时间：2023-02-20 15:01:14
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇课程设计实验总结，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词： 电子技术课程设计 教学设计 教学过程
电子技术课程设计是在电子技术实验的基础上进行的综合性的实验训练，是电子技术课程的实践性教学环节，是对电子类和其他相近专业学生进行综合能力培养的实践课程，对于全面、系统、深入地理解与掌握电子系统的知识、设计方法具有重要的教学意义。
1.电子技术课程设计的重点与要求
本课程的重点是电路设计，内容侧重综合应用所学知识，设计制作较为复杂的功能电路或小型电子系统。一般给出实验任务和设计要求，通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力，培养学生创新实践的能力。
电子技术课程设计一般要求学生根据题目要求，通过查阅资料、调查研究等，独立完成方案设计、元器件选择、电路设计、仿真分析、电路的安装调试及指标测试，并独立写出严谨的、文理通顺的实验报告。
具体地说，学生通过课程设计教学实践，应达到以下基本要求：建立电子系统的概念，综合运用电子技术课程中所学习到的理论知识完成一个电子系统的设计；掌握电子系统设计的基本方法，了解电子系统设计中的关键技术；进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用器件的原则；掌握查阅有关资料和使用器件手册的基本方法；掌握用电子设计自动化软件设计与仿真电路系统的基本方法；进一步熟悉电子仪器的正确使用方法；学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
2.电子技术课程设计的教学过程
电子技术课程设计是在教师指导下，学生独立完成课题，达到对学生理论与实践相结合的综合性训练，要求本课程设计涵盖模拟电路知识和数字电路知识，因此课程设计的选题要求包含数字电子技术和模拟电子技术。
教学环节可以分为以下四个部分。
2.1课堂讲授。
课程设计开始前，需要确定指导老师。由指导老师通过两学时的教学，明确课程设计的要求，主要内容包括课程介绍、教学安排、成绩评定方法等。
在课堂教学环节中，指导老师介绍课题的基本情况与要求，要求学生从多个课题中选择一个。
2.2设计与调试环节。
2.2.1前期准备、方案及电路设计。
前期准备包括选择题目、查找资料、确定方案、电路设计、电路仿真等。在确定方案时要求学生认真阅读教材，根据技术指标，进行方案分析、论证和计算，独立完成设计。设计工作内容如下：题目分析、系统结构设计、具体电路设计。
学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路进行选择和设计计算，称为预设计阶段，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图（原理图和布线图），此阶段约占课程设计总学时的30％。
2.2.2在实验室进行电路安装、调试，指标测试等。
在安装与调试这个阶段，要求学生运用所学的知识进行安装和调试，达到任务书的各项技术指标。
预设计经指导教师审查通过后，学生即可购买所需元器件等材料，并在实验箱上或试验板上组装电路。运用测试仪表调试电路、排除电路故障、调整元器件、修改电路（并制作相应电路板），使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点，所需时间约占总学时的50％。
2.3撰写总结报告，总结交流与讨论。
撰写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力的训练。学生写报告，不仅要对设计、组装、调试的内容进行全面总结，而且要把实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下方面：系统任务与分析、方案选择与可行性论证、单元电路的设计、参数计算及元器件选择、元件清单和参考资料目录。除此之外，还应对以下几部分进行说明：设计进程记录，设计方案说明、比较，实际电路图，功能与指标测试结果，存在的问题及改进意见，等等。
总结报告具体内容如下：课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择设计的系统方案、画出系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择。画出完整的电路图，并说明电路的工作原理。组装调试的内容，包括使用的主要仪器和仪表；调试电路的方法和技巧；测试的数据和波形并与计算结果比较分析；调试中出现的故障、原因及排除方法。总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，列出系统需要的元器件清单，列出参考文献，收获、体会，并对本次设计提出建议。
2.4成绩评定。
课程的实践性不仅体现实际操作能力，而且体现独立完成设计和分析的能力。因此，课程设计的考核分为以下部分：设计方案的正确性与合理性。设计成品：观察实验现象，是否达到技术要求。（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力）实验报告：实验报告应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、收获体会等。课程设计答辩：考查学生实际掌握的能力和表达能力，设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神及创新精神，等等。
3.电子技术课程设计的步骤
在“电子技术基础”理论课程教学中，通常只介绍单元电路的设计。然而，一个实用的电子电路通常是由若干个单元电路组成的。通常将规模较小、功能单一的电子电路称为单元电路。因此，一个电子系统的设计不仅包括单元电路的设计，还包括总体电路的系统设计（总体电路由哪些单元电路构成，以及单元电路之间如何连接，等等）。随着微电子技术的发展，各种通用和专用的模拟和数字集成电路大量涌现，电子系统的设计除了单元电路的设计外，还包括集成电路的合理选用。电子电路的系统设计越来越重要，不过从教学训练角度出发，课程设计仍应保留一定的单元电路内容。
电子系统分为模拟型、数字型及两者兼而有之的混合型三种。
虽然模拟电路和数字电路设计的方法有所不同（尤其单元电路的设计），但总体电路的设计步骤是基本相同的。
电子电路的一般设计方法与步骤包括：总体方案的设计与方案论证、单元电路的设计、单元电路间的连接方法、绘制总体电路草图、关键电路试验、EDA仿真、绘制正式的总体电路图等。
4.电子技术课程设计的效果
学生经过这样系统训练后，各方面技能都通过考核，为后续课程的学习打下了扎实的基础。
参考文献：
［1］高吉祥，易凡，丁文霞等.电子技术基础实验与课程设计（第二版）［M］.北京：电子工业出版社，2006.
［2］杨志忠，华沙，康广荃.电子技术课程设计［M］.北京：机械工业出版社，2008.
摘 要 本文在调研分析高校机械专业课程的基础上，分析总结机械类专业课程的实验与课程设计教学环节中存在的问题，从教学体系、内容、方法和手段等方面，对机械类专业课程的实验与课程设计教学进行了综合改革探索，表明这些教学改革措施对提高机械类学生的工程思维和工程能力效果显著。
关键词 综合教学改革 课程实验 课程设计 应用型本科人才
中图分类号：G642 文献标识码：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
根据机械类本科人才培养要求及社会发展需要，学生在校期间应得到系统化工程实践能力和创新能力的培养，具体表现在识图及工程语义的表达及其包括机械产品的加工、制造、装配和调试等实践能力。因此，对机械类本科生在校期间应注重这两方面的培养。机械类本科生所学主干课程的实践教学包括实验和课程设计两部分，它们是培养学生工程实践能力和创新能力的重要环节。
目前，本科院校开设的机械基础实验所涉及的教学课程较多，但各门课程的实验各自独立开设，互不联系，没有从专业培养的目标和课程综合学习的角度出发，形成机械基础综合实验教学体系。实验室能开设的实验多为常规验证性的，内容较为陈旧，实验手段较落后，设计性和创新性的综合实验很少;实验仅仅作为理论课的辅助教学，学生也不重视，实验的成绩并不能反映出学生真实的实验能力和水平;在实验教学方式上，学生只能按照教师事先搭接好的实验平台和设计好的实验步骤进行操作，读取实验数据及进行数据处理，这种实验教学方法严重制约了学生实际动手能力和创新能力的培养。①
在课程设计教学实践中，很多院校在选择设计题目时一直选用传统、单一的二级减速器，虽然减速器的设计包含了齿轮、轴和轴承等典型轴系零件的设计，学生所学到的知识也能得到较全面的综合应用，但是中国制造业的不断发展，又对机械类专业设计者提出了新要求，在这种形势下，以往的教学模式暴露出了诸多问题，具体表现为：设计题目相对单一，设计参数数量不足，导致部分同学的设计结果雷同，存在抄袭现象;②学生盲目模仿，甚至照搬照抄;在结构设计中，存在不能综合考虑零件的强度、刚度、工艺、装配、和密封等问题。③这些都致使学生的设计能力及创新能力得不到应有的锻炼。
针对上述问题，结合机械专业特点，本文主要从机械类本科生所学主干课程的实验教学和课程设计入手，提出一套面向机械类学生综合创新能力培养的教学改革方案。
1 改革实验教学，建立全新的基础实验教学体系
遵循模仿、掌握、熟练和创新的认识规律，必要的基础实验应该保留，设计性、创新性、综合性实验的比例适当增加，通过综合性实验项目和开放性课外创新实践教学活动，培养学生在机械设计方面的创新能力和密切配合的团队精神。
（1）整合实验内容，建立科学完整的实验体系。突破实验原有的课程界限，把一部分实验内容采用单元形式进行教学，每一单元设计一组实验，再把另一部分实验内容组合在一起，设置成为机械基础综合实验单元，形成分层次的实验教学。各实验单元既互相独立又相互联系。机械基础综合实验教学内容分三个层次：基础实验、综合设计性实验、创新性实验，通过综合设计性实验项目和科技创新活动，既提高了学生对机械产品的创新思维能力，又培养了相互协作的团队精神。
（2）改革实验教学方法，引入案例式实验教学手段。在实验教学中引入案例式教学手段，教师应根据教学目标，用典型的教学案例将机、电知识结合在一起，调动学生参与讨论、分析及实践的积极性，进一步提高学生认识、分析和解决工程实际问题以及理论联系实际的能力，形成培养创新思维意识、自主学习方法、沟通能力和合作精神能力的一种教学方法。
（3）创设开放性实验，培养学生创新意识。在规定范围内允许学生自选实验题目，由学生自行设计实验，整个实验过程在教师的指导下独立完成，无固定实验模式，这种教学模式既能让学生认识到机械方案设计的重要性，又强化了学生独立设计的意识和动手能力。同时，增加成果展示和学生互评环节，促进创新经验交流和创新意识的激发。
（4）探索设计性、综合性和创新性实验的教学模式。尝试在设计性、综合性和创新性实验过程采用自主形式，即允许学生自选实验题目。例如，机电系统创意组合搭接实验，这个实验完全由学生自己设计传动方案，整个装配、调整、测试、数据采集及分析过程也由学生独立完成。这样就极大地调动了学生动手的兴趣，这种实验教学模式排除了由教师统一定传动方案、实验步骤，禁锢学生创新思维的现象。
（5）开放实验室，开展课外实践性教学活动。将实验室作为学生的课外科技创新活动基地，教师引导学生自由组建项目小组，由学生自行寻找课题或根据竞赛主题确定题目，进行方案设计论证，通过小组分析、研究和讨论确定项目内容，最终根据设计思想和创意理念，在教师指导下形成设计作品，作品可参加校级或市级机械创新大赛，在实践过程中促进学生间交流，拓宽知识面，开阔眼界。同时，可以将学生暴露出的问题进行总结并引入到实验教学中，使实验教学和课外科技创新活动形成良性循环。
2 改革课程设计教学，培养学生的工程应用能力
课程设计环节实践性和实用性强，结合机械类专业特色，培养学生“学以致用”成为应用型创新人才，为后续面向卓越工程师培养的课程教学体制改革进行有益的初步探索。
（1）改革课程设计内容，引入“能力导向”原则。能力导向原则是以能力为中心设计课程体系，以能力为目标改进教学方法，以能力为标准考评教学效果。④⑤面向机械类学生，我们以学生为中心，以能力导向为原则，构建了完善的课程设计教学体系，目标是培养学生基本设计能力和创新性设计能力，专业设计能力和相关专业设计能力。根据学校自身特色和社会需要拟定课程设计题目，打破传统设计两级齿轮减速器局限，在部分有能力的同学中开设创新性设计内容，选定以工程实际为背景的设计题目，把构思、方案设计、功能设计、结构设计、优化设计与CAD相结合，并进行系统训练，形成一个面向工程实践的教学体系。
（2）把学生的课外创新设计作品，纳入到课程设计教学环节。在部分有能力的同学中开展课外创新性设计活动，设计过程尝试采用项目式实践模式，教师提出项目的目标，不规定题目，不指定方法，不提供参考资料;由学生自行探索，允许几个人组成小组，共同完成项目，成果可以作为课程设计的教学环节进行考核。这种教学模式既培养了团队合作的能力，又培养了学生的创新能力，极大地挖掘了学生的潜力。
（3）将CAD（计算机辅助设计）运用到课程设计中，提高绘图效率。把现代设计手段引入到课程设计中，如利用机械专业常用设计软件AutoCAD、PRO/E、UG、SolidWorks等，鼓励学生使用计算机辅助设计软件构建三维模型，实现运动和装配仿真等，最后可将零件的三维实体模型转换为二维工程图，并进一步完成尺寸和公差的标注，这样，既激发了学生的学习热情，又将学生从繁杂的绘图中解放出来，提高绘图效率，同时，学生对整个设计过程及结果具有更加直观和形象的了解，使学生将注意力集中在设计方法上，有更多时间去思考产品的整体设计、细节设计及创新设计，真正体验到机械设计的乐趣。
3 开辟第二课堂，调动学生的学习兴趣
利用实验和课程设计这两个实践教学环节组织学生进行课外科技创新活动，通过课外实践性教学活动，锻炼学生从方案确定、到结构设计、再到工艺实现等工程实践能力，培养学生的创新设计能力、综合设计能力、动手能力、工程实践能力和团队协作精神，调动学生学习兴趣，挖掘学生自身潜力，施展学生创造才能。一方面，实验教学、课程设计等可以为课外实践性教学活动打下良好的实践基础;另一方面，课外实践性教学活动又使实验教学、课程设计得到了延伸。例如我校机械专业的同学，6人自由组成一设计小组，进行机械创新设计，学生们从设计方案的确定、参数的选择，零件的设计、校核及绘图再到零件的加工等都是在教师的指导下独立完成，其中一组同学设计的产品“思维空间”平面机构创意组合演示教具，参加全国第六届机械创新大赛和天津市第五届机械创新大赛，分别获二等奖和一等奖荣誉。通过我校的教学实践改革证明，学生主动学习、沟通能力、理论联系实际和创新思维意识有了很大的提高。
4 结语
本文立足机械类本科生所学主干课程的课程实验和课程设计，通过具体实践教学和学生第二课堂，就教学体系、教学内容、教学方法和教学手段等方面进行全面改革，提出了以学生为中心，教师为主导，注重动手能力的培养，发挥学生的想象力，使学生在获取知识（自学）、共享知识（团队工作）、应用知识（解决问题）、总结知识（创新）和传播知识（沟通）过程中得到能力提升的改革思路，教学改革已初见成效。实践证明，这种改革更能充分地调动学生的学习和创新的积极性，提高学生实际动手能力、协作能力及创新能力，教学效果显著，为把学生培养成应用型本科人才打下了良好的基础。
参考文献
[1] 刘贺平，罗阿妮，杨恩霞，庞永刚.“机械设计”课程设计融入课堂教学的方法研究[J].中国电力教育，2013.
[2] 涂德浴，陈富强，许爱瑾，路曼.机械基础主干课程体系建设及教改实践[J].安徽工业大学学报社会科学版，2012.
[3] 马先英，蔡卫国，谢忠东，武立波.面向应用型创新人才培养的《机械设计》课程教学改革[J].教育教学论坛，2015.
关键词：城市轨道；车辆工程；课程设计
作者简介：师蔚（1981-），女，新疆伊宁人，上海工程技术大学城市轨道交通学院，讲师；郑树彬（1979-），男，广东揭阳人，上海工程技术大学城市轨道交通学院，副教授。（上海 201620）
基金项目：本文系2012年上海高校本科重点教学改革项目（批准号：沪教委高〔2012〕49号）、上海工程技术大学城市轨道交通车辆工程“卓越工程师”培养平台建设项目（项目编号：11XK10）的研究成果。
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）19-0117-02
作为教育部首批“卓越工程师”教育培养计划试点专业，上海工程技术大学城市轨道车辆工程专业培养方案重视知识、能力与工程实践的融合，理论联系实际，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。[1]城市轨道学院车辆工程系教师不断探索，总结该专业在培养过程中的经验，并对本专业的发展方向、培养过程中出现的问题不断研究、改进，从而完善和优化了本专业的课程体系。其中，重要的改进部分为在新的培养计划中添加了系列综合课程设计，注重课程设计选题的综合应用性、工程实践性及多样性，旨在着力培养城市轨道交通车辆工程专业学生在城市轨道车辆方面的综合设计、工程实际应用能力及创新能力。并通过前期研究及一系列规划及筹备，达到了开设条件，取得了一定的成果。
一、系列综合课程设计设置依据
城市轨道车辆工程专业课程体系设置原则主要是紧贴本专业“卓越工程师”培养目标，在系列综合课程设计中着重考虑了其在工程素质和能力培养需求方面的作用，并与课程体系中其他课程保持良好的相互衔接，进一步提升理论及实践教学效果。
1.城市轨道车辆工程专业培养需求
上海工程技术大学城市轨道交通车辆工程专业的培养目标为：以城市轨道交通车辆工程为背景，培养具有城市轨道交通车辆工程基础知识与应用能力，能面向工程实际，从事城市轨道交通车辆运行保障及维护、故障诊断及维修并可延伸至整个轨道交通领域等方面工作的高级工程技术人才。[2]在培养目标中，本专业注重与工程实际的结合，因此设置具有工程实践特点的系列综合课程设计正是满足本专业培养目标的需要。
2.衔接专业课程群需求
城市轨道车辆工程专业课程群设置主要包括学科基础课程群、专业课程群及集中实践环节课程群三大部分。其中学科基础课程群主要包括机械、电力电子、测试控制等相关课程。通过对该部分课程的学习，使学生掌握扎实的机械、电力电子及测试控制方面的基本知识，具备独立分析课程相关内容的能力，为后续专业课的学习打下良好的理论和技能基础，为从事专业技术工作做好基本培养和锻炼。
专业课程群则包括城市轨道车辆结构与原理、城市轨道车辆电力牵引与控制、城市轨道故障诊断技术等专业课程。该部分的课程则使学生系统掌握城市轨道交通车辆结构、控制、检测、维护保障等方面的知识。通过这些课程的学习，使学生掌握城市轨道交通车辆机械结构、电力牵引、电气设备等相关城市轨道车辆的组成和原理，以及其故障诊断、检修方法及手段。
专业课程中的集中实践环节课程群则包括企业实践环节和系列综合课程设计环节。该部分课程中的企业实践环节的主要目的是提高学生工程实践能力，使理论联系实际，增强理论教学效果。而系列综合课程设计环节则是学科基础课程群、专业课程群及企业实践环节的综合应用，通过在设计应用过程中使用各课程群中的知识点，不仅弥补了专业基础课程抽象不易理解，理论教学效果不理想的不足，又解决了专业课程涉及知识领域广、实践性强、不易掌握的问题。并且让学生将学校的“所学”与企业实践的“所见”充分结合，使知识体系得以融会。系列综合课程设计正是起到了衔接及促进各专业课程群效果的作用。
二、内容设置
城市轨道车辆工程专业系列综合课程设计包括：城市轨道交通车辆结构与原理课程设计、检测与传感技术课程设计、城市轨道交通车辆电气设备课程设计。在内容设置方面传统课程设计仅隶属于某一门课程，并不注重课程体系其他课程的内容衔接，难以达到训练学生较全面知识体系的目的，而改革后则避免了这一缺点。在系列综合课程设计中主要体现以下特点：
1.综合应用性
首先在设计选题时，教师考虑其综合应用性，将分散的多门课程串联起来并系统化，使学生得到综合性的应用训练。具体做法是各综合课程设计教师首先开设多个选题，供学生选择，并考虑其具体特点，即在城市轨道交通车辆结构与原理课程设计中，将机械原理、机械设计、工程力学、城市轨道交通车辆结构与原理等课程联系起来；检测与传感技术课程设计将检测与传感技术、城市轨道车辆故障诊断技术等课程联系起来；而城市轨道交通车辆电气设备课程设计则将电子技术、电力电子技术、电力牵引、控制理论等课程联系起来，在综合课程设计的任务书中就体现出各选题的综合应用性。
2.工程实践性
在考虑选题时，所有的选题都应与城市轨道车辆工程应用有关，使学生具有实际应用的前提，有利于提高课程设计的兴趣，调动学生的积极性，有利于发挥学生的主观能动性和创造性，也增强了学生在实践中发现问题、解决问题的能力，做到理论与实践相结合。
3.多样性
即选题多样性。选题有的来自于企业的需求，即需要解决的问题，做创新性的开发；有的来自于国内外文献资料，学生进行实践重新设计，实际复现；有的课题来自于教师科研课题中成熟的研究成果转化，指导学生进行前瞻性的设计。总之，学生可以根据自己自身的特点及能力，选择适合自己的设计选题，达到提高综合能力的目标。
4.开放性
在系列课程设计中，借鉴开放式课程设计模式，以综合课程设计选题为主线，在管理上首先实施开放性管理，指导教师以阶段成果作为考核设计进程标准，给学生开放的课程设计空间，使他们有更多自学和研究的机会。同时配有开放的教学实验室为基地，满足学生开放式实践机会。[3，4]
三、组织实施
根据上述系列综合课程设计设置的内容及特点，需要指导教师具有较强的城市轨道车辆综合应用能力及工程实践经验，因此在组织实施该教学内容时主要通过本专业专职教师的培养、企业导师的参与，同时积极构建课程设计平台，并针对系列课程设计在院内立项研究，从硬件、软件上得以为系列课程设计的实施提供有利的保障。
1.系列课程设计教师培养
在系列课程设计的指导教师配备上使用双导师制，即同时配备学校专职教师与企业导师共同指导系列课程设计。由于有企业导师的介入，使系列课程设计的选题可以更加实用，设计过程更加接近工程实际。而学校专职教师则可以在课程设计中把握学生对新技术的应用，引导创新设计思路，并管控课程设计过程，使系列综合课程设计在实施过程中满足学校培养体系的要求及规范。
在学校专职教师培养过程中，注重企业挂职锻炼环节，使挂职锻炼成为专业课程教师的必修环节。通过企业的挂职锻炼，让教师充分了解本专业领域的工程实践相关知识，促进教师提高解决实际问题和进行实践教学的能力。并促使教师不断学习，不断更新知识和工程实践经验，使教学内容与本专业需求保持紧密的联系。对于企业兼职导师，则需要他们具有硕士以上学历，在企业有丰富的现场及实践经验，弥补专职教师在培养学生过程中出现知识、技能和视野以及对新技术应用方面的不足。
2.系列课程设计平台搭建
为保证系列课程设计的正常进行，除了在指导教师配备及培养方面进行努力外，还进行了系列课程设计的硬件平台的搭建。主要包括设置系列综合课程设计用教室，提供基本计算机，仿真设计软件，实验平台。同时还充分利用实验室等其他平台，具体如下：
（1）充分利用专业实验室。在系列课程设计场所的选用中，通过开放性管理，充分利用城市轨道交通学院已有的实验室，如城市轨道交通列车结构实验室、城市轨道车辆自动驾驶实验室、城市轨道车辆检测实验室等场所及相应实验平成部分实验，使专业实验室得到充分利用。
（2）利用科研平台。当学生的课程设计选题为教师科研成果转化的题目时，学生则可利用专业教师的科研平台进行设计、实验等相关内容。
（3）利用学生创新工作平台。通过学院已经搭建的大学城创新工作室及相关设备，部分学生选题接近时，可以进入这些工作室进行相应的课程设计工作。
3.系列课程设计立项研究
在系列综合课程设计的总体设计方案落实的基础上，为了进一步对各综合课程设计进行细化，如选题论证、设计步骤规范、设计工作量的核算、设计指导书的编制等工作，通过院内立项研究，做到选题必须具有工程实践性，设计内容必须具有先进性。对选题进行学生试做，充分验证其课程设计的工作量是否合理，难度是否适中。通过试做学生反馈进行调整，为正式执行教学计划打下基础。
四、结论
在城市轨道车辆专业课程体系中，增加系列综合课程设计是卓越工程师培养目标的需求，同时也是衔接课程体系各课程的重要内容。通过对指导教师的培养、企业导师的介入，并搭建了系列课程设计平台，在软件及硬件上进行建设，并通过立项研究选题，把握其综合性、工程应用性、多样性等特点，取得了一定成果。
参考文献：
[1]柴晓冬，方宇，郑树彬，师蔚.城市轨道交通特色专业群卓越工程师人才培养模式研究[J].中国科教创新导刊，2012，（5）：75-76
[2]师蔚，郑述彬，方宇.城市轨道电力牵引系列教学环节建设的探讨[J].中国电力教育，2012，（20）：80-81.
摘要：本文对计算机专业“计算机组成原理和系统结构”课程的实验目标、实验内容及其课程设计的目标与内容进行了探讨，并提出了考核方法。
关键词：实验；课程设计；实践教学
中国分类号：G642
文献标识码：B
“计算机组成原理与系统结构”课程综合了“计算机组成原理”和“计算机系统结构”两门课程的要求，是应用型本科计算机专业的专业基础课、计算机硬件与结构方向非常重要的一门课程。其实践课主要是为了让学生建立计算机的整机概念，加深对计算机“时空”概念的理解和对计算机系统性能评测的应用，提高应用集成电路的基本技能，培养和提高独立工作能力、实际动手能力、分析和解决问题的能力。
1实验设备
2003年初我院加大实验室建设投入，全面改善实验室条件，添加了30台西安唐都科教仪器公司推出TDN-CM++计算机组成原理与系统结构教学实验系统。该系统通过对各计算机部件和多种模型计算机的设计及实现而高水平地支持“计算机组成原理”课程的实验教学，并通过对指令设计方法、时空并行性、指令并行性等多种计算机体系结构的设计和研究来开展“计算机系统结构”课程的实验教学。
2实验目标和内容
运算器组成实验目标是要求学生加深理解运算器的基本组成、工作原理，熟悉简单运算器的数据传送通路；掌握算术逻辑部件的功能原理及74LS181的功能；掌握移位电路的工作原理和使用方法；掌握运算器中通用寄存器的工作原理和使用方法；掌握运算器中运算结果判断电路的工作原理和实现方法。实验内容主要是验证运算器的8位加、减、与、移位、进位、直通功能；验证4位乘4位功能。按给定的数据，完成几种指定的算术和逻辑运算。其中大部分属于简单的验证式实验。还可以让学生自行探索实验步骤和任务。比如，学生验证完运算器的加运算之后，再让学生自行探索减法的实验步骤并完成相应任务。
存储系统实验目标是要求学生理解计算机主存储的作用，掌握存储器的构成；掌握半导体静态随机存取存储器(RAM)的工作原理及读写方法；掌握用存储器芯片构成主存储器时，如何进行字/片选技术，了解使用半导体存储器电路时的定时要求。实验内容主要是对存储器存储单元进行先写后读，属于简单的验证式实验。还可以让学生自行设计实现存储器容量的扩展。
控制器实验目标是要求学生加深理解计算机控制器中时序控制部件、指令部件、地址部件、操作控制部件的基本组成和工作原理；掌握微程序控制器的基本组成、微指令格式、设计方法、写入过程、执行过程；掌握硬布线控制器的组成原理和设计方法。实验内容主要是微程序控制器中微指令编制、写入、执行过程；硬布线控制器的指令执行过程。属于有一定难度的验证式实验。还可以让学生根据设备本身的系统结构设计微程序、写入并运行。
总线控制实验目标是要求学生熟悉总线的概念、作用及特性；掌握用总线传输数据的控制原理和方法；掌握总线仲裁的方式及方法。实验内容主要是控制总线实现数据由输入设备通过总线向通用寄存器或者存储器传送。属于验证和设计式实验。
模型计算机实验目标是要求学生通过模型计算机实验理解计算机的工作原理、性能评价标准和方法，以及计算机的“时空”概念。建立计算机的整机概念，为后边的模型计算机的设计打下基础。实验内容主要是基本模型计算机实验，复杂模型计算机实验，用CPLD实现模型计算机实验，基于RISC处理器的模型计算机实验，基于重叠技术的模型计算机实验，基于流水线技术的模型计算机实验。属于验证式实验。
3课程设计的目标和内容
在学期快要结束的时候，专门留出来一两周时间让学生进行“计算机组成原理和系统结构”的课程设计，主要内容是模型计算机的设计。要求根据设备情况，自行设计指令系统(包括算术逻辑运算指令、访存指令、转移控制指令、I/O指令和停机指令)的微程序来控制模型计算机实现功能。并且要求各组课程实践人员设计的指令系统各不相同，基于的设备或技术也不相同。比如设计指令系统实现基本模型计算机、基于CPLD的模型计算机、基于RISC处理器的模型计算机、基于重叠技术的模型计算机、基于流水线技术的模型计算机。
4考核方法
实验报告主要包含预习报告、原始记录和总结报告三部分。学生在做实验之前自己组织时间查询资料书写实验预习报告(包括实验的目的、要求、内容和步骤)。在实验室做实验前，指导教师根据预习报告书写情况给出相应等级的成绩并记录在实验报告上(包括教师签名和日期)，然后指导教师讲解本次实验的目的、步骤及注意事项。实验过程中，要求学生认真填写实验记录(包括实践/调试过程，实验结果)，在实验结束前10分钟由指导教师在实验报告上给出成绩(包括教师签名和日期)。实验结束后学生在实验报告上写出本次实验的总结报告(包括实验结论，实验讨论，实验清单)，下次做实验时再交上实验报告，由指导教师填写学生该次实验的最终成绩(包括教师签名和日期)。实验成绩占本课程最终成绩的20%。
课程设计的考核内容分四大项。系统程序设计情况(占20%)，主要是针对系统程序的可用性、实用性、通用性和可扩充性。学生动手能力(占20%)，主要是针对学生设计思路的开扩性和创新能力。报告总结(占10%)，主要是针对学生资料完成、条理清晰情况。答辩情况(占50%)，主要是程序能正确运行情况(10%)，设计错误的改正情况或按要求改变执行结果(20%)，问题回答情况(20%)。由至少两位课程设计指导教师同时参与答辩，并对答辩情况量化。课程设计单独另算一个学分。
参考文献
[1] 钟荣柏. 应用型本科计算机专业课程体系的探讨[J]． 科教文汇,2007,(4).
[2] 柴志雷． “计算机组成与体系结构”教学初探[J]． 考试周刊,2007,(27).
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关键词：数据库；课程设计；教学改革
中图分类号：G 642.0 文献标识码：a DoI: 10.3969/j.issn.1003-6970.2012.02.028
0 引 言
培养和提高学生的创新思维和实践应用能力是高等教育改革的一项重要任务。在高校计算机专业中，数据库系统原理作为专业方向必修课，具有非常重要的地位和实际意义，而数据库课程设计作为其实践环节重要性也至关重要。数据库课程设计是计算机科学与技术专业集中实践环节的必修课，是学生学习完“数据库系统原理”课程后，进行的一次全面的综合训练。其目的在于加深对数据库基础理论和基本知识的理解，培养学生具有数据库应用软件系统的设计和开发能力，在课程设计实践过程中强化学生的实践意识，提高动手能力、创新意识和合作精神。然而目前有些高校本科计算机专业的数据库课程设计教学还存在一些问题，教学效果不够理想。本文结合琼州学院数据库课程的实践教学，就计算机专业数据库课程设计中存在的一些问题提出一些观点和建议。
1 高校数据库课程设计中存在的问题
1.1 对课程设计认识不足
根据我们在实际教学中掌握的情况，很多学生认为课程设计只不过是一门考查课，没有试卷，没有老师监考，自己知识把实验做一下，课程设计报告交上去就可以了。甚至有些同学根本就没有自己的东西，随便到网上下载一个管理系统应付了事，到验收的时间，具体的设计是怎么完成的，一问三不知，当问到通过课程设计学到了什么的时候，很多人表示自己也不清楚。可见，很多同学对课程设计的重要性认识不足。实际上，作为对理论的巩固与应用，数据库课程设计是一门综合性比较强的课程。它不仅要求学生具备基本的程序设计理论，还要求学生掌握规范化的软件开发流程，它不仅仅是像某些同学认为的比较复杂的程序，而是一个完整的软件，要包括规范的开发文档等一系列内容，在数据库课程设计中，学生就是一名数据库应用软件开发工程师。所以，我们要加强学生对这门课程认识上的引导，培养他们严谨，科学的研发态度。
对于课程设计的目标，有些同学并不清楚，他们只是根据老师的要求，完成自己的任务，而不知道通过课程设计，自己应该达到什么样的目标，应该收获什么东西。很多同学在课程设计中只是停留在老师给出的题目和任务上，没有进行更深层次的考虑，他们认为只要完成任务就可以了。事实上，数据库课程设计是对软件开发的一个系统模拟过程，通过这项课程设计，让学生熟悉软件开发，数据库及其应用开发的操作流程，掌握行之有效的软件开发方法和软件开发工具。更重要的是培养学生严谨细致规范的学习作风，为科研工作奠定基础。
1.2 课程设计选题存在的问题
优秀的课程设计选题方案不仅可以提高学生的学习兴趣，也会激发他们的创作性，从而在课程设计中做出一定的成绩。但是有些学校在选题上存在几个问题；选题没有新意，每年都是同样的几个题目，有些同学直接把师兄师姐们的东西拿来照抄，这种选题不仅不能引起学生的兴趣，也不能跟上发展的要求；题目过大，比如飞机订票系统，火车订票系统等。这些选题看似不错，能够锻炼学生的开发能，但实际上根本没有必要选择这么大的题目，学生也没有能力完成这样的题目，所以，课程设计的选题很重要，应大小适中，以实际能力出发，最好结合学生自己的兴趣爱好方向，贴近实际情况，让学生自主选题，指导教师提出针对性建议和方向，让学生发挥自己的特长与创造性，会获得更好的效果。
1.3 课程管理复杂，考核方式不够科学
通过调研一些高校学校，发现其数据库课程设计的考核方 式与其他课程的课程设计一样，但是数据库课程设计本身更注重实践、更贴近实际的特点使它不能跟其他课程同等对待。我们了解到很多学校通常采用平时分加实验分作为总成绩，但实验分数上面存在很大的问题，就是最终课程设计的验收往往只是随便问几个问题，根据学生的回答情况给出相应的分数。我们认为在这种考核方式下学生是在被动地完成任务，而不是进行创造性的思考，不能够通过课程设计有效地提升学生的创新能力。
2 加强数据库课程设计建设的几点措施
针对以上在数据库课程设计中存在的问题，我们结合本校教学研究实践，总结了以下几点措施。
2.1 引导学生树立严谨的学习研究态度
严谨的学习态度是培养学生的一个重要目标，他们在不久的将来要成为国家科技发展的脊梁，肩负着科技兴国的责任，一个没有严谨求实的研究态度的人，是不可能担此重任的，数据库课程设计中出现的应付了事、抄袭他人的现象，反映出学生学习浮躁、投机取巧的学习态度，这种现象的出现不是偶然的，具有一定的“遗传性”，它反映了一个学校近期的整体学习风气，从表面上看是学生的学习态度不端正，从深层次上看，这在一定程度上暴露了学科教师的科研治学态度问题。教师要求不严格，没有加以合理的引导，也会导致这一现象的产生。
所以，我们必须先从端正的学生学习态度，在教学过程中对学生进行学习研究以及科研工作的基本素养教育，这不仅促进了学生良好习惯的养成，更重要的是其在无形之中具备严谨、科学的学习研究态度，无论对他们课程设计的完成，还是以后的工作学习，都奠定了坚实的基础。
2.2 开放式教学方式，增强学习自主性与创造性
长期以来，在数据库课程设计中由于课时少时间紧，在选题上，大部分教师提供固定的题目供学生选择，这样可以更方便的进行指导与管理，但在另一个方面却忽视了学生的个性发展。每个学生对教学内容掌握情况不大一致，对课程的理解也参差不齐，所以有必要让学生自由发挥，自选题目，自由选择开发工具，只要完成所要求的设计内容即可。加入在数据库选择上，可以选择 SQL Server、Oracle、Mysql 等，在开发平台上，可以选择 Power Buider、Delphi、. net、J2EE，这些内容需要学生自己选择，老师尽量不去指定某个平台。这样学生的自主性、创造性可以更好地发挥出来。
在人员分工组织上，很多情况下还是一个人完成系统所有的开发任务，这种做法不符合实际情况，因为在公司里面几乎没有哪个软件是由一个人负责开发完成的。我们需要培养学生良好的合作、交流表达能力，而课程设计恰好提供了这样一个平台，在实际操作中，可以更具学生不同特点，合理进行项目的分组。比如，每个组里面各包含一个组织能力较强的同学、动手能力较强的同学、语言书写能力较强的同学，这样不仅可以发挥每个同学的长处，又可以避免有些组几个人都只擅长同一样东西，课题无法很好的完成的现象。另外，如果有条件，可以模拟公司的开发环境，组织每个小组进行团队开发，让他们掌握团队开发中的软件版本控制问题，这些都能为以后的实际工作积累很好的经验。
2.3 规范化课程管理的构建
在课程管理环节，建议采用了以下流程：确定选题，开题，中期检查，系统验收，课程设计答辩，提交设计报告。通过规范化管理模式，学生可以清楚的了解在什么阶段应该做什么，课程设计得以顺利进行。
确定选题要求学生根据自身情况，合理进行分组，确定题目，描述系统要实现的功能，为开题做好铺垫。
开题是整个开发过程中最重要的一环，我们要给学生以良好的指引。这个阶段要求学生对系统进行需求分析，确定系统边界，建立业务模型，对具体的业务流程绘出图表，确定各个业务功能模块之间的联系。之后根据系统的功能模块，进行数据库的概念设计，抽象出业务实体，进行数据库的概念模型设计，画出 E-R 图，描述各个实体的属性、联系。这是整个系统的关键，直接影响到后面的详细设计的完成。
中期检查是对学生上一阶段的设计情况作一个总结，解决开发中出现的问题，比如，小组成员之间的有效沟通，进度是否符合要求等。
系统验收是对完成后的系统的正确性、可用性、合理性及性能，实现的情况是否与初期设计目标一致进行的一个检查。这一验收结果是评价学生完成课程设计质量的主要依据，比如，系统是否能够完成基本的数据查询、更新，是否使用了视图机制保护数据库的安全，是否试用储存过程提高系统的性能，是否有完成的日志系统以保证系统具备良好的可维护性，系统界面是否符合操作习惯等。
课程答辩是对整个系统完成情况的一个系统的总结，也是最终评定课程设计成绩的重要依据。学生在此过程中可以提高总结描述能力，通过对整个开发过程的总结，对某些细节问题的回答，提高了学生的临场应变能力及口头表达能力。
2.4 考核方式的构想
在进行选题的开放性教学后，由于大家的选题不一样，开发平台不一样，最终系统完成的功能、效果不一样，很多老师会遇到一个共同问题就是如何对课程设计结果进行考核。根据课程设计的流程，我们可以分别在开题、中期检查、系统验收、设计答辩4个环节进行考核评价。由于各个小组完成系统功能的差异化相同的某项功能。开题考核占整个课程评价的15%，评价标准初步构想如下：
概念模型：E-R是否符合规范；实体属性师傅完整、恰当；实体联系师傅正确。（7分）
系统结构：系统设计整体思路师傅符合需求；难度、规范是否合理。（5分）
开题报告：开题报告是否符合规范。（3分）
中期检查主要是对学生进行课程设计进度的监督检查，目的是督促学生按照课程计划如期完成课程设计任务，检查的指标包括各种数据操作是否实现，系统功能模块完成情况。中期检查占整个课程评价的20%，评价标准如下：
各种数据操作：数据库连接；查询，更新。（10）
功能模块：模块划分是否合理；模块互操作是否实现；模块功能实现的程度；流程图是否正确。（10）
系统验收是对学生课程设计的主要评价，学生对整个系统开发设计的完成情况都体现在这里，我门主要对系统界面、功能实现、系统性能、创新点、帮助系统进行考核。占整个课程评价的45%，评价标准如下：
界面：界面显示效果；可操作性。（（5分）
功能：正确性；实现程度；复杂性。（20分）
性能：稳定性；运行效率。（10分）
创新点：是否有创新之处。（5分）
帮助系统：完整性；操作是否方便快捷。(5分)
课程答辩是对整个系统完成情况的一个系统的总结，检查学生是否能够根据自身完成情况清楚流畅地介自己完成的工作，是否能够对老师提出的问题给出恰当的回答。占整个课程评价的20%，评价标准如下：
课题介绍：总结、表达能力。(5分)
答辩：正确性；实现程度。（7分）
课题评价：人员分工情况；团队合作情况。（2分）
课程答辩是对整个系统完成情况的一个系统的总结，检查学生是否能够根据自身完成情况清楚流畅地介绍自己完成的工作，是否能够对老师提出的问题给出恰当的回答。占整个课程评价的20%，评价标准如下：
课题介绍：总结、表达能力。(5分)
答辩：正确性；实现程度。（7分）
课题评价：人员分工情况；团队合作情况。（2分）
设计报告：课程设计报告是否符合规范。（3分）
技术文档：是否符合规范。（3分）
3 结束语
本文对数据库课程设计教学存在的几个问题作了深入的分析，提出了对学生严谨、科学、创新的教学目标，极大地调动学生的学习自主性，提高学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的创新思维能力。几年来，我们在数据库课程设计教学中积累了丰富的经验，提高了学生分析问题和解决问题的能力，同时也提高了学生学习课程的兴趣和课堂教学质量，并将继续将其发展和完善，在教学指导方法上不断创新，并在其他课程的实验教学中逐步推广。
参考文献
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[2] 王珊，萨师煊. 数据库系统原理[M].4版.北京：高等教育出版社，2006.
1.设计题目及内容的改革
对于“电子技术课程设计”题目的选择尤为重要。首先，设计的题目要够多，这样学生的可选择性才够大；其次，设计内容要新颖有趣，有一定的使用价值，每个题目都可以巩固学习电子技术课程重要的知识点，比如：电压超限报警电路的设计可巩固学习比较器和555电路以及各种逻辑门的使用；编码电子锁的设计可巩固学习触发器和门电路；多路数据巡回检测电路会用到包括寄存器、计数器、数据选择器和数据分配器等多个中等规模集成电路的内容；广告灯控制电路包括了可逆计数、逐位显示和蜂鸣报警电路等单元部分，会用到显示译码器、计数器和555电路等电子知识。指导教师在告诉学生设计题目的同时还要把实验室的现有资源给学生讲清楚，学生可在这些限定的条件下进行设计，比如：实验室可提供的触发器只有D触发器，逻辑门只有与非门。这样，学生在设计过程中用到其他的触发器和逻辑门时可以相应地改成实验室已有的器件。这就要求他们要熟练地掌握课本上的理论知识，能够随机应变。当然如果实验室确实无法提供器件，也要鼓励学生自己去购买，这使得他们熟悉了更多新型电子器件的规格和功能，提高他们亲历亲为的能力和学习兴趣。
2.预设计方案的确立
进行预设计时要鼓励学生用模块化的分析和设计方法进行设计。学生通过查阅资料，根据设计要求自行确定实施方案，给学生提供更大的自，使学生能够相对独立地进行实践，充分扬其所长。由于学生受到知识面的限制和其他主、客观原因的影响，初步的设计方案难免存在遗漏和错误，教师要对学生的设计进行把关，保证他们的设计能实现基本功能。同时，也可通过集体答疑的方式组织学生公开讲解设计方案，让学生互找问题、讨论解决方法，从而达到优化设计方案的目的。这些方法增强了教学的互动性，同时也为学生提供了充分发挥个人能力的空间，调动了学生们学习和创作的积极性。初步的设计方案确定以后就要进行仿真实验。Multisim是非常适合模拟/数字电路仿真的软件，它提供了大量的仿真元件模型，且仪器仪表种类之多是很多电子实验室无法比拟的。通过Multisim进行功能仿真可以发现一些设计中存在的问题，进一步优化设计方案，同时增强了学生学习的兴趣，加深了学生对理论知识的理解，提高了学生的实践能力，也使学生掌握了电子仿真软件的使用方法，为后续课程学习打下良好基础。最后，学生把初步的设计方案上升到理论的高度，写出一份详细的预设计报告，包括设计题目、设计任务、总体方案的设计、单元电路的设计、元器件的选择与参数计算，画出总体电路图，列出所用元器件的详细列表和参考文献。这样，做到设计思路清晰明了，为后面的安装调试做好充分的准备。
3.安装调试
按照自己的设计方案进行安装调试，是学生非常期待也是最能得到满足感的一个环节。按照预设计报告中元器件列表领取器件，然后分模块进行安装。在这个环节指导教师要引导学生注意整体布局的美观、规范，比如：电源线和地线要分开，各成一列，并分别用不同颜色的导线进行区分。在确定安装无误的情况下进行通电调试。在调试阶段，有些学生只要发现实验结果不对就手忙脚乱无从下手，指导教师要引导学生从信号输入的一端开始逐个模块进行调试，排除故障的方法要从大范围到小范围，最终找到故障的确切地点。在调试过程中要启发学生自己查找、分析原因，找到解决的方法。通过调试使学生加深对电路工作原理的理解，学会调试电路查找故障的方法。调试完毕后，不要马上拆线交给老师完事，指导老师要鼓励学生用调试好的电路做实验，例如：可以对单元电路的输出进行实际的测算，并跟理论分析结果进行比较，进一步理解电路的特性。这样做可以通过课程设计为学生提供锻炼的平台，提高学生的实践能力和学习积极性。
4.撰写总结报告
总结报告是学生对课程设计全过程的系统总结，不能等同于平时的实验报告，因此，学生应按规定的格式进行书写。总结报告的图纸要规范，所有图纸都按工程设计标准严格要求。这样可提高学生的方案表达能力、工程制图能力和科技写作能力等基本综合素质，为毕业论文的书写打下基础。
5.建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键
在注重结论正确的同时，应该强调整个设计方案实施的全过程。成绩评定包含五个部分：一是预设计方案的正确性与合理性及仿真的结果，占总成绩的25%；二是实验动手能力（包括安装工艺水平、仪器使用、调试过程中分析和解决问题的能力以及创新精神等），占总成绩的30%；三是学生的答辩情况，占总成绩的10%；四是设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神，占总成绩的10%；五是总结报告（包括方案的论证、调试过程中出现的问题及解决方法、数据处理、结果分析、收获和体会等）占总成绩的25%。这样一种相对完善的成绩评定体系使学生在课程设计的任何一个环节都能认真对待，提高了学生学习的积极性和主动性。
二、改革的效果
1.培养了学生对设计性实验的兴趣，增强了学生动手实验的信心由于设计题目与实际紧密联系，充分调动了学生的学习热情和自觉性，学生在独立完成电路后兴奋不已，很多同学对自己设计并调试成功的电路爱不释手。
2.提高了学生多方面的能力在动手实践设计过程中，学生们从通过查找资料给出预设计方案到互相配合着进行安装调试，最终得出实验结果，每一环节都发挥了他们的主动性和创造性，提高了分析和解决各种问题的能力以及相互合作的能力。
三、结束语
关键词：课程设计；实验教学；工程应用能力
作者简介：莫琳（1969-），女，广西玉林人，广西大学计算机与电子信息学院，实验师。
基金项目：本文系广西大学实验室建设与实验教学改革项目（项目编号：2100702）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）14-0122-02
EDA（Electronic Design Automation，简称“EDA”）是电子设计的主潮流和方向，它的发展推动了电子行业电子技术的快速发展，也促使了高校电子技术课程必须进行相关教改。EDA的引入对数字电路课程设计的教学改革、系统设计、技术应用、方法、思路具有重要意义；把理论综合地运用到一些实际的较复杂的电子电路系统工程中去，锻炼了学生的实践基本技能，培养了学生的工程应用能力及创新能力。本文结合广西大学数字电路课程设计实验教学的现状、存在的问题，重新研制了实验教学平台，探讨了数字电路课程设计教学改革的措施及取得的成效。
一、数字电子技术实验室现状及存在的问题
目前，数字电子技术实验所使用的设备主要是以装有74系列芯片为主的实验设备，[1]其实验结果显示于实验箱上的发光二级管及数码管，主要能满足单纯的验证性实验，但也存在实验内容受限、扩展性不足等诸多问题。
在教学过程中，首先向学生布置题目，学生对题目进行系统设计，然后使用Multisim进行仿真测试，最后用硬件实现电路。[2]通过仿真检测学生的设计方案是否可行，只是模拟实现，没有真正实现设计结果，要看到结果只有通过实验箱连线，用万能板搭建，或用PCB制板等方式。这些方法存在着诸多弊端：对于学生设计出来的复杂的电路，需要多块芯片、多条导线才能接出；电路接好后容易出现接错线、电路接触不良、损坏芯片、排查电路困难，以及PCB制板过程繁琐等问题，这些问题花费了学生大量的时间和精力。
二、实验平台的设计与功能特点
随着数字电子技术的发展，现场可编程器件（FPGA）的出现，给数字电路的设计带来了很大的便利，设计更为灵活。考虑到数字技术的发展、实验教学的需求和任务，决定采用以FPGA芯片为核心的实验平台，这样不仅能够满足现今的教学需求，同时能够向学生展示最新技术的发展，激发学生学习数字技术的兴趣。[3，4]
实验平台采用核心板+功能扩展板的方式，系统方框图见图1。
1.主要功能
（1）输入模块。输入模块包括USB供电模块、下载模块、独立按键和八位矩阵按键。其中供电模块采用常见的Mini USB接口，可从电脑或者USB充电设备中获得+5V的电源。下载模块提供JTAG和AS两种下载模式，JTAG模式通常用于程序代码的测试和验证部分，AS模式则适用于程序代码的应用环节。输入按键是控制设备必不可少的部分，在核心板上提供了四位独立按键，在功能扩展板上提供了八位矩阵按键，为满足教学和创新实践应用提供了有力保证。
（2）输出模块。输出模块主要集中在功能扩展板上，集合目前教学任务的该功能扩展板包含了七段数码管、路口红绿灯模块、蜂鸣器和LED指示灯等。根据不同的教学任务将原理图或代码和实验平台相结合，系统就可以根据不同的实验操作指令向相应设备传送信号，并显示不同的实验结果。同时可以根据不同要求更换和升级功能扩展板，达到充分利用资源的效果。
（3）核心模块FPGA芯片。选用Altera EP1C6T144C8作为核心单元，实验平台的集成开发环境为QuartusⅡ，其中设计输入主要有原理图输入和HDL输入两种方式。学生已经学习了数字电子技术的相关课程，对各种基本的数字电路单元有了比较深入的了解和认识，在进行实验的过程中主要是通过原理图输入，经过仿真和综合后配置到FPGA芯片中，然后在实验平台上直接观察实验结果。教学流程如图2所示。
使用原理图输入的方式适合刚学完数字电子技术的学生，该方式非常直观、形象。同时鼓励学生学习Verilog HDL或VHDL，基于可移植性和规范化方面的考虑，绝大部分FPGA设计和ASIC设计最终都将统一到HDL（硬件描述语言）平台上，为以后进入FPGA的开发领域打好基础。
2.实验平台的特点
设计开发板体积小，便于携带。学生可借出在宿舍或在开放实验室完成设计，设计灵活方便，学生可随意安排自己的时间。QuartusⅡ软件中，提供的元件基本满足设计的需求，减少了购买元件的成本。真实性强，学生在仿真设计过程中，可直接看到设计与实际是否相符，对出现的错误可随时修改。将设计—仿真—实现连成一体，提高了学生的学习热情。
三、数字电路课程设计实验平台在课程设计中的实施
1.优化设计内容
新的数字电路课程设计实验平台设计好后，对课程设计的实验内容做了调整。
首先在选题时扩大了范围，其次适当增加了难度。对于较复杂的设计电路，都可通过软硬件结合的实验平台实现。允许两人一组，鼓励一人一组。让学生在做课题时重在设计。学生根据自己的知识水平采取不同的设计方法实现，选出最佳方案。把设计好的电路下载到试验平台上就可直接看出设计成功与否。
2.注重实验过程
（1）理论指导，布置设计。在理论教学阶段，让学生掌握数字电路系统的一般设计方法。对于复杂的数字电路系统，由整体到局部进行组合，再由局部到整体进行设计，要求学生学会模块化的设计方法；然后布置设计任务及题目要实现的具体功能。
（2）学生查阅资料。学生根据题目要求，到图书管、网络、资料室了解相关技术应用，参考相关方案，根据自己的能力选定题目、制定设计方案。在这个阶段，教师只是起引导作用，要求学生对设计的课题要充分理解并掌握其原理，这样才能为后续的仿真设计、电路板调试打下良好的理论基础。
（3）系统仿真设计及软硬件系统调试。在数字电路课程设计中引入EDA仿真软件教学，把EDA技术应用于数字电路课程设计，让多数学生能在短时间内掌握其使用方法，并运用自如。
学生们在校期间如能熟练掌握EDA技术，对提高自己的工程应用能力，适应社会需求，找到合适自己发展的工作非常有利。
（4）撰写实验报告。撰写课程设计报告。课程设计报告是一份严谨的科研报告，要求学生提交设计方案、设计过程、元器件的选择、逻辑算法、调试方案、调试中处理问题与解决问题的方式，以及实验结果、数据分析、报告总结等。[5]严格的要求对培养学生实事求是的工作作风有积极的促进作用，为今后撰写毕业设计打下了坚实的基础。
3.完善的考核制度
合理给出成绩是培养学生工程应用能力的动力。[6]它不仅反映了学生的真实水平，还能激发学生的学习热情和创造欲望。
考核方式采用小组答辩的形式，同样题型的学生组成同一小组，在小组会上学生介绍自己的设计方案、实现方式，并当场演示实验结果。教师和其他学生对其设计进行提问和讨论，并在同一题型中选出最佳方案，每组最佳方案在全班总结会上展示，让学生了解自己的不足，取长补短。
实践教学表明，学生们通过数字电路课程设计这门和实践紧密联系的课程的训练，工程应用能力得到了大大提高。
四、结束语
目前电子行业人才竞争激烈，不但要求学生理论基础扎实，而且要有较强的自学能力及实践动手能力。通过使用新的实验平台，学生们了解、接触了电子行业最新的技术方法及制作过程，开阔了设计思路，扩展了学生实验设计的范围。数字电路课程设计的训练为后续课程中更为复杂的电路设计、电子制作打下了良好基础，每年都有不少大三、大四的学生，在全国、全区的大学生电子设计竞赛中获奖，这些成就都得益于数字电路课程设计的训练。
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1根据教学实际，合理安排时间根据教学大纲，本课程设计安排两周时间，具体安排如下:1)理论设计，确定预设计方案:3d。要求画出框图，总体逻辑电路图，提出元器件清单。
2)安装调试，改进完善:5d。要求在规定时间内安装调试完毕并达到技术指标，布线要求可靠并尽可能整齐，集成块数量要求尽量少。
3)撰写设计报告:1d。根据设计过程、设计结果撰写设计报告，并且行文格式要符合规范要求。
4)验收电路:0.5d。各组装调好的电路经老师、组长验收其完成情况，包括功能、布线工艺、集成块数量。
5)总结交流:0.5d。在分组总结交流的基础上写出课程设计总结报告(1周后交)，必要时可以组织一次全班性的交流。如果集中进行设计实践，元件充足，这样的安排无疑是比较合理的。但由于一个学期往往同时开设多门课程，有许多课程又无法集中安排，这样给排课带来困难。由于事先又无法准确知道设计需要哪些元件，学校无法预先备有充足元件，而元件的购买在我们这里也无法在很短的时间内买到。因此，在实际教学中我们把时间分散，通常是在一个学期或半个学期内完成，每周有固定时间让老师指导学生进行设计，并进行答疑。这样学生能自由利用空闲时间进行电路设计，到实验室制作PCB板，得到实践锻炼的机会就大大增加了。
2明确设计要求，让学生心中有数
要求学生利用已学过的数字电子技术基础知识，充分发挥主动性，自行设计电路，自拟实验方案，最后完成电路设计、实验、测试、撰写设计报告等全部工作。具体是:
1)根据设计任务、技术指标对课题进行分析;通过查阅资料、理论计算，得到设计方案;选择元器件，搭接线路，实现方案;分析实验结果，写出设计总结报告。初步掌握典型数字电路的试验、设计方法。
2)通过对典型数字电路的设计和仿真，掌握利用EDA技术分析和设计电路。3)通过独立思考问题、查阅工具书、参考文献，寻找解决问题的途径;掌握常用基本电路的调试、测试的一般规律、常用测试仪器仪表的使用;对设计结果独立进行分析、评价，培养自学能力和独立分析问题、解决问题能力。
3切实加强各个实践环节，实现教学目标
数字电子技术课程设计是一个循序渐进的过程，这一过程中每一个阶段的成功与否对下一阶段及整个课程设计是否达到预期效果起着非常重要的作用［1］。因此每个环节都要十分重视，切实做好。
3.1讲解指标，明确方向
利用一定的时间给全体学生讲解教师拟出的每个题目的设计技术指标与要求，让学生充分了解题目设计的性能、指标内容及要求，以便明确设计应完成的任务。同时向学生介绍题目设计的大概思路、基本步骤和方法，这样使学生明确设计的目标和方向。
3.2双向选择，确定题目
在课程设计教学中，可由学生自己选择课题、自由组合，给学生以更多的时间和空间，有利于学生个性的发挥和创新能力的培养。实践证明，只有学生对课程设计的内容感兴趣，才会产生解决问题的兴趣，才会转化为学习的动力［2］。为了有效杜绝雷同现象，锻炼每个学生的动手能力，我们拟出了16个参考题目。先让学生根据自己的知识水平、兴趣爱好、掌握资料，选择题目;然后老师根据具体情况裁定。一般来说每个教学班大约35人，这样每个题目2～3人，并且要求学生设计电路时，可以发挥创新能力，在完成老师提出的功能基础上，可以进一步拓展电路的功能或提高电路的性能。另外，相同的题目可用不同的芯片来实现，这样学生设计内容雷同的机会就大大减少了。我们所出的题目几乎覆盖了数字电子技术各个知识面，从基本的中小规模集成电路，到随机存取存储器都包括在内，从数字钟、抢答器、交通灯到频率计、电压表、彩灯控制，这些课题既有知识性，又有实用性和趣味性。
3.3仿真设计，确定方案
EDA技术为分析和设计数字电路提供了一种全新的现代化的方法［3］。电路仿真是利用EDA系统工具的模拟功能对电路环境和电路过程进行仿真［4］。利用仿真软件辅助电路设计，提高了设计的成功率，调动了学生的兴趣和积极性。重要的是学生可以利用该软件进行自主创新设计，通过软件仿真模拟，进行各种测试分析，修改和完善自己的设计，从而大大提高学生电路设计水平和分析问题、解决问题的能力，激发他们的创新意识［5］。因此，我们先让学生根据选定题目的技术指标和要求，在计算机上进行仿真设计。有时实现同一功能，往往可有多种方案，这就要求学生从功能、性能价格比、实现的可能性等角度出发综合考虑，最终制订合理的设计方案。
3.4购买元件，检测参数
学生根据自己的设计方案，定出元件清单，上报老师。老师根据实验室的情况，确定购买的元件，进行采购。对于中规模集成电路，我们通常利用购买管脚座和共用芯片的方法，也就是学生搭建电路时，焊接的只是管脚座，芯片可反复使用，这样既可节约经费，也可避免因某些学生焊接技术差而损坏集成芯片。学生拿到元件后，必须对元件进行检测，杜绝把参数不符合要求或已损坏的元器件焊接到电路中，进一步提高了学生检测、判别元器件好坏的能力。
3.5焊接元件，搭建电路
学生根据设计方案在万能板上进行焊接搭建电路，在装配电路的时候，一定要要求学生认真仔细、一丝不苟，不要出现错接或漏接，杜绝假焊、虚焊，以避免出现人为故障。同时要求元器件在线路板上的排列规范，疏密合理，美观科学。
3.6通电测试，完善功能
焊好电路后，在老师的指导下进行通电测试，看是否达到功能指标。对某些较复杂的电路可以先对各单元的电路分别进行装配调试，达到指标要求之后，再联系起来统调。学生在课程设计中出现了故障和问题，要善于用理论与实践相结合的方法，去分析原因，要学会区分是由于接线错误造成的故障还是由于器件本身损坏而造成的故障，这样就可能较快地找出解决问题的方法和途径。在课程设计过程中，还会出现一些预先估计不到的现象，比如电路的接法没有错误，电路仿真也成功，但就是不能实现电路的某些性能指标，这就需要改变某些元件的参数或更换元器件，甚至需要修改方案。
3.7反思过程，撰写报告
作品完成后，每个学生必须认真根据自己的设计方案和设计、检测过程，撰写设计报告。报告必须完整，它包括了技术指标、方案的设计、参数的计算、元器件的选择、流程框图、原理图和装调测试中遇到的问题分析与解决方法及实验结果分析、收获、体会等内容［6］。同时要求设计报告的行文排版要符合规范要求，这样可提高学生的科技写作能力、方案表达能力。
3.8充分准备，答辩验收
每个学生必须做好验收答辩的准备，按时答辩，检测验收，最后上交作品和设计报告。在验收环节上，我们采用了答辩形式，效果很好，使学生加深了对设计的理解，熟练操作，增强技能的目的，同时，提高了表达能力，为今后的毕业设计以及工作提供了一次锻炼机会［7］。
4完善考核体系，合理评定学生成绩
建立严格的实践考核与成绩评定体系，可以有效地增强实践指导教师的责任感，公平、公正地评价学生的实践能力，提高了学生对实践课程的重视程度。对于数字电子技术课程设计我们采用了下面的评分标准:
1)设计成果(PCB板)质量，占总成绩40。主要考查学生电路设计的难易程度;电路的设计是否规范合理、美观;电路的连接、调试方法是否正确;电路的性能是否能够达到设计的要求。同时，要求学生在设计过程中，要从生产实际和现有条件出发，力争做到制作的项目具有较高的性价比。
2)设计总结报告，占总成绩30。提供设计报告，包括方案论证、元件清单、原理图、存在问题、解决方法、调试步骤和数据分析等;书写、排版是否规范。
关键词:面向对象;程序设计;实践教学;精品课程
中图分类号:G642 文献标识码:B
1引言
“面向对象程序设计”课程是高校计算机科学与技术专业的一门重要的专业基础课。也是“数据结构”、“编译原理”等专业课的先修课程,在整个专业的教学体系中占有非常重要的地位。该课程的授课对象是大学一年级的学生,他们有一定的逻辑思维能力,基本掌握面向过程的程序设计方法。但对面向对象思想方法的抽象性和复杂性,面向对象语言C++本身的高难度,使之成为一门比较难以学习和掌握的课程,学生学习效果不佳,应用能力不强。因此如何提高学生面向对象技术的应用能力,提高教学效果是本课程教学改革主要探索研究的内容。
“面向对象程序设计”在2007年被列为我校精品课程,课程建设目标之一就是分析课程现状,找出问题结症,改革实践教学方法、手段、内容,切实提高学生的“动手能力”――运用面向对象技术解决实际问题的能力。
2存在问题
我校计算机科学与技术专业从2002年开始讲授面向对象语言――C++。多年的教学中,主要存在着以下问题:
(1) 学生有面向过程的程序设计能力,但较难接受面向对象的思想和方法,往往在C++的开发环境中,设计出纯面向过程的程序。
(2) 缺乏归纳、总结能力,独立分析问题、解决问题的能力。特别缺乏大程序的设计、调试能力。
(3) 现有的实验教材和指导书中内容过多的验证性实验,严重地影响了学生自主学习、创新提高能力的培养。课程前后实验缺乏必要联系,缺少计算机解题的逻辑思维训练。这些问题势必降低了课程的教学效果,影响了学生应用能力和创新能力的提高。
3实践教学目的
站在认识论的角度看,面向对象是一种认识客观世界的认知方法学,同时也是一种解决问题的思维模式。面向对象理论体系将对象作为需求分析和系统设计的核心和主体,在此基础上,引用科学方法论中的分类思想,将相似的一组对象抽象为类,采用各种手段将相似的类组织起来,实现问题空间到解空间的映射。课程教学中存在的上述问题,体现在学生身上,根源在教学上。我们的实践教学不能再仅仅教会学生如何套用语言的语法,依样画葫芦验证教材和课堂讲课内容,而是应该包括如下两个方面的教学目的。
3.1提高学生对面向对象思想、方法的理解,全面掌握面向对象的技术,并熟练应用之
作为面向对象程序设计这门课程,它有着自身完备的知识体系以及教学线索。其中蕴涵这样一条知识主线:提出问题建立类与对象运用对象解决问题对对象的改进、进化建立继承机制产生类族建立多态机制类的复用类的模版技术对象对消息的响应机制对象的异常处理机制。课程的教学任务就是要不断地灌输上述知识主线,实践教学的任务就是将现实世界的类和对象的概念源源不断地引入到实验中,用面向对象的语言去描述,使用对象的方法去解决实际问题。
3.2对课程内容总结归纳,使学生理解C++语言内在规律,提高自主创新能力
C++中的知识点、规则众多、繁杂,平时单个实验只能包含一至两个知识点。实践教学要在单个简单实验的基础上,适时进行总结、归纳,揭示规律,从而提高学生自主学习、提高创新的能力。例如在掌握了类的构造函数、派生类和组合类的构造函数、复制构造函数、深复制和浅复制等知识点后,要求学生总结异同点,找出内在规律,并在课外实验题中将这些知识点串联起来,形成一个综合性、设计性实验。
4改革与探索
在课程的教学中坚持实践教学不断线,将实践教学贯穿于课堂内外。一方面,教师要发挥自己的主导作用,想方设法去激发学生的学习热情;另一方面,根据学生能力的不同,充分调动学生的主观能动性,挖掘他们学习上的潜力,让他们感受自己独立解决问题的乐趣,提高他们的动手能力和分析问题、解决问题的能力。几年来,我们对实践教学进行了以下几个方面的改革。
4.1建立三个层次的课程实践教学结构,重视应用能力的培养
C++知识体系庞大,内容繁杂,教学大纲规定要求掌握的知识点、技术也很多。为此我们建立了由三个层次实验内容组成的实践教学结构,着力提升所有学生的语言应用能力。这三个层次分别是:
(1) 课内实验,该类实验主要涉及课程的相关知识点。实验目的是使学生理解、巩固并掌握理论教学的内容。要求所有学生都必须完成。
(2) 课程设计,主要是设计与开发性实验。该类实验以“任务”或“课题”形式提出实验要求和具体的实验结果,学生以组为单位进行设计。要求掌握实验所涉及到的知识,通过综合利用这些知识来设计、开发并最终完成课程设计项目。
(3) 各类科研,对部分学习能力强的学生,请他们参与课外研究或教师科研,重在培养学生的研究能力与创新意识。
4.2改革教学内容,强化面向对象思想方法的传授
传统的语言教学方法总是从面向过程的技术开始讲解,再讲授化面向对象方法。在教学改革中,我们从课程第一节课开始进入“面向对象”的世界,让学生接受面向对象的思想,理解接受面向对象的概念,不断训练学生从客观世界事物中抽象类的能力。例如一般教材是先学习结构,后学习类与对象。我们在教学中相反,先学习类与对象,再涉及结构(学习结构也只是因为后续课程“MFC的应用”中存在结构类型)。学生的第一个实验就是类实验。
4.3重视实验内容的设计,精心设计实验内容
我们发现不少实验指导书的实验内容设计不科学,实验设计缺乏层次性和连续性,只注重单个实验,没有重视前后知识的积累、迁移。验证性实验多于设计性、综合性实验。使得学生实验后的收获也仅是只见树木,不见森林。为此我们结合课程建设目标和专业人才培养方案,精心设计编制了有利于能力培养的实验教材。其中8个实验(见表1)属于第一层次的实践。8个实验涵盖了C++主要技术,在概念、内容上前后紧密衔接,有适度覆盖,后一个实验解决前一个实验中存在的不足。全部实验结束形成一个包含C++主要知识点和技术的简单应用程序。实际教学效果证明,学生通过这样的实验,面向对象程序设计能力大大提高。
同时实验指导书对实验内容进行了拓展和延伸,同时开设了大量的选作实验,使得学生在课外,能根据各自能力、爱好选做,以此来拓展思维,培养创新能力。
在课程结束后,增加了2周“面向对象程序设计”课程设计。这是第二层次的实践。课程设计是一个研究性学习的过程。在指导老师的辅导下,学生2～3人为一组,以项目开发的形式,完成一个包含C++主要技术、功能相对完整的应用程序。要求学生完成相应的项目需求分析、设计、调试、运行,撰写课程设计报告。进一步增强学生独立分析问题、解决问题的能力。
在教学过程中,注意发现学习热情高,创新能力强的学生,及时吸引他们加入教师的科研团队,参与教师的科研课题。组织引导他们参加学校、省市各类学生科研活动、程序设计竞赛等。这就是第三层次的实践。
4.4改进实践教学的考核方法,注重创新能力的培养
首先鼓励学生采用“奇特的”、“五花八门”不同算法进行实验,发挥学生创造性思维,培养学生的创新能力。在成绩评定上,不拘泥于程序是否完全正确,而是更注重是否采用了合理的技术、程序设计是否新颖、独到。事实上不少学生设计的算法很有新意,设计的程序很独特。
在课程设计中则着重考察学生分析问题、解决问题的能力、科研能力和工程能力是否得到锻炼。通过检查课题设计内容,了解学生是否采用了面向对象的主要技术、这些技术的应用是否合理;通过提问了解学生通过课程设计对理论教学中的内容是否有更深的理解和体会,对课程设计中遇到的各类问题采用了什么方法加以解决。
5改革的效果
课程组在“面向对象程序设计”课程教学过程中坚持改革,从教学思路,教学方法、教学内容、考核评价方式等方面不断探索、并不断完善。经过两个学期的考试(实行教考分离)、参加江苏省ACM竞赛、挑战杯比赛、参加教师科研活动等,都取得了较好的成绩。因此,这一教学改革措施得到广大学生的认可。
参考文献:
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关键词：数据库应用技术；教学改革；案例驱动；课程设计
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）38-0054-02
《数据库应用技术》课程由早期的dBASE数据库系统发展而来，随后是更强功能的Foxbase。在Windows系统普及以后，教学内容转向基于Windows平台的Foxpro2.5，目前仍有不少高校讲授Visual Foxpro 6.0。随着微软Office系列办公自动化软件的流行，很多院校开始转向Office系列中的Access数据库管理系统。《数据库应用技术》课程是普通高校非计算机专业计算机基础教学指定的课程之一，也是笔者所在的学校文科类计算机基础必修课程。
一、当前教学现状及存在问题
大多数普通高等学校都开设了《数据库应用技术》这门课程，但由于教学内容与实际应用联系不够紧密，教学方法不够灵活，导致学生学习状态不佳，学习目的不明确，学习效果不理想。学生在学完这门课程后，不知道所学习的东西有什么用，在实际应用时也就无从下手。在教授《数据库应用技术》这门课程的过程中，存在的问题主要有如下几个方面。
1.教学及教材内容陈旧。前些年的《数据库应用技术》教材主要以关系数据库Visual FoxPro为例，介绍数据库的基本概念、基本操作及数据库编程，由于教材编写时间相对较早，其中的许多数据库理论和技术在实际应用中很少被采纳，另一方面，教材中过多数据库操作和程序设计命令对没有计算机编程基础的学生来说难以理解和接受。
2.实践教学环节薄弱。目前实验课教学存在很多问题，如学生实验目的不明确，实验内容不全面、并且大多是验证性的实验，缺乏应用性和创造性。用于课程设计的时间短，课程设计的题目和内容大多仿照教材和相应参考书上的实例，有些学生为了完成任务，甚至互相拷贝修改，没有亲身经历数据库应用系统开发的全过程，如：系统调查与需求分析、系统概要设计、系统详细设计、系统测试等环节。
3.课程考核方式单一。课程考核方式一般是考试或课程设计（大作业）。单一的考核方式不能全面体现学生的能力。考试不管是卷面形式还是机试，都容易导致学生死记硬背知识的现象，不能灵活运用所学的知识。课程设计或大作业一般只上交系统的课程设计说明书和开发的应用系统，这种方式难以避免学生相互复制、滥竽充数。
二、课程改革
1.精心设计教学内容，编写教材。在课程内容设计上，目前大致有两种类型：一种侧重数据库理论，另一种偏向数据库基本应用。前一种主要着眼于培养学生数据库理论素养，但这对非计算机专业的学生来说，有“本末倒置”之嫌；后一种虽然着眼于“学以致用”，但要么教学过程以比较陈旧的实例作为素材，要么实验内容设计得过于复杂和费解。结合学校应用型人才培养方案和目标，在总结多年教学经验的基础上，我们长期从事《数据库应用技术》教学第一线的教师重新编写了新的教材。教材选用Access数据库管理系统作为教学示例软件，用案例驱动的方法组织编写，全书以一个完整的数据库应用系统案例“学生信息管理系统”为基础，通过一个个操作实例，详细介绍Access数据库对象的操作方法及开发数据库应用系统的完整过程。
2.采用案例驱动教学。案例的设计和选择对于案例驱动教学的效果很关键。教师设计案例时，在把握教学内容的前提下，从教授学生基础和所学专业出发，尽量设计一些符合学生认知、难度适中的案例。案例设计贯穿前后教学内容，讲授演示时要注意引导学生分析问题、思考问题、发现问题，从而实现知识的扩展。案例教学中引入学生的成果，挑选出历年学生设计的优秀项目，在教学中演示给学生观看，激发学生的学习热情。演示过程时分析项目的设计思路和实现方法，从而引出该项目中涉及的知识点和采用的数据库技术，启发学生对别人项目进行完善和扩展，达到知识融会贯通和创新能力的培养。
3.加强实践教学，编写配套实验教材。《数据库应用技术》是一门实践性很强的课程，学生通过上机实验理解和巩固课堂教学内容。为提高实验效率、达到事半功倍的效果，我们编写了配套实验指导教材，内容包括与主教材各章节配套的实验和习题，每个实验包含实验目的、实验要求及实验步骤，注重实践能力的培养，而且每个实验后面还有实验练习，注重学生独立思考和独立解决问题能力的培养。在整个教学过程中，课堂教学和实验教学各占一半，在上机实验过程中，教师不仅能及时发现学生学习中存在的问题，从而动态地调节课堂教学的内容和进度，还能培养学生利用计算机解决实际问题的能力。
4.重视课程设计。课程设计是整个教学活动的总结，通过课程设计让学生对本课程内容进行系统归纳并应用于实际生活中。根据学生的实际情况，我们采用分组课程设计，每组3～4人。分组的目的是为了培养学生团队合作能力，互相取长补短。课程设计题目可以由教师推荐，也可以由学生自拟。题目的范围不限，可以结合专业或兴趣及学习生活的需要。为了避免学生互相拷贝、不劳而获，同时也为了让每位同学都得到锻炼的机会，要求每组题目不准重复。学生根据课程设计要求，组长分配任务，按照各自具体的任务进度独立完成，在整个项目设计过程中学生是主导者。任务完成后，以组为单位，每组一位同学进行项目答辩，在答辩的过程中，教师提问，学生解答。最后上交已测试可运行的数据库应用系统和课程设计说明书。根据课程设计说明书的质量、课程设计过程中的工作态度、项目答辩情况等综合给学生打分。
5.完善考核制度，重视能力培养。《数据库应用技术》这门课程要求学生既要掌握一定的理论知识，也要熟练运用一种数据库管理系统软件。传统的卷面考试会导致学生死记硬背，出现“高分低能”的现象，这与该课程应用型人才培养目标相悖。为了应用型人才的培养及全面测试学生的能力，我们采用多样化的考核方式。对课堂教学和上机实验采用机考和通过教学平台上交实验作业的考核方式；针对课程设计采用项目答辩的考核方式；以上两个方面按照5∶5的比例，给出最终评定。实践证明，这种方法实施以后，学生那种临时应付和投机取巧的现象减少了，课堂学习效率提高了，教学效果和教学质量也有了明显的提高，从根本上解决了学生重理论、轻实践的问题。
经过多年的教学探索和实践，《数据库应用技术》课程实现了教学、实验、课程设计、课外教学的统一设计，明确了教师的责任由“教”变为“导”，激发了学生自主学习的积极性，培养了学生自主学习的意识和能力，为后续课程学习和实际应用打下了坚实的基础。
参考文献：
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[2]王丽娜，杜玫芳，冯烟利.应用型人才培养模式下的ACCESS课程的构建[J].计算机教育，2012，（20）44-46.
关键词 建筑环境与设备工程 校内实践 教学改革 人才培养
中图分类号：G420 文献标识码：A
建筑环境与设备工程专业（简称建环专业）研究并创造满足人类生产和生活所要求的各种人工环境，是一门工程应用性较强的专业。自2000年新建“建环专业”起，我校就本着“培养基础扎实，知识面宽，能力强，素质高，具有一定的创新能力、较强的实践能力和良好的发展潜力的高级专门人才”的宗旨来完善专业教学和培养学生。
1 校外实践教学存在的问题
建环专业涵盖面广，具有设备多、散、技术更新快等特点。通过以往的校外认识实习和生产实习情况分析，存在如下问题：（1）由于认识实习在大三第一学期初进行，学生对专业的认识较模糊，很难分清实习中应参观的重点。（2）生产实习取决于施工班组的安装任务，学生跟在师傅后边被动地学习，只能掌握该施工班组的基本操作技能，导致实习单一化。（3）企业从安全和生产角度出发，把学生当成一种负担，不愿意接受实习学生。
2 校内实践教学的创新改革措施
2.1 实习电教片的运用
认识实习过程中，学生对专业的不熟悉影响了实习效果。为此，建环教研室教师深入现场，采集了大量影像文件，按供热、通风、空调、供燃气等专业方向分类，每个方向又按源、输配、终端细分，制作了认识实习电教片。在学生进入现场进行认识实习之前，由专业教师为学生播放电教片，并进行细致讲解，促进学生对专业的感性认识，运用电视教学手段保证学生去现场参观之前对所要参观的内容有一个系统的了解，提高了认识实习效果①。
2.2 校内实习地点的建设
由于认识实习和生产实习时间固定，为了满足学生随时实践和因需实践的要求，我校于2005年6月建成了建筑面积90m2的暖通空调实习基地。该基地拥有一台新风机组、四台风机盘管、两台轴流风机、两台实验用电冰箱、四台实验用空调，五台活塞式制冷压缩机（其中一台作了加工处理，可以使学生清楚的观察到活塞式制冷压缩机的压缩过程和供油系统）、多组散热器和多种操作工具，学生可以随时进基地参观这些实际设备，通过对实物的观察，学生可以结合理论知识更清楚地了解实际专业设备的内部构造和工作原理，该基地同时为学生准备了管道连接、散热器拆装、电冰箱维修开放实验和空调维修开放实验，以此提高学生动手能力，并巩固和促进课堂教学效果。此外，我校将学校的空调机房、供热锅炉房（燃煤和燃气）、太阳能供热站等资源作为校内实践点，学生在课程学习及课程设计阶段，能够有针对性地参观，为理论与实际的联系提供了便利条件。
2.3 综合性和创新性实践环节的完善
综合性和设计性实验强调多门课程知识或一门课程中多个章节知识的综合应用。为了加强学生综合运用知识能力及创新能力的培养，我校建环专业开设了“多工况空气处理过程模拟实验”、“供暖系统安装、调试及运行”和“自动控制系统组态与编程”三门独立进行的设计性实验，由学生独立设计、操作、记录、数据处理及分析②。
“多工况空气处理过程模拟实验”依托我校“中央空调综合实验台”，学生可从 “春（秋）季模拟夏季实验” 、“春（秋）季模拟冬季实验”、“夏季模拟冬季实验”、“夏季模拟春（秋）季实验”、“ 冬季模拟夏季实验” 、“冬季模拟春（秋）季” 中自由选择实验题目，制定实验目标及设计实验过程。通过该实验，学生掌握了空调系统测试、建筑室内综合参数测定等技能。
对于“供暖系统安装、调试及运行”实验，学生根据实际供暖房间的建筑图，分组设计该房间的供暖系统，绘制施工图，采购相应设备及材料，并自行安装和调试所设计的系统，整个设计过程中，学生还需进行工程预算和决算。通过该实验，学生对供暖系统的设计、备料、施工、调试和测试有了更深刻的认识，提高了设计、动手和分析能力，并对各种供暖形式的施工难度、成本及供暖效果有了直观认识。
“自动控制系统组态与编程”以我校“中央空调综合实验台”为控制对象，学生动手组态、调试、运行控制系统，实现特定运行工况的控制。通过该实验，学生初步掌握了空调自动控制的设计及调试。
实践表明，以上实验的开设效果明显，学生反响热烈，积极性也非常高，应用理论知识解决实际问题的能力也得到了很好的锻炼。
2.4 生产实习、课程设计和系统模型的有机结合
由于跟班实习制度和企业施工进度安排的特殊性，学生在生产实习过程中对系统整体流程的认识不足，对管道和设备的连接及附属设备的设置位置不清楚。我校将生产实习和课程设计环节打通，集中安排在大四第一学期进行。学生四人一组，从图库中随机选择建筑图纸，分别进行建筑水暖电课程设计（综合给排水、采暖和建筑电气设计）和空调与制冷课程设计（包括中央空调末端及制冷机房的设计），每组建筑图相同，但设计地点不同，这能有效降低学生在课程设计过程中对其他同学的依赖性，避免出现抄袭现象，同时，又能增进学生之间的协作和交流，实现设计方案的多样性。根据设计进度和企业施工进度，在合适的时间，安排学生进行相关内容的生产实习，加强学生对管路走向及设备合理布置的认识，深刻理解合理设计对施工的重要性，并将实习中所总结得到的要点体现在课程设计的方案中。最后，每组学生可自主选择该组最好的设计成果作为原型，按一定比例尺缩小后制作模型。模型制作参考市场上教学仿真模型的制作方式，采用亚克力板材及一些金属辅料，学生在模型制作的过程中，对整个空调系统或水暖电系统有了进一步的理解，并能更清楚直观地认识到设计中不合理的地方。经过两届学生的实践发现，我校进行的这一改革，极大地调动了学生设计的积极性，学生在实习过程中更加注重观察和总结，在设计过程中广泛查阅资料和参考优秀设计图纸，对系统原理有了深刻认识，实践教学效果得到了显著提高，为学生后续的毕业设计及今后的工作铺垫了良好的基础。
3 小结
为了进一步提高教学质量，培养适应21世纪高科技、大工程发展所需要的高质量人才，建环专业应重视实践教学环节，树立理论联系实际，强化实践教学的思想。
本文所述的华北电力大学在建环专业校内实践教学方面所采取的一些措施取得了一定的成就，我们将总结和吸取各方面有益经验，继续完善建环专业的实践教学体系，为社会培养更多的创新型和应用型高级专门人才。
注释
关键词：数字逻辑；课程设计；实践教学
一、概述
“数字逻辑”课程是计算机类专业开设的一门应用数字电路进行小型数字系统逻辑设计的专业基础课程。其目的是使学生掌握组合电路和时序电路的工作原理、分析方法和设计方法，培养学生的计算机系统的思维能力[1]。当前，大部分高校的数字逻辑课程的实践教学只是在课堂教学之外引入了实验课程，并且使用的是“实验箱和逻辑门电路”的传统实验方法，学生并不能够理解实验的内容和现实意义[2]。另外，数字逻辑课程属于一门实践性、应用性很强的课程，不仅要重视基础理论教学，还应该加强工程实践能力的培养和训练。当前，计算机类专业“数字逻辑”课程在实践教学中存在的问题如下[3，4]：（1）课程概念较多且比较抽象，在实际教学中以理论教学为主，忽视了依托实际项目进行讲授的实践教学方法。（2）实验教学只是简单的机械式重复，按照课本要求设计全加器、选择器、译码器等简单电路，学生不知器件的实际用途，也不会利用所学的知识组合设计应用性电路系统。（3）传统教学一般未考虑数字逻辑与其他课程的相关性，而计算机系统往往包含软件和硬件设计，学生无法掌握完整的系统设计方法。因此，现有的计算机类专业“数字逻辑”课程，多重视系统理论完整性，忽略了整体优化，尤其是实践教育环节有待优化。“数字逻辑”课程建设大纲中，除要安排理论教学外，还需有大量的实践环节，它直接关系到后续的计算机专业核心课程，如《计算机组成原理》的学习，因此，需要改革课程的实践教学体系，为计算机专业学生计算机系统设计能力的培养打下基础。本文对计算机专业的“数字逻辑课程设计”教学体系建设方案进行探索，构建系统设计方案，制定教学计划和教学模式，并设计考核方式。
二、数字逻辑课程设计实践教学环节设计
数字逻辑实验课教学中，一般是让学生进行验证性实验，学生不需要进行分析和讨论即可完成。“数字逻辑课程设计”计划设计为探索性实验教学环节，要求所设计的小型数字系统具有实用、新颖、有趣等特点，能够激发起学生的研究兴趣和热情。课程设计与课程实验相比有本质的区别，其目的不是为了获得某一结果或证实某一结论，而是通过对实际项目的理解和分析，学习科学研究问题的方法，并弥补实验教学环节的不足之处。其意义在于，通过课程设计环节给予了学生自由研究和创新的机会，通过对一个小型数字系统的设计与开发，训练学生的数字电路设计、调试和创新的能力，培养学生运用所学的理论知识、独立地解决实际问题的能力，为今后从事相关领域的工程设计打好基础。
（一）实验环境搭建
随着计算机处理能力的提升，EDA（电路的计算机辅助设计与分析）技术已成为电路系统分析和设计的有力工具，借助EDA软件进行数字逻辑课程设计，突出了以学生为中心的开放模式，激发学生大胆想象并尝试各种不同的设计方案、采用不同的集成元器件，对培养学生的创新意识有所帮助。Multisim软件是在EWB的基础上发展起来的专业仿真软件，可以对数字电路进行模拟仿真分析，已经成为数字逻辑电路仿真实验的理想工具[5]。因此，数字逻辑课程设计计划基于Multisim软件平台搭建实验仿真环境。
（二）课程设计内容
计划设计3-4个实用的小型数字系统项目作为课程设计题目，在五周共计20学时的集中教学时间内，学生3-5人一组，选择一个项目进行设计，课程结束时，分组展示课程设计成果，并书写课程设计报告。在课程实验教学环节，学生已经掌握了组合逻辑电路、时序逻辑电路以及中大规模电路设计的方法。因此，在课程设计教学环节，计划引入综合性的小型数字系统的设计。而系统选题的设计是非常重要，要求综合考虑各方面问题。首先，课题的难度要合适，既要保障大部分学生通过上学期的学习以后，能够设计出给定的数字系统；同时，要求学生需要花费一定的精力进行思考和分析才能完成。其次，课题的内容要与实际相结合。与学生生活相关的数字系统，能够吸引学生的兴趣，并激发学生研究的热情。部分课程设计题目如下：设计1：设计并制作一个带有校时功能、可定时起闹的数字电子钟。（1）计时以24小时为一个周期；（2）“时”、“分”采用十进制数字显示；（3）“秒”信号采用小数点显示，具体为驱动发光二极管；（4）要求具有校准时间功能，可调整为标准时间或指定时间；（5）要求具有闹铃功能，可以设定闹铃时间，并按时发出声音，且发出的声音长短可调；设计2：设计一个运算器系统。（1）要求能够进行8位数字的加、减、乘、除四则运算；（2）要求能够显示操作数以及运算结果；（3）要求源操作数和目的操作数能够在四个不同的寄存器间任意选择；（4）要求能够提供“溢出”报警信号。设计3：设计一个汽车尾灯控制电路。（1）汽车左右各具有三个尾灯，共计六个。设计两个控制开关，具有四种组合，分别代表汽车的前进、左转、右转和停车四个状态；（2）系统运行如下：汽车正常前进时，六个灯全亮；汽车右转时，右边的三个灯自左向右顺序循环点亮；汽车左转时，左边的三个尾灯自右向左顺序循环点亮；汽车停车时六个灯全部随CP时钟闪烁；（3）添加译码器和七段显示数码管，用于显示汽车前进、左转、右转和停车，对应七段数码管的显示分别为：D、L、R、P；（4）最后，添加蜂鸣器，用于在转向时，发出示警声音。
（三）教学实施方式
数字逻辑课程设计计划安排在本科二年级下半年的前五周，每周半天4节课，共计20个课时。学生可以在给定的课程设计系统中选择一个系统进行设计。计划分组进行，每组2-3人，设组长一名，负责任务的分解和联络，采用集体合作，单独计算成绩的考评方式。学生的课程设计实施步骤如下：（1）制定出设计方案；（2）选定合适的器件，画出逻辑图；（3）画出集成电路芯片布局布线图；（4）利用仿真软件，进行调试；（5）写出设计报告并提出改进意见。具体实施方式为：第一次课程结束后，课程组长组织组员选定题目，讨论课程设计的具体分工和实施计划，并递交计划文档。中间的三周为具体实施阶段，指导老师每次课程中需要检查各小组的实施进展，了解遇到的问题，并讨论解决方案；最后一周学生需要书写课程设计报告，并设计课程PPT，展示所设计的成果，向全班学生讲解其系统的特点和优势。
（四）课程考核方法
课程的考核成绩为三个部分，其中：课程设计报告占50%，课程汇报占20%，平时表现占30%。上述三项一项不合格则整体成绩不合格，设计报告雷同者成绩不合格。课程设计报告内容包括：（1）问题描述与分析（设计任务）；（2）背景知识；（3）设计思路和内容；（4）对关键电路进行分析；（5）测试以及结果分析；（6）总结。所选设计难度不同，完善程度不同等均影响到最终成绩判定。设计内容上只提出基本设计要求，只达到基本要求者，仅能获得基本分，学生需要发挥想象力，扩充电路功能才能评优。课程汇报的评价方式为：现场学生对每组的汇报进行打分，教师根据学生的评价计算加权分值。平时表现通过考勤以及对本次课程设计的贡献大小进行考核，用于区分组内成员之间的分值，具体由指导老师进行评价。
三、结束语
本文分析了当前计算机类本科专业数字逻辑课程实践教学中的不足，并引入了数字逻辑课程设计实践教学环节。讲解了实验环境的搭建方法，设计了具体的课程设计案例，分析了教学实施方式，并给出了课程的考核方法。通过引入小型数字系统设计环节，完善了数字逻辑课程的实践教学体系，提高了学生对数字逻辑课程的兴趣，培养了学生的团队合作意识，提升了学生实践创新能力以及工程项目思维和素养。
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