關海川,付 聰

(西南交通大學峨眉校區(qū),四川峨眉 614202)

“數(shù)字電子技術”精品課程建設的改革與探索

關海川,付 聰

(西南交通大學峨眉校區(qū),四川峨眉 614202)

精品課程建設是教育部“高等學校教學質(zhì)量和教學改革工程”的重要組成部分。根據(jù)“十一五”教學發(fā)展規(guī)劃中“數(shù)字電子技術基礎課程教學基本要求”的規(guī)定,討論了數(shù)字電子技術課程的內(nèi)容安排。從課程教學和實踐教學兩方面提出了目前課程內(nèi)容教學中存在的問題及相應對策。

數(shù)字電子技術;精品課程;實驗教學;課程改革

數(shù)字電子技術是高校自動化、電氣工程與通信工程、信息工程、信息安全、計算機、微電子等本科專業(yè)的必修課,也是各高校相關專業(yè)研究生招生考試的必考課程。該課程主要包括:數(shù)字邏輯基礎、集成邏輯門電路、組合邏輯電路、集成觸發(fā)器、時序邏輯電路、可編程邏輯器件、D/A和A/D轉換器、脈沖的產(chǎn)生與整形、數(shù)字系統(tǒng)設計基礎等內(nèi)容。數(shù)字電子技術是一門理論性、實踐性很強的課程,隨著我國科學技術的不斷發(fā)展,數(shù)字電子發(fā)展更加迅速。這就對數(shù)字電子技術課程的教學提出了更高的要求。多年以來我們按照以培養(yǎng)學生對知識的綜合應用和解決工程實際問題的能力為目標,在借鑒國內(nèi)外課程體系改革經(jīng)驗的基礎上,對課程進行全面建設。主要體現(xiàn)在如下幾方面。

一、教學內(nèi)容先進與國際接軌

內(nèi)容先進合理:主教材選用高等教育出版社出版的,清華大學閻石老師主編的面向21世紀課程教材。其他全國優(yōu)秀、經(jīng)典教材為參考。教學大綱和教學內(nèi)容符合“課指委會”頒布的教學基本要求,課程教學體系和教學內(nèi)容不斷更新,達到和保持先進性、系統(tǒng)性、適應性。增加授課信息量,適應面向新世紀教育改革和科技的發(fā)展,能夠做到不斷跟蹤數(shù)字電子技術的發(fā)展。

與國際接軌:借鑒國外M IT等著名大學的數(shù)字電子教學的模式和教材,將得到的最新最先進可以用于數(shù)字電路設計的EDA設計軟件和可編程邏輯器件開發(fā)實驗板和學習資料,用于數(shù)字電子技術的教學和實驗中,并結合實驗室開放,使授課內(nèi)容更加豐富,這種方式很受學生歡迎。

科研與教學結合:將科研項目中的成果和應用實例,以及一些主要觀點引入課堂教學中,例如:應用可編程邏輯器件和EDA技術進行語音圖像處理的應用實例等,以豐富課堂教學內(nèi)容。這樣有利于激發(fā)學生的學習興趣,啟發(fā)學生的獨立思維,培養(yǎng)學生的科研分析能力與創(chuàng)新精神。

二、運用現(xiàn)代信息技術

課堂教學大都采用電子課件多媒體技術,我們已建立了“數(shù)字電子技術”網(wǎng)站,網(wǎng)站主要欄目:(1)課程概況, (2)教學建設,(3)師資隊伍,(4)教學輔助,(5)教學視頻,(6)教學評價,等。另外附以自編和公開出版的CA I課件、開設網(wǎng)上BBS論壇,不但可開展網(wǎng)上教學,還可以十分方便地實現(xiàn)異地網(wǎng)上教學答疑和教學互動。此外我們網(wǎng)上還增設了“EDA軟件,EDA設計仿真,EDA學習的案例,硬件描述語言HDL”,其中有些資料是英文的原版,并配有語音,有利于同學的英語水平的提高。例如加拿大ElectronicsWorkbench公司,EDA設計仿真軟件Mutisim2001等介紹均配有英文原版配音。

三、課程及教學改革

“數(shù)字電子技術”是大學電氣電子信息類專業(yè)技術基礎課核心之一,是學生較早接觸到的與工程實際緊密結合的技術基礎課,也是相關專業(yè)碩士研究生入學考試指定的考試科目之一。在“數(shù)字電子技術”課程的教學過程中,突出以學生為主體,不斷改革教學內(nèi)容。既要教授學生掌握具體數(shù)字電路和邏輯的問題,更應注重培養(yǎng)學生將工程實際問題提煉解決數(shù)字電路問題的能力。為此,近年來,我們不斷對教學和實驗內(nèi)容、方法和手段進行認真的研究與改革。

(一)教學內(nèi)容和課程體系改革

(1)在保留基本概念、基本理論、基本運算這些基本內(nèi)容的前提下,強調(diào)教學內(nèi)容和課程體系的“更新、整合、重組、集成”,緊跟電子技術前沿,將科研成果及時引入課堂教學中,隨時更新教學內(nèi)容,保證教學內(nèi)容的先進性和科學性。

(2)注重改革課程體系結構,在強調(diào)邏輯關系的同時注重加強“器件-電路-系統(tǒng)”的教學模式,拓展學科知識,在教學中加強數(shù)字電路實例分析,增強學生工程意識,使數(shù)字電子教學緊跟現(xiàn)代科技發(fā)展的步伐。

(3)在教學內(nèi)容組織上,一方面,強化學生對基本概念、基本理論、基本分析方法和基本計算能力的掌握;另一方面,充分利用多媒體教學手段,在教學過程中引入大量的與“數(shù)字電子技術”課程相關的內(nèi)容,向?qū)W生介紹“數(shù)字電子技術”課程在工程中的應用。注意運用啟發(fā)式教學方法,將有些工程中與“數(shù)字電子技術”課程有關的問題,留給學生課后思考分析,給學生留有一定的思維空間,開發(fā)學生的潛能。通過加強實驗環(huán)節(jié),培養(yǎng)學生的實踐動手能力與創(chuàng)新精神。

(4)在教學內(nèi)容中增加了可編程邏輯器件、EDA設計仿真、硬件描述語言Verilog HDL等新知識,在教學中增加了EDA軟件模擬仿真的演示環(huán)節(jié),激發(fā)學生學習應用EDA軟件的興趣和學習的動力,以達到提高教學質(zhì)量的目的。

(二)實驗與實踐教學內(nèi)容和體系的改革

在數(shù)字電子技術的教學中,實驗和實踐起的作用較大。其許多的動手解決實際問題和創(chuàng)新能力,都是在實驗中得到的。課題組一貫重視實驗教學改革,主要進行了以下幾個方面的工作:

(1)注重電子元器件的使用和特性的測試:數(shù)字電子電路中電子元器件的測試和特性是至關重要的,因此我們最進幾年加強了有關TTL門電路和CMOS門電路的測試和使用及特性曲線的實驗(4～6學時),提高了學生對電子元器件的使用和感性認識,提高了實際的動手搭建電路與系統(tǒng)的能力。

(2)注重實驗環(huán)節(jié)中的內(nèi)容:數(shù)字電子電路的實驗中,在保證驗證性實驗的前提下,注重加強了綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗環(huán)節(jié)和學時,由原來的4學時增加到6～10學時,增加了為時一周的課程設計。其實驗內(nèi)容盡可能的聯(lián)系實際工程和科研項目,加強工程訓練。

(3)加強EDA技術的實驗內(nèi)容環(huán)節(jié):充分利用先進的EDA軟件和硬件平臺,進行數(shù)字電子電路的系統(tǒng)設計與仿真,提高驗證系統(tǒng)設計的正確性和實用性的能力。盡可能的與科技發(fā)展和國際化教育接軌。最大可能的加大學生的就業(yè)機會。

(4)加強實驗室的管理和開放,開設第二課堂:每天開放數(shù)字電子實驗室和EDA實驗室;寒暑期開設專門的培訓班。開展對學生第二課堂實踐活動等方面,主要是上述有關的專業(yè)實驗室對全體學生開放;利用假期和節(jié)假日,通過配備實踐經(jīng)驗豐富的老師,給學生進行課外實踐學習進行指導,對參加電子設計大賽的學生強化訓練;通過組織有關的實踐活動,例如每學期舉辦1～2次講座。組織學生動手進行小產(chǎn)品制作,讓學生有更多的實踐機會。高低年級的學生通過各種活動,有更多的交流機會,這對低年級同學是一個很好的帶動。

(三)建立科學高效的評價激勵機制

采取靈活多樣的考試方法;在考試內(nèi)容上,既考核理論又注重能力;改革評鑒方法,破除通行的一錘定音考試模式,將作業(yè)模式與考試模式的改革加以整合,設置多元化考核成份,使課程考核分散于教學全程。把平時作業(yè)納入考核之中,除布置習題外,增設學習隨筆與專題小論文,這需要學生在課程內(nèi)容之外,查找文獻、收集信息,經(jīng)過綜合或研究方能完成。在做作業(yè)過程中,允許合作,提倡共同學習。作業(yè)成績不僅反映正確率,而且體現(xiàn)學習態(tài)度;著重考察基本內(nèi)容的掌握與分析解決問題的綜合能力,習題—隨筆—論文—實驗—考試,綜合構成課程學習總成績。

(四)請有關企業(yè)的技術人員講課

2008年1月,海信研發(fā)中心的主任李玉軍博士講:信息家電與人才培養(yǎng)。

2009年12月,ALTER公司的3個技術員進行為期3天的FPGA的培訓。

2010年1月,武漢創(chuàng)偉特公司的工程技術人員講解:嵌入式操作系統(tǒng)(3天)。

四、成果的創(chuàng)新點

(一)層次化理論課、實驗課教學體系的創(chuàng)新

以學生為本,以能力培養(yǎng)為核心,構建層次化、循序漸進的教學體系,既重視學生的基礎知識學習,更強調(diào)激勵學生自主學習,培養(yǎng)學生知識綜合、知識應用、知識遷移提高的能力,知識傳授和知識能力培養(yǎng)并重。

(二)現(xiàn)代化教學手段、教育技術中融入傳統(tǒng)教學方法的創(chuàng)新

CA I教學吸收傳統(tǒng)教學手段體現(xiàn)教學過程、注重教學內(nèi)容的演繹過程與步驟清晰便于理解的優(yōu)點,既發(fā)揮現(xiàn)代教育技術的特有優(yōu)點,又符合教學規(guī)律、學生的認知規(guī)律,為學生建立合適的教學情景。

(三)實施學習過程全程考核對考試考核方法的創(chuàng)新

注重對學生學習過程的強化,培養(yǎng)學生自主學習的能力,避免了學生出現(xiàn)“平時不學習、考前不睡覺”的現(xiàn)象,有效地保證了學習質(zhì)量。教考分離促進教師在教學過程中重視各個教學環(huán)節(jié),提高教學質(zhì)量。

總之,精品課程建設是一項系統(tǒng)工程,只有扎實、認真、持之以恒地努力工作,才能把精品課程建設好。

[1]閻石.數(shù)字電子技術基礎[M].5版.北京:高等教育出版社,2005.

[2]陳文楷,徐萍萍,崔剛.《數(shù)字電子技術》課程體系和內(nèi)容改革的體會[J].華北航天工業(yè)學院學報,2006, 16(7):39.

[3]李大衛(wèi),呂景泉.把握精品課建設新機遇,再上天津高職辦學新水平[J].天津成人高等學校聯(lián)合學報, 2005(5).

(責任編輯張佑法)

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1007-7111(2011)01-0106-02

2010-11-02

關海川(1970—),男,講師,研究方向:電力系統(tǒng)自動化控制和繼電保護。