“数字电子技术”课程改革的探索与实践

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1、“数字电子技术”课程改革的探索与实践-高等教育学论文“数字电子技术”课程改革的探索与实践晋春，张佳，李锋（江苏科技大学，江苏镇江212003）摘要：数字电子技术已渗透到现代信息技术的各个领域，是电子信息类学科一门重要的专业基础课。文章从“数电”课程教学现状出发，围绕“软件先行，以软带硬”的改革思路，提出了“数电”课程改革的实践策略。关键词：数字电子技术；课程改革；策略中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1002-4107（2016）01-0051-02“数字电子技术”（简称“数电”）课程以数字电路的基本概念、原理、方法为基础，注重数字逻辑电路的分析、设计和

2、应用。随着集成数字电路技术的飞速发展，涌现出EDA、FPGA、DSP、嵌入式系统、集成电路等一批核心技术，形成一个以“数电”为基础和核心的课程群[1]。“数电”课程的教学质量直接关系到该课程群的培养目标，影响到相关专业的人才培养质量。本文结合江苏科技大学电子信息工程本科专业的2013人才培养修订方案，对“数电”课程的建设思路、课程设置、教学内容和教学方法等方面，做了几点改革，以求能更早地开展“数电”及其课程群的教学，更好地培养电子设计与应用人才。一、“数电”课程教学现状数字电子技术飞速发展，已涉及我们日常生活的诸多领域，其应用形式也很灵活，从早期的TTL、COMS、5

3、55定时器，到现在的CPLD、FPGA，正体现着本课程知识更新速度快、实践性强等特点[2-3]。国内外许多高校都根据自身情况进行了形式多样的教学改革，引入信息化、理实一体化、项目驱动式、案例式、启发式等教学方法和手段[4-5]，全面推动了本课程的建设和发展。“数电”课程以逻辑代数为理论基础，注重数字电路的分析、设计和应用，不需要考虑电压、电流、功率等参数的计算，与“电路”、“模电”课程相关联，但是具有很大的独立性。特别是引入EDA技术之后，将电路设计与软件程序设计结合起来，通过硬件描述语言（HDL）就可以自动化地实现数字电路分析、设计。学生具有简单的C语言程序设计基础

4、，就可进行任务实践，这大大降低了数字电子技术的学习门槛，更易激发学生的学习兴趣和创新动机。但是，目前许多国内院校“数电”课程存在着开设时间晚、课程内容落后等问题。它普遍开设在第4/5学期，影响到“FPGA”、“单片机”、“嵌入式系统”等课程的学习时间，使学生的电子设计、应用能力和专业素养的培养起步太晚，没有充分打开学生自主学习和就业准备空间，不利于学生就业。另外在教学内容上，普遍仍然以卡诺图为核心对组合、时序逻辑电路进行手工地分析、设计，实验中仍以74系列等小规模器件为主要的应用工具。这种教学方式与时代发展相脱节，偏离了数字电子技术的工程实际，制约学生掌握最新知识和先

5、进方法，不利于培养学生的应用和创新能力，进而影响了课程教学质量和专业培养质量。为了解决这些问题，利用修订2013人才培养方案的机会，我们大胆地实行本次专业培养方案的改革，对“数电”及相关课程设置做了大幅度调整，对课程的教学内容进行了优化，以期将“数电”课程群的教学改革推向深入。二、“数电”课程改革的思路结合多年的教学经验，我们对新形势下“数电”课程进行了重新定位和认真的思考，重新构建课程教学体系，确立课程改革的基本思路和措施，以深化本课程的教学改革。1.“软件先行，以软带硬”，这是本课程改革的基本思路。“软件先行”，就是利用QuartusⅡ软件和HDL语言，引导学生进

6、行数字电路的分析设计、仿真验证，从而以程序设计形式带动对数字电路的硬件结构、功能和应用的初步掌握，达到“以软带硬”的目标，打破传统的以电路结构为主的教学模式。2.打破传统，“数电”置前开设，提前开展学生自主学习。将“数电”课程开设在大学第二学期，置前于“电路”、“模电”，打破传统的课程群设置顺序，使学生更早地接触数字电子技术和工程训练，提前打开学生自主学习和就业准备的空间。3.优化教学内容，采用多种手段提高学生的学习兴趣，启发和调动学生去积极探索、工程实践，为更多更好地培养电子设计与应用类人才而服务。三、“数电”课程改革的实践策略（一）优化课程设置1.调整开课时间。“

7、数电”置前至大学第二学期，“电路”、“模电”随后，其他诸如“工程认知实践”、“FPGA”、“微机原理与接口”、“单片机”、“嵌入式系统”和“DSP”等应用和实践性较强的课程，紧随其后安排在第3—5学期。这就使学生具备提前接触电子设计知识及工程训练活动的能力，在大学第二个暑假就可以参加全国大学生电子设计竞赛等科技活动。这种实践性能力的获得，比基于传统教学模式下至少提前2—3个学期，学生能提前为未来的学习和实习打开充裕的自主学习空间，为就业打下坚实的基础。2.优化教学内容，将EDA/FPGA技术引入课程教学。由于“数电”开设时间大幅度提前，需降低对“电路