数字电子技术课程群教学模式改革初探

李 锋，陈 迅，张尤赛

(江苏科技大学电子信息学院，江苏镇江212003)

数字电子技术包含了DSP、SOPC、EDA、嵌入式系统、软件无线电和硬件智能演化等技术，多是当前的核心技术[1]。与数字电子技术相关的课程的教学内容，教学手段和教学模式等，直接关系到相关专业的人才培养质量。但是，这些课程存在教学内容跟不上技术发展，教学模式落后、理论与实践脱离等问题。为提高专业人才培养质量，我校开展了基于实践项目导引的理论与实践一体化的教学改革，对数字电子技术课程群的教学内容、教学模式、教学方法、考核方式等进行了一系列创新实践，旨在全面推动该课程群的改革和发展。

1 数字电子技术课程群现状

由于数字电子技术飞速发展，针对与其相关的各课程教学，国内外知名高校都根据自身情况进行了形式多样的教学改革，引入了项目驱动式、多元化、信息化、启发式等方法和手段，全面推动这些课程的建设和发展[2-5]。

然而，我国一些院校数字电子技术课程群相关课程的教学内容更新缓慢，教学方法比较落后。教材中仍然以中、小规模器件的组合和时序逻辑电路手工分析和设计作为课程的核心内容;实验内容与工程应用距离大，存在诸多偏离工程实际的伪命题;不能形成现代数字电子技术的一般性理论和实践依据，从而影响了教学质量。

为了解决这些问题，我们利用学校人才培养方案修订的机会，对数字电子技术课程群相关课程设置做了大幅度调整，对相关课程的教学内容进行了优化，并由此将数字电子技术课程群的教学改革推向深入。

2 课程设置与课程内容优化

(1)调整课程的开设时间

我们将“数字电子技术基础”课程安排在本科第二学期，相关课程如“FPGA与EDA技术”、“微机原理与接口技术”、“单片机技术”、“DSP”、“嵌入式系统”等紧随其后，安排在第三至第五学期。这种安排可以让学生提前接触现代数字电子技术工程实践训练，为后续课程的学习留下充裕的时间并打下坚实的基础。

(2)增加实验学时，减少理论教学时数

我们将“数字电子技术基础”理论授课学时压缩到48学时或56学时，并采用“基于任务驱动的理论与实践一体化”的教学模式，将课堂理论教学、单元研讨、课外实践作业和创新实践等环节有机结合。研究了各相关课程的基本知识、实验内容的安排和设计项目等衔接问题，让该系列课程构建成一个创新能力培养的课程群整体。为进一步提高学生实践创新能力，让他们从一年级开始就参与到电子协会、本科生创新计划SRTP及大学生电子设计大赛等实践训练中。

3)调整课程内容

由于课程开设时间安排大幅度提前，为降低课程的学习门槛，减少对“高等数学”、“电路”、“模拟电子技术”等基础课程的依赖，在“数字电子技术基础”课程中只介绍数字电路的基本工作原理，大幅减少逻辑门底层电路结构，将TTL等内部电路的分析整合到后续的模拟电路等课程中。为了提高课程的层次，以数字电子技术的基本概念、原理和方法为基础，注重数字逻辑的设计和应用，注重将理论教学与EDA实践密切结合。

3 教学方法改革

(1)理论与实践相结合的模块化教学

为提高教学效果，将教学内容分为数字逻辑基础和基本数字电路、组合逻辑电路及其自动化设计、时序逻辑电路及其自动化设计、半导体存储器件等几个单元，不同单元采用不同的教学方法。如数字逻辑基础部分以理论教学为主，后续单元则采取理论教学与实验教学紧密结合、开展单元分组研讨与任务驱动相结合的模式。在课堂学时减少的情况下，通过实验及课外实践训练加强学生的理论知识的理解，加强学生实践能力。

(2)分组研讨与任务驱动相结合

运用分组研讨与任务驱动相结合的模式，将全班学生分成若干学习小组，每组3人左右。各单元教学中给每组学生布置不同的学习和实践任务，要求学生在完成实践作业的基础上参加组内和班内研讨。增加自主学习和阶段性研讨环节，在各单元教学中学生被要求围绕如何实现该设计任务进行相关知识的汇报和软硬件演示、研讨与交流。

(3)实验教学与“口袋实验室”相结合

为培养学生的自学能力和创新能力，扩展实验空间、解决实验学时有限的问题而推行“口袋实验室”。每组学生都配备低成本便携式实验系统，可以随时随地将课程中的实例、实验训练以及自己的创意设计在系统上运行。在实验课教学之外，教师根据教学需要布置课外实践训练作业，要求学生以组为单位完成不同的设计型与创新型的实验，演示最终结果并提交相关及实践报告。教师则利用答疑时间给予原理和方法指导。

(4)考核方法改革

为加强对课程实践训练的要求，实施理论与实验课程单独考核，将课外实践成绩纳入实验课中考核。理论课程考核有平时成绩(占总成绩10%)、理论考试成绩(占总成绩60%)、各单元项目研讨成绩(占总成绩30%)三部分构成。其中平时成绩，包括课堂表现分数和课后作业分数;各单元项目研讨成绩为各次研讨成绩的加权和，其中包括了各次研讨课准备的充分性、积极性和仿真结果及研讨报告的质量等。

4 结语

本文提出的数字电子技术课程群教学改革方案已在个别班级进行了初步的教学实践，收到了较为明显的教学效果[6]。由于在课程设置、授课内容和教学方法上做了一系列改革，使得学习门槛明显降低、课程理论教学与实践训练结合更为紧密，学生对数字电子技术相关课程及数字电子系统设计的兴趣明显提高，他们大多数能够独立完成课程要求。

[1]潘明，潘松 编著.数字电子技术基础[M].北京:科学出版社，2008.

[2]郭玉华，庞学民，岳彩青.数字电子技术基础理论实践一体化教学改革初探[J].北京:中国电力教育，2012，14:69～70

[3]宁改娣，金印彬，刘涛等.“”数字电子技术“”课程实验教学改革探讨[J].南京:电气电子教学学报，2013，35(4):102～103

[4]Electrical Engineering and Computer Sciences University of California，Berkeley.EECS150-Digital Design:http://www-inst.Eecs.berkeley.edu/～ cs150/

[5]Xilinx 大学计划:http://china.xilinx.com/support/university/index.htm

[6]万毅.《数字电子技术》实践教学评价体系和评价方法的研究[J].成都:实验科学与技术，2013，11(5):122～124