数字电子技术实验课程的改革与探索

陈 涛

CHEN Tao

（西南石油大学 电子信息工程学院，成都 610500）

1 实验项目和内容的改革

数字电子技术实验是一门应用性很强的课程,因此在教学内容的选择上，既要有一定量的验证性实验，同时也应该有适量的综合性、设计性实验，两者缺一不可。根据学生知识、能力、素质培养的总体要求和各专业的培养目标，优化实验内容，制定新的教学计划和教学大纲，编写与新体系相适应的实验讲义。

1.1 革新、整合验证性实验

验证性实验是训练学生基本实验技能的途径，目的是让学生了解基本实验理论,熟悉和了解实验仪器的使用，掌握常用集成元件的逻辑功能和使用，是理论教学的深化和补充。因此，验证性实验必不可少。在验证性实验中,通过开设“基本门电路逻辑功能的测试”，使学生熟悉基本实验仪器的使用和常用门电路逻辑功能及测试方法；将译码器、编码器和数据选择器合并为“中规模组合逻辑电路的使用”；将触发器、计数器合并为“常用时序逻辑电路的使用”。在这部分实验中只进行功能的测试，目的是让学生熟悉相应器件的功能、特点和使用方法。

1.2 拓展综合性、设计性实验

综合性实验目标是培养学生运用理论知识和工程观念分析问题和解决问题的能力，设计性实验目标是培养学生在工程设计、制作和组织管理等方面的创新能力。在编写实验内容时，更注重了应用设计这一环节。开设“常用中规模集成电路的应用”、“触发器的应用”和“计数器的应用”等综合性实验，要求学生通过验证性实验在熟悉器件逻辑功能的基础上,能灵活运用这些器件进行电路设计，如设计“表决器”、“乘法器”、“抢答器”等，培养学生的综合分析能力。此安排打破了传统实验项目按器件分类设置的框架，更能适应课程教学改革的需要，同时也更有利于培养学生进行数字系统设计的能力。

2 实验教学过程与环节的改革

在数字电路实验教学中进行以下尝试改革：

2.1 实验预习阶段

在编制实验讲义时将各实验的目的、要求细化分解，具体落实在预习要求中。学生实验前要求必须参照实验指导书，对实验目的、原理和内容有较为清楚的认识，在实验室完成实验预习报告，经实验指导教师签字方可进行正式实验。将实验室的实验安排时间全部上网，学生可以上网查询实验室的开放时间，在网上进行预约，成实验预习过程。

2.2 实验操作阶段

学生进行实验时都是一人一套设备独立操作。由于学生实验前已进行了认真的预习，教师在讲解时，只布置相关实验任务，强调实验中的注意事项，而把更多的时间留给学生，让学生在实验过程中去发现问题、分析问题。教师加强对实验过程的监控和巡视，对学生的操作方法和实验中遇到的问题加以正确引导、启发，帮助他们解决问题。实验结束前逐一验收,完成实验方可离开实验室。

2.3 实验成绩评定阶段

实验结束后，要求学生对实验原理、测试数据、电路调试结果进行分析，写出完整的实验报告，汇同实验预习报告评定该项目的综合成绩。实验成绩由预习成绩、操作成绩、报告成绩三部分组成，根据实验的不同阶段，考察内容不同，评分的侧重点也不同。如在实验预习报告的评定中，强调逻辑过程的正确性，注重设计思想的独立性和创造性；在实验操作的评定中，注重学生的实际动手能力、排查简单实验故障的能力、对实验现象的观察和思考能力；在实验报告评定中,则强调设计过程的正确性、推导过程的严谨性、记录实验数据的科学性以及对实验结果分析、结论的合理性。数字电子技术实验课程不单独考试，实验成绩折合后按比例计入该门课程成绩。

2.4 实验技能考核阶段

为了保证实验教学质量，由学校组织在期末前对所有实验课程进行抽查测试。测试采用教考分离原则，由实验教师根据教学大纲要求列出实验技能考核标准，学生抽签决定考核内容。由于抽查测试完全随机进行，每位同学都将会被抽取到完成某一门课程的实验。如果实验抽查测试不及格,则该门课程的总成绩将视为不及格，要参加实验的补考。

3 实验课程结构层次的完善和改革

根据循序渐进的原则，虽然在数字电子技术中开设了验证性和综合性、设计性实验，由于不同的学生在提高自身动手能力、创新能力方面的主动性相差很大，且受总学时数的限制，在课时内开设的实验有限。在实验教学过程中实现多元化教学，以激发学生的主动性，最大限度地满足不同学生各个层次的需求，从而改善实验教学的效果。

1）分层次开放实验

根据教学目的、教学对象和教学条件的不同，将实验分为2个层次对学生开放：一是计划

内开放，即实验课内需要完成的实验。这类实验所有学生必须做。二是计划外实验，将教学大纲中列出但实验课内没有选做的实验提供给学生，由学生任意选择实验内容在实验室开放的时间内完成，形成实验报告交指导教师批阅。按照教学要求规定学生必须完成的计划外实验，两个层次的实验构成该门课程的实验总成绩。多层次的开放有利于激发学生的积极性和创造性；有利于因材施教,培养不同层次学生应用的能力；有利于发现和培养具有实干精神的高素质人才。

2）实验箱实验与电路板实验相结合,综合提高实验效果

数字电路实验箱使用简单，工作可靠，比较适合完成验证性和简单综合性实验；而对一些设计性实验,如抢答器、电子密码锁的设计，由该实验装置完成则显得比较困难。因此，对这部分实验,首先由实验教师提出设计基本要求，列出实验室所有的集成块目录,由学生自行确定设计方案，选择电子器件，并结合电子技术实训课程的内容，完成从设计到制作焊接电路的全部过程。实验箱与电路板相结合的方式，训练了学生用所学数字电路知识解决实际问题的能力，为学生以后设计电路打下了良好的基础。

3）结合电子设计竞赛,开设实验选修课实施个性化实验教学是培养创新型人才的必由之路，也是实践环节的高层次的教学模式，它为优秀学生构筑了一个培养研究开发能力的平台。在开设实验过程中，发现优秀人才,鼓励和组织学生参加实验选修课，实验选修课的教师由科研能力强、工程素质高的教师担任,学生参与完成教师布置的课题任务。从电路的设计、元器件的选购、电路板的制作、电路的调试等学生全程参与，培养锻炼学生独立完成系统设计的能力，并从中挑选优秀的学生参加全国大学生电子设计竞赛。实验选修课的锻炼,有助于提高学生的工程实践能力和创新能力。

4 结论

为了实现培养应用型人才的目标,需要对数字电子技术实验课程的实验教学内容与教学环节进行改革。还需要进一步结合电子技术的发展,在实验内容的选定以及综合性、设计性实验项目的开设方面进行思考。此外,如何将实验和实训有机结合起来,利用现有的实训基地强化训练,开放实验室系统的运行和管理如何进一步完善,这些都还需要继续探讨。

[1] 程菊花.电子信息工程实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索,2005.

[2] 杨杰,杨雷.数字电子技术多层次实验教学模式的探索[J].东莞理工学院学报,2007.