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開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇課程設計實驗總結，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞： 電子技術課程設計 教學設計 教學過程
電子技術課程設計是在電子技術實驗的基礎上進行的綜合性的實驗訓練，是電子技術課程的實踐性教學環節，是對電子類和其他相近專業學生進行綜合能力培養的實踐課程，對于全面、系統、深入地理解與掌握電子系統的知識、設計方法具有重要的教學意義。
1.電子技術課程設計的重點與要求
本課程的重點是電路設計，內容側重綜合應用所學知識，設計制作較為復雜的功能電路或小型電子系統。一般給出實驗任務和設計要求，通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調試和指標測試、撰寫實驗報告等過程，培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力，提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養學生系統設計的綜合分析問題和解決問題的能力，培養學生創新實踐的能力。
電子技術課程設計一般要求學生根據題目要求，通過查閱資料、調查研究等，獨立完成方案設計、元器件選擇、電路設計、仿真分析、電路的安裝調試及指標測試，并獨立寫出嚴謹的、文理通順的實驗報告。
具體地說，學生通過課程設計教學實踐，應達到以下基本要求：建立電子系統的概念，綜合運用電子技術課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統的設計；掌握電子系統設計的基本方法，了解電子系統設計中的關鍵技術；進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用器件的原則；掌握查閱有關資料和使用器件手冊的基本方法；掌握用電子設計自動化軟件設計與仿真電路系統的基本方法；進一步熟悉電子儀器的正確使用方法；學會撰寫課程設計總結報告；培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。
2.電子技術課程設計的教學過程
電子技術課程設計是在教師指導下，學生獨立完成課題，達到對學生理論與實踐相結合的綜合性訓練，要求本課程設計涵蓋模擬電路知識和數字電路知識，因此課程設計的選題要求包含數字電子技術和模擬電子技術。
教學環節可以分為以下四個部分。
2.1課堂講授。
課程設計開始前，需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學，明確課程設計的要求，主要內容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。
在課堂教學環節中，指導老師介紹課題的基本情況與要求，要求學生從多個課題中選擇一個。
2.2設計與調試環節。
2.2.1前期準備、方案及電路設計。
前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材，根據技術指標，進行方案分析、論證和計算，獨立完成設計。設計工作內容如下：題目分析、系統結構設計、具體電路設計。
學生根據所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計，通過論證與選擇，確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設計計算，稱為預設計階段，包括元器件的選用和電路參數的計算。最后畫出總體電路圖（原理圖和布線圖），此階段約占課程設計總學時的30％。
2.2.2在實驗室進行電路安裝、調試，指標測試等。
在安裝與調試這個階段，要求學生運用所學的知識進行安裝和調試，達到任務書的各項技術指標。
預設計經指導教師審查通過后，學生即可購買所需元器件等材料，并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調試電路、排除電路故障、調整元器件、修改電路（并制作相應電路板），使之達到設計指標要求。此階段往往是課程設計的重點與難點，所需時間約占總學時的50％。
2.3撰寫總結報告，總結交流與討論。
撰寫課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告能力的訓練。學生寫報告，不僅要對設計、組裝、調試的內容進行全面總結，而且要把實踐內容上升到理論高度。總結報告應包括以下方面：系統任務與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設計、參數計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外，還應對以下幾部分進行說明：設計進程記錄，設計方案說明、比較，實際電路圖，功能與指標測試結果，存在的問題及改進意見，等等。
總結報告具體內容如下：課題名稱、內容摘要、設計內容及要求、比較和選擇設計的系統方案、畫出系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇。畫出完整的電路圖，并說明電路的工作原理。組裝調試的內容，包括使用的主要儀器和儀表；調試電路的方法和技巧；測試的數據和波形并與計算結果比較分析；調試中出現的故障、原因及排除方法。總結設計電路的特點和方案的優缺點，指出課題的核心及實用價值，列出系統需要的元器件清單，列出參考文獻，收獲、體會，并對本次設計提出建議。
2.4成績評定。
課程的實踐性不僅體現實際操作能力，而且體現獨立完成設計和分析的能力。因此，課程設計的考核分為以下部分：設計方案的正確性與合理性。設計成品：觀察實驗現象，是否達到技術要求。（安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力）實驗報告：實驗報告應具有設計題目、技術指標、實現方案、測試數據、出現的問題與解決方法、收獲體會等。課程設計答辯：考查學生實際掌握的能力和表達能力，設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神及創新精神，等等。
3.電子技術課程設計的步驟
在“電子技術基礎”理論課程教學中，通常只介紹單元電路的設計。然而，一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此，一個電子系統的設計不僅包括單元電路的設計，還包括總體電路的系統設計（總體電路由哪些單元電路構成，以及單元電路之間如何連接，等等）。隨著微電子技術的發展，各種通用和專用的模擬和數字集成電路大量涌現，電子系統的設計除了單元電路的設計外，還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統設計越來越重要，不過從教學訓練角度出發，課程設計仍應保留一定的單元電路內容。
電子系統分為模擬型、數字型及兩者兼而有之的混合型三種。
雖然模擬電路和數字電路設計的方法有所不同（尤其單元電路的設計），但總體電路的設計步驟是基本相同的。
電子電路的一般設計方法與步驟包括：總體方案的設計與方案論證、單元電路的設計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。
4.電子技術課程設計的效果
學生經過這樣系統訓練后，各方面技能都通過考核，為后續課程的學習打下了扎實的基礎。
參考文獻：
［1］高吉祥，易凡，丁文霞等.電子技術基礎實驗與課程設計（第二版）［M］.北京：電子工業出版社，2006.
［2］楊志忠，華沙，康廣荃.電子技術課程設計［M］.北京：機械工業出版社，2008.
摘 要 本文在調研分析高校機械專業課程的基礎上，分析總結機械類專業課程的實驗與課程設計教學環節中存在的問題，從教學體系、內容、方法和手段等方面，對機械類專業課程的實驗與課程設計教學進行了綜合改革探索，表明這些教學改革措施對提高機械類學生的工程思維和工程能力效果顯著。
關鍵詞 綜合教學改革 課程實驗 課程設計 應用型本科人才
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.08.025
On Mechanical Course Experiment and Course
Design Comprehensive Reform
ZHANG Lingli， ZHAO Jian， WANG Wenjin， ZHANG Jing
（School of Control and Mechanical Engineering， Tianjin Chengjian University， Tianjin 300384）
Abstract： On the basis of surveying and analyzing mechanical courses in university. It is analyzed and summarized in the paper against to the existing problems of experimental and course design for mechanical courses in the teaching link. The comprehensive reform exploration has been carried on the teaching of mechanical course experimental and course design in the aspect of teaching system， methods， ways and means. It is illustrated that those teaching reform methods have remarkable effects in aspect of improving engineering thought and ability for mechanical undergraduates.
Keywords： comprehensive teaching reform; course experimental; course design; practical undergraduate
根據機械類本科人才培養要求及社會發展需要，學生在校期間應得到系統化工程實踐能力和創新能力的培養，具體表現在識圖及工程語義的表達及其包括機械產品的加工、制造、裝配和調試等實踐能力。因此，對機械類本科生在校期間應注重這兩方面的培養。機械類本科生所學主干課程的實踐教學包括實驗和課程設計兩部分，它們是培養學生工程實踐能力和創新能力的重要環節。
目前，本科院校開設的機械基礎實驗所涉及的教學課程較多，但各門課程的實驗各自獨立開設，互不聯系，沒有從專業培養的目標和課程綜合學習的角度出發，形成機械基礎綜合實驗教學體系。實驗室能開設的實驗多為常規驗證性的，內容較為陳舊，實驗手段較落后，設計性和創新性的綜合實驗很少;實驗僅僅作為理論課的輔助教學，學生也不重視，實驗的成績并不能反映出學生真實的實驗能力和水平;在實驗教學方式上，學生只能按照教師事先搭接好的實驗平臺和設計好的實驗步驟進行操作，讀取實驗數據及進行數據處理，這種實驗教學方法嚴重制約了學生實際動手能力和創新能力的培養。①
在課程設計教學實踐中，很多院校在選擇設計題目時一直選用傳統、單一的二級減速器，雖然減速器的設計包含了齒輪、軸和軸承等典型軸系零件的設計，學生所學到的知識也能得到較全面的綜合應用，但是中國制造業的不斷發展，又對機械類專業設計者提出了新要求，在這種形勢下，以往的教學模式暴露出了諸多問題，具體表現為：設計題目相對單一，設計參數數量不足，導致部分同學的設計結果雷同，存在抄襲現象;②學生盲目模仿，甚至照搬照抄;在結構設計中，存在不能綜合考慮零件的強度、剛度、工藝、裝配、和密封等問題。③這些都致使學生的設計能力及創新能力得不到應有的鍛煉。
針對上述問題，結合機械專業特點，本文主要從機械類本科生所學主干課程的實驗教學和課程設計入手，提出一套面向機械類學生綜合創新能力培養的教學改革方案。
1 改革實驗教學，建立全新的基礎實驗教學體系
遵循模仿、掌握、熟練和創新的認識規律，必要的基礎實驗應該保留，設計性、創新性、綜合性實驗的比例適當增加，通過綜合性實驗項目和開放性課外創新實踐教學活動，培養學生在機械設計方面的創新能力和密切配合的團隊精神。
（1）整合實驗內容，建立科學完整的實驗體系。突破實驗原有的課程界限，把一部分實驗內容采用單元形式進行教學，每一單元設計一組實驗，再把另一部分實驗內容組合在一起，設置成為機械基礎綜合實驗單元，形成分層次的實驗教學。各實驗單元既互相獨立又相互聯系。機械基礎綜合實驗教學內容分三個層次：基礎實驗、綜合設計性實驗、創新性實驗，通過綜合設計性實驗項目和科技創新活動，既提高了學生對機械產品的創新思維能力，又培養了相互協作的團隊精神。
（2）改革實驗教學方法，引入案例式實驗教學手段。在實驗教學中引入案例式教學手段，教師應根據教學目標，用典型的教學案例將機、電知識結合在一起，調動學生參與討論、分析及實踐的積極性，進一步提高學生認識、分析和解決工程實際問題以及理論聯系實際的能力，形成培養創新思維意識、自主學習方法、溝通能力和合作精神能力的一種教學方法。
（3）創設開放性實驗，培養學生創新意識。在規定范圍內允許學生自選實驗題目，由學生自行設計實驗，整個實驗過程在教師的指導下獨立完成，無固定實驗模式，這種教學模式既能讓學生認識到機械方案設計的重要性，又強化了學生獨立設計的意識和動手能力。同時，增加成果展示和學生互評環節，促進創新經驗交流和創新意識的激發。
（4）探索設計性、綜合性和創新性實驗的教學模式。嘗試在設計性、綜合性和創新性實驗過程采用自主形式，即允許學生自選實驗題目。例如，機電系統創意組合搭接實驗，這個實驗完全由學生自己設計傳動方案，整個裝配、調整、測試、數據采集及分析過程也由學生獨立完成。這樣就極大地調動了學生動手的興趣，這種實驗教學模式排除了由教師統一定傳動方案、實驗步驟，禁錮學生創新思維的現象。
（5）開放實驗室，開展課外實踐性教學活動。將實驗室作為學生的課外科技創新活動基地，教師引導學生自由組建項目小組，由學生自行尋找課題或根據競賽主題確定題目，進行方案設計論證，通過小組分析、研究和討論確定項目內容，最終根據設計思想和創意理念，在教師指導下形成設計作品，作品可參加校級或市級機械創新大賽，在實踐過程中促進學生間交流，拓寬知識面，開闊眼界。同時，可以將學生暴露出的問題進行總結并引入到實驗教學中，使實驗教學和課外科技創新活動形成良性循環。
2 改革課程設計教學，培養學生的工程應用能力
課程設計環節實踐性和實用性強，結合機械類專業特色，培養學生“學以致用”成為應用型創新人才，為后續面向卓越工程師培養的課程教學體制改革進行有益的初步探索。
（1）改革課程設計內容，引入“能力導向”原則。能力導向原則是以能力為中心設計課程體系，以能力為目標改進教學方法，以能力為標準考評教學效果。④⑤面向機械類學生，我們以學生為中心，以能力導向為原則，構建了完善的課程設計教學體系，目標是培養學生基本設計能力和創新性設計能力，專業設計能力和相關專業設計能力。根據學校自身特色和社會需要擬定課程設計題目，打破傳統設計兩級齒輪減速器局限，在部分有能力的同學中開設創新性設計內容，選定以工程實際為背景的設計題目，把構思、方案設計、功能設計、結構設計、優化設計與CAD相結合，并進行系統訓練，形成一個面向工程實踐的教學體系。
（2）把學生的課外創新設計作品，納入到課程設計教學環節。在部分有能力的同學中開展課外創新性設計活動，設計過程嘗試采用項目式實踐模式，教師提出項目的目標，不規定題目，不指定方法，不提供參考資料;由學生自行探索，允許幾個人組成小組，共同完成項目，成果可以作為課程設計的教學環節進行考核。這種教學模式既培養了團隊合作的能力，又培養了學生的創新能力，極大地挖掘了學生的潛力。
（3）將CAD（計算機輔助設計）運用到課程設計中，提高繪圖效率。把現代設計手段引入到課程設計中，如利用機械專業常用設計軟件AutoCAD、PRO/E、UG、SolidWorks等，鼓勵學生使用計算機輔助設計軟件構建三維模型，實現運動和裝配仿真等，最后可將零件的三維實體模型轉換為二維工程圖，并進一步完成尺寸和公差的標注，這樣，既激發了學生的學習熱情，又將學生從繁雜的繪圖中解放出來，提高繪圖效率，同時，學生對整個設計過程及結果具有更加直觀和形象的了解，使學生將注意力集中在設計方法上，有更多時間去思考產品的整體設計、細節設計及創新設計，真正體驗到機械設計的樂趣。
3 開辟第二課堂，調動學生的學習興趣
利用實驗和課程設計這兩個實踐教學環節組織學生進行課外科技創新活動，通過課外實踐性教學活動，鍛煉學生從方案確定、到結構設計、再到工藝實現等工程實踐能力，培養學生的創新設計能力、綜合設計能力、動手能力、工程實踐能力和團隊協作精神，調動學生學習興趣，挖掘學生自身潛力，施展學生創造才能。一方面，實驗教學、課程設計等可以為課外實踐性教學活動打下良好的實踐基礎;另一方面，課外實踐性教學活動又使實驗教學、課程設計得到了延伸。例如我校機械專業的同學，6人自由組成一設計小組，進行機械創新設計，學生們從設計方案的確定、參數的選擇，零件的設計、校核及繪圖再到零件的加工等都是在教師的指導下獨立完成，其中一組同學設計的產品“思維空間”平面機構創意組合演示教具，參加全國第六屆機械創新大賽和天津市第五屆機械創新大賽，分別獲二等獎和一等獎榮譽。通過我校的教學實踐改革證明，學生主動學習、溝通能力、理論聯系實際和創新思維意識有了很大的提高。
4 結語
本文立足機械類本科生所學主干課程的課程實驗和課程設計，通過具體實踐教學和學生第二課堂，就教學體系、教學內容、教學方法和教學手段等方面進行全面改革，提出了以學生為中心，教師為主導，注重動手能力的培養，發揮學生的想象力，使學生在獲取知識（自學）、共享知識（團隊工作）、應用知識（解決問題）、總結知識（創新）和傳播知識（溝通）過程中得到能力提升的改革思路，教學改革已初見成效。實踐證明，這種改革更能充分地調動學生的學習和創新的積極性，提高學生實際動手能力、協作能力及創新能力，教學效果顯著，為把學生培養成應用型本科人才打下了良好的基礎。
參考文獻
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[2] 涂德浴，陳富強，許愛瑾，路曼.機械基礎主干課程體系建設及教改實踐[J].安徽工業大學學報社會科學版，2012.
[3] 馬先英，蔡衛國，謝忠東，武立波.面向應用型創新人才培養的《機械設計》課程教學改革[J].教育教學論壇，2015.
關鍵詞：城市軌道；車輛工程；課程設計
作者簡介：師蔚（1981-），女，新疆伊寧人，上海工程技術大學城市軌道交通學院，講師；鄭樹彬（1979-），男，廣東揭陽人，上海工程技術大學城市軌道交通學院，副教授。（上海 201620）
基金項目：本文系2012年上海高校本科重點教學改革項目（批準號：滬教委高〔2012〕49號）、上海工程技術大學城市軌道交通車輛工程“卓越工程師”培養平臺建設項目（項目編號：11XK10）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）19-0117-02
作為教育部首批“卓越工程師”教育培養計劃試點專業，上海工程技術大學城市軌道車輛工程專業培養方案重視知識、能力與工程實踐的融合，理論聯系實際，著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力。[1]城市軌道學院車輛工程系教師不斷探索，總結該專業在培養過程中的經驗，并對本專業的發展方向、培養過程中出現的問題不斷研究、改進，從而完善和優化了本專業的課程體系。其中，重要的改進部分為在新的培養計劃中添加了系列綜合課程設計，注重課程設計選題的綜合應用性、工程實踐性及多樣性，旨在著力培養城市軌道交通車輛工程專業學生在城市軌道車輛方面的綜合設計、工程實際應用能力及創新能力。并通過前期研究及一系列規劃及籌備，達到了開設條件，取得了一定的成果。
一、系列綜合課程設計設置依據
城市軌道車輛工程專業課程體系設置原則主要是緊貼本專業“卓越工程師”培養目標，在系列綜合課程設計中著重考慮了其在工程素質和能力培養需求方面的作用，并與課程體系中其他課程保持良好的相互銜接，進一步提升理論及實踐教學效果。
1.城市軌道車輛工程專業培養需求
上海工程技術大學城市軌道交通車輛工程專業的培養目標為：以城市軌道交通車輛工程為背景，培養具有城市軌道交通車輛工程基礎知識與應用能力，能面向工程實際，從事城市軌道交通車輛運行保障及維護、故障診斷及維修并可延伸至整個軌道交通領域等方面工作的高級工程技術人才。[2]在培養目標中，本專業注重與工程實際的結合，因此設置具有工程實踐特點的系列綜合課程設計正是滿足本專業培養目標的需要。
2.銜接專業課程群需求
城市軌道車輛工程專業課程群設置主要包括學科基礎課程群、專業課程群及集中實踐環節課程群三大部分。其中學科基礎課程群主要包括機械、電力電子、測試控制等相關課程。通過對該部分課程的學習，使學生掌握扎實的機械、電力電子及測試控制方面的基本知識，具備獨立分析課程相關內容的能力，為后續專業課的學習打下良好的理論和技能基礎，為從事專業技術工作做好基本培養和鍛煉。
專業課程群則包括城市軌道車輛結構與原理、城市軌道車輛電力牽引與控制、城市軌道故障診斷技術等專業課程。該部分的課程則使學生系統掌握城市軌道交通車輛結構、控制、檢測、維護保障等方面的知識。通過這些課程的學習，使學生掌握城市軌道交通車輛機械結構、電力牽引、電氣設備等相關城市軌道車輛的組成和原理，以及其故障診斷、檢修方法及手段。
專業課程中的集中實踐環節課程群則包括企業實踐環節和系列綜合課程設計環節。該部分課程中的企業實踐環節的主要目的是提高學生工程實踐能力，使理論聯系實際，增強理論教學效果。而系列綜合課程設計環節則是學科基礎課程群、專業課程群及企業實踐環節的綜合應用，通過在設計應用過程中使用各課程群中的知識點，不僅彌補了專業基礎課程抽象不易理解，理論教學效果不理想的不足，又解決了專業課程涉及知識領域廣、實踐性強、不易掌握的問題。并且讓學生將學校的“所學”與企業實踐的“所見”充分結合，使知識體系得以融會。系列綜合課程設計正是起到了銜接及促進各專業課程群效果的作用。
二、內容設置
城市軌道車輛工程專業系列綜合課程設計包括：城市軌道交通車輛結構與原理課程設計、檢測與傳感技術課程設計、城市軌道交通車輛電氣設備課程設計。在內容設置方面傳統課程設計僅隸屬于某一門課程，并不注重課程體系其他課程的內容銜接，難以達到訓練學生較全面知識體系的目的，而改革后則避免了這一缺點。在系列綜合課程設計中主要體現以下特點：
1.綜合應用性
首先在設計選題時，教師考慮其綜合應用性，將分散的多門課程串聯起來并系統化，使學生得到綜合性的應用訓練。具體做法是各綜合課程設計教師首先開設多個選題，供學生選擇，并考慮其具體特點，即在城市軌道交通車輛結構與原理課程設計中，將機械原理、機械設計、工程力學、城市軌道交通車輛結構與原理等課程聯系起來；檢測與傳感技術課程設計將檢測與傳感技術、城市軌道車輛故障診斷技術等課程聯系起來；而城市軌道交通車輛電氣設備課程設計則將電子技術、電力電子技術、電力牽引、控制理論等課程聯系起來，在綜合課程設計的任務書中就體現出各選題的綜合應用性。
2.工程實踐性
在考慮選題時，所有的選題都應與城市軌道車輛工程應用有關，使學生具有實際應用的前提，有利于提高課程設計的興趣，調動學生的積極性，有利于發揮學生的主觀能動性和創造性，也增強了學生在實踐中發現問題、解決問題的能力，做到理論與實踐相結合。
3.多樣性
即選題多樣性。選題有的來自于企業的需求，即需要解決的問題，做創新性的開發；有的來自于國內外文獻資料，學生進行實踐重新設計，實際復現；有的課題來自于教師科研課題中成熟的研究成果轉化，指導學生進行前瞻性的設計。總之，學生可以根據自己自身的特點及能力，選擇適合自己的設計選題，達到提高綜合能力的目標。
4.開放性
在系列課程設計中，借鑒開放式課程設計模式，以綜合課程設計選題為主線，在管理上首先實施開放性管理，指導教師以階段成果作為考核設計進程標準，給學生開放的課程設計空間，使他們有更多自學和研究的機會。同時配有開放的教學實驗室為基地，滿足學生開放式實踐機會。[3，4]
三、組織實施
根據上述系列綜合課程設計設置的內容及特點，需要指導教師具有較強的城市軌道車輛綜合應用能力及工程實踐經驗，因此在組織實施該教學內容時主要通過本專業專職教師的培養、企業導師的參與，同時積極構建課程設計平臺，并針對系列課程設計在院內立項研究，從硬件、軟件上得以為系列課程設計的實施提供有利的保障。
1.系列課程設計教師培養
在系列課程設計的指導教師配備上使用雙導師制，即同時配備學校專職教師與企業導師共同指導系列課程設計。由于有企業導師的介入，使系列課程設計的選題可以更加實用，設計過程更加接近工程實際。而學校專職教師則可以在課程設計中把握學生對新技術的應用，引導創新設計思路，并管控課程設計過程，使系列綜合課程設計在實施過程中滿足學校培養體系的要求及規范。
在學校專職教師培養過程中，注重企業掛職鍛煉環節，使掛職鍛煉成為專業課程教師的必修環節。通過企業的掛職鍛煉，讓教師充分了解本專業領域的工程實踐相關知識，促進教師提高解決實際問題和進行實踐教學的能力。并促使教師不斷學習，不斷更新知識和工程實踐經驗，使教學內容與本專業需求保持緊密的聯系。對于企業兼職導師，則需要他們具有碩士以上學歷，在企業有豐富的現場及實踐經驗，彌補專職教師在培養學生過程中出現知識、技能和視野以及對新技術應用方面的不足。
2.系列課程設計平臺搭建
為保證系列課程設計的正常進行，除了在指導教師配備及培養方面進行努力外，還進行了系列課程設計的硬件平臺的搭建。主要包括設置系列綜合課程設計用教室，提供基本計算機，仿真設計軟件，實驗平臺。同時還充分利用實驗室等其他平臺，具體如下：
（1）充分利用專業實驗室。在系列課程設計場所的選用中，通過開放性管理，充分利用城市軌道交通學院已有的實驗室，如城市軌道交通列車結構實驗室、城市軌道車輛自動駕駛實驗室、城市軌道車輛檢測實驗室等場所及相應實驗平成部分實驗，使專業實驗室得到充分利用。
（2）利用科研平臺。當學生的課程設計選題為教師科研成果轉化的題目時，學生則可利用專業教師的科研平臺進行設計、實驗等相關內容。
（3）利用學生創新工作平臺。通過學院已經搭建的大學城創新工作室及相關設備，部分學生選題接近時，可以進入這些工作室進行相應的課程設計工作。
3.系列課程設計立項研究
在系列綜合課程設計的總體設計方案落實的基礎上，為了進一步對各綜合課程設計進行細化，如選題論證、設計步驟規范、設計工作量的核算、設計指導書的編制等工作，通過院內立項研究，做到選題必須具有工程實踐性，設計內容必須具有先進性。對選題進行學生試做，充分驗證其課程設計的工作量是否合理，難度是否適中。通過試做學生反饋進行調整，為正式執行教學計劃打下基礎。
四、結論
在城市軌道車輛專業課程體系中，增加系列綜合課程設計是卓越工程師培養目標的需求，同時也是銜接課程體系各課程的重要內容。通過對指導教師的培養、企業導師的介入，并搭建了系列課程設計平臺，在軟件及硬件上進行建設，并通過立項研究選題，把握其綜合性、工程應用性、多樣性等特點，取得了一定成果。
參考文獻：
[1]柴曉冬，方宇，鄭樹彬，師蔚.城市軌道交通特色專業群卓越工程師人才培養模式研究[J].中國科教創新導刊，2012，（5）：75-76
[2]師蔚，鄭述彬，方宇.城市軌道電力牽引系列教學環節建設的探討[J].中國電力教育，2012，（20）：80-81.
摘要：本文對計算機專業“計算機組成原理和系統結構”課程的實驗目標、實驗內容及其課程設計的目標與內容進行了探討，并提出了考核方法。
關鍵詞：實驗；課程設計；實踐教學
中國分類號：G642
文獻標識碼：B
“計算機組成原理與系統結構”課程綜合了“計算機組成原理”和“計算機系統結構”兩門課程的要求，是應用型本科計算機專業的專業基礎課、計算機硬件與結構方向非常重要的一門課程。其實踐課主要是為了讓學生建立計算機的整機概念，加深對計算機“時空”概念的理解和對計算機系統性能評測的應用，提高應用集成電路的基本技能，培養和提高獨立工作能力、實際動手能力、分析和解決問題的能力。
1實驗設備
2003年初我院加大實驗室建設投入，全面改善實驗室條件，添加了30臺西安唐都科教儀器公司推出TDN-CM++計算機組成原理與系統結構教學實驗系統。該系統通過對各計算機部件和多種模型計算機的設計及實現而高水平地支持“計算機組成原理”課程的實驗教學，并通過對指令設計方法、時空并行性、指令并行性等多種計算機體系結構的設計和研究來開展“計算機系統結構”課程的實驗教學。
2實驗目標和內容
運算器組成實驗目標是要求學生加深理解運算器的基本組成、工作原理，熟悉簡單運算器的數據傳送通路；掌握算術邏輯部件的功能原理及74LS181的功能；掌握移位電路的工作原理和使用方法；掌握運算器中通用寄存器的工作原理和使用方法；掌握運算器中運算結果判斷電路的工作原理和實現方法。實驗內容主要是驗證運算器的8位加、減、與、移位、進位、直通功能；驗證4位乘4位功能。按給定的數據，完成幾種指定的算術和邏輯運算。其中大部分屬于簡單的驗證式實驗。還可以讓學生自行探索實驗步驟和任務。比如，學生驗證完運算器的加運算之后，再讓學生自行探索減法的實驗步驟并完成相應任務。
存儲系統實驗目標是要求學生理解計算機主存儲的作用，掌握存儲器的構成；掌握半導體靜態隨機存取存儲器(RAM)的工作原理及讀寫方法；掌握用存儲器芯片構成主存儲器時，如何進行字/片選技術，了解使用半導體存儲器電路時的定時要求。實驗內容主要是對存儲器存儲單元進行先寫后讀，屬于簡單的驗證式實驗。還可以讓學生自行設計實現存儲器容量的擴展。
控制器實驗目標是要求學生加深理解計算機控制器中時序控制部件、指令部件、地址部件、操作控制部件的基本組成和工作原理；掌握微程序控制器的基本組成、微指令格式、設計方法、寫入過程、執行過程；掌握硬布線控制器的組成原理和設計方法。實驗內容主要是微程序控制器中微指令編制、寫入、執行過程；硬布線控制器的指令執行過程。屬于有一定難度的驗證式實驗。還可以讓學生根據設備本身的系統結構設計微程序、寫入并運行。
總線控制實驗目標是要求學生熟悉總線的概念、作用及特性；掌握用總線傳輸數據的控制原理和方法；掌握總線仲裁的方式及方法。實驗內容主要是控制總線實現數據由輸入設備通過總線向通用寄存器或者存儲器傳送。屬于驗證和設計式實驗。
模型計算機實驗目標是要求學生通過模型計算機實驗理解計算機的工作原理、性能評價標準和方法，以及計算機的“時空”概念。建立計算機的整機概念，為后邊的模型計算機的設計打下基礎。實驗內容主要是基本模型計算機實驗，復雜模型計算機實驗，用CPLD實現模型計算機實驗，基于RISC處理器的模型計算機實驗，基于重疊技術的模型計算機實驗，基于流水線技術的模型計算機實驗。屬于驗證式實驗。
3課程設計的目標和內容
在學期快要結束的時候，專門留出來一兩周時間讓學生進行“計算機組成原理和系統結構”的課程設計，主要內容是模型計算機的設計。要求根據設備情況，自行設計指令系統(包括算術邏輯運算指令、訪存指令、轉移控制指令、I/O指令和停機指令)的微程序來控制模型計算機實現功能。并且要求各組課程實踐人員設計的指令系統各不相同，基于的設備或技術也不相同。比如設計指令系統實現基本模型計算機、基于CPLD的模型計算機、基于RISC處理器的模型計算機、基于重疊技術的模型計算機、基于流水線技術的模型計算機。
4考核方法
實驗報告主要包含預習報告、原始記錄和總結報告三部分。學生在做實驗之前自己組織時間查詢資料書寫實驗預習報告(包括實驗的目的、要求、內容和步驟)。在實驗室做實驗前，指導教師根據預習報告書寫情況給出相應等級的成績并記錄在實驗報告上(包括教師簽名和日期)，然后指導教師講解本次實驗的目的、步驟及注意事項。實驗過程中，要求學生認真填寫實驗記錄(包括實踐/調試過程，實驗結果)，在實驗結束前10分鐘由指導教師在實驗報告上給出成績(包括教師簽名和日期)。實驗結束后學生在實驗報告上寫出本次實驗的總結報告(包括實驗結論，實驗討論，實驗清單)，下次做實驗時再交上實驗報告，由指導教師填寫學生該次實驗的最終成績(包括教師簽名和日期)。實驗成績占本課程最終成績的20%。
課程設計的考核內容分四大項。系統程序設計情況(占20%)，主要是針對系統程序的可用性、實用性、通用性和可擴充性。學生動手能力(占20%)，主要是針對學生設計思路的開擴性和創新能力。報告總結(占10%)，主要是針對學生資料完成、條理清晰情況。答辯情況(占50%)，主要是程序能正確運行情況(10%)，設計錯誤的改正情況或按要求改變執行結果(20%)，問題回答情況(20%)。由至少兩位課程設計指導教師同時參與答辯，并對答辯情況量化。課程設計單獨另算一個學分。
參考文獻
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關鍵詞：數據庫；課程設計；教學改革
中圖分類號：G 642.0 文獻標識碼：a DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.02.028
0 引 言
培養和提高學生的創新思維和實踐應用能力是高等教育改革的一項重要任務。在高校計算機專業中，數據庫系統原理作為專業方向必修課，具有非常重要的地位和實際意義，而數據庫課程設計作為其實踐環節重要性也至關重要。數據庫課程設計是計算機科學與技術專業集中實踐環節的必修課，是學生學習完“數據庫系統原理”課程后，進行的一次全面的綜合訓練。其目的在于加深對數據庫基礎理論和基本知識的理解，培養學生具有數據庫應用軟件系統的設計和開發能力，在課程設計實踐過程中強化學生的實踐意識，提高動手能力、創新意識和合作精神。然而目前有些高校本科計算機專業的數據庫課程設計教學還存在一些問題，教學效果不夠理想。本文結合瓊州學院數據庫課程的實踐教學，就計算機專業數據庫課程設計中存在的一些問題提出一些觀點和建議。
1 高校數據庫課程設計中存在的問題
1.1 對課程設計認識不足
根據我們在實際教學中掌握的情況，很多學生認為課程設計只不過是一門考查課，沒有試卷，沒有老師監考，自己知識把實驗做一下，課程設計報告交上去就可以了。甚至有些同學根本就沒有自己的東西，隨便到網上下載一個管理系統應付了事，到驗收的時間，具體的設計是怎么完成的，一問三不知，當問到通過課程設計學到了什么的時候，很多人表示自己也不清楚。可見，很多同學對課程設計的重要性認識不足。實際上，作為對理論的鞏固與應用，數據庫課程設計是一門綜合性比較強的課程。它不僅要求學生具備基本的程序設計理論，還要求學生掌握規范化的軟件開發流程，它不僅僅是像某些同學認為的比較復雜的程序，而是一個完整的軟件，要包括規范的開發文檔等一系列內容，在數據庫課程設計中，學生就是一名數據庫應用軟件開發工程師。所以，我們要加強學生對這門課程認識上的引導，培養他們嚴謹，科學的研發態度。
對于課程設計的目標，有些同學并不清楚，他們只是根據老師的要求，完成自己的任務，而不知道通過課程設計，自己應該達到什么樣的目標，應該收獲什么東西。很多同學在課程設計中只是停留在老師給出的題目和任務上，沒有進行更深層次的考慮，他們認為只要完成任務就可以了。事實上，數據庫課程設計是對軟件開發的一個系統模擬過程，通過這項課程設計，讓學生熟悉軟件開發，數據庫及其應用開發的操作流程，掌握行之有效的軟件開發方法和軟件開發工具。更重要的是培養學生嚴謹細致規范的學習作風，為科研工作奠定基礎。
1.2 課程設計選題存在的問題
優秀的課程設計選題方案不僅可以提高學生的學習興趣，也會激發他們的創作性，從而在課程設計中做出一定的成績。但是有些學校在選題上存在幾個問題；選題沒有新意，每年都是同樣的幾個題目，有些同學直接把師兄師姐們的東西拿來照抄，這種選題不僅不能引起學生的興趣，也不能跟上發展的要求；題目過大，比如飛機訂票系統，火車訂票系統等。這些選題看似不錯，能夠鍛煉學生的開發能，但實際上根本沒有必要選擇這么大的題目，學生也沒有能力完成這樣的題目，所以，課程設計的選題很重要，應大小適中，以實際能力出發，最好結合學生自己的興趣愛好方向，貼近實際情況，讓學生自主選題，指導教師提出針對性建議和方向，讓學生發揮自己的特長與創造性，會獲得更好的效果。
1.3 課程管理復雜，考核方式不夠科學
通過調研一些高校學校，發現其數據庫課程設計的考核方 式與其他課程的課程設計一樣，但是數據庫課程設計本身更注重實踐、更貼近實際的特點使它不能跟其他課程同等對待。我們了解到很多學校通常采用平時分加實驗分作為總成績，但實驗分數上面存在很大的問題，就是最終課程設計的驗收往往只是隨便問幾個問題，根據學生的回答情況給出相應的分數。我們認為在這種考核方式下學生是在被動地完成任務，而不是進行創造性的思考，不能夠通過課程設計有效地提升學生的創新能力。
2 加強數據庫課程設計建設的幾點措施
針對以上在數據庫課程設計中存在的問題，我們結合本校教學研究實踐，總結了以下幾點措施。
2.1 引導學生樹立嚴謹的學習研究態度
嚴謹的學習態度是培養學生的一個重要目標，他們在不久的將來要成為國家科技發展的脊梁，肩負著科技興國的責任，一個沒有嚴謹求實的研究態度的人，是不可能擔此重任的，數據庫課程設計中出現的應付了事、抄襲他人的現象，反映出學生學習浮躁、投機取巧的學習態度，這種現象的出現不是偶然的，具有一定的“遺傳性”，它反映了一個學校近期的整體學習風氣，從表面上看是學生的學習態度不端正，從深層次上看，這在一定程度上暴露了學科教師的科研治學態度問題。教師要求不嚴格，沒有加以合理的引導，也會導致這一現象的產生。
所以，我們必須先從端正的學生學習態度，在教學過程中對學生進行學習研究以及科研工作的基本素養教育，這不僅促進了學生良好習慣的養成，更重要的是其在無形之中具備嚴謹、科學的學習研究態度，無論對他們課程設計的完成，還是以后的工作學習，都奠定了堅實的基礎。
2.2 開放式教學方式，增強學習自主性與創造性
長期以來，在數據庫課程設計中由于課時少時間緊，在選題上，大部分教師提供固定的題目供學生選擇，這樣可以更方便的進行指導與管理，但在另一個方面卻忽視了學生的個性發展。每個學生對教學內容掌握情況不大一致，對課程的理解也參差不齊，所以有必要讓學生自由發揮，自選題目，自由選擇開發工具，只要完成所要求的設計內容即可。加入在數據庫選擇上，可以選擇 SQL Server、Oracle、Mysql 等，在開發平臺上，可以選擇 Power Buider、Delphi、. net、J2EE，這些內容需要學生自己選擇，老師盡量不去指定某個平臺。這樣學生的自主性、創造性可以更好地發揮出來。
在人員分工組織上，很多情況下還是一個人完成系統所有的開發任務，這種做法不符合實際情況，因為在公司里面幾乎沒有哪個軟件是由一個人負責開發完成的。我們需要培養學生良好的合作、交流表達能力，而課程設計恰好提供了這樣一個平臺，在實際操作中，可以更具學生不同特點，合理進行項目的分組。比如，每個組里面各包含一個組織能力較強的同學、動手能力較強的同學、語言書寫能力較強的同學，這樣不僅可以發揮每個同學的長處，又可以避免有些組幾個人都只擅長同一樣東西，課題無法很好的完成的現象。另外，如果有條件，可以模擬公司的開發環境，組織每個小組進行團隊開發，讓他們掌握團隊開發中的軟件版本控制問題，這些都能為以后的實際工作積累很好的經驗。
2.3 規范化課程管理的構建
在課程管理環節，建議采用了以下流程：確定選題，開題，中期檢查，系統驗收，課程設計答辯，提交設計報告。通過規范化管理模式，學生可以清楚的了解在什么階段應該做什么，課程設計得以順利進行。
確定選題要求學生根據自身情況，合理進行分組，確定題目，描述系統要實現的功能，為開題做好鋪墊。
開題是整個開發過程中最重要的一環，我們要給學生以良好的指引。這個階段要求學生對系統進行需求分析，確定系統邊界，建立業務模型，對具體的業務流程繪出圖表，確定各個業務功能模塊之間的聯系。之后根據系統的功能模塊，進行數據庫的概念設計，抽象出業務實體，進行數據庫的概念模型設計，畫出 E-R 圖，描述各個實體的屬性、聯系。這是整個系統的關鍵，直接影響到后面的詳細設計的完成。
中期檢查是對學生上一階段的設計情況作一個總結，解決開發中出現的問題，比如，小組成員之間的有效溝通，進度是否符合要求等。
系統驗收是對完成后的系統的正確性、可用性、合理性及性能，實現的情況是否與初期設計目標一致進行的一個檢查。這一驗收結果是評價學生完成課程設計質量的主要依據，比如，系統是否能夠完成基本的數據查詢、更新，是否使用了視圖機制保護數據庫的安全，是否試用儲存過程提高系統的性能，是否有完成的日志系統以保證系統具備良好的可維護性，系統界面是否符合操作習慣等。
課程答辯是對整個系統完成情況的一個系統的總結，也是最終評定課程設計成績的重要依據。學生在此過程中可以提高總結描述能力，通過對整個開發過程的總結，對某些細節問題的回答，提高了學生的臨場應變能力及口頭表達能力。
2.4 考核方式的構想
在進行選題的開放性教學后，由于大家的選題不一樣，開發平臺不一樣，最終系統完成的功能、效果不一樣，很多老師會遇到一個共同問題就是如何對課程設計結果進行考核。根據課程設計的流程，我們可以分別在開題、中期檢查、系統驗收、設計答辯4個環節進行考核評價。由于各個小組完成系統功能的差異化相同的某項功能。開題考核占整個課程評價的15%，評價標準初步構想如下：
概念模型：E-R是否符合規范；實體屬性師傅完整、恰當；實體聯系師傅正確。（7分）
系統結構：系統設計整體思路師傅符合需求；難度、規范是否合理。（5分）
開題報告：開題報告是否符合規范。（3分）
中期檢查主要是對學生進行課程設計進度的監督檢查，目的是督促學生按照課程計劃如期完成課程設計任務，檢查的指標包括各種數據操作是否實現，系統功能模塊完成情況。中期檢查占整個課程評價的20%，評價標準如下：
各種數據操作：數據庫連接；查詢，更新。（10）
功能模塊：模塊劃分是否合理；模塊互操作是否實現；模塊功能實現的程度；流程圖是否正確。（10）
系統驗收是對學生課程設計的主要評價，學生對整個系統開發設計的完成情況都體現在這里，我門主要對系統界面、功能實現、系統性能、創新點、幫助系統進行考核。占整個課程評價的45%，評價標準如下：
界面：界面顯示效果；可操作性。（（5分）
功能：正確性；實現程度；復雜性。（20分）
性能：穩定性；運行效率。（10分）
創新點：是否有創新之處。（5分）
幫助系統：完整性；操作是否方便快捷。(5分)
課程答辯是對整個系統完成情況的一個系統的總結，檢查學生是否能夠根據自身完成情況清楚流暢地介自己完成的工作，是否能夠對老師提出的問題給出恰當的回答。占整個課程評價的20%，評價標準如下：
課題介紹：總結、表達能力。(5分)
答辯：正確性；實現程度。（7分）
課題評價：人員分工情況；團隊合作情況。（2分）
課程答辯是對整個系統完成情況的一個系統的總結，檢查學生是否能夠根據自身完成情況清楚流暢地介紹自己完成的工作，是否能夠對老師提出的問題給出恰當的回答。占整個課程評價的20%，評價標準如下：
課題介紹：總結、表達能力。(5分)
答辯：正確性；實現程度。（7分）
課題評價：人員分工情況；團隊合作情況。（2分）
設計報告：課程設計報告是否符合規范。（3分）
技術文檔：是否符合規范。（3分）
3 結束語
本文對數據庫課程設計教學存在的幾個問題作了深入的分析，提出了對學生嚴謹、科學、創新的教學目標，極大地調動學生的學習自主性，提高學生分析問題和解決問題的能力，培養學生的創新思維能力。幾年來，我們在數據庫課程設計教學中積累了豐富的經驗，提高了學生分析問題和解決問題的能力，同時也提高了學生學習課程的興趣和課堂教學質量，并將繼續將其發展和完善，在教學指導方法上不斷創新，并在其他課程的實驗教學中逐步推廣。
參考文獻
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[2] 王珊，薩師煊. 數據庫系統原理[M].4版.北京：高等教育出版社，2006.
1.設計題目及內容的改革
對于“電子技術課程設計”題目的選擇尤為重要。首先，設計的題目要夠多，這樣學生的可選擇性才夠大；其次，設計內容要新穎有趣，有一定的使用價值，每個題目都可以鞏固學習電子技術課程重要的知識點，比如：電壓超限報警電路的設計可鞏固學習比較器和555電路以及各種邏輯門的使用；編碼電子鎖的設計可鞏固學習觸發器和門電路；多路數據巡回檢測電路會用到包括寄存器、計數器、數據選擇器和數據分配器等多個中等規模集成電路的內容；廣告燈控制電路包括了可逆計數、逐位顯示和蜂鳴報警電路等單元部分，會用到顯示譯碼器、計數器和555電路等電子知識。指導教師在告訴學生設計題目的同時還要把實驗室的現有資源給學生講清楚，學生可在這些限定的條件下進行設計，比如：實驗室可提供的觸發器只有D觸發器，邏輯門只有與非門。這樣，學生在設計過程中用到其他的觸發器和邏輯門時可以相應地改成實驗室已有的器件。這就要求他們要熟練地掌握課本上的理論知識，能夠隨機應變。當然如果實驗室確實無法提供器件，也要鼓勵學生自己去購買，這使得他們熟悉了更多新型電子器件的規格和功能，提高他們親歷親為的能力和學習興趣。
2.預設計方案的確立
進行預設計時要鼓勵學生用模塊化的分析和設計方法進行設計。學生通過查閱資料，根據設計要求自行確定實施方案，給學生提供更大的自，使學生能夠相對獨立地進行實踐，充分揚其所長。由于學生受到知識面的限制和其他主、客觀原因的影響，初步的設計方案難免存在遺漏和錯誤，教師要對學生的設計進行把關，保證他們的設計能實現基本功能。同時，也可通過集體答疑的方式組織學生公開講解設計方案，讓學生互找問題、討論解決方法，從而達到優化設計方案的目的。這些方法增強了教學的互動性，同時也為學生提供了充分發揮個人能力的空間，調動了學生們學習和創作的積極性。初步的設計方案確定以后就要進行仿真實驗。Multisim是非常適合模擬/數字電路仿真的軟件，它提供了大量的仿真元件模型，且儀器儀表種類之多是很多電子實驗室無法比擬的。通過Multisim進行功能仿真可以發現一些設計中存在的問題，進一步優化設計方案，同時增強了學生學習的興趣，加深了學生對理論知識的理解，提高了學生的實踐能力，也使學生掌握了電子仿真軟件的使用方法，為后續課程學習打下良好基礎。最后，學生把初步的設計方案上升到理論的高度，寫出一份詳細的預設計報告，包括設計題目、設計任務、總體方案的設計、單元電路的設計、元器件的選擇與參數計算，畫出總體電路圖，列出所用元器件的詳細列表和參考文獻。這樣，做到設計思路清晰明了，為后面的安裝調試做好充分的準備。
3.安裝調試
按照自己的設計方案進行安裝調試，是學生非常期待也是最能得到滿足感的一個環節。按照預設計報告中元器件列表領取器件，然后分模塊進行安裝。在這個環節指導教師要引導學生注意整體布局的美觀、規范，比如：電源線和地線要分開，各成一列，并分別用不同顏色的導線進行區分。在確定安裝無誤的情況下進行通電調試。在調試階段，有些學生只要發現實驗結果不對就手忙腳亂無從下手，指導教師要引導學生從信號輸入的一端開始逐個模塊進行調試，排除故障的方法要從大范圍到小范圍，最終找到故障的確切地點。在調試過程中要啟發學生自己查找、分析原因，找到解決的方法。通過調試使學生加深對電路工作原理的理解，學會調試電路查找故障的方法。調試完畢后，不要馬上拆線交給老師完事，指導老師要鼓勵學生用調試好的電路做實驗，例如：可以對單元電路的輸出進行實際的測算，并跟理論分析結果進行比較，進一步理解電路的特性。這樣做可以通過課程設計為學生提供鍛煉的平臺，提高學生的實踐能力和學習積極性。
4.撰寫總結報告
總結報告是學生對課程設計全過程的系統總結，不能等同于平時的實驗報告，因此，學生應按規定的格式進行書寫。總結報告的圖紙要規范，所有圖紙都按工程設計標準嚴格要求。這樣可提高學生的方案表達能力、工程制圖能力和科技寫作能力等基本綜合素質，為畢業論文的書寫打下基礎。
5.建立完善的成績評定體系是保證課程設計教學質量的關鍵
在注重結論正確的同時，應該強調整個設計方案實施的全過程。成績評定包含五個部分：一是預設計方案的正確性與合理性及仿真的結果，占總成績的25%；二是實驗動手能力（包括安裝工藝水平、儀器使用、調試過程中分析和解決問題的能力以及創新精神等），占總成績的30%；三是學生的答辯情況，占總成績的10%；四是設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神，占總成績的10%；五是總結報告（包括方案的論證、調試過程中出現的問題及解決方法、數據處理、結果分析、收獲和體會等）占總成績的25%。這樣一種相對完善的成績評定體系使學生在課程設計的任何一個環節都能認真對待，提高了學生學習的積極性和主動性。
二、改革的效果
1.培養了學生對設計性實驗的興趣，增強了學生動手實驗的信心由于設計題目與實際緊密聯系，充分調動了學生的學習熱情和自覺性，學生在獨立完成電路后興奮不已，很多同學對自己設計并調試成功的電路愛不釋手。
2.提高了學生多方面的能力在動手實踐設計過程中，學生們從通過查找資料給出預設計方案到互相配合著進行安裝調試，最終得出實驗結果，每一環節都發揮了他們的主動性和創造性，提高了分析和解決各種問題的能力以及相互合作的能力。
三、結束語
關鍵詞：課程設計；實驗教學；工程應用能力
作者簡介：莫琳（1969-），女，廣西玉林人，廣西大學計算機與電子信息學院，實驗師。
基金項目：本文系廣西大學實驗室建設與實驗教學改革項目（項目編號：2100702）的研究成果。
中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）14-0122-02
EDA（Electronic Design Automation，簡稱“EDA”）是電子設計的主潮流和方向，它的發展推動了電子行業電子技術的快速發展，也促使了高校電子技術課程必須進行相關教改。EDA的引入對數字電路課程設計的教學改革、系統設計、技術應用、方法、思路具有重要意義；把理論綜合地運用到一些實際的較復雜的電子電路系統工程中去，鍛煉了學生的實踐基本技能，培養了學生的工程應用能力及創新能力。本文結合廣西大學數字電路課程設計實驗教學的現狀、存在的問題，重新研制了實驗教學平臺，探討了數字電路課程設計教學改革的措施及取得的成效。
一、數字電子技術實驗室現狀及存在的問題
目前，數字電子技術實驗所使用的設備主要是以裝有74系列芯片為主的實驗設備，[1]其實驗結果顯示于實驗箱上的發光二級管及數碼管，主要能滿足單純的驗證性實驗，但也存在實驗內容受限、擴展性不足等諸多問題。
在教學過程中，首先向學生布置題目，學生對題目進行系統設計，然后使用Multisim進行仿真測試，最后用硬件實現電路。[2]通過仿真檢測學生的設計方案是否可行，只是模擬實現，沒有真正實現設計結果，要看到結果只有通過實驗箱連線，用萬能板搭建，或用PCB制板等方式。這些方法存在著諸多弊端：對于學生設計出來的復雜的電路，需要多塊芯片、多條導線才能接出；電路接好后容易出現接錯線、電路接觸不良、損壞芯片、排查電路困難，以及PCB制板過程繁瑣等問題，這些問題花費了學生大量的時間和精力。
二、實驗平臺的設計與功能特點
隨著數字電子技術的發展，現場可編程器件（FPGA）的出現，給數字電路的設計帶來了很大的便利，設計更為靈活。考慮到數字技術的發展、實驗教學的需求和任務，決定采用以FPGA芯片為核心的實驗平臺，這樣不僅能夠滿足現今的教學需求，同時能夠向學生展示最新技術的發展，激發學生學習數字技術的興趣。[3，4]
實驗平臺采用核心板+功能擴展板的方式，系統方框圖見圖1。
1.主要功能
（1）輸入模塊。輸入模塊包括USB供電模塊、下載模塊、獨立按鍵和八位矩陣按鍵。其中供電模塊采用常見的Mini USB接口，可從電腦或者USB充電設備中獲得+5V的電源。下載模塊提供JTAG和AS兩種下載模式，JTAG模式通常用于程序代碼的測試和驗證部分，AS模式則適用于程序代碼的應用環節。輸入按鍵是控制設備必不可少的部分，在核心板上提供了四位獨立按鍵，在功能擴展板上提供了八位矩陣按鍵，為滿足教學和創新實踐應用提供了有力保證。
（2）輸出模塊。輸出模塊主要集中在功能擴展板上，集合目前教學任務的該功能擴展板包含了七段數碼管、路口紅綠燈模塊、蜂鳴器和LED指示燈等。根據不同的教學任務將原理圖或代碼和實驗平臺相結合，系統就可以根據不同的實驗操作指令向相應設備傳送信號，并顯示不同的實驗結果。同時可以根據不同要求更換和升級功能擴展板，達到充分利用資源的效果。
（3）核心模塊FPGA芯片。選用Altera EP1C6T144C8作為核心單元，實驗平臺的集成開發環境為QuartusⅡ，其中設計輸入主要有原理圖輸入和HDL輸入兩種方式。學生已經學習了數字電子技術的相關課程，對各種基本的數字電路單元有了比較深入的了解和認識，在進行實驗的過程中主要是通過原理圖輸入，經過仿真和綜合后配置到FPGA芯片中，然后在實驗平臺上直接觀察實驗結果。教學流程如圖2所示。
使用原理圖輸入的方式適合剛學完數字電子技術的學生，該方式非常直觀、形象。同時鼓勵學生學習Verilog HDL或VHDL，基于可移植性和規范化方面的考慮，絕大部分FPGA設計和ASIC設計最終都將統一到HDL（硬件描述語言）平臺上，為以后進入FPGA的開發領域打好基礎。
2.實驗平臺的特點
設計開發板體積小，便于攜帶。學生可借出在宿舍或在開放實驗室完成設計，設計靈活方便，學生可隨意安排自己的時間。QuartusⅡ軟件中，提供的元件基本滿足設計的需求，減少了購買元件的成本。真實性強，學生在仿真設計過程中，可直接看到設計與實際是否相符，對出現的錯誤可隨時修改。將設計—仿真—實現連成一體，提高了學生的學習熱情。
三、數字電路課程設計實驗平臺在課程設計中的實施
1.優化設計內容
新的數字電路課程設計實驗平臺設計好后，對課程設計的實驗內容做了調整。
首先在選題時擴大了范圍，其次適當增加了難度。對于較復雜的設計電路，都可通過軟硬件結合的實驗平臺實現。允許兩人一組，鼓勵一人一組。讓學生在做課題時重在設計。學生根據自己的知識水平采取不同的設計方法實現，選出最佳方案。把設計好的電路下載到試驗平臺上就可直接看出設計成功與否。
2.注重實驗過程
（1）理論指導，布置設計。在理論教學階段，讓學生掌握數字電路系統的一般設計方法。對于復雜的數字電路系統，由整體到局部進行組合，再由局部到整體進行設計，要求學生學會模塊化的設計方法；然后布置設計任務及題目要實現的具體功能。
（2）學生查閱資料。學生根據題目要求，到圖書管、網絡、資料室了解相關技術應用，參考相關方案，根據自己的能力選定題目、制定設計方案。在這個階段，教師只是起引導作用，要求學生對設計的課題要充分理解并掌握其原理，這樣才能為后續的仿真設計、電路板調試打下良好的理論基礎。
（3）系統仿真設計及軟硬件系統調試。在數字電路課程設計中引入EDA仿真軟件教學，把EDA技術應用于數字電路課程設計，讓多數學生能在短時間內掌握其使用方法，并運用自如。
學生們在校期間如能熟練掌握EDA技術，對提高自己的工程應用能力，適應社會需求，找到合適自己發展的工作非常有利。
（4）撰寫實驗報告。撰寫課程設計報告。課程設計報告是一份嚴謹的科研報告，要求學生提交設計方案、設計過程、元器件的選擇、邏輯算法、調試方案、調試中處理問題與解決問題的方式，以及實驗結果、數據分析、報告總結等。[5]嚴格的要求對培養學生實事求是的工作作風有積極的促進作用，為今后撰寫畢業設計打下了堅實的基礎。
3.完善的考核制度
合理給出成績是培養學生工程應用能力的動力。[6]它不僅反映了學生的真實水平，還能激發學生的學習熱情和創造欲望。
考核方式采用小組答辯的形式，同樣題型的學生組成同一小組，在小組會上學生介紹自己的設計方案、實現方式，并當場演示實驗結果。教師和其他學生對其設計進行提問和討論，并在同一題型中選出最佳方案，每組最佳方案在全班總結會上展示，讓學生了解自己的不足，取長補短。
實踐教學表明，學生們通過數字電路課程設計這門和實踐緊密聯系的課程的訓練，工程應用能力得到了大大提高。
四、結束語
目前電子行業人才競爭激烈，不但要求學生理論基礎扎實，而且要有較強的自學能力及實踐動手能力。通過使用新的實驗平臺，學生們了解、接觸了電子行業最新的技術方法及制作過程，開闊了設計思路，擴展了學生實驗設計的范圍。數字電路課程設計的訓練為后續課程中更為復雜的電路設計、電子制作打下了良好基礎，每年都有不少大三、大四的學生，在全國、全區的大學生電子設計競賽中獲獎，這些成就都得益于數字電路課程設計的訓練。
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1根據教學實際，合理安排時間根據教學大綱，本課程設計安排兩周時間，具體安排如下:1)理論設計，確定預設計方案:3d。要求畫出框圖，總體邏輯電路圖，提出元器件清單。
2)安裝調試，改進完善:5d。要求在規定時間內安裝調試完畢并達到技術指標，布線要求可靠并盡可能整齊，集成塊數量要求盡量少。
3)撰寫設計報告:1d。根據設計過程、設計結果撰寫設計報告，并且行文格式要符合規范要求。
4)驗收電路:0.5d。各組裝調好的電路經老師、組長驗收其完成情況，包括功能、布線工藝、集成塊數量。
5)總結交流:0.5d。在分組總結交流的基礎上寫出課程設計總結報告(1周后交)，必要時可以組織一次全班性的交流。如果集中進行設計實踐，元件充足，這樣的安排無疑是比較合理的。但由于一個學期往往同時開設多門課程，有許多課程又無法集中安排，這樣給排課帶來困難。由于事先又無法準確知道設計需要哪些元件，學校無法預先備有充足元件，而元件的購買在我們這里也無法在很短的時間內買到。因此，在實際教學中我們把時間分散，通常是在一個學期或半個學期內完成，每周有固定時間讓老師指導學生進行設計，并進行答疑。這樣學生能自由利用空閑時間進行電路設計，到實驗室制作PCB板，得到實踐鍛煉的機會就大大增加了。
2明確設計要求，讓學生心中有數
要求學生利用已學過的數字電子技術基礎知識，充分發揮主動性，自行設計電路，自擬實驗方案，最后完成電路設計、實驗、測試、撰寫設計報告等全部工作。具體是:
1)根據設計任務、技術指標對課題進行分析;通過查閱資料、理論計算，得到設計方案;選擇元器件，搭接線路，實現方案;分析實驗結果，寫出設計總結報告。初步掌握典型數字電路的試驗、設計方法。
2)通過對典型數字電路的設計和仿真，掌握利用EDA技術分析和設計電路。3)通過獨立思考問題、查閱工具書、參考文獻，尋找解決問題的途徑;掌握常用基本電路的調試、測試的一般規律、常用測試儀器儀表的使用;對設計結果獨立進行分析、評價，培養自學能力和獨立分析問題、解決問題能力。
3切實加強各個實踐環節，實現教學目標
數字電子技術課程設計是一個循序漸進的過程，這一過程中每一個階段的成功與否對下一階段及整個課程設計是否達到預期效果起著非常重要的作用［1］。因此每個環節都要十分重視，切實做好。
3.1講解指標，明確方向
利用一定的時間給全體學生講解教師擬出的每個題目的設計技術指標與要求，讓學生充分了解題目設計的性能、指標內容及要求，以便明確設計應完成的任務。同時向學生介紹題目設計的大概思路、基本步驟和方法，這樣使學生明確設計的目標和方向。
3.2雙向選擇，確定題目
在課程設計教學中，可由學生自己選擇課題、自由組合，給學生以更多的時間和空間，有利于學生個性的發揮和創新能力的培養。實踐證明，只有學生對課程設計的內容感興趣，才會產生解決問題的興趣，才會轉化為學習的動力［2］。為了有效杜絕雷同現象，鍛煉每個學生的動手能力，我們擬出了16個參考題目。先讓學生根據自己的知識水平、興趣愛好、掌握資料，選擇題目;然后老師根據具體情況裁定。一般來說每個教學班大約35人，這樣每個題目2～3人，并且要求學生設計電路時，可以發揮創新能力，在完成老師提出的功能基礎上，可以進一步拓展電路的功能或提高電路的性能。另外，相同的題目可用不同的芯片來實現，這樣學生設計內容雷同的機會就大大減少了。我們所出的題目幾乎覆蓋了數字電子技術各個知識面，從基本的中小規模集成電路，到隨機存取存儲器都包括在內，從數字鐘、搶答器、交通燈到頻率計、電壓表、彩燈控制，這些課題既有知識性，又有實用性和趣味性。
3.3仿真設計，確定方案
EDA技術為分析和設計數字電路提供了一種全新的現代化的方法［3］。電路仿真是利用EDA系統工具的模擬功能對電路環境和電路過程進行仿真［4］。利用仿真軟件輔助電路設計，提高了設計的成功率，調動了學生的興趣和積極性。重要的是學生可以利用該軟件進行自主創新設計，通過軟件仿真模擬，進行各種測試分析，修改和完善自己的設計，從而大大提高學生電路設計水平和分析問題、解決問題的能力，激發他們的創新意識［5］。因此，我們先讓學生根據選定題目的技術指標和要求，在計算機上進行仿真設計。有時實現同一功能，往往可有多種方案，這就要求學生從功能、性能價格比、實現的可能性等角度出發綜合考慮，最終制訂合理的設計方案。
3.4購買元件，檢測參數
學生根據自己的設計方案，定出元件清單，上報老師。老師根據實驗室的情況，確定購買的元件，進行采購。對于中規模集成電路，我們通常利用購買管腳座和共用芯片的方法，也就是學生搭建電路時，焊接的只是管腳座，芯片可反復使用，這樣既可節約經費，也可避免因某些學生焊接技術差而損壞集成芯片。學生拿到元件后，必須對元件進行檢測，杜絕把參數不符合要求或已損壞的元器件焊接到電路中，進一步提高了學生檢測、判別元器件好壞的能力。
3.5焊接元件，搭建電路
學生根據設計方案在萬能板上進行焊接搭建電路，在裝配電路的時候，一定要要求學生認真仔細、一絲不茍，不要出現錯接或漏接，杜絕假焊、虛焊，以避免出現人為故障。同時要求元器件在線路板上的排列規范，疏密合理，美觀科學。
3.6通電測試，完善功能
焊好電路后，在老師的指導下進行通電測試，看是否達到功能指標。對某些較復雜的電路可以先對各單元的電路分別進行裝配調試，達到指標要求之后，再聯系起來統調。學生在課程設計中出現了故障和問題，要善于用理論與實踐相結合的方法，去分析原因，要學會區分是由于接線錯誤造成的故障還是由于器件本身損壞而造成的故障，這樣就可能較快地找出解決問題的方法和途徑。在課程設計過程中，還會出現一些預先估計不到的現象，比如電路的接法沒有錯誤，電路仿真也成功，但就是不能實現電路的某些性能指標，這就需要改變某些元件的參數或更換元器件，甚至需要修改方案。
3.7反思過程，撰寫報告
作品完成后，每個學生必須認真根據自己的設計方案和設計、檢測過程，撰寫設計報告。報告必須完整，它包括了技術指標、方案的設計、參數的計算、元器件的選擇、流程框圖、原理圖和裝調測試中遇到的問題分析與解決方法及實驗結果分析、收獲、體會等內容［6］。同時要求設計報告的行文排版要符合規范要求，這樣可提高學生的科技寫作能力、方案表達能力。
3.8充分準備，答辯驗收
每個學生必須做好驗收答辯的準備，按時答辯，檢測驗收，最后上交作品和設計報告。在驗收環節上，我們采用了答辯形式，效果很好，使學生加深了對設計的理解，熟練操作，增強技能的目的，同時，提高了表達能力，為今后的畢業設計以及工作提供了一次鍛煉機會［7］。
4完善考核體系，合理評定學生成績
建立嚴格的實踐考核與成績評定體系，可以有效地增強實踐指導教師的責任感，公平、公正地評價學生的實踐能力，提高了學生對實踐課程的重視程度。對于數字電子技術課程設計我們采用了下面的評分標準:
1)設計成果(PCB板)質量，占總成績40。主要考查學生電路設計的難易程度;電路的設計是否規范合理、美觀;電路的連接、調試方法是否正確;電路的性能是否能夠達到設計的要求。同時，要求學生在設計過程中，要從生產實際和現有條件出發，力爭做到制作的項目具有較高的性價比。
2)設計總結報告，占總成績30。提供設計報告，包括方案論證、元件清單、原理圖、存在問題、解決方法、調試步驟和數據分析等;書寫、排版是否規范。
關鍵詞:面向對象;程序設計;實踐教學;精品課程
中圖分類號:G642 文獻標識碼:B
1引言
“面向對象程序設計”課程是高校計算機科學與技術專業的一門重要的專業基礎課。也是“數據結構”、“編譯原理”等專業課的先修課程,在整個專業的教學體系中占有非常重要的地位。該課程的授課對象是大學一年級的學生,他們有一定的邏輯思維能力,基本掌握面向過程的程序設計方法。但對面向對象思想方法的抽象性和復雜性,面向對象語言C++本身的高難度,使之成為一門比較難以學習和掌握的課程,學生學習效果不佳,應用能力不強。因此如何提高學生面向對象技術的應用能力,提高教學效果是本課程教學改革主要探索研究的內容。
“面向對象程序設計”在2007年被列為我校精品課程,課程建設目標之一就是分析課程現狀,找出問題結癥,改革實踐教學方法、手段、內容,切實提高學生的“動手能力”――運用面向對象技術解決實際問題的能力。
2存在問題
我校計算機科學與技術專業從2002年開始講授面向對象語言――C++。多年的教學中,主要存在著以下問題:
(1) 學生有面向過程的程序設計能力,但較難接受面向對象的思想和方法,往往在C++的開發環境中,設計出純面向過程的程序。
(2) 缺乏歸納、總結能力,獨立分析問題、解決問題的能力。特別缺乏大程序的設計、調試能力。
(3) 現有的實驗教材和指導書中內容過多的驗證性實驗,嚴重地影響了學生自主學習、創新提高能力的培養。課程前后實驗缺乏必要聯系,缺少計算機解題的邏輯思維訓練。這些問題勢必降低了課程的教學效果,影響了學生應用能力和創新能力的提高。
3實踐教學目的
站在認識論的角度看,面向對象是一種認識客觀世界的認知方法學,同時也是一種解決問題的思維模式。面向對象理論體系將對象作為需求分析和系統設計的核心和主體,在此基礎上,引用科學方法論中的分類思想,將相似的一組對象抽象為類,采用各種手段將相似的類組織起來,實現問題空間到解空間的映射。課程教學中存在的上述問題,體現在學生身上,根源在教學上。我們的實踐教學不能再僅僅教會學生如何套用語言的語法,依樣畫葫蘆驗證教材和課堂講課內容,而是應該包括如下兩個方面的教學目的。
3.1提高學生對面向對象思想、方法的理解,全面掌握面向對象的技術,并熟練應用之
作為面向對象程序設計這門課程,它有著自身完備的知識體系以及教學線索。其中蘊涵這樣一條知識主線:提出問題建立類與對象運用對象解決問題對對象的改進、進化建立繼承機制產生類族建立多態機制類的復用類的模版技術對象對消息的響應機制對象的異常處理機制。課程的教學任務就是要不斷地灌輸上述知識主線,實踐教學的任務就是將現實世界的類和對象的概念源源不斷地引入到實驗中,用面向對象的語言去描述,使用對象的方法去解決實際問題。
3.2對課程內容總結歸納,使學生理解C++語言內在規律,提高自主創新能力
C++中的知識點、規則眾多、繁雜,平時單個實驗只能包含一至兩個知識點。實踐教學要在單個簡單實驗的基礎上,適時進行總結、歸納,揭示規律,從而提高學生自主學習、提高創新的能力。例如在掌握了類的構造函數、派生類和組合類的構造函數、復制構造函數、深復制和淺復制等知識點后,要求學生總結異同點,找出內在規律,并在課外實驗題中將這些知識點串聯起來,形成一個綜合性、設計性實驗。
4改革與探索
在課程的教學中堅持實踐教學不斷線,將實踐教學貫穿于課堂內外。一方面,教師要發揮自己的主導作用,想方設法去激發學生的學習熱情;另一方面,根據學生能力的不同,充分調動學生的主觀能動性,挖掘他們學習上的潛力,讓他們感受自己獨立解決問題的樂趣,提高他們的動手能力和分析問題、解決問題的能力。幾年來,我們對實踐教學進行了以下幾個方面的改革。
4.1建立三個層次的課程實踐教學結構,重視應用能力的培養
C++知識體系龐大,內容繁雜,教學大綱規定要求掌握的知識點、技術也很多。為此我們建立了由三個層次實驗內容組成的實踐教學結構,著力提升所有學生的語言應用能力。這三個層次分別是:
(1) 課內實驗,該類實驗主要涉及課程的相關知識點。實驗目的是使學生理解、鞏固并掌握理論教學的內容。要求所有學生都必須完成。
(2) 課程設計,主要是設計與開發性實驗。該類實驗以“任務”或“課題”形式提出實驗要求和具體的實驗結果,學生以組為單位進行設計。要求掌握實驗所涉及到的知識,通過綜合利用這些知識來設計、開發并最終完成課程設計項目。
(3) 各類科研,對部分學習能力強的學生,請他們參與課外研究或教師科研,重在培養學生的研究能力與創新意識。
4.2改革教學內容,強化面向對象思想方法的傳授
傳統的語言教學方法總是從面向過程的技術開始講解,再講授化面向對象方法。在教學改革中,我們從課程第一節課開始進入“面向對象”的世界,讓學生接受面向對象的思想,理解接受面向對象的概念,不斷訓練學生從客觀世界事物中抽象類的能力。例如一般教材是先學習結構,后學習類與對象。我們在教學中相反,先學習類與對象,再涉及結構(學習結構也只是因為后續課程“MFC的應用”中存在結構類型)。學生的第一個實驗就是類實驗。
4.3重視實驗內容的設計,精心設計實驗內容
我們發現不少實驗指導書的實驗內容設計不科學,實驗設計缺乏層次性和連續性,只注重單個實驗,沒有重視前后知識的積累、遷移。驗證性實驗多于設計性、綜合性實驗。使得學生實驗后的收獲也僅是只見樹木,不見森林。為此我們結合課程建設目標和專業人才培養方案,精心設計編制了有利于能力培養的實驗教材。其中8個實驗(見表1)屬于第一層次的實踐。8個實驗涵蓋了C++主要技術,在概念、內容上前后緊密銜接,有適度覆蓋,后一個實驗解決前一個實驗中存在的不足。全部實驗結束形成一個包含C++主要知識點和技術的簡單應用程序。實際教學效果證明,學生通過這樣的實驗,面向對象程序設計能力大大提高。
同時實驗指導書對實驗內容進行了拓展和延伸,同時開設了大量的選作實驗,使得學生在課外,能根據各自能力、愛好選做,以此來拓展思維,培養創新能力。
在課程結束后,增加了2周“面向對象程序設計”課程設計。這是第二層次的實踐。課程設計是一個研究性學習的過程。在指導老師的輔導下,學生2～3人為一組,以項目開發的形式,完成一個包含C++主要技術、功能相對完整的應用程序。要求學生完成相應的項目需求分析、設計、調試、運行,撰寫課程設計報告。進一步增強學生獨立分析問題、解決問題的能力。
在教學過程中,注意發現學習熱情高,創新能力強的學生,及時吸引他們加入教師的科研團隊,參與教師的科研課題。組織引導他們參加學校、省市各類學生科研活動、程序設計競賽等。這就是第三層次的實踐。
4.4改進實踐教學的考核方法,注重創新能力的培養
首先鼓勵學生采用“奇特的”、“五花八門”不同算法進行實驗,發揮學生創造性思維,培養學生的創新能力。在成績評定上,不拘泥于程序是否完全正確,而是更注重是否采用了合理的技術、程序設計是否新穎、獨到。事實上不少學生設計的算法很有新意,設計的程序很獨特。
在課程設計中則著重考察學生分析問題、解決問題的能力、科研能力和工程能力是否得到鍛煉。通過檢查課題設計內容,了解學生是否采用了面向對象的主要技術、這些技術的應用是否合理;通過提問了解學生通過課程設計對理論教學中的內容是否有更深的理解和體會,對課程設計中遇到的各類問題采用了什么方法加以解決。
5改革的效果
課程組在“面向對象程序設計”課程教學過程中堅持改革,從教學思路,教學方法、教學內容、考核評價方式等方面不斷探索、并不斷完善。經過兩個學期的考試(實行教考分離)、參加江蘇省ACM競賽、挑戰杯比賽、參加教師科研活動等,都取得了較好的成績。因此,這一教學改革措施得到廣大學生的認可。
參考文獻:
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關鍵詞：數據庫應用技術；教學改革；案例驅動；課程設計
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）38-0054-02
《數據庫應用技術》課程由早期的dBASE數據庫系統發展而來，隨后是更強功能的Foxbase。在Windows系統普及以后，教學內容轉向基于Windows平臺的Foxpro2.5，目前仍有不少高校講授Visual Foxpro 6.0。隨著微軟Office系列辦公自動化軟件的流行，很多院校開始轉向Office系列中的Access數據庫管理系統。《數據庫應用技術》課程是普通高校非計算機專業計算機基礎教學指定的課程之一，也是筆者所在的學校文科類計算機基礎必修課程。
一、當前教學現狀及存在問題
大多數普通高等學校都開設了《數據庫應用技術》這門課程，但由于教學內容與實際應用聯系不夠緊密，教學方法不夠靈活，導致學生學習狀態不佳，學習目的不明確，學習效果不理想。學生在學完這門課程后，不知道所學習的東西有什么用，在實際應用時也就無從下手。在教授《數據庫應用技術》這門課程的過程中，存在的問題主要有如下幾個方面。
1.教學及教材內容陳舊。前些年的《數據庫應用技術》教材主要以關系數據庫Visual FoxPro為例，介紹數據庫的基本概念、基本操作及數據庫編程，由于教材編寫時間相對較早，其中的許多數據庫理論和技術在實際應用中很少被采納，另一方面，教材中過多數據庫操作和程序設計命令對沒有計算機編程基礎的學生來說難以理解和接受。
2.實踐教學環節薄弱。目前實驗課教學存在很多問題，如學生實驗目的不明確，實驗內容不全面、并且大多是驗證性的實驗，缺乏應用性和創造性。用于課程設計的時間短，課程設計的題目和內容大多仿照教材和相應參考書上的實例，有些學生為了完成任務，甚至互相拷貝修改，沒有親身經歷數據庫應用系統開發的全過程，如：系統調查與需求分析、系統概要設計、系統詳細設計、系統測試等環節。
3.課程考核方式單一。課程考核方式一般是考試或課程設計（大作業）。單一的考核方式不能全面體現學生的能力。考試不管是卷面形式還是機試，都容易導致學生死記硬背知識的現象，不能靈活運用所學的知識。課程設計或大作業一般只上交系統的課程設計說明書和開發的應用系統，這種方式難以避免學生相互復制、濫竽充數。
二、課程改革
1.精心設計教學內容，編寫教材。在課程內容設計上，目前大致有兩種類型：一種側重數據庫理論，另一種偏向數據庫基本應用。前一種主要著眼于培養學生數據庫理論素養，但這對非計算機專業的學生來說，有“本末倒置”之嫌；后一種雖然著眼于“學以致用”，但要么教學過程以比較陳舊的實例作為素材，要么實驗內容設計得過于復雜和費解。結合學校應用型人才培養方案和目標，在總結多年教學經驗的基礎上，我們長期從事《數據庫應用技術》教學第一線的教師重新編寫了新的教材。教材選用Access數據庫管理系統作為教學示例軟件，用案例驅動的方法組織編寫，全書以一個完整的數據庫應用系統案例“學生信息管理系統”為基礎，通過一個個操作實例，詳細介紹Access數據庫對象的操作方法及開發數據庫應用系統的完整過程。
2.采用案例驅動教學。案例的設計和選擇對于案例驅動教學的效果很關鍵。教師設計案例時，在把握教學內容的前提下，從教授學生基礎和所學專業出發，盡量設計一些符合學生認知、難度適中的案例。案例設計貫穿前后教學內容，講授演示時要注意引導學生分析問題、思考問題、發現問題，從而實現知識的擴展。案例教學中引入學生的成果，挑選出歷年學生設計的優秀項目，在教學中演示給學生觀看，激發學生的學習熱情。演示過程時分析項目的設計思路和實現方法，從而引出該項目中涉及的知識點和采用的數據庫技術，啟發學生對別人項目進行完善和擴展，達到知識融會貫通和創新能力的培養。
3.加強實踐教學，編寫配套實驗教材。《數據庫應用技術》是一門實踐性很強的課程，學生通過上機實驗理解和鞏固課堂教學內容。為提高實驗效率、達到事半功倍的效果，我們編寫了配套實驗指導教材，內容包括與主教材各章節配套的實驗和習題，每個實驗包含實驗目的、實驗要求及實驗步驟，注重實踐能力的培養，而且每個實驗后面還有實驗練習，注重學生獨立思考和獨立解決問題能力的培養。在整個教學過程中，課堂教學和實驗教學各占一半，在上機實驗過程中，教師不僅能及時發現學生學習中存在的問題，從而動態地調節課堂教學的內容和進度，還能培養學生利用計算機解決實際問題的能力。
4.重視課程設計。課程設計是整個教學活動的總結，通過課程設計讓學生對本課程內容進行系統歸納并應用于實際生活中。根據學生的實際情況，我們采用分組課程設計，每組3～4人。分組的目的是為了培養學生團隊合作能力，互相取長補短。課程設計題目可以由教師推薦，也可以由學生自擬。題目的范圍不限，可以結合專業或興趣及學習生活的需要。為了避免學生互相拷貝、不勞而獲，同時也為了讓每位同學都得到鍛煉的機會，要求每組題目不準重復。學生根據課程設計要求，組長分配任務，按照各自具體的任務進度獨立完成，在整個項目設計過程中學生是主導者。任務完成后，以組為單位，每組一位同學進行項目答辯，在答辯的過程中，教師提問，學生解答。最后上交已測試可運行的數據庫應用系統和課程設計說明書。根據課程設計說明書的質量、課程設計過程中的工作態度、項目答辯情況等綜合給學生打分。
5.完善考核制度，重視能力培養。《數據庫應用技術》這門課程要求學生既要掌握一定的理論知識，也要熟練運用一種數據庫管理系統軟件。傳統的卷面考試會導致學生死記硬背，出現“高分低能”的現象，這與該課程應用型人才培養目標相悖。為了應用型人才的培養及全面測試學生的能力，我們采用多樣化的考核方式。對課堂教學和上機實驗采用機考和通過教學平臺上交實驗作業的考核方式；針對課程設計采用項目答辯的考核方式；以上兩個方面按照5∶5的比例，給出最終評定。實踐證明，這種方法實施以后，學生那種臨時應付和投機取巧的現象減少了，課堂學習效率提高了，教學效果和教學質量也有了明顯的提高，從根本上解決了學生重理論、輕實踐的問題。
經過多年的教學探索和實踐，《數據庫應用技術》課程實現了教學、實驗、課程設計、課外教學的統一設計，明確了教師的責任由“教”變為“導”，激發了學生自主學習的積極性，培養了學生自主學習的意識和能力，為后續課程學習和實際應用打下了堅實的基礎。
參考文獻：
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關鍵詞 建筑環境與設備工程 校內實踐 教學改革 人才培養
中圖分類號：G420 文獻標識碼：A
建筑環境與設備工程專業（簡稱建環專業）研究并創造滿足人類生產和生活所要求的各種人工環境，是一門工程應用性較強的專業。自2000年新建“建環專業”起，我校就本著“培養基礎扎實，知識面寬，能力強，素質高，具有一定的創新能力、較強的實踐能力和良好的發展潛力的高級專門人才”的宗旨來完善專業教學和培養學生。
1 校外實踐教學存在的問題
建環專業涵蓋面廣，具有設備多、散、技術更新快等特點。通過以往的校外認識實習和生產實習情況分析，存在如下問題：（1）由于認識實習在大三第一學期初進行，學生對專業的認識較模糊，很難分清實習中應參觀的重點。（2）生產實習取決于施工班組的安裝任務，學生跟在師傅后邊被動地學習，只能掌握該施工班組的基本操作技能，導致實習單一化。（3）企業從安全和生產角度出發，把學生當成一種負擔，不愿意接受實習學生。
2 校內實踐教學的創新改革措施
2.1 實習電教片的運用
認識實習過程中，學生對專業的不熟悉影響了實習效果。為此，建環教研室教師深入現場，采集了大量影像文件，按供熱、通風、空調、供燃氣等專業方向分類，每個方向又按源、輸配、終端細分，制作了認識實習電教片。在學生進入現場進行認識實習之前，由專業教師為學生播放電教片，并進行細致講解，促進學生對專業的感性認識，運用電視教學手段保證學生去現場參觀之前對所要參觀的內容有一個系統的了解，提高了認識實習效果①。
2.2 校內實習地點的建設
由于認識實習和生產實習時間固定，為了滿足學生隨時實踐和因需實踐的要求，我校于2005年6月建成了建筑面積90m2的暖通空調實習基地。該基地擁有一臺新風機組、四臺風機盤管、兩臺軸流風機、兩臺實驗用電冰箱、四臺實驗用空調，五臺活塞式制冷壓縮機（其中一臺作了加工處理，可以使學生清楚的觀察到活塞式制冷壓縮機的壓縮過程和供油系統）、多組散熱器和多種操作工具，學生可以隨時進基地參觀這些實際設備，通過對實物的觀察，學生可以結合理論知識更清楚地了解實際專業設備的內部構造和工作原理，該基地同時為學生準備了管道連接、散熱器拆裝、電冰箱維修開放實驗和空調維修開放實驗，以此提高學生動手能力，并鞏固和促進課堂教學效果。此外，我校將學校的空調機房、供熱鍋爐房（燃煤和燃氣）、太陽能供熱站等資源作為校內實踐點，學生在課程學習及課程設計階段，能夠有針對性地參觀，為理論與實際的聯系提供了便利條件。
2.3 綜合性和創新性實踐環節的完善
綜合性和設計性實驗強調多門課程知識或一門課程中多個章節知識的綜合應用。為了加強學生綜合運用知識能力及創新能力的培養，我校建環專業開設了“多工況空氣處理過程模擬實驗”、“供暖系統安裝、調試及運行”和“自動控制系統組態與編程”三門獨立進行的設計性實驗，由學生獨立設計、操作、記錄、數據處理及分析②。
“多工況空氣處理過程模擬實驗”依托我校“中央空調綜合實驗臺”，學生可從 “春（秋）季模擬夏季實驗” 、“春（秋）季模擬冬季實驗”、“夏季模擬冬季實驗”、“夏季模擬春（秋）季實驗”、“ 冬季模擬夏季實驗” 、“冬季模擬春（秋）季” 中自由選擇實驗題目，制定實驗目標及設計實驗過程。通過該實驗，學生掌握了空調系統測試、建筑室內綜合參數測定等技能。
對于“供暖系統安裝、調試及運行”實驗，學生根據實際供暖房間的建筑圖，分組設計該房間的供暖系統，繪制施工圖，采購相應設備及材料，并自行安裝和調試所設計的系統，整個設計過程中，學生還需進行工程預算和決算。通過該實驗，學生對供暖系統的設計、備料、施工、調試和測試有了更深刻的認識，提高了設計、動手和分析能力，并對各種供暖形式的施工難度、成本及供暖效果有了直觀認識。
“自動控制系統組態與編程”以我校“中央空調綜合實驗臺”為控制對象，學生動手組態、調試、運行控制系統，實現特定運行工況的控制。通過該實驗，學生初步掌握了空調自動控制的設計及調試。
實踐表明，以上實驗的開設效果明顯，學生反響熱烈，積極性也非常高，應用理論知識解決實際問題的能力也得到了很好的鍛煉。
2.4 生產實習、課程設計和系統模型的有機結合
由于跟班實習制度和企業施工進度安排的特殊性，學生在生產實習過程中對系統整體流程的認識不足，對管道和設備的連接及附屬設備的設置位置不清楚。我校將生產實習和課程設計環節打通，集中安排在大四第一學期進行。學生四人一組，從圖庫中隨機選擇建筑圖紙，分別進行建筑水暖電課程設計（綜合給排水、采暖和建筑電氣設計）和空調與制冷課程設計（包括中央空調末端及制冷機房的設計），每組建筑圖相同，但設計地點不同，這能有效降低學生在課程設計過程中對其他同學的依賴性，避免出現抄襲現象，同時，又能增進學生之間的協作和交流，實現設計方案的多樣性。根據設計進度和企業施工進度，在合適的時間，安排學生進行相關內容的生產實習，加強學生對管路走向及設備合理布置的認識，深刻理解合理設計對施工的重要性，并將實習中所總結得到的要點體現在課程設計的方案中。最后，每組學生可自主選擇該組最好的設計成果作為原型，按一定比例尺縮小后制作模型。模型制作參考市場上教學仿真模型的制作方式，采用亞克力板材及一些金屬輔料，學生在模型制作的過程中，對整個空調系統或水暖電系統有了進一步的理解，并能更清楚直觀地認識到設計中不合理的地方。經過兩屆學生的實踐發現，我校進行的這一改革，極大地調動了學生設計的積極性，學生在實習過程中更加注重觀察和總結，在設計過程中廣泛查閱資料和參考優秀設計圖紙，對系統原理有了深刻認識，實踐教學效果得到了顯著提高，為學生后續的畢業設計及今后的工作鋪墊了良好的基礎。
3 小結
為了進一步提高教學質量，培養適應21世紀高科技、大工程發展所需要的高質量人才，建環專業應重視實踐教學環節，樹立理論聯系實際，強化實踐教學的思想。
本文所述的華北電力大學在建環專業校內實踐教學方面所采取的一些措施取得了一定的成就，我們將總結和吸取各方面有益經驗，繼續完善建環專業的實踐教學體系，為社會培養更多的創新型和應用型高級專門人才。
注釋
關鍵詞：數字邏輯；課程設計；實踐教學
一、概述
“數字邏輯”課程是計算機類專業開設的一門應用數字電路進行小型數字系統邏輯設計的專業基礎課程。其目的是使學生掌握組合電路和時序電路的工作原理、分析方法和設計方法，培養學生的計算機系統的思維能力[1]。當前，大部分高校的數字邏輯課程的實踐教學只是在課堂教學之外引入了實驗課程，并且使用的是“實驗箱和邏輯門電路”的傳統實驗方法，學生并不能夠理解實驗的內容和現實意義[2]。另外，數字邏輯課程屬于一門實踐性、應用性很強的課程，不僅要重視基礎理論教學，還應該加強工程實踐能力的培養和訓練。當前，計算機類專業“數字邏輯”課程在實踐教學中存在的問題如下[3，4]：（1）課程概念較多且比較抽象，在實際教學中以理論教學為主，忽視了依托實際項目進行講授的實踐教學方法。（2）實驗教學只是簡單的機械式重復，按照課本要求設計全加器、選擇器、譯碼器等簡單電路，學生不知器件的實際用途，也不會利用所學的知識組合設計應用性電路系統。（3）傳統教學一般未考慮數字邏輯與其他課程的相關性，而計算機系統往往包含軟件和硬件設計，學生無法掌握完整的系統設計方法。因此，現有的計算機類專業“數字邏輯”課程，多重視系統理論完整性，忽略了整體優化，尤其是實踐教育環節有待優化。“數字邏輯”課程建設大綱中，除要安排理論教學外，還需有大量的實踐環節，它直接關系到后續的計算機專業核心課程，如《計算機組成原理》的學習，因此，需要改革課程的實踐教學體系，為計算機專業學生計算機系統設計能力的培養打下基礎。本文對計算機專業的“數字邏輯課程設計”教學體系建設方案進行探索，構建系統設計方案，制定教學計劃和教學模式，并設計考核方式。
二、數字邏輯課程設計實踐教學環節設計
數字邏輯實驗課教學中，一般是讓學生進行驗證性實驗，學生不需要進行分析和討論即可完成。“數字邏輯課程設計”計劃設計為探索性實驗教學環節，要求所設計的小型數字系統具有實用、新穎、有趣等特點，能夠激發起學生的研究興趣和熱情。課程設計與課程實驗相比有本質的區別，其目的不是為了獲得某一結果或證實某一結論，而是通過對實際項目的理解和分析，學習科學研究問題的方法，并彌補實驗教學環節的不足之處。其意義在于，通過課程設計環節給予了學生自由研究和創新的機會，通過對一個小型數字系統的設計與開發，訓練學生的數字電路設計、調試和創新的能力，培養學生運用所學的理論知識、獨立地解決實際問題的能力，為今后從事相關領域的工程設計打好基礎。
（一）實驗環境搭建
隨著計算機處理能力的提升，EDA（電路的計算機輔助設計與分析）技術已成為電路系統分析和設計的有力工具，借助EDA軟件進行數字邏輯課程設計，突出了以學生為中心的開放模式，激發學生大膽想象并嘗試各種不同的設計方案、采用不同的集成元器件，對培養學生的創新意識有所幫助。Multisim軟件是在EWB的基礎上發展起來的專業仿真軟件，可以對數字電路進行模擬仿真分析，已經成為數字邏輯電路仿真實驗的理想工具[5]。因此，數字邏輯課程設計計劃基于Multisim軟件平臺搭建實驗仿真環境。
（二）課程設計內容
計劃設計3-4個實用的小型數字系統項目作為課程設計題目，在五周共計20學時的集中教學時間內，學生3-5人一組，選擇一個項目進行設計，課程結束時，分組展示課程設計成果，并書寫課程設計報告。在課程實驗教學環節，學生已經掌握了組合邏輯電路、時序邏輯電路以及中大規模電路設計的方法。因此，在課程設計教學環節，計劃引入綜合性的小型數字系統的設計。而系統選題的設計是非常重要，要求綜合考慮各方面問題。首先，課題的難度要合適，既要保障大部分學生通過上學期的學習以后，能夠設計出給定的數字系統；同時，要求學生需要花費一定的精力進行思考和分析才能完成。其次，課題的內容要與實際相結合。與學生生活相關的數字系統，能夠吸引學生的興趣，并激發學生研究的熱情。部分課程設計題目如下：設計1：設計并制作一個帶有校時功能、可定時起鬧的數字電子鐘。（1）計時以24小時為一個周期；（2）“時”、“分”采用十進制數字顯示；（3）“秒”信號采用小數點顯示，具體為驅動發光二極管；（4）要求具有校準時間功能，可調整為標準時間或指定時間；（5）要求具有鬧鈴功能，可以設定鬧鈴時間，并按時發出聲音，且發出的聲音長短可調；設計2：設計一個運算器系統。（1）要求能夠進行8位數字的加、減、乘、除四則運算；（2）要求能夠顯示操作數以及運算結果；（3）要求源操作數和目的操作數能夠在四個不同的寄存器間任意選擇；（4）要求能夠提供“溢出”報警信號。設計3：設計一個汽車尾燈控制電路。（1）汽車左右各具有三個尾燈，共計六個。設計兩個控制開關，具有四種組合，分別代表汽車的前進、左轉、右轉和停車四個狀態；（2）系統運行如下：汽車正常前進時，六個燈全亮；汽車右轉時，右邊的三個燈自左向右順序循環點亮；汽車左轉時，左邊的三個尾燈自右向左順序循環點亮；汽車停車時六個燈全部隨CP時鐘閃爍；（3）添加譯碼器和七段顯示數碼管，用于顯示汽車前進、左轉、右轉和停車，對應七段數碼管的顯示分別為：D、L、R、P；（4）最后，添加蜂鳴器，用于在轉向時，發出示警聲音。
（三）教學實施方式
數字邏輯課程設計計劃安排在本科二年級下半年的前五周，每周半天4節課，共計20個課時。學生可以在給定的課程設計系統中選擇一個系統進行設計。計劃分組進行，每組2-3人，設組長一名，負責任務的分解和聯絡，采用集體合作，單獨計算成績的考評方式。學生的課程設計實施步驟如下：（1）制定出設計方案；（2）選定合適的器件，畫出邏輯圖；（3）畫出集成電路芯片布局布線圖；（4）利用仿真軟件，進行調試；（5）寫出設計報告并提出改進意見。具體實施方式為：第一次課程結束后，課程組長組織組員選定題目，討論課程設計的具體分工和實施計劃，并遞交計劃文檔。中間的三周為具體實施階段，指導老師每次課程中需要檢查各小組的實施進展，了解遇到的問題，并討論解決方案；最后一周學生需要書寫課程設計報告，并設計課程PPT，展示所設計的成果，向全班學生講解其系統的特點和優勢。
（四）課程考核方法
課程的考核成績為三個部分，其中：課程設計報告占50%，課程匯報占20%，平時表現占30%。上述三項一項不合格則整體成績不合格，設計報告雷同者成績不合格。課程設計報告內容包括：（1）問題描述與分析（設計任務）；（2）背景知識；（3）設計思路和內容；（4）對關鍵電路進行分析；（5）測試以及結果分析；（6）總結。所選設計難度不同，完善程度不同等均影響到最終成績判定。設計內容上只提出基本設計要求，只達到基本要求者，僅能獲得基本分，學生需要發揮想象力，擴充電路功能才能評優。課程匯報的評價方式為：現場學生對每組的匯報進行打分，教師根據學生的評價計算加權分值。平時表現通過考勤以及對本次課程設計的貢獻大小進行考核，用于區分組內成員之間的分值，具體由指導老師進行評價。
三、結束語
本文分析了當前計算機類本科專業數字邏輯課程實踐教學中的不足，并引入了數字邏輯課程設計實踐教學環節。講解了實驗環境的搭建方法，設計了具體的課程設計案例，分析了教學實施方式，并給出了課程的考核方法。通過引入小型數字系統設計環節，完善了數字邏輯課程的實踐教學體系，提高了學生對數字邏輯課程的興趣，培養了學生的團隊合作意識，提升了學生實踐創新能力以及工程項目思維和素養。
參考文獻
[1]盛建倫，劉淑霞，王勇，等.數字邏輯實驗技術改革的研究[J].實驗技術與管理，2015，32（4）：216-219.
[2]詹瑾瑜，廖建明.數字邏輯課程教學方法研究與探討[J].計算機教育，2011（2）：91-94.
[3]肖娟，張雯.轉型發展中數字邏輯課程教學改革研究[J].現代計算機，2015（9）：17-19.
[4]唐志強.計算機專業數字邏輯實驗的改革與創新[J].實驗室研究與探索，2013，32（10）：182-184.
