“数字电子技术”精品课程建设的改革与探索

2011-08-15关海川

重庆与世界 2011年1期

关键词：数字电子技术精品课程教学内容

关海川,付聪

(西南交通大学峨眉校区,四川峨眉 614202)

“数字电子技术”精品课程建设的改革与探索

关海川,付聪

(西南交通大学峨眉校区,四川峨眉 614202)

精品课程建设是教育部“高等学校教学质量和教学改革工程”的重要组成部分。根据“十一五”教学发展规划中“数字电子技术基础课程教学基本要求”的规定,讨论了数字电子技术课程的内容安排。从课程教学和实践教学两方面提出了目前课程内容教学中存在的问题及相应对策。

数字电子技术;精品课程;实验教学;课程改革

数字电子技术是高校自动化、电气工程与通信工程、信息工程、信息安全、计算机、微电子等本科专业的必修课,也是各高校相关专业研究生招生考试的必考课程。该课程主要包括:数字逻辑基础、集成逻辑门电路、组合逻辑电路、集成触发器、时序逻辑电路、可编程逻辑器件、D/A和A/D转换器、脉冲的产生与整形、数字系统设计基础等内容。数字电子技术是一门理论性、实践性很强的课程,随着我国科学技术的不断发展,数字电子发展更加迅速。这就对数字电子技术课程的教学提出了更高的要求。多年以来我们按照以培养学生对知识的综合应用和解决工程实际问题的能力为目标,在借鉴国内外课程体系改革经验的基础上,对课程进行全面建设。主要体现在如下几方面。

一、教学内容先进与国际接轨

内容先进合理:主教材选用高等教育出版社出版的,清华大学阎石老师主编的面向21世纪课程教材。其他全国优秀、经典教材为参考。教学大纲和教学内容符合“课指委会”颁布的教学基本要求,课程教学体系和教学内容不断更新,达到和保持先进性、系统性、适应性。增加授课信息量,适应面向新世纪教育改革和科技的发展,能够做到不断跟踪数字电子技术的发展。

与国际接轨:借鉴国外M IT等著名大学的数字电子教学的模式和教材,将得到的最新最先进可以用于数字电路设计的EDA设计软件和可编程逻辑器件开发实验板和学习资料,用于数字电子技术的教学和实验中,并结合实验室开放,使授课内容更加丰富,这种方式很受学生欢迎。

科研与教学结合:将科研项目中的成果和应用实例,以及一些主要观点引入课堂教学中,例如:应用可编程逻辑器件和EDA技术进行语音图像处理的应用实例等,以丰富课堂教学内容。这样有利于激发学生的学习兴趣,启发学生的独立思维,培养学生的科研分析能力与创新精神。

二、运用现代信息技术

课堂教学大都采用电子课件多媒体技术,我们已建立了“数字电子技术”网站,网站主要栏目:(1)课程概况, (2)教学建设,(3)师资队伍,(4)教学辅助,(5)教学视频,(6)教学评价,等。另外附以自编和公开出版的CA I课件、开设网上BBS论坛,不但可开展网上教学,还可以十分方便地实现异地网上教学答疑和教学互动。此外我们网上还增设了“EDA软件,EDA设计仿真,EDA学习的案例,硬件描述语言HDL”,其中有些资料是英文的原版,并配有语音,有利于同学的英语水平的提高。例如加拿大ElectronicsWorkbench公司,EDA设计仿真软件Mutisim2001等介绍均配有英文原版配音。

三、课程及教学改革

“数字电子技术”是大学电气电子信息类专业技术基础课核心之一,是学生较早接触到的与工程实际紧密结合的技术基础课,也是相关专业硕士研究生入学考试指定的考试科目之一。在“数字电子技术”课程的教学过程中,突出以学生为主体,不断改革教学内容。既要教授学生掌握具体数字电路和逻辑的问题,更应注重培养学生将工程实际问题提炼解决数字电路问题的能力。为此,近年来,我们不断对教学和实验内容、方法和手段进行认真的研究与改革。

(一)教学内容和课程体系改革

(1)在保留基本概念、基本理论、基本运算这些基本内容的前提下,强调教学内容和课程体系的“更新、整合、重组、集成”,紧跟电子技术前沿,将科研成果及时引入课堂教学中,随时更新教学内容,保证教学内容的先进性和科学性。

(2)注重改革课程体系结构,在强调逻辑关系的同时注重加强“器件-电路-系统”的教学模式,拓展学科知识,在教学中加强数字电路实例分析,增强学生工程意识,使数字电子教学紧跟现代科技发展的步伐。

(3)在教学内容组织上,一方面,强化学生对基本概念、基本理论、基本分析方法和基本计算能力的掌握;另一方面,充分利用多媒体教学手段,在教学过程中引入大量的与“数字电子技术”课程相关的内容,向学生介绍“数字电子技术”课程在工程中的应用。注意运用启发式教学方法,将有些工程中与“数字电子技术”课程有关的问题,留给学生课后思考分析,给学生留有一定的思维空间,开发学生的潜能。通过加强实验环节,培养学生的实践动手能力与创新精神。

(4)在教学内容中增加了可编程逻辑器件、EDA设计仿真、硬件描述语言Verilog HDL等新知识,在教学中增加了EDA软件模拟仿真的演示环节,激发学生学习应用EDA软件的兴趣和学习的动力,以达到提高教学质量的目的。

(二)实验与实践教学内容和体系的改革

在数字电子技术的教学中,实验和实践起的作用较大。其许多的动手解决实际问题和创新能力,都是在实验中得到的。课题组一贯重视实验教学改革,主要进行了以下几个方面的工作:

(1)注重电子元器件的使用和特性的测试:数字电子电路中电子元器件的测试和特性是至关重要的,因此我们最进几年加强了有关TTL门电路和CMOS门电路的测试和使用及特性曲线的实验(4～6学时),提高了学生对电子元器件的使用和感性认识,提高了实际的动手搭建电路与系统的能力。

(2)注重实验环节中的内容:数字电子电路的实验中,在保证验证性实验的前提下,注重加强了综合性、设计性、创新性实验环节和学时,由原来的4学时增加到6～10学时,增加了为时一周的课程设计。其实验内容尽可能的联系实际工程和科研项目,加强工程训练。

(3)加强EDA技术的实验内容环节:充分利用先进的EDA软件和硬件平台,进行数字电子电路的系统设计与仿真,提高验证系统设计的正确性和实用性的能力。尽可能的与科技发展和国际化教育接轨。最大可能的加大学生的就业机会。

(4)加强实验室的管理和开放,开设第二课堂:每天开放数字电子实验室和EDA实验室;寒暑期开设专门的培训班。开展对学生第二课堂实践活动等方面,主要是上述有关的专业实验室对全体学生开放;利用假期和节假日,通过配备实践经验丰富的老师,给学生进行课外实践学习进行指导,对参加电子设计大赛的学生强化训练;通过组织有关的实践活动,例如每学期举办1～2次讲座。组织学生动手进行小产品制作,让学生有更多的实践机会。高低年级的学生通过各种活动,有更多的交流机会,这对低年级同学是一个很好的带动。

(三)建立科学高效的评价激励机制

采取灵活多样的考试方法;在考试内容上,既考核理论又注重能力;改革评鉴方法,破除通行的一锤定音考试模式,将作业模式与考试模式的改革加以整合,设置多元化考核成份,使课程考核分散于教学全程。把平时作业纳入考核之中,除布置习题外,增设学习随笔与专题小论文,这需要学生在课程内容之外,查找文献、收集信息,经过综合或研究方能完成。在做作业过程中,允许合作,提倡共同学习。作业成绩不仅反映正确率,而且体现学习态度;着重考察基本内容的掌握与分析解决问题的综合能力,习题—随笔—论文—实验—考试,综合构成课程学习总成绩。