數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的改革與探索

陳 濤

CHEN Tao

（西南石油大學(xué) 電子信息工程學(xué)院，成都 610500）

1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容的改革

數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,因此在教學(xué)內(nèi)容的選擇上，既要有一定量的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，同時也應(yīng)該有適量的綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，兩者缺一不可。根據(jù)學(xué)生知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)的總體要求和各專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，制定新的教學(xué)計劃和教學(xué)大綱，編寫與新體系相適應(yīng)的實(shí)驗(yàn)講義。

1.1 革新、整合驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)是訓(xùn)練學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能的途徑，目的是讓學(xué)生了解基本實(shí)驗(yàn)理論,熟悉和了解實(shí)驗(yàn)儀器的使用，掌握常用集成元件的邏輯功能和使用，是理論教學(xué)的深化和補(bǔ)充。因此，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)必不可少。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中,通過開設(shè)“基本門電路邏輯功能的測試”，使學(xué)生熟悉基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用和常用門電路邏輯功能及測試方法；將譯碼器、編碼器和數(shù)據(jù)選擇器合并為“中規(guī)模組合邏輯電路的使用”；將觸發(fā)器、計數(shù)器合并為“常用時序邏輯電路的使用”。在這部分實(shí)驗(yàn)中只進(jìn)行功能的測試，目的是讓學(xué)生熟悉相應(yīng)器件的功能、特點(diǎn)和使用方法。

1.2 拓展綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)

綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識和工程觀念分析問題和解決問題的能力，設(shè)計性實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)是培養(yǎng)學(xué)生在工程設(shè)計、制作和組織管理等方面的創(chuàng)新能力。在編寫實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時，更注重了應(yīng)用設(shè)計這一環(huán)節(jié)。開設(shè)“常用中規(guī)模集成電路的應(yīng)用”、“觸發(fā)器的應(yīng)用”和“計數(shù)器的應(yīng)用”等綜合性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生通過驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)在熟悉器件邏輯功能的基礎(chǔ)上,能靈活運(yùn)用這些器件進(jìn)行電路設(shè)計，如設(shè)計“表決器”、“乘法器”、“搶答器”等，培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力。此安排打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目按器件分類設(shè)置的框架，更能適應(yīng)課程教學(xué)改革的需要，同時也更有利于培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的能力。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程與環(huán)節(jié)的改革

在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行以下嘗試改革：

2.1 實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)階段

在編制實(shí)驗(yàn)講義時將各實(shí)驗(yàn)的目的、要求細(xì)化分解，具體落實(shí)在預(yù)習(xí)要求中。學(xué)生實(shí)驗(yàn)前要求必須參照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，對實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗蛢?nèi)容有較為清楚的認(rèn)識，在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告，經(jīng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師簽字方可進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)。將實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)安排時間全部上網(wǎng)，學(xué)生可以上網(wǎng)查詢實(shí)驗(yàn)室的開放時間，在網(wǎng)上進(jìn)行預(yù)約，成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)過程。

2.2 實(shí)驗(yàn)操作階段

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時都是一人一套設(shè)備獨(dú)立操作。由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)前已進(jìn)行了認(rèn)真的預(yù)習(xí)，教師在講解時，只布置相關(guān)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，而把更多的時間留給學(xué)生，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題。教師加強(qiáng)對實(shí)驗(yàn)過程的監(jiān)控和巡視，對學(xué)生的操作方法和實(shí)驗(yàn)中遇到的問題加以正確引導(dǎo)、啟發(fā)，幫助他們解決問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)束前逐一驗(yàn)收,完成實(shí)驗(yàn)方可離開實(shí)驗(yàn)室。

2.3 實(shí)驗(yàn)成績評定階段

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理、測試數(shù)據(jù)、電路調(diào)試結(jié)果進(jìn)行分析，寫出完整的實(shí)驗(yàn)報告，匯同實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告評定該項(xiàng)目的綜合成績。實(shí)驗(yàn)成績由預(yù)習(xí)成績、操作成績、報告成績?nèi)糠纸M成，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的不同階段，考察內(nèi)容不同，評分的側(cè)重點(diǎn)也不同。如在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告的評定中，強(qiáng)調(diào)邏輯過程的正確性，注重設(shè)計思想的獨(dú)立性和創(chuàng)造性；在實(shí)驗(yàn)操作的評定中，注重學(xué)生的實(shí)際動手能力、排查簡單實(shí)驗(yàn)故障的能力、對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和思考能力；在實(shí)驗(yàn)報告評定中,則強(qiáng)調(diào)設(shè)計過程的正確性、推導(dǎo)過程的嚴(yán)謹(jǐn)性、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)性以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析、結(jié)論的合理性。數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程不單獨(dú)考試，實(shí)驗(yàn)成績折合后按比例計入該門課程成績。

2.4 實(shí)驗(yàn)技能考核階段

為了保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，由學(xué)校組織在期末前對所有實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行抽查測試。測試采用教考分離原則，由實(shí)驗(yàn)教師根據(jù)教學(xué)大綱要求列出實(shí)驗(yàn)技能考核標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生抽簽決定考核內(nèi)容。由于抽查測試完全隨機(jī)進(jìn)行，每位同學(xué)都將會被抽取到完成某一門課程的實(shí)驗(yàn)。如果實(shí)驗(yàn)抽查測試不及格,則該門課程的總成績將視為不及格，要參加實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)考。

3 實(shí)驗(yàn)課程結(jié)構(gòu)層次的完善和改革

根據(jù)循序漸進(jìn)的原則，雖然在數(shù)字電子技術(shù)中開設(shè)了驗(yàn)證性和綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，由于不同的學(xué)生在提高自身動手能力、創(chuàng)新能力方面的主動性相差很大，且受總學(xué)時數(shù)的限制，在課時內(nèi)開設(shè)的實(shí)驗(yàn)有限。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中實(shí)現(xiàn)多元化教學(xué)，以激發(fā)學(xué)生的主動性，最大限度地滿足不同學(xué)生各個層次的需求，從而改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。

1）分層次開放實(shí)驗(yàn)

根據(jù)教學(xué)目的、教學(xué)對象和教學(xué)條件的不同，將實(shí)驗(yàn)分為2個層次對學(xué)生開放：一是計劃

內(nèi)開放，即實(shí)驗(yàn)課內(nèi)需要完成的實(shí)驗(yàn)。這類實(shí)驗(yàn)所有學(xué)生必須做。二是計劃外實(shí)驗(yàn)，將教學(xué)大綱中列出但實(shí)驗(yàn)課內(nèi)沒有選做的實(shí)驗(yàn)提供給學(xué)生，由學(xué)生任意選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在實(shí)驗(yàn)室開放的時間內(nèi)完成，形成實(shí)驗(yàn)報告交指導(dǎo)教師批閱。按照教學(xué)要求規(guī)定學(xué)生必須完成的計劃外實(shí)驗(yàn)，兩個層次的實(shí)驗(yàn)構(gòu)成該門課程的實(shí)驗(yàn)總成績。多層次的開放有利于激發(fā)學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性；有利于因材施教,培養(yǎng)不同層次學(xué)生應(yīng)用的能力；有利于發(fā)現(xiàn)和培養(yǎng)具有實(shí)干精神的高素質(zhì)人才。

2）實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)與電路板實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,綜合提高實(shí)驗(yàn)效果

數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱使用簡單，工作可靠，比較適合完成驗(yàn)證性和簡單綜合性實(shí)驗(yàn)；而對一些設(shè)計性實(shí)驗(yàn),如搶答器、電子密碼鎖的設(shè)計，由該實(shí)驗(yàn)裝置完成則顯得比較困難。因此，對這部分實(shí)驗(yàn),首先由實(shí)驗(yàn)教師提出設(shè)計基本要求，列出實(shí)驗(yàn)室所有的集成塊目錄,由學(xué)生自行確定設(shè)計方案，選擇電子器件，并結(jié)合電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)課程的內(nèi)容，完成從設(shè)計到制作焊接電路的全部過程。實(shí)驗(yàn)箱與電路板相結(jié)合的方式，訓(xùn)練了學(xué)生用所學(xué)數(shù)字電路知識解決實(shí)際問題的能力，為學(xué)生以后設(shè)計電路打下了良好的基礎(chǔ)。

3）結(jié)合電子設(shè)計競賽,開設(shè)實(shí)驗(yàn)選修課實(shí)施個性化實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的必由之路，也是實(shí)踐環(huán)節(jié)的高層次的教學(xué)模式，它為優(yōu)秀學(xué)生構(gòu)筑了一個培養(yǎng)研究開發(fā)能力的平臺。在開設(shè)實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀人才,鼓勵和組織學(xué)生參加實(shí)驗(yàn)選修課，實(shí)驗(yàn)選修課的教師由科研能力強(qiáng)、工程素質(zhì)高的教師擔(dān)任,學(xué)生參與完成教師布置的課題任務(wù)。從電路的設(shè)計、元器件的選購、電路板的制作、電路的調(diào)試等學(xué)生全程參與，培養(yǎng)鍛煉學(xué)生獨(dú)立完成系統(tǒng)設(shè)計的能力，并從中挑選優(yōu)秀的學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽。實(shí)驗(yàn)選修課的鍛煉,有助于提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

4 結(jié)論

為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo),需要對數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革。還需要進(jìn)一步結(jié)合電子技術(shù)的發(fā)展,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的選定以及綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)方面進(jìn)行思考。此外,如何將實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)有機(jī)結(jié)合起來,利用現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)基地強(qiáng)化訓(xùn)練,開放實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)的運(yùn)行和管理如何進(jìn)一步完善,這些都還需要繼續(xù)探討。

[1] 程菊花.電子信息工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2005.

[2] 楊杰,楊雷.數(shù)字電子技術(shù)多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索[J].東莞理工學(xué)院學(xué)報,2007.