数字电子技术实验课程教学改革与创新

数字电子技术实验课程教学改革与创新

郑嘉

（南平市农业学校福建南平354200）

摘要：数字电子技术课程是电气类、自动化类、信息类等相关专业必修的专业基础课，在整个中职阶段的学习中，起着承上启下的作用，是基础课和专业课之间的桥梁。数字电子技术课程旨在培养学生发现问题和解决问题的能力，而这种能力，最终体现在动手能力的提高。对在校中职生而言，培养学生实践中发现问题和解决问题的能力，最初就来源于实验课程。所以，数字电子技术实验课程责任重大。

关键词：数字电子技术；积极性；改革

一、数字电子技术实验教学的现状

1.1数字电子技术实验基于数字电子技术理论课开设，实验课内容基本按照学生熟悉仪器操作，了解实验箱及集成芯片的功能进而验证相应理论知识点，最

后撰写实验报告的流程进行。在整个教学过程中，学生依旧处于被动状态，教学模式单一，缺乏弹性，难以调动学生积极性和学习兴趣。

1.2教学内容缺乏灵活性，实验内容陈旧，验证性实验居多，知识和实践要求梯度过低。但数字电子技术却发展迅速，如此，便造成实践环节与工程实际应用脱轨现象，不利于培养学生的创新思维和创新能力。

1.3实验课开设太晚，导致学生理论学习与实践环节难以衔接，影响实验课的教学质量。此外，理论课任课教师和学生都普遍存在重理论轻实验的观念，导致学生理论分析能力强，但动手能力差，故障分析能力差。

1.4传统以实验报告为主的考核标准不够科学、合理，实验报告不可避免地存在大面积抄袭现象，难以监管，且未能融入实验过程中动手能力、故障分析、电路调试能力等方面的考核，难以提高学生积极性及发掘实践环节的潜力。

二、教学方式的转变

2.1学生为主体，教师为主导

为了提高学生自主学习积极性，培养学生实践创新能力，激发其科学思维方法，学院将教学模式转变为“以学生为主体，教师为主导”。具体是指实验任务只给出设计要求和原理，不再给出详细的电路设计图，让学生自己思考如何进行电路设计，让其在实验过程中发现问题，并独自分析和解决问题。教师在实验过程中只起引导性作用，但实验完成后，要注意启发学生多思考和总结，比如全加器电路可以用小规模集成芯片74LS86和74LS00实现，也可利用74LS138和74LS20实现，从这两种电路设计的区别总结出中小规模集成芯片设计组合逻辑电路所存在的优缺点。

2.2注重电路调试和故障排查

在电路调试检测时经常会发现电路产生故障，实验现象与设计需求不符，不能按预定的逻辑功能正常工作。多数学生会选择把所有连线拔掉，重新再来，重连后还是不成功就认为实验箱有问题或者找教师帮忙解决。为提高学生排查故障和解决问题的能力，第一次实验课时教师就应向学生讲清电路调试和故障排查的重要性，以及电路故障可能出现的原因及排查方法，如用数字万用表测试导线通断等。实验过程中学生出错时，应耐心引导学生去排查可能出现的问题，而不是教师替学生完成故障排查。发现问题、解决问题的过程才是学生学习进步的过程。

2.3注重课前预习

改革后的教学模式要求学生在没有详细电路设计图的情况下自行完成电路设计与搭建调试。

如果学生课前预习不充分，一方面不熟悉实验目的、原理、内容以及注意事项等，实验带有很大的盲目性，电路设计困难，也预计不到可能出现的问题；另一方面在课堂上才进行电路设计，动手操作时间相对减少，从而使课堂效率降低。为此，学院教师在实验课前预先布置下节课实验内容，要求学生充分预习并写预习报告，主要是完成电路设计。对实验有基本认知后，操作时才能做到有的放矢，提高课堂效率。

三、教学手段的更新

3.1引入EDA教学

以往，实验教学学生操作时一般均通过在实验箱上手工连线完成电路搭建，然后进行电路测试，观察输入和输出，验证实验结果。如果实验结果不符合设计要求，需要变换电路并重新调试，直至输出结果与设计要求一致。当电路非常复杂时，学生多次重复实验操作会降低实验效率，损耗器材的同时，也容易产生厌烦情绪，丧失学习热情。

EDA技术是高校实验课程改革的必然趋势，利用该技术可以实现硬件设计的软件化，有效提高了实验效率。对于验证型实验，学生只需利用EDA软件对电路进行测试和仿真，即可达到预期的教学效果。对于设计型和综合型实验，要求学生先仿真设计电路，确定设计无误后，再在实验箱上进行电路搭建，这样可以减少因设计错误导致的器材损耗并有效提高实验效率。

3.2高效利用多媒体

实验教学过程中经常需要对一些复杂的电路进行演示说明，传统教学一般是教师选用一个实验箱，学生围在其周围进行观摩学习。由于场地的限制，一般只有少数前排学生能看清楚演示过程，后面的学生只能再向这些学生请教。学院教师目前利用摄像技术，课前记录下实验演示过程，上课时运用多媒体设备进行播放，保证所有学生均能看到演示，自行操作时有个参考，在很大程度上提升了上课水平和课堂效率。另外，通过给学生播放一些案例性教学视频，使教学情景立体化和多样化，可以激发学生思考，加深对教学内容的理解。

3.3建立网上教学平台

为方便学生自主学习，学院教学团队建立了网上教学平台，提供多媒体课件、视频教学案例及实验指导书等教学资源的下载。基于教学内容的改革，实验教材也进行了相应的修改和完善，增加了综合设计型实验比例的同时，去除了具体的实验步骤。每个实验内容只给出具体的功能要求，不限定学生使用何种芯片、设计何种电路，有利于学生创新思维的培养。另外，学生可在网上针对重点、难点进行提问，教师及时做出解答，师生间的互动交流可变学生被动学习为主动学习，进而培养学生学习兴趣。同时，教师也可以依据学生提出的疑问和建议及时调整授课内容及方向，有利于提高教学效果。

3.4开放实验室

开放实验室是指实验室提供可能用到的仪器设备和电子元件，学生根据学习兴趣在网上教学平台选择合适的实验项目，由学生个人或团队协作在业余时间来实验室完成实验任务。在整个过程中，教师并不会过多干预，由学生自行查阅文献，了解实验原理，通过合作与交流，不断完成电路设计，形成探究能力。如此，不仅提高了学生创新实践技能和查阅文献能力，还能充分发挥实验室现有资源，提高仪器设备利用率。目前学院开放实验室项目主要有智能交通灯控制系统、数字频率计、智能竞赛抢答器设计、多路防盗报警电路设计等。

四、结论

数字电子技术实验课程作为实验技能入门向专业技能培养的过渡阶段，肩负至关重要的作用。文章在分析了目前教学现状后，提出层次化教学内容体系，引导学生在熟练掌握各关联知识点原理的基础上提高实验技能，网络教学平台丰富了教学模式，增加了学习的灵活性，科学量化、突出实践能力所占比例的考核体系，在很大程度上调动并激发了学生的主观能动性及学习兴趣。数字电子技术实验教学实施改革的3年来，学生的各项实验技能、对该门课程在系统性的理解上都有了很大的提高，为后续专业技能的培养打下了良好的基础。

参考文献：

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