《数字电子技术》实验的课程改革

◆秦桂贤

(衡水学院分院)

《数字电子技术》实验的课程改革

◆秦桂贤

(衡水学院分院)

本文根据衡水学院电子类几年来的教学并借鉴其他兄弟院校教学经验总结了几点关于数字电子技术实验的教学改革建议，以建立适合衡水学院教育培养目标的实验教学体系，革新实验教学内容，探索新的实验教学方法，更新实验教学手段，建立完善的考核机制，确保实验教学质量。

数字电子技术 实验教学 教学改革

数字电子技术实验是学好数字电子技术的至关重要的课程，也是学生更深入的认识了解这门课程的重要一环，所以数字电子技术这门课学得好不好不是单凭一门理论就能说明的了问题的，还要看是实验课的表现好不好。学生通过验证、自行设计电路、安装、调试电路、排除电路故障，初步掌握数字电子技术的原理，并能根据需要合理选用所需集成电路，设计并制作出实际电路，培养了学生的工程实践能力，提高动手操作能力和创新能力，提高了运用理论解决实际问题的能力，对培养学生创新精神和实践能力有着重要作用。

一、完善实验手段

计算机及其软件带来的现代化教育资源为硬件课程的验证型实验向创新设计型实验转换提供了良好的实验平台。因此在《数字电子技术实验》实验手段上我们采用了实验室硬件、EDA软件仿真和开放式硬件的实验教学模式。

学生在课堂时间，利用实验室提供的硬件资源如实验箱、导线、芯片等，在实验室里完成全部实验内容。一般只有基础实验才完全采用这种实验手段。

目前使用的EDA工作软件有EWB，它虚拟了一个可以对电子电路进行模拟仿真的工作台，具有较完善的各种器件模型库和常用分析仪器，能进行电子电路的设计，并能对电子电路进行较详细的分析，它几乎可以完成在实验室进行的所有数字电路实验，并且与实验情况非常贴切。EWB仿真实验与传统的实验相比，具有快速、安全、省材等优点，可以大大提中工作效率。用仿真软件中提供的虚拟元件、虚拟仪器进行仿真实验，既可以观测电路的运行情况，便于选择仪器及修改参数，又能熟悉仪器的正确使用。由于仿真软件在使用时学生不必担心设计电路可能存在的错误或接错电路损坏元器件或仪器，学生可以在实验中大胆地连接电路，有利激发学生的创新意识和能力。由于虚拟实验不受工作场地、仪器设备和元器件品种、数量的限制，便于开设设计性、综合性实验，所以既打破了实验设备缺乏带来的局限，又解决了课堂上未能解决的问题，这对传统的实验教学起到了很好的互补作用。

开方式硬件实验是在实验开始前将一个班的同学分成若干个组，每组发放一个简易实验箱，每个人发两块面包板和做相应实验需要的元器件。实验布置后，首先，学生利用课余时间按照实验要求设计并在自己的面包板上搭建电路。其次，在本组发放的实验箱上自行调试、查找错误，直到电路运行结果符合设计要求为止。最后，将带有实验电路的面包板带到实验室，在实验室的实验箱上运行并由指导教师验收。除基础性实验，每次实验都要求学生设计三种或者三种以上电路，选择其中两种采用开放式硬件与实验室硬件相结合的方式实现，其余实验采用EDA软件仿真实现。

二、完善教学内容

我们主要从以下方面进行考虑:考虑教学对象的具体情况，因材施教;与数字电子技术理论教学有机结合，巩固和加深学生对理论知识的理解与掌握;兼顾到实验内容的实用性、创新性。在总结多年实验教学改革和实践的基础上，在实验内容的编写上我们采用设计性、综合性实验为主，验证性、基础性实验为辅的多层次教学模式。纯粹的验证会使学生感觉枯燥乏味，而单纯的应用又缺少扎实的理论基础，显然也不可取。两者的有机结合对课堂教学效果是至关重要的。

首先，开设基础性实验，锻炼学生的基本技能。通过开设1～2个基础性验证性实验，使学生熟悉基本实验装置如数字实验箱、面包板、芯片等的使用。掌握基本门电路逻辑功能的测试方法、判断数字电路故障的基本方法以及数字电路的一般设计和搭建方法。

其次，开设创新设计性实验，提高学生的自主创新能力。

最后，采用综合研究性实验。当各专项实验全部结束后，要求学生完成一个综合研究性实验。要尽可能地用到数字电子技术所学过的所有知识;要有总体电路图和各部分电路的逻辑功能及具体电路，并且需要通过EDA软件仿真和答辩通过。

通过这样设计的实验内容，使学生的学习呈现一个由浅入深，由易到难，循序渐进的过程。并且实验内容设置与现实生活联系也非常紧密，比如数字钟、抢答器等，容易激发学生的学习兴趣和热情。

三、完善教学方式

多年来，实验课的教学一直都采用被动式的教学模式，总是在实验课前教师尽可能地准备好一切仪器设备，课中教师对实验目的、原理、要求、实验步骤、实验仪器的使用、注意事项、数据处理以及如何操作等等，做详细的讲解甚至演示一遍，学生只是机械地模仿。这种教学方式，学生完全处于被动地位，缺乏主动学习与探索精神，极大地限制了学生的思维，不利于培养学生的思维能力和创新能力，且容易挫伤学生的创新性、积极性、主动性和独立性。因此，数字电子技术实验课的教学应充分发挥教师的主导作用，突出学生的主体地位，在时间和空间上给学生一定的自由度，使他们独立思考、自己动手，在主动学习中得到锻炼、提高能力。

四、完善考核方式

以往实验课附设在理论课中，实验考核在课程考核中占极小的比例，且一般以实验报告的平均分计算成绩，这种考核方式不能充分调动学生的积极性，不能使学生重视数字电子技术实验，严重影响了人才的培养。因此，要改变这种以实验报告成绩定优劣的只注重结果而忽视过程的考核方式，构建多种形式有机结合的动态的全方位的评价体系。应将该实验课总成绩分为平时实验成绩和实验考试成绩两部分，平时实验成绩占实验总成绩的50%，实验考试成绩占实验总成绩的50%，其中:平时实验成绩=20%考勤+50%实验操作及实验完成情况+30%实验报告;实验考试成绩=50%操作+50%笔试成绩。各部分的成绩按比例进行统计，从而得到较为客观的实验成绩。这样对提高职学生的操作能力和解决实际问题的能力都有很大的帮助，这种考核办法增强了学生的实践意识，使他们充分重视能力的培养。

综上所述，完善数字电子技术的实验教学改革不仅可以激发学生的学习热情，而且可以培养学生的自主创新意识和严谨的科学态度，从而提高他们的专业实践能力。

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［3］杨云.《数字电子技术实验》课程的教学改革探索［J］.无锡职业技术学院学报，2003，2(3).