“数字电路与逻辑设计”精品课程建设实践与探索

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【摘要】文章从“数字电路与逻辑设计”精品课程建设的课程体系结构改革,理论教学方法和实验教学手段改革,师资队伍建设多个方面,研究并实践如何提高“数字电路与逻辑设计”课程的教学水平。实践证明,通过对该门课程的精品课建设,改进了教学方法,显著提高了课程的教学质量和教学效果。

【关键词】数字电路与逻辑设计 精品课程 教学改革 网络教学平台

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)08(b)-0134-02

“数字电路与逻辑设计”是信息学院所有国内高校电子信息、计算机类和部分非电类本科生的重要技术基础课,也是国内外高校电子及计算机类学生的基础必修课程,具有基础性强、实践性强、更新快的特点,是学习电子类专业课程和毕业后从事电子技术工作的基础。

云南大学“数字电路与逻辑设计”课程经过近30多年的建设,2008年别列为校级精品课程建设项目,该课程的教学队伍,采用教学、实践、科研相互结合和促进的教学理念,讲授国内外该课程的最新内容,在课程体系结构改革、实验教学改革、现代教学手段和方法的应用、提高教师学术水平和教学水平等方面取得了丰硕成果。

1 课程体系结构改革

为了提高该课程的教学质量,我们建立了理论教学、学生实践和自主研发三个层次的教学体系,不断更新教学内容。第一个层次是扎实掌握基础知识,第二个层次是具备较强综合创新分析设计能力,第三个层次是自我拓展提高专业知识的能力。

1.1 理论教学

对于基础教学,讲课内容从原来偏重于基本电路的原理分析,更多地转向基本电路的组成原则、电路结构的构思方法以及系统结构化设计的思路等方面来;采用现代化教学方法和手段,利用多种媒体, 充分发挥网络课堂的优势,活跃了教学气氛 ,激发了学生的求知欲和潜质;模拟仿真教学贯穿整个教学过程,模拟仿真教学不采用课堂教学的方式,而是以自学和实验为主,通过平时作业和设计电路的大作业、实验电路设计和仿真,使学生初步掌握现代化的电子电路和系统的设计方法和实现方法,不同程度的学生在大作业中均充分展示自己的独到见解。

针对课程实践性强的特点,课程分内容从系统入门,通过学习数字电路的基本概念、电路、分析方法、设计方法和应用,最后回到实际系统中来。在教学过程中使学生建立起“系统观念、工程观念、科技进步观念和创新观念”提高。实验教学从原来跟随课堂教学的实验课改革成为三个层次的实验课,分为基础性实验,综合性实验和创新性实验,从原来较多验证性实验转变为以综合性、设计性实验为主的实验教学;这些都更有利于培养学生综合应用的能力、系统集成的能力和创新能力。

因为电子技术日兴月异,该课程内容更新较快,在该课程建设中采用双语教学,提高学生的国际竞争和国际合作能力,鼓励学生自主进行电子产品制作和研发,掌握自主开展科研工作的能力,利于学生潜能的挖掘与拓展。

1.2 实践教学

实践教学采用软件设计、硬件实现、进行“综合实验”和“创新实验”的教学方式,实践教学涵盖了“数字电路与逻辑设计”理论课程的主要内容,通过实验教学加深学生对理论的理解和运用。通过实践教学,重强调学生以下能力的培养:

(1)系统设计和研发能力。通过“综合实验” ,训练学生设计和实现具有特定功能的数字系统(包括可编程器件)的,设计和实现数字电路和单片机的电子系统,训练学生将理论运用到实际电路功能设计和系统实现的能力。

(2)创新能力。在综合实验和创新验别鼓励学生自拟实验项目,将课外科技活动、电子大赛、国际大学生机器人大赛纳入教学活动中来,在全天候开放的实验室中,课内外学习相互结合,使学生各按步伐,共同前进。

(3)规范化工作能力。对于电路的设计与实现,有许多国际化标准,要求学生在综合实验和创新实验中遵循国际标准,规范化设计和电路实现流程。

(4)自学能力。对较大电路系统的设计,因电子技术的日兴月异,学生们需要自主学习、掌握自主开展研究的方法。

(5)团队协作能力。在综合实验和创新实验中鼓励学生进行小组协作,

(6)文字表述与口头表达能力。要求学生将设计和实现的电路,以电子文档的形式提交,通过训练学生实验文档的规范性和系统性,以提高文字达能力。要求学生对实现的电路进行介绍和演示,以提高口头表达能力。

2 教学方法与教学手段的改革

2.1 多媒体教学方式与传统教学方式相结合

在给课程的建设过程中,用Authorware自主开发了与教材配套的多媒体课件,结合Flash实现了同步、异步时序电路波形的动态描述,多媒体教学为课堂教学提供了活力,避免画复杂电路的烦琐,但不能代替教师,对于部分理论,板书推导,利于学生接受。根据章节内容的不同,结合多媒体教学与传统黑板教学,使两者优势互补。

2.2 EDA教学

应用EDA 技术设计数字电路,不受实验器材品种、规格、数量和经费不足的限制,为课程设计的课题选择拓宽了范围。在课程教学中,一些抽象、繁杂的变化过程(诸如险象竞争、延迟等现象) 不易理解,但从时序仿真的波形图中生动形象地得以表现。使学生更透彻地理解所学知识,深化所学内容,提高了学生的学习兴趣。在理论教学中结合实例演示,同时供学生系统仿真。除与教学配套的基础实验外,开设综合设计、开设创新实验,鼓励学生的创新、协作、实际调研、自学等综合能力。

2.3 网络教学

网络化教学系统,并不作为一个独立的教学系统,而是正常教学环节的一个必要补充,它克服了传统教学方式的局限性,具有教学信息资源丰富、开放、交互的特点,充分遵循学生的认知规律和特点,将所有教学环节实现网络化。网络教学平台实现师生互动,如资源与下载、辅导答疑、作业提交与批改、课程讨论、在线设计等。使传统意义上的教学不再受时间和地点的限制。利用服务器中的题库资源自主选题或自动组题,进行模拟测试、解答试题等相应功能。测试题应依照知识点难度策略进行组卷。目前我们正在探索。

2.4 双语教学

双语讲授该课程,提高学生在该课程及相关专业方面的英语听说读写能力,以利于学生掌握国际该领域的最前沿知识,具备国际竞争能力。“数字电路与逻辑设计”双语教学模式,不是简单地将授课语言变成英语,还有考虑学生的接受能力。由于学生的英语水平参差不齐,在授课时中文的适当说明就显得尤为重要,但是要注意不能喧宾夺主,否则就失去了双语教学的意义,要找到英文、中文的恰当结合点是十分必要的。英语授课的语速一定要慢一些,要适当地重复,对重要的概念及定理一定要先用中文解释清楚后再用英语描述,结合多媒体教学,帮助学生理解。

3 师资队伍建设

不断提高教师队伍教学水平和质量。教师队伍的教学水平直接影响教学质量与教学效果,通过定期举行青年教师教学比赛,定期组织教学方法研讨和集体备课,定期举行教学检查,帮助和监督教师队伍提高教学水平和质量。

教学促进科研,科研深化教学的教育理念。本课程组通过传班带的方式帮助和鼓励青年教师提高教学水平,同过参与和主持项目,开展教学科研和学科研究,提高业务能力,将科研成果与教学结合,促进教学。鼓励支持教师参与国际会议、国内学术交流和培训,不断获取新知识、新技能、新理念,提高师资队伍综合素质。

注重教学技能和教师师德建设。对于第一次开课的主讲教师,必须先做助教,跟班听课,学习教学方法,进实验室参与实验指导和管理,深入理解教学内容,通过不定期教学研讨会,由老教师对青年教师进行教学技能指导,聘请校内、校外不同学科知名教师,讲授表达、调动学生积极性、激发学生创新和方法,提高和生动课堂教学。开展“教书育人、德育领先”的主题活动,提高教学队伍的思想素质。

4 结语

目前,云南大学的“数字电路与逻辑”课程精品课程正在建设中。英语授课的双语教学方式正准备推广展开,网络教学的功能正在建设完善中, 通过“数字电路与逻辑”精品课程建设, 我们总结出许多成功的经验,同时, 也发现在教学过程中存在的一些不足。因此, 在今后的“数字电路与逻辑”精品建设中, 我们应该努力改正缺点和不足, 加快课程建设步伐, 从而促进学生的全面发展,在多层次人才培养方面将发挥更加重要的作用。

参考文献

[1] 张榆锋,杨鉴,王威廉.以培养学生创新思维和动手能力为核心建设“现代信号处理”精品课[J],中国科学教育,2007(2).

[2] 王黎明,毕满清.电子技术基础精品课程教学改革与实践[J].中北大学学报(社会科学版),2007(23).

[3] 杨鉴,张榆锋,王威廉.研究生“现代信号处理”精品课程建设探索[M].创建精品课程提高教学质量,电子工业出版社,2005.10.

[4] 杨鉴,张榆锋,王威廉.研究生“现代信号处理”教学改革与建设[M].探索与实践――信息技术人才培养改革之路,电子工业出版社,2007.5.