數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與探索

楊方

（遵義師范學(xué)院物理與機(jī)電工程系，貴州遵義563002）

高等院校是人才培養(yǎng)的主要陣地，其核心主要體現(xiàn)在對(duì)學(xué)生的自學(xué)能力、知識(shí)更新能力、創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)能力等多方面能力的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的一種最有效的途徑，而在傳統(tǒng)的數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、時(shí)間安排及考核制度上均存在諸多不足，嚴(yán)重限制了數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和質(zhì)量的提高。為適應(yīng)電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及社會(huì)對(duì)人才的需求,必須加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，力求引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生探索科學(xué)知識(shí)的主動(dòng)性和積極性，這就需要高等院校在管理體制、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行改革創(chuàng)新?；诖?，筆者對(duì)數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)做了一些探索，不足之處還請(qǐng)大家批評(píng)指證。

1 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理，保障實(shí)驗(yàn)順利完成

近幾年來(lái)，由于學(xué)科建設(shè)的發(fā)展和迎接教育部評(píng)估工作的需要，學(xué)校對(duì)實(shí)驗(yàn)室投入大量資金，對(duì)實(shí)驗(yàn)室和儀器設(shè)備進(jìn)行了改建和更新。與此同時(shí)管理水平也相應(yīng)提高，進(jìn)一步完善了管理規(guī)章制度，儀器設(shè)備的管理和措施的實(shí)行都嚴(yán)格落實(shí)到個(gè)人。在每學(xué)期第一堂課上必須對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室規(guī)范化管理教育，介紹實(shí)驗(yàn)基本操作的正確方法，舉一些不符合規(guī)范操作而造成實(shí)驗(yàn)失敗的例子。同時(shí)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律及操作要求。如發(fā)現(xiàn)有違反的要及時(shí)糾正并記入平時(shí)成績(jī)，若不按要求進(jìn)行操作造成損壞儀器者，要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)賠償并且扣平時(shí)成績(jī)。每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，需經(jīng)任課教師或?qū)嶒?yàn)室管理工作人員檢查同意后才能離開(kāi)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生每次實(shí)驗(yàn)必須填寫(xiě)儀器使用記錄冊(cè)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。實(shí)踐表明，通過(guò)以上這些嚴(yán)格要求，能使學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)操作習(xí)慣，取得良好的效果。

2 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)電子技術(shù)飛速發(fā)展的需要

在飛速發(fā)展的電子技術(shù)領(lǐng)域中，數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展尤為顯著；因?yàn)樵诩呻娐分圃旒夹g(shù)上不斷取得巨大進(jìn)步，新器件不斷出現(xiàn)，進(jìn)行數(shù)字電子電路設(shè)計(jì)所采用的方法和手段發(fā)生了很多的變革。另外，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)存在一些不足，主要表現(xiàn)為：一、電接觸性能不穩(wěn)定，由于數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)箱中的插座彈片會(huì)因?yàn)槎啻问褂枚佑|效果越來(lái)越差，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想。二、受到場(chǎng)地、儀器及器件的限制，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)必須到實(shí)驗(yàn)室才能完成，實(shí)驗(yàn)室能提供的器件及儀器的種類(lèi)和數(shù)量都有限，能完成一些普通實(shí)驗(yàn)，但對(duì)一些復(fù)雜或特殊實(shí)驗(yàn)無(wú)法進(jìn)行，不能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和設(shè)計(jì)能力，不利于開(kāi)展綜合設(shè)計(jì)類(lèi)實(shí)驗(yàn)。三、容易損壞器件，由于接觸性不好或接錯(cuò)電路，芯片容易被燒壞，實(shí)驗(yàn)成本增大，還嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)效果。同時(shí)，要提高學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和設(shè)計(jì)能力，就必須調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，留給他們足夠思考空間?；谶@些原因，這就要求我們必須改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容能適應(yīng)科技的快速發(fā)展和社會(huì)對(duì)人才的需求。我們可以刪除或壓縮一些陳舊的教學(xué)內(nèi)容；一些功能類(lèi)電路也不必面面俱到，可作適當(dāng)精簡(jiǎn)，增加設(shè)計(jì)性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)；為保證質(zhì)量，在選取設(shè)計(jì)題目上要多下功夫，盡量結(jié)合實(shí)際生活和學(xué)生專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)選題，如電子游戲機(jī)，交通燈控制器，電子表等，這樣既可激發(fā)學(xué)生對(duì)電路設(shè)計(jì)的興趣，又能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力；對(duì)設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)應(yīng)用EWB等軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。EWB軟件虛擬了一個(gè)可以對(duì)數(shù)字電子電路進(jìn)行模擬仿真的工作臺(tái)，提供了上萬(wàn)種真實(shí)精度的電子元件模型，幾乎可以完成數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)室能進(jìn)行的所有實(shí)驗(yàn)，而且與實(shí)際情況非常一致，它具有界面直觀(guān)，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，它可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又可以培養(yǎng)學(xué)生的分析、應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

3 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量

實(shí)驗(yàn)課最關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。但如果學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候?qū)σ龅膶?shí)驗(yàn)一無(wú)所知，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程不甚了解，這樣做實(shí)驗(yàn)的效率和質(zhì)量都會(huì)很不理想，學(xué)生積極性也會(huì)受到嚴(yán)重影響。因此要求學(xué)生要認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，教師要預(yù)先提出一些啟發(fā)性的問(wèn)題，預(yù)習(xí)后作出理論解答，然后用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果是否一致，并進(jìn)行分析。教師要鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的方法、步驟提出自己的設(shè)想，可重新編排，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，這樣，學(xué)生的積極性就會(huì)得到提高，使學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中處于主動(dòng)地位。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中要重視對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)操作是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵，也是提高學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在每次實(shí)驗(yàn)中都要認(rèn)真講解、細(xì)心指導(dǎo)，使學(xué)生對(duì)原理和步驟徹底搞清楚，若發(fā)現(xiàn)學(xué)生做的過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)糾正，親自示范，直到學(xué)生能徹底改掉壞習(xí)慣為止。

改變傳統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)為軟硬結(jié)合的實(shí)驗(yàn)手段。對(duì)于基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)以傳統(tǒng)的硬件實(shí)驗(yàn)為主，通過(guò)實(shí)驗(yàn)可使學(xué)生熟悉常用電子儀器的使用方法，掌握實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程和設(shè)計(jì)方法，能對(duì)基本知識(shí)、基本實(shí)驗(yàn)技能加深理解和掌握，能深刻理解元器件的功能和原理，增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和分析、判斷以及解決問(wèn)題的能力。對(duì)于設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)以EWB等軟件為平臺(tái)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，可以充分發(fā)揮學(xué)生想象力，同時(shí)可以提供豐富的元器件和儀器以彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足，擴(kuò)大了實(shí)驗(yàn)范圍和內(nèi)容，學(xué)生能在計(jì)算機(jī)提供的虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)電路的理論設(shè)計(jì)和實(shí)踐，可提高學(xué)生的分析能力、設(shè)計(jì)能力及創(chuàng)新能力，節(jié)省時(shí)間，大大提高了實(shí)驗(yàn)的效率和成功率。改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。將仿真實(shí)驗(yàn)和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，不僅能提高效率，同時(shí)也節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力。

4 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核方式，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

實(shí)驗(yàn)考核是保障實(shí)驗(yàn)成功的重要手段之一，以往數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)的考核，只要學(xué)生能完成實(shí)驗(yàn)，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，實(shí)驗(yàn)成績(jī)幾乎單一地以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為準(zhǔn)，這既不利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，也很難真實(shí)考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能，因此很有必要改變考核方式。實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)分應(yīng)細(xì)致化，嚴(yán)格化，從實(shí)驗(yàn)的不同方面綜合考核，可分為平時(shí)考核和期末考核兩部分，平時(shí)考核又包括實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、出勤、回答提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告及設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)幾部分。期末考核由理論考核和操作考核構(gòu)成。實(shí)驗(yàn)考核方式的改革，可以全面地科學(xué)地考核學(xué)生，有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)的主觀(guān)能動(dòng)性，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

本文從給學(xué)生提供更大的實(shí)踐空間、更多的實(shí)踐時(shí)間和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力出發(fā)，把學(xué)生放在教學(xué)的主體地位，對(duì)學(xué)生進(jìn)行循序漸進(jìn)、多層次、分階段的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,使學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、綜合應(yīng)用能力和整體素質(zhì)能得到更加協(xié)調(diào)的發(fā)展。作者提出的數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些改革方案，決定先進(jìn)行試點(diǎn)教學(xué)改革，根據(jù)實(shí)際情況再進(jìn)行修改和完善，最終要形成一種科學(xué)、合理、有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，以促進(jìn)高校數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提高。

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