受疫情影响，北京大学信息科学技术学院的春季学期课程均采用线上授课的方式进行。而对于理工科学生来说，实验课必不可少，如何在“云课堂”上开展课程实验，成了值得关注的问题。近日，《数字逻辑设计》课程通过将“口袋实验室”邮寄给学生，实现了教师网上授课、学生线下同步完成操作的实验课程在线教学模式。
作为计算机科学技术系的专业必修课，《数字逻辑设计》课程着力培养学生的硬件设计能力，是一门基础理论与设计实践紧密结合的课程。疫情之下，理论部分的授课改为线上直播完成；实验部分则通过学生线下操作“口袋实验室”，配合老师线上讲解和答疑来完成。按照课程要求，学生将使用“口袋实验室”逐一完成与课程理论部分配套的实验，并最终实现一个基于处理器的简单计算器。
选课学生在家中使用“口袋实验室”完成实验
所谓“口袋实验室”，是一块Digilent公司的Xilinx BASYS3 FPGA实验板。“这个实验板体积小、功能全、易携带，学生可以随时随地开展实验，因此，它也被形象地称为‘口袋实验室’。实验部分的线上教学难度很大，‘口袋实验室’帮了大忙，让我们可以把‘实验室’寄到学生家中！”《数字逻辑设计》课程春季学期主讲教师、信息科学技术学院系统结构研究所副教授佟冬如是说。在厂商的帮助下，课程共为137名选课学生顺利邮寄了实验板，其中包括5名身在湖北的同学。
课程使用的Xilinx BASYS3 FPGA实验板
据介绍，《数字逻辑设计》课程从2014年开始进行教学实验改革，引入了“口袋实验室”的教学方法。这种方法打破了学生做数字电路实验需要到专业实验教学环境的传统模式，将FPGA实验板直接发给学生。学生可以在任何时间自行安排课程实验，及时地将课程知识固化下来，也可以尝试自己感兴趣的实验内容。在学校和学院相关经费的支持下，课程共购置了约180块实验板，每学期循环使用。“‘口袋实验室’在我们的课程中已经推行了5年，积累了很多经验，是比较成熟的教学法。”佟老师对这次线上实验教学很有信心。
本学期，课程教学组还设计了采用Verilog模拟器的备选实验方案，为学生提供了软件模拟环境用以替代实验板进行功能验证。这确保了不便于在家中使用实验板的同学可以正常进行实验设计，保证实验教学任务的顺利完成。
佟老师说，这次的线上教学“很新鲜”，可以促进对课程讲解和实验设计的进一步打磨。相信经历这一次突发的考验，《数字逻辑设计》课程和“口袋实验室”教学方法会日臻完善，为同学们的硬件设计能力打下筑牢基础。
采写：艾煜森、薛萍
