数字电子电路实验教学改革与探索

杨方

（遵义师范学院物理与机电工程系，贵州遵义563002）

高等院校是人才培养的主要阵地，其核心主要体现在对学生的自学能力、知识更新能力、创新能力和设计能力等多方面能力的培养，促进学生学习的积极性和主动性。实验教学是培养学生综合能力的一种最有效的途径，而在传统的数字电子电路实验教学中，在教学内容、教学手段、时间安排及考核制度上均存在诸多不足，严重限制了数字电子电路实验教学效率和质量的提高。为适应电子技术的飞速发展以及社会对人才的需求,必须加强学生实验环节的训练，充分发挥实验教学的作用，力求引导和启发学生探索科学知识的主动性和积极性，这就需要高等院校在管理体制、教学内容、教学手段、考核评价等方面进行改革创新。基于此，笔者对数字电子电路实验教学做了一些探索，不足之处还请大家批评指证。

1 加强实验室管理，保障实验顺利完成

近几年来，由于学科建设的发展和迎接教育部评估工作的需要，学校对实验室投入大量资金，对实验室和仪器设备进行了改建和更新。与此同时管理水平也相应提高，进一步完善了管理规章制度，仪器设备的管理和措施的实行都严格落实到个人。在每学期第一堂课上必须对学生进行实验室规范化管理教育，介绍实验基本操作的正确方法，举一些不符合规范操作而造成实验失败的例子。同时强调实验室纪律及操作要求。如发现有违反的要及时纠正并记入平时成绩，若不按要求进行操作造成损坏仪器者，要进行经济赔偿并且扣平时成绩。每次实验结束后，需经任课教师或实验室管理工作人员检查同意后才能离开，强调学生每次实验必须填写仪器使用记录册，发现问题及时解决。实践表明，通过以上这些严格要求，能使学生养成良好的实验操作习惯，取得良好的效果。

2 改革实验教学内容，适应电子技术飞速发展的需要

在飞速发展的电子技术领域中，数字电子技术的发展尤为显著；因为在集成电路制造技术上不断取得巨大进步，新器件不断出现，进行数字电子电路设计所采用的方法和手段发生了很多的变革。另外，传统实验存在一些不足，主要表现为：一、电接触性能不稳定，由于数字电子电路实验箱中的插座弹片会因为多次使用而接触效果越来越差，使得实验结果不理想。二、受到场地、仪器及器件的限制，传统实验必须到实验室才能完成，实验室能提供的器件及仪器的种类和数量都有限，能完成一些普通实验，但对一些复杂或特殊实验无法进行，不能培养学生创新和设计能力，不利于开展综合设计类实验。三、容易损坏器件，由于接触性不好或接错电路，芯片容易被烧坏，实验成本增大，还严重影响实验效果。同时，要提高学生综合素质，培养学生创新能力和设计能力，就必须调动学生积极性，激发学生学习兴趣，留给他们足够思考空间。基于这些原因，这就要求我们必须改革实验教学内容，使教学内容能适应科技的快速发展和社会对人才的需求。我们可以删除或压缩一些陈旧的教学内容；一些功能类电路也不必面面俱到，可作适当精简，增加设计性和创新性实验；为保证质量，在选取设计题目上要多下功夫，尽量结合实际生活和学生专业特点选题，如电子游戏机，交通灯控制器，电子表等，这样既可激发学生对电路设计的兴趣，又能培养学生理论联系实际的能力；对设计性、综合性实验应用EWB等软件进行仿真实验。EWB软件虚拟了一个可以对数字电子电路进行模拟仿真的工作台，提供了上万种真实精度的电子元件模型，几乎可以完成数字电子电路实验室能进行的所有实验，而且与实际情况非常一致，它具有界面直观，操作简单等优点，它可以充分调动学生的学习积极性，又可以培养学生的分析、应用和创新能力。

3 改革实验教学方法和手段，提高实验教学质量

实验课最关键是培养学生动手能力，激发学生学习的积极性。但如果学生进入实验室的时候对要做的实验一无所知，对整个实验过程不甚了解，这样做实验的效率和质量都会很不理想，学生积极性也会受到严重影响。因此要求学生要认真做好实验预习，教师要预先提出一些启发性的问题，预习后作出理论解答，然后用实验验证结果是否一致，并进行分析。教师要鼓励学生对实验的方法、步骤提出自己的设想，可重新编排，设计实验，这样，学生的积极性就会得到提高，使学生在整个实验过程中处于主动地位。

实验教学过程中要重视对学生实验操作的指导。实验操作是实验成败的关键，也是提高学生动手能力和实验技能的关键环节，在每次实验中都要认真讲解、细心指导，使学生对原理和步骤彻底搞清楚，若发现学生做的过程中出现问题要及时纠正，亲自示范，直到学生能彻底改掉坏习惯为止。

改变传统的硬件实验为软硬结合的实验手段。对于基础性实验以传统的硬件实验为主，通过实验可使学生熟悉常用电子仪器的使用方法，掌握实验的操作过程和设计方法，能对基本知识、基本实验技能加深理解和掌握，能深刻理解元器件的功能和原理，增强学生感性认识，有利于培养学生实际动手能力和分析、判断以及解决问题的能力。对于设计性、综合性实验以EWB等软件为平台进行仿真实验，可以充分发挥学生想象力，同时可以提供丰富的元器件和仪器以弥补传统实验的不足，扩大了实验范围和内容，学生能在计算机提供的虚拟实验环境下进行实验电路的理论设计和实践，可提高学生的分析能力、设计能力及创新能力，节省时间，大大提高了实验的效率和成功率。改革实验教学方法，提高实验教学质量。将仿真实验和传统实验有机结合，不仅能提高效率，同时也节约了实验成本，也激发了学生的学习兴趣，还培养了学生的科研能力。

4 改革实验教学考核方式，保证实验教学效果

实验考核是保障实验成功的重要手段之一，以往数字电子电路实验的考核，只要学生能完成实验，写出实验报告，实验成绩几乎单一地以实验报告为准，这既不利于培养学生独立实验能力，也很难真实考核学生的实验技能，因此很有必要改变考核方式。实验成绩的评分应细致化，严格化，从实验的不同方面综合考核，可分为平时考核和期末考核两部分，平时考核又包括实验预习、出勤、回答提问、实验操作、实验报告及设计实验几部分。期末考核由理论考核和操作考核构成。实验考核方式的改革，可以全面地科学地考核学生，有利于调动学生重视实验的主观能动性，提高学生综合素质。

本文从给学生提供更大的实践空间、更多的实践时间和提高学生的创新能力出发，把学生放在教学的主体地位，对学生进行循序渐进、多层次、分阶段的实验训练,使学生的专业知识、综合应用能力和整体素质能得到更加协调的发展。作者提出的数字电子电路实验教学的一些改革方案，决定先进行试点教学改革，根据实际情况再进行修改和完善，最终要形成一种科学、合理、有效的实验教学新模式，以促进高校数字电子电路实验教学水平的提高。

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