在当今的教育体系中，实验教学被视为培养学生实践能力、创新精神和挑战性学习能力的重要环节。尤其是对于数字设计与应用FPGA（现场可编程门阵列）课程而言，通过实验教学可以将理论知识与实际应用紧密结合，进一步加强学生对于FPGA的设计和应用理解。挑战式实验教学设计是数字设计FPGA应用课程改革中的一大亮点，它通过模拟真实世界的复杂问题，激发学生的学习兴趣，提高学生的综合解决问题能力。
挑战式实验教学设计强调培养学生具备挑战性学习的能力。这种能力是通过提供具有挑战性的实验题目，让学生在解决问题的过程中，不仅掌握必要的知识点，还要学会如何自我管理学习进度，并在实践中不断学习和提高。这种教学方式特别符合现代教育对于创新人才的培养需求。
数字设计FPGA应用课程采用的“口袋实验室实验板”是一种先进的实验教学工具。它具有体积小巧、携带方便、操作简便等特点，非常适合于在教学过程中使用。使用实验板可以构建起一个面向学生的开放实验环境，学生可以通过实验板完成各种异步串行通信设计和通信实验，这有助于学生更好地理解FPGA在通信领域的应用。
再者，挑战式实验教学设计的实践案例涵盖了异步串行通信设计及通信方面的内容。异步串行通信是FPGA设计中的一个重要组成部分，它涉及到数据的发送与接收，同步机制以及差错控制等多个方面。学生在实验中不仅要了解通信协议的理论，还要学会将理论应用到具体的FPGA设计中去。
此外，文档中还提到了一些与实验教学相关的关键词，比如ARCS模型、基于问题的学习（PBL）。ARCS模型是关注于提高学生的学习动机的模型，它包括四个要素：注意力（Attention）、相关性（Relevance）、自信（Confidence）和满足感（Satisfaction）。基于问题的学习模式则是一种以问题解决为中心的教学方法，它强调在真实问题的情境中，通过问题的引导来促使学生积极思考，主动探究和学习。
在文档中，作者卢有亮和姜书艳通过挑战式实验教学的实施方法，展现了对挑战性学习研究及教学经验的积累与应用。多次的教学实践证明，这种教学方法能够有效提升教学质量，培养学生的学习兴趣和解决实际问题的能力。
挑战式实验教学不仅仅局限于数字设计FPGA应用课程，它同样适用于其他工程和技术领域的教学实践。文档提到的教学设计和实施方法具有一定的参考价值，能够对其他课程的挑战性教学提供借鉴和启示。
文档中提到的知识点主要包括：
- 挑战式实验教学设计的核心理念和对学生能力的培养目标；
- “口袋实验室实验板”的特点和在教学中的应用；
- 异步串行通信设计及通信实验的教学案例；
- ARCS动机模型和基于问题的学习（PBL）模式的结合运用；
- 教学方法的实践与完善过程以及对其他课程教学的参考价值。
