在問(wèn)題只能在驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)。EDA軟件設(shè)計(jì)能夠快速準(zhǔn)確的完成電路的設(shè)計(jì)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行性能和功能的分析，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤或方案不理想，可以重新設(shè)計(jì)電路再仿真，直至得到滿意的電路，大大提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率，并且節(jié)省了設(shè)計(jì)成本。
3.設(shè)計(jì)舉例
應(yīng)用EDA軟件設(shè)計(jì)出一個(gè)555定時(shí)器的應(yīng)用電路，這是一個(gè)模擬電子電路和數(shù)字集成電路的混合電路設(shè)計(jì)，包含三極管開(kāi)關(guān)放大電路、555構(gòu)成的多諧振蕩電路、功率放大電路。如果直接在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱上連接線路，由于器件種類(lèi)多，器件的選擇和連接稍有不慎，將會(huì)影響實(shí)驗(yàn)效果。采用EDA軟件仿真此電路卻能夠節(jié)約時(shí)間，先觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，若不正確，修改設(shè)計(jì)再仿真，得出滿意的結(jié)果后，再到實(shí)驗(yàn)箱上去連接電路。將軟件設(shè)計(jì)和硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)合起來(lái)，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到提高，授課效果有所改善。
4.結(jié)語(yǔ)
將EDA仿真軟件與電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，既能提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量和效率，又能能夠使學(xué)生加深對(duì)電路原理的掌握，理論聯(lián)系實(shí)際，建立學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們進(jìn)行實(shí)踐階段學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新。在理論教學(xué)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)之間架起一座溝通的橋梁，對(duì)更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，降低實(shí)驗(yàn)成本，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果能夠起到很大的促進(jìn)作用。
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關(guān)鍵詞：拔尖創(chuàng)新人才；電氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)踐能力
1完善教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)改革項(xiàng)目組成員一直工作在理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)一線，有著豐富的理論課教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，將教學(xué)和實(shí)踐緊密結(jié)合，并前瞻當(dāng)今科技發(fā)展前沿，引領(lǐng)教學(xué)方向。根據(jù)目前的教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合當(dāng)今科技發(fā)展?fàn)顩r，設(shè)計(jì)制定出以培養(yǎng)研究型創(chuàng)新人才為目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。首先，以現(xiàn)有電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的內(nèi)容為基礎(chǔ)，結(jié)合已經(jīng)實(shí)施的“電路分析”“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”理論課與實(shí)踐一體化研究型教學(xué)模式，整合基本教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置了理論驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及綜合應(yīng)用性3大實(shí)驗(yàn)?zāi)K，做到從易到難、從簡(jiǎn)到繁，循序漸進(jìn)，并具有知識(shí)性、趣味性，達(dá)到對(duì)理工科電類(lèi)學(xué)生基本實(shí)踐技能培養(yǎng)的目的。例如，第一次課，由于學(xué)生第一次進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，對(duì)儀器設(shè)備的使用還沒(méi)有掌握，對(duì)實(shí)驗(yàn)電路的搭接還存在陌生感，不免會(huì)產(chǎn)生些許的緊張。為此，將內(nèi)容設(shè)置為“直流電路的構(gòu)建和測(cè)量”這種線路簡(jiǎn)單、現(xiàn)象直觀的理論驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，以建立學(xué)生的自信心，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)興趣，為今后較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容鋪墊好路。而“分立元件放大電路”“運(yùn)放應(yīng)用”“組合電路及時(shí)序電路設(shè)計(jì)”“順序鎖”“數(shù)字化信號(hào)發(fā)生器”等設(shè)計(jì)性及綜合性實(shí)驗(yàn)，目的是使學(xué)生將所學(xué)理論知識(shí)綜合運(yùn)用到實(shí)踐，并逐漸提高實(shí)驗(yàn)技能，對(duì)電氣實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生濃厚興趣，在設(shè)計(jì)電路、搭接線路、排查故障、解決問(wèn)題的過(guò)程中，培養(yǎng)強(qiáng)烈的求知欲及創(chuàng)新意識(shí)。其次，也是更重要的，隨著高新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，培養(yǎng)勇于創(chuàng)新、全面發(fā)展、高素質(zhì)復(fù)合型人才已成為當(dāng)務(wù)之急。電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分利用實(shí)踐能力培養(yǎng)的機(jī)會(huì)，根據(jù)不同對(duì)象的專(zhuān)業(yè)背景，設(shè)計(jì)融合電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)及行業(yè)流行技術(shù)的學(xué)科交叉創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目。例如，為生物醫(yī)學(xué)系的學(xué)生設(shè)計(jì)了“智能防霧霾口罩”實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，為自動(dòng)化及高等理工等學(xué)院的學(xué)生設(shè)計(jì)了“AGC放大器的設(shè)計(jì)與制作”“可設(shè)定的恒溫溫度控制器的設(shè)計(jì)”“可編程電源的設(shè)計(jì)與制作”“摩斯電碼通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)及探究精神，啟發(fā)創(chuàng)新思維，進(jìn)一步提升創(chuàng)新能力，初步具備開(kāi)展科學(xué)研究的素質(zhì)，為今后從事科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。同時(shí)，為充分發(fā)揮潛力，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)、實(shí)踐個(gè)人感興趣的研究項(xiàng)目，提升科研實(shí)踐能力。隨著實(shí)驗(yàn)技能的不斷提高，學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的興趣愈加濃厚，對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)的獲取更加強(qiáng)烈。學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能，大膽嘗試自己平時(shí)好奇、向往而沒(méi)來(lái)得及實(shí)踐的一些想法，進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)，通過(guò)不斷探究、創(chuàng)新去實(shí)現(xiàn)自己的夢(mèng)想。以學(xué)生為主體，教師輔助，給予適當(dāng)幫助和指導(dǎo)，突出個(gè)性化培養(yǎng)，達(dá)到自主創(chuàng)新自我實(shí)現(xiàn)的目的。自由項(xiàng)目的設(shè)立，使學(xué)生有強(qiáng)烈的獲得感，自信心倍增，充分發(fā)揮想象力，自主學(xué)習(xí)，挖掘創(chuàng)新思維，使他們的志向遠(yuǎn)大，初步成為具有創(chuàng)新能力的科研工作者，為今后成為一流的學(xué)者和科學(xué)家奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。電氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，力爭(zhēng)使各個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容指標(biāo)與國(guó)際工程認(rèn)證接軌，培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新國(guó)際化人才?；緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的比例為1∶1。教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和優(yōu)化，大大提高了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，使他們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中勤于思考、勇于實(shí)踐，增強(qiáng)了工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神[2-4]。
2改進(jìn)教學(xué)方法和手段
通過(guò)對(duì)北京大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、南京大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)，以及美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校、澳大利亞悉尼大學(xué)等國(guó)內(nèi)外知名大學(xué)的調(diào)查研究，秉承知識(shí)傳授、素質(zhì)培養(yǎng)、工程實(shí)踐、科技創(chuàng)新的教學(xué)理念，在教學(xué)方法和教學(xué)手段上進(jìn)行了改革。
2.1課程進(jìn)度
以前，模擬電路實(shí)驗(yàn)在一個(gè)學(xué)期上課，而數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)在另一個(gè)學(xué)期上課，實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)往往不同步，造成學(xué)生不能及時(shí)掌握和鞏固相應(yīng)理論知識(shí)。調(diào)整后，對(duì)于基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，根據(jù)不同專(zhuān)業(yè)需求，適時(shí)調(diào)整上課進(jìn)度，將模擬電路實(shí)驗(yàn)和數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)并軌，并在理論課的相關(guān)章節(jié)授課結(jié)束后，立即開(kāi)展相應(yīng)實(shí)驗(yàn)。理論講解與實(shí)驗(yàn)交叉并行，達(dá)到理論指導(dǎo)實(shí)踐、實(shí)踐促進(jìn)理論學(xué)習(xí)的目的，使得學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)對(duì)所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通。對(duì)于綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及理論課學(xué)習(xí)安排，一方面可以適時(shí)穿插于基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之間；另一方面對(duì)于綜合性強(qiáng)、需要時(shí)間多的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，還可以放在所有基本實(shí)驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行，這樣學(xué)生可以有更充分的時(shí)間研究和實(shí)踐。
2.2上課形式
課堂設(shè)置，基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容仍然采取一人一組課上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師當(dāng)堂檢驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成任務(wù)、解決問(wèn)題的能力。對(duì)于創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，采取分小組形式，每組3~4人，自愿組合，一方面完成教師制定的典型項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、搭接、檢測(cè)；另一方面，可以根據(jù)興趣，設(shè)計(jì)個(gè)人感興趣的項(xiàng)目，制訂方案并實(shí)施完成?？梢岳谜n堂時(shí)間，還可以利用實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放時(shí)間進(jìn)行。以小組為單位進(jìn)行項(xiàng)目的開(kāi)題、實(shí)物制作、答辯、撰寫(xiě)學(xué)習(xí)心得和小論文完成項(xiàng)目，可以培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流、動(dòng)手實(shí)踐、創(chuàng)新思維等多方面能力。教學(xué)方式，采取以學(xué)生為中心，有利于循序漸進(jìn)提高能力、深入探究、激發(fā)創(chuàng)新的教學(xué)方法。
2.3探究式教學(xué)
實(shí)驗(yàn)手冊(cè)，對(duì)于基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只有基本理論和簡(jiǎn)單提示，去除一步又一步的實(shí)驗(yàn)步驟，給學(xué)生更多融入創(chuàng)意的空間，靈活運(yùn)用知識(shí)。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)室有限的器材，用沒(méi)有給定的方法達(dá)到最終目標(biāo)，可以用多種不固定的方法，并自主對(duì)比各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，從而鍛煉綜合能力，而不是跟著菜譜做菜的能力。對(duì)于創(chuàng)新項(xiàng)目，更是以“問(wèn)題為中心”，以學(xué)生為主導(dǎo)，在教師的輔助下，自主探究并獨(dú)立完成，將所學(xué)的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中。這是一個(gè)以學(xué)生為中心的課堂，學(xué)生在實(shí)踐中遇到問(wèn)題與教師進(jìn)行探討交流，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升實(shí)踐能力，提高創(chuàng)新能力[5-6]。
2.4啟發(fā)式教學(xué)
通過(guò)問(wèn)題的引發(fā)和誘導(dǎo)，能夠進(jìn)一步提升能動(dòng)性，積極探討解決問(wèn)題的方法，提高學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到較好的教學(xué)效果[2]。根據(jù)學(xué)生情況設(shè)計(jì)引導(dǎo)問(wèn)題，給學(xué)生一個(gè)思考的過(guò)程，采用多種形式實(shí)施啟發(fā)，努力營(yíng)造一個(gè)知識(shí)探索的過(guò)程[7-8]。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是啟發(fā)式教學(xué)的目標(biāo)[9]。例如，交通燈設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，教師先在學(xué)生實(shí)驗(yàn)之前演示效果，學(xué)生觀摩后感到非常貼近實(shí)際生活而好奇、感興趣，于是就開(kāi)動(dòng)腦筋進(jìn)行軟件或硬件設(shè)計(jì)。這時(shí)教師擇機(jī)提出新的要求，或給出一些故障現(xiàn)象，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生去分析問(wèn)題，提高他們解決問(wèn)題、排除故障的能力，激發(fā)自主創(chuàng)新意識(shí)。教學(xué)過(guò)程中還采用蘇格拉底式發(fā)問(wèn)。教授新內(nèi)容或解答學(xué)生疑惑時(shí)，不直接給出問(wèn)題的答案，而將問(wèn)題分解為學(xué)生可以自發(fā)理解的一系列小問(wèn)題，一一提問(wèn)，從而引導(dǎo)學(xué)生自己找到答案。蘇格拉底認(rèn)為，所有知識(shí)都已存在于學(xué)生中，教師需要做的是指引學(xué)生發(fā)掘自身的已有知識(shí)。多樣化的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和不間斷的問(wèn)題啟發(fā)，使學(xué)生開(kāi)動(dòng)腦筋，積極思考，內(nèi)心的潛力被不斷挖掘出來(lái)，提高了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，同時(shí)也更加充滿自信。
2.5開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室
課堂時(shí)間是有限的，經(jīng)常有部分學(xué)生沒(méi)有當(dāng)堂完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，或者有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象還沒(méi)有搞清楚，想進(jìn)一步研究和分析原因、觀察結(jié)果等。為此，安排了半開(kāi)放和全開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室。半開(kāi)放就是充分利用實(shí)驗(yàn)室資源，延續(xù)課堂教學(xué)時(shí)間，學(xué)生可以利用教師給其他班級(jí)上課時(shí)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行自己未完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，深入研究和分析現(xiàn)象，透徹理解原理。學(xué)生也可以進(jìn)行自己感興趣的其他實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，實(shí)時(shí)與教師交流討論。為了確保學(xué)生有足夠的時(shí)間完成創(chuàng)新項(xiàng)目，教學(xué)中心的電子創(chuàng)新基地對(duì)學(xué)生實(shí)行自我管理，全面開(kāi)放。除了教師定時(shí)指導(dǎo)外，還安排具有科技項(xiàng)目經(jīng)歷的優(yōu)秀學(xué)生承擔(dān)部分助教工作，幫助指導(dǎo)各小組完成項(xiàng)目的實(shí)物制作。
2.6賽課合一
為激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)創(chuàng)新思維，實(shí)驗(yàn)教學(xué)與學(xué)科競(jìng)賽等科技活動(dòng)相結(jié)合，從上課學(xué)生中選拔優(yōu)秀學(xué)生參加全國(guó)和北京市大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽以及我?！榜T如杯”科技競(jìng)賽等實(shí)踐活動(dòng)，進(jìn)一步推動(dòng)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)的力度。
2.7全英文授課
為培養(yǎng)高素質(zhì)國(guó)際化創(chuàng)新型人才，電氣實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用全英文授課，教師的講解、課件、指導(dǎo)書(shū)全部是英文，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、項(xiàng)目報(bào)告、答辯等也全部用英文。通過(guò)一年左右的訓(xùn)練，科技英文思維逐漸建立起來(lái)，為今后走向世界舞臺(tái)奠定基礎(chǔ)。
3更新考核評(píng)價(jià)體系
注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，取消一錘定音的期末考試模式，制定基于過(guò)程的課程考核方法。成績(jī)考核包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)的考核內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)方法、問(wèn)題討論、任務(wù)完成、實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)寫(xiě)以及期末考查等。而創(chuàng)新項(xiàng)目包括開(kāi)題、中期、結(jié)題答辯、實(shí)物作品、小論文及總結(jié)報(bào)告，并注重學(xué)生日常的學(xué)習(xí)過(guò)程和積累，將學(xué)生與教師面對(duì)面、郵件或其他方式的交流討論、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室的考勤、公益服務(wù)參與度等都計(jì)入考核內(nèi)容。
4實(shí)踐運(yùn)行情況
基于拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了4輪實(shí)踐，學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、靈活應(yīng)用各種專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力、人際交往能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，特別是自我學(xué)習(xí)及創(chuàng)新能力都得了全面提高，取得了非常好的效果。同時(shí)，學(xué)生的反饋和建議也讓教師深受啟發(fā)，促使教師在今后的工作中不斷思考改進(jìn)教學(xué)方式、調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，以跟上時(shí)代的步伐和學(xué)生的要求[10]。上述各項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容和方法的實(shí)施，為學(xué)生搭建了全方位立體化教學(xué)平臺(tái)，為拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)起到積極推動(dòng)作用。上課學(xué)生凸顯科技實(shí)踐創(chuàng)新能力，獲得了?！榜T如杯”、全國(guó)/北京市大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽一、二等獎(jiǎng)等多項(xiàng)科技實(shí)踐活動(dòng)獎(jiǎng)勵(lì)。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)硬件課程；能力培養(yǎng)；開(kāi)放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1672-5913 (2007) 24-0008-02
在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的課程體系中，無(wú)論是專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課還是專(zhuān)業(yè)選修課，基本可以分為兩條主線：一是軟件課程體系；另一個(gè)就是硬件課程體系。一般來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)軟件課程在計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)中基本能夠得到重視和加強(qiáng)。而計(jì)算機(jī)硬件課程體系相對(duì)比較薄弱。隨著電子技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)與電子科學(xué)技術(shù)相互滲透和融合、硬件軟件化和軟件硬件化日益普遍，尤其是ARM、SOC、SOPC等技術(shù)的出現(xiàn)，計(jì)算機(jī)軟、硬件的融合日益顯著和成熟，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)硬件課程的建設(shè)、硬件課程體系及新的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的建設(shè)顯得越來(lái)越重要和必要。
1計(jì)算機(jī)硬件課程教學(xué)思路的改革
計(jì)算機(jī)硬件課程包括：數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成原理、微機(jī)原理與接口技術(shù)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、單片機(jī)原理與應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)維護(hù)、EDA技術(shù)等。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件課程主要任務(wù)是講授計(jì)算機(jī)的工作原理，以配合計(jì)算機(jī)軟件課程的教學(xué)。而技術(shù)的發(fā)展需要軟硬結(jié)合、軟件硬件化或交融，硬件課程教學(xué)的任務(wù)不但要學(xué)生了解計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)、原理，而且要用硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行部件及應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。結(jié)合軟件知識(shí)，能夠設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，尤其是嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用日益普及，應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大，要培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力。除此以外，計(jì)算機(jī)的維護(hù)也是學(xué)生能力的培養(yǎng)的一個(gè)方面。
本教學(xué)成果是對(duì)計(jì)算機(jī)硬件課程進(jìn)行體系改革及教學(xué)內(nèi)容的梳理，確定硬件課程系列中基礎(chǔ)層、系統(tǒng)層、應(yīng)用層分別要講授的知識(shí)和學(xué)生應(yīng)該掌握的能力，以及各層之間的銜接和關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，如圖1所示。制定教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱、課程設(shè)計(jì)大綱等教學(xué)文件，教改項(xiàng)目的研究，教材、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)編寫(xiě)，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。教案、多媒體課件的制作。
圖1 計(jì)算機(jī)硬件課程結(jié)構(gòu)
在基礎(chǔ)層，主要是“數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)”課程的建設(shè)，從99年開(kāi)始對(duì)該課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了改革，編寫(xiě)出版了教材，引入可編程器件、ABEL語(yǔ)言，改造實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在2001年獲得江蘇省教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。2002年該課程獲得江蘇省二類(lèi)優(yōu)秀課程。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理，配合計(jì)算機(jī)組成原理的課程改革，將硬件描述語(yǔ)言從ABEL改為VHDL，引入FPGA技術(shù)的介紹及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，又更新了實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在2004年重修編寫(xiě)出版了教材和編寫(xiě)了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。主要思路是讓學(xué)生掌握數(shù)字電路的基本知識(shí)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，能夠設(shè)計(jì)一般的數(shù)字邏輯部件及簡(jiǎn)單的數(shù)字系統(tǒng)。所以在課程結(jié)束后安排了1.5周的課程設(shè)計(jì)，學(xué)生可以在FPGA芯片上運(yùn)用VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)如電子鐘、交通燈控制器、電梯控制器等簡(jiǎn)單的數(shù)字系統(tǒng)。
在系統(tǒng)層，該層有“計(jì)算機(jī)組成原理”、“微機(jī)原理與接口技術(shù)”、“系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”。其中“計(jì)算機(jī)組成原理”課程是最主要的硬件課程，該課程一直是我們教研教改的重點(diǎn)。采用多媒體、網(wǎng)絡(luò)等多種教學(xué)方式，課件文字精煉、圖文結(jié)合、動(dòng)畫(huà)豐富、重點(diǎn)突出，培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)的能力。實(shí)踐教學(xué)中突出設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。采用基于FPGA的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，通過(guò)設(shè)計(jì)與教材緊密結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教材和課程設(shè)計(jì)教材，形成了完整的相關(guān)課程教材系列，連貫性好。著重訓(xùn)練學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新思維。該課程在2006年被評(píng)為江蘇大學(xué)一類(lèi)精品課程。課程的教學(xué)主頁(yè)(/subject/zcyl/)上的教學(xué)文檔、資料、課件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)等齊全?！拔C(jī)原理與接口技術(shù)”課程原來(lái)以從16位CPU的機(jī)型講授，根據(jù)目前技術(shù)的發(fā)展，改成以32位CPU的機(jī)型講授，并且在2005年更新了實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。
在應(yīng)用層，由前二層主要課程的課程設(shè)計(jì)及專(zhuān)業(yè)選修課、綜合課程設(shè)計(jì)組成，主要在3個(gè)方面的應(yīng)用：數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，運(yùn)用硬件描述語(yǔ)言設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)接口及整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，如“EDA技術(shù)”；計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括硬件電路、應(yīng)用軟件?！皢纹瑱C(jī)應(yīng)用”、“嵌入式系統(tǒng)”課程就是培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，單片機(jī)教學(xué)采用了C8051F系列單片機(jī)芯片，他是在系統(tǒng)編程的SOC(system of chip)芯片， 編寫(xiě)出版了專(zhuān)門(mén)的教材、設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、編制了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)?！扒度胧较到y(tǒng)”也專(zhuān)門(mén)定制了ARM7、ARM9、ARM10的試驗(yàn)設(shè)備和編寫(xiě)了實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)；另外一個(gè)方面就是計(jì)算機(jī)的維護(hù)，根據(jù)目前的教學(xué)條件，開(kāi)辟了專(zhuān)用的計(jì)算機(jī)維修實(shí)驗(yàn)室，面向全校開(kāi)設(shè)了計(jì)算機(jī)維護(hù)的選修課，2005年編寫(xiě)出版了計(jì)算機(jī)維護(hù)的專(zhuān)用教材。
2特色教材建設(shè)
在明確了硬件課程教學(xué)目的和思路的基礎(chǔ)上，開(kāi)展相關(guān)課程的教材建設(shè)，組織課程自編教材與選用精品教材相結(jié)合，近幾年出版了4本教材，由于大多數(shù)“數(shù)字邏輯”方面的教材是重點(diǎn)講授數(shù)字電路原理，作為后續(xù)課程的技術(shù)基礎(chǔ)。所有我們組織力量編寫(xiě)了《數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)》教材，增加了硬件描述語(yǔ)言的設(shè)計(jì)方法、在系統(tǒng)可編程器件的技術(shù)，精簡(jiǎn)了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)部分，99年在東南大學(xué)出版所出版，2004年進(jìn)行了修改，增加了VHDL硬件描述語(yǔ)言的設(shè)計(jì)內(nèi)容、FPGA器件的內(nèi)容以及VHDL語(yǔ)言設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的實(shí)例，在清華大學(xué)出版社出版，已經(jīng)三次印刷，在全國(guó)范圍的高校中得到使用。在“單片機(jī)原理及應(yīng)用”課程的教材方面，由于目前我們使用了最新的片上系統(tǒng)(SOC)型的單片機(jī)進(jìn)行教學(xué)、實(shí)驗(yàn)，所有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容均可以直接運(yùn)用到實(shí)際的工程項(xiàng)目中，傳統(tǒng)的單片機(jī)教材已不能滿足要求，2004年參編了《單片機(jī)原理與應(yīng)用》，由機(jī)械工業(yè)出版社出版，加進(jìn)了部分內(nèi)容。我們自己又編寫(xiě)了合適教學(xué)要求的教材《C8051F單片機(jī)原理及應(yīng)用》，2006年在中國(guó)電力出版社出版。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展太快，“計(jì)算機(jī)維護(hù)”課程一直沒(méi)有合適的教材，我們組織編寫(xiě)了《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)高級(jí)維護(hù)教程》，2005年在中國(guó)科技大學(xué)出版社出版。
3開(kāi)放實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)
2004年獲得中央與地方共建高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)”的支持，及時(shí)更新了相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，大部分的實(shí)驗(yàn)設(shè)備都是任課老師根據(jù)技術(shù)的最新發(fā)展提出實(shí)驗(yàn)設(shè)備的功能結(jié)構(gòu)，由廠商定做的。幾款實(shí)驗(yàn)設(shè)備目前已作為該生產(chǎn)廠家的定型產(chǎn)品銷(xiāo)售到很多其他學(xué)校。設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)。2005年省高教所教改項(xiàng)目“開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室信息查詢系統(tǒng)”通過(guò)省級(jí)鑒定。建設(shè)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)網(wǎng)站(202.195.167.4:8080)、教學(xué)專(zhuān)用的ftp，學(xué)生可以隨時(shí)隨地獲得教學(xué)資源。改革了學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的模式，集體實(shí)驗(yàn)和分散預(yù)約相結(jié)合(學(xué)生可以在任何地點(diǎn)、時(shí)間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站進(jìn)行預(yù)約)，提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)報(bào)告的“靜態(tài)”(實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、實(shí)驗(yàn)原理、內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等等)部分后，再到實(shí)驗(yàn)室開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的“動(dòng)態(tài)”(實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程、出現(xiàn)的問(wèn)題、解決方法、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析等)部分。提高了實(shí)驗(yàn)效果，激發(fā)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)興趣。
4結(jié)束語(yǔ)
本文介紹了計(jì)算機(jī)硬件課程的教學(xué)思路的改革，通過(guò)近幾年的實(shí)踐，取得了成效。建立了老中青的課程教師梯隊(duì)，備課，出卷、改卷，有一支過(guò)硬的、每人能任2門(mén)以上主要硬件課程的主講教師隊(duì)伍。硬件課程中有2門(mén)獲省級(jí)2類(lèi)優(yōu)秀課程，一門(mén)獲校級(jí)一類(lèi)優(yōu)秀課程，有3項(xiàng)教研項(xiàng)目通過(guò)省級(jí)鑒定，多項(xiàng)相關(guān)科研項(xiàng)目通過(guò)省級(jí)鑒定并獲得省、市級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。獲得多項(xiàng)校級(jí)教案、教學(xué)質(zhì)量、優(yōu)秀教師、講課比賽等獎(jiǎng)項(xiàng)。出版教材4部，發(fā)表教研教改論文12篇。有2名本教學(xué)成果成員指導(dǎo)的07屆學(xué)生，所做的硬件應(yīng)用的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文被評(píng)為校優(yōu)秀論文。
作者簡(jiǎn)介：
鮑可進(jìn)(1958-)，男，江蘇靖江人，副教授。研究方向：嵌入式計(jì)算與應(yīng)用
通信地址：江蘇鎮(zhèn)江學(xué)府路301號(hào) 江蘇大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院。郵編212013
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