为深入贯彻新工科建设理念,推动工程教育创新升级,智能工程学院“数字逻辑与数字电路”课程全面推进SC教学改革,创新构建“基础夯实-能力提升-创新实践”三级递进的“做中学、赛中悟”能力培养路径。该路径以任务驱动为核心,深度融合虚拟仿真、硬件实践与高阶设计,贯通课程竞赛与国家级学科竞赛通道,全方位提升学生工程实践能力、数字系统设计素养与创新协作精神,为新工科人才培养注入强劲动力。
重构协同教学模式 凸显学生主体地位
改革彻底摒弃传统单向灌输式教学,确立学生在学习过程中的核心主体地位。课程开课之初即采用两人小组协作模式,将分组机制贯穿课前5分钟演讲、课程小组任务、实验项目实操等全教学环节。通过全程紧密协作完成学习任务,学生不仅实现知识吸收的互助共进,更在实践中锤炼了沟通协调、分工协作及联合解决复杂工程问题的综合能力,团队协作意识与工程实践思维得到双重提升。
搭建“虚实软硬”分层实验体系 实现能力逐级跃升
课程精心设计循序渐进的三级实验教学架构,打通“虚拟仿真”与“硬件实操”的壁垒,实现从基础认知到高端设计的无缝衔接:
基础层聚焦电路仿真与验证,学生运用业界通用的Multisim软件开展电路设计与功能仿真,精准预测并分析电路性能,筑牢理论应用基础;
进阶层侧重硬件实现与调试,依托AnalogDiscoveryStudio(ADS)平台搭配WaveForms软件,学生完成实际电路搭建、信号测量与故障排查,成功实现从“虚拟设计”到“物理落地”的关键跨越;
高阶层引入高阶数字电路设计,通过课外实验开展基于EDA工具LiberoIDE的VerilogHDL语言编程、数字电路设计、综合及验证训练,让学生初步掌握超大规模集成电路(VLSI)现代设计流程,为后续芯片设计、嵌入式系统开发等专业深造筑牢根基。

创新课程竞赛机制 以赛促学激发创新活力
为检验教学成效、营造创新氛围,课程于学期末成功举办“电路设计与仿真竞赛”。竞赛共收到四十余支学生团队提交的电路设计作品及配套设计报告,经严格初选后,优秀团队晋级决赛答辩环节。
决赛创新性采用“师生共评”评审机制,由课程主讲教师与两名斩获“全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛”国家级一等奖的学生共同组成评委团。这一评审模式既保障了评价标准的学术严谨性与结果公正性,又以身边榜样的示范效应激发了参赛学生的自信心与创新热情。最终,竞赛评选出一、二、三等奖若干名,获奖团队均获颁荣誉证书及专项奖品,充分调动了学生参与实践创新的积极性。


衔接权威学科竞赛 打通人才成长快速通道
本次教学改革的核心目标之一,是构建“课程学习-课程竞赛-学科竞赛”的一体化人才培养链条。“电路设计与仿真竞赛”中的获奖团队,将直接获得“全国大学生嵌入式芯片与系统设计竞赛”“全国大学生电子设计竞赛”等国家级权威学科竞赛的推荐资格。这一机制让课程教学、课程竞赛与学科竞赛形成有机联动、良性循环,为学有余力、潜质突出的学生搭建了展示专业才华、挑战自我极限的广阔平台,助力优秀人才快速成长。


此次“数字逻辑与数字电路”SC教学改革,通过“分组协作、虚实结合、软硬搭配、赛课衔接、以赛促学”的系统化设计,深度践行“以学生发展为中心、以学生学习为中心、以学习效果为中心”的教育理念。改革不仅显著提升了课程教学质量与学生参与度,更成功为学生打造了从理论学习到实践应用、从课堂训练到赛场比拼的渐进式能力提升路径,成为学院深化工程教育改革、推进新工科建设的标志性实践成果,为同类课程教学改革提供了可复制、可推广的宝贵经验。