数字电子技术课程实践教学的改革与实践

梁 丽

北京工商大学计算机与信息工程学院 北京 100048

数字电子技术是电子科学与技术、信息工程、自动化、电气工程及其自动化等专业理论与实践并重的技术基础课程，为DSP原理及应用、单片机原理及应用和数字信号处理等后续课程的学习奠定基础，在整个专业课程体系中具有基础性和中心性地位。

数字电子技术实践教学是课程建设的重要组成部分，有利于提高学生分析和解决问题的能力，培养学生综合运用知识的能力和实践能力。随着电子技术的迅速发展，新理论、新器件和新技术的不断涌现，传统的实践教学模式已不能适应现代教学的要求，必须对数字电子技术实践教学从体系、内容、方法、手段等方面进行改革，形成适应时代需求的实践教学模式，从整体上提高实践教学质量。

1 构建层次化实践教学体系

随着我国教育事业的不断发展，对于教育质量的要求越来越高，培养学生动手能力和创新思维的素质教育已成为高校教育的重要内容。2013年我校以“提高教育质量、促进内涵发展”为核心，全面推进本科教学综合改革，改革涉及课程体系整合、教学方法改革、教学过程完整性、强化实践教学等多方面，结合专业特点和人才培养要求，对各年级培养方案进行修订，课程群建设与单门课程建设同步进行，压缩专业必修学分，优化课堂延续教学，增设课后延续教学环节。

数字电子技术学时由85学时压缩为68学时，其中课堂教学学时为54学时，课内实验学时为14学时。为了提高学生的实践能力，增设了34学时的课后延续教学环节；另外，数字电子技术还有为期1周的课程设计。

数字电子技术实践教学改革应坚持拓宽基础、加强素质教育和能力培养的原则，实践环节学时的大幅度提高旨在提高学生的实践能力和创新能力。创新实践教学模式，将课内实验、课后延续教学环节、EDA仿真设计、课程设计和科技活动等实践教学活动结合起来；整合和优化实践教学内容，突出综合性、设计性和创新性实践，倡导自选性、协作性实践；革新实践教学方法，实现教学手段现代化；实行开放式实践教学，加强实验室、科技创新实习基地和实践教学共享平台建设；实现实践教学的多样化和现代化，建立适应新形势的层次化实践教学体系[1]。

2 优化实践教学内容

强化实践教学，高度重视课内实验、课后延续教学环节、课程设计和科技活动等实践教学活动。合理设置实验项目，实行由浅入深、由简单到复杂、由单一到综合的层次化梯度教学，压缩验证性实验，增加设计性、综合性以及创新性实验，加强综合应用、创新和工程实践能力的培养。

课内实验教学项目包括门电路的测试、组合电路的设计与测试、触发器的测试、时序电路的设计与测试、中规模集成电路的应用、555定时器的应用和A/D、D/A转换电路的应用。课内实验教学重点在于加强学生基本实验技能的训练，培养学生的认知能力和动手能力。

课后延续教学内容安排表如表1所示，课后延续教学学时大部分定为实践环节，实验项目以设计性实验为主，并加入综合设计内容。课后延续实践教学侧重于强化专业操作技能，让学生有工程设计的体验，实行开放式实验教学模式，学生自行制订设计方案、测试方法，独立完成实验项目，给学生发挥、创新的空间。

表1 课后延续教学内容安排表

课程设计是数字电子技术的实践教学环节，旨在提高学生综合运用所学知识的能力，加强学生工程实训的锻炼。课程设计选题应将理论知识与系统设计融为一体，把电子技术的知识点最大限度地综合在一起，选择趣味性、综合性、创造性强，贴近工程实际并具有一定科技含量的课题，如：万年历、数字频率计、数字电压表、锯齿波产生电路、水温控制系统和低频数字式相位测量仪等综合设计训练项目，学生可按照兴趣选择课题、分组进行设计。各组独立完成方案选择、电路设计、EDA仿真验证、电路安装调试、电路板制作及调试等整个电子系统设计的工程训练。经过为期1周的实践环节训练，掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品开发研制过程，培养自学能力和独立分析、解决问题的能力，培养工程实践能力和创造能力，培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。

3 实施启发式实践教学

实验过程中不可避免地会出现各种各样的故障现象，查找和排除故障是电子技术人员必备的技能。遇到实验故障时，面对繁杂电路数以百计的连线，学生往往不知所措，只会反复地拆除电路、重新连线，如果电路还存在问题，就会要求更换器件、实验箱乃至仪器设备。实验中遇到故障并非坏事，反而是一次难得的提高实践能力的机会。例如，在“利用集成十进制计数器C4518和译码/显示器，设计同步二十四进制计数/译码/显示电路”的实验时，有的出现数码显示器显示09后不是显示10，而是显示19；或者出现个位数码显示器显示0～9的循环，十位数码显示器显示有误；或者出现数码显示器显示0～99的循环，不能显示0～23的循环；或者出现两位数码显示器均显示乱码等。这些故障现象与下列某些因素有关：计数器的计数方式，个位、十位计数器的级联方式，个位计数器向十位计数器的进位信号，反馈复位法的复位信号，电路接线是否正确，元器件好坏、导线通断等。此时，教师要鼓励学生积极思考、激发学生潜能，指导学生对C4518计数方式、计数器级联方式再学习，引导学生从故障现象出发，利用万用表、示波器等仪器设备对电路相关测试点进行测试，运用所学的专业知识独立做出分析判断，逐步找出故障原因。学生通过自身的努力解决了实验中的问题，激发了学生自主学习的兴趣及参与意识。教师在教学上要因势利导，培养学生实事求是、严肃认真的工作作风和科学态度，消除学生在实验中的依赖性，培养学生综合运用所学知识的能力。

4 开展科研创新实践活动

以课题研究带动实践教学，相关学科实验室、研究项目和研究基地等资源向学生开放，为学生提供科学研究、创新实践的环境，吸收学生参与学科前沿研究，引导学生参加大学生电子设计竞赛等课外科技活动，支持学生早进课题、早进实验室、早进团队，扩展学生知识视野，提高实践动手能力，培养科学思维方法，增强团队协作精神[2]。

5 结语

以坚持拓宽基础、加强素质教育和能力培养为原则，进行数字电子技术实践教学的改革，转变了传统的实践教学思路，形成了适应时代需求的实践教学模式；增设课后延续教学环节加强实践教学比重，通过课内综合设计性实验、课程设计、电子技术实训等环节，加强了学生综合应用、创新和工程实践能力的培养，培养了学生团结合作的意识，取得了显著的教学效果。