數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法研究

曹曉麗 朱麗君

摘 要：本文針對(duì)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在于教師和學(xué)生中的問題，提出數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新方法：實(shí)驗(yàn)類型分類法、多元化的多媒體教學(xué)、實(shí)驗(yàn)問題思考法和開放實(shí)驗(yàn)室。通過實(shí)踐，筆者發(fā)現(xiàn)這些方法能提高學(xué)生的積極性、能動(dòng)性和解決實(shí)際問題的能力。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；方法研究

數(shù)字電子技術(shù)作為電子、通信、自動(dòng)化、測(cè)控等專業(yè)的基礎(chǔ)課，其實(shí)踐意義不言而喻。高速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)使得數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)更新的速度非常快，因此教學(xué)方法不能簡(jiǎn)單地定位于已有的課程體系和傳統(tǒng)的方法，而是要培養(yǎng)學(xué)生濃厚的興趣與學(xué)習(xí)主動(dòng)性。實(shí)驗(yàn)是加深與提高學(xué)生對(duì)理論課知識(shí)點(diǎn)理解的過程。如果缺乏實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生就會(huì)對(duì)抽象的理論知識(shí)認(rèn)知停留在表面，就像過電影一樣，無法深刻記憶。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)是將理論和實(shí)踐聯(lián)系起來的有效手段，學(xué)生掌握了基本實(shí)踐技能，能為后續(xù)專業(yè)方向課程學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。

一、現(xiàn)階段數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)存在的問題

首先，從實(shí)驗(yàn)資源來看，實(shí)驗(yàn)室為學(xué)生配備的綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)足以滿足課程規(guī)定的基本內(nèi)容，但是缺乏自主創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)條件。其次，從多媒體教學(xué)手段來看，學(xué)生過度依賴課件和實(shí)驗(yàn)手冊(cè)，不主動(dòng)思考為什么這樣連接線路，出現(xiàn)問題更是無從下手。最后，從學(xué)生自身來看，大部分學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力很差，千篇一律地將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄下來然后寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，很少有學(xué)生思考“為什么”，完成實(shí)驗(yàn)便是完成了任務(wù)。

二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

1.實(shí)驗(yàn)類型分類法

針對(duì)教學(xué)資源不能充分利用的情況，我們將數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分為三種：基本驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)以及綜合性實(shí)驗(yàn)。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)即傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，如門電路邏輯功能的測(cè)試、組合邏輯電路的測(cè)試、數(shù)據(jù)選擇器及其應(yīng)用、譯碼器及其應(yīng)用、觸發(fā)器及其應(yīng)用、計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用等，這些實(shí)驗(yàn)主要依賴于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和教師，著重培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)意識(shí)和動(dòng)手能力，學(xué)生通過這些實(shí)驗(yàn)可以逐步往設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)過度。設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)有組合電路設(shè)計(jì)、時(shí)序電路設(shè)計(jì)、電子鎖設(shè)計(jì)等，在學(xué)生掌握了基本的實(shí)驗(yàn)方法后，自己設(shè)計(jì)電路，教師指導(dǎo)，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、獨(dú)立思考和解決實(shí)際問題的能力。綜合性實(shí)驗(yàn)有交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)易數(shù)字時(shí)鐘等，是在學(xué)生學(xué)會(huì)了基本的設(shè)計(jì)方法之后，將理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用緊密地結(jié)合起來，利用EDA工具和實(shí)驗(yàn)設(shè)備完成基于整個(gè)數(shù)字電子技術(shù)課程的設(shè)計(jì)。通過這三種類型的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握知識(shí)，一步一個(gè)臺(tái)階地提高實(shí)踐水平。

2.多元化的多媒體教學(xué)

教師采用多媒體教學(xué)的時(shí)候，要引入多元化的課件模式。教師除了將基本的實(shí)驗(yàn)通過多媒體課件講解外，還可以通過EDA軟件演示實(shí)驗(yàn)電路過程和結(jié)果，通過聲像并茂的過程演示提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，結(jié)合就業(yè)方向的問題，引入企業(yè)常用的DSP、FPGA技術(shù)軟件，仿真測(cè)試，編程下載，擴(kuò)展學(xué)生的思維空間，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生的電子設(shè)計(jì)創(chuàng)作靈感，進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。同時(shí)也可以大大提高教學(xué)效果和效率，深化學(xué)生對(duì)底層結(jié)構(gòu)的理解，強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)訓(xùn)能力。

3.實(shí)驗(yàn)問題思考法

針對(duì)學(xué)生應(yīng)付實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告環(huán)節(jié)，除了常規(guī)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理和常規(guī)的思考題之外，還讓學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，包括儀器操作時(shí)候操作不到位引出的問題、實(shí)驗(yàn)電路的連接方面的問題、調(diào)試電路過程出現(xiàn)的問題、芯片引起的問題等，要求學(xué)生思考這些問題并獨(dú)立尋找解決方法，記錄到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，實(shí)在找不到解決方法的可以找教師幫助解決，但這個(gè)過程必不可少。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考和自主解決問題的能力，這是當(dāng)代大學(xué)生最應(yīng)該具備的能力。

4.開放實(shí)驗(yàn)室

針對(duì)實(shí)驗(yàn)課時(shí)少的問題，學(xué)?？梢栽趯W(xué)生上課以外的時(shí)間開放實(shí)驗(yàn)室。開放實(shí)驗(yàn)室的模式有教師引入項(xiàng)目和學(xué)生自主學(xué)習(xí)兩種方式。教師引入項(xiàng)目，如智力競(jìng)賽搶答器邏輯電路設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)方案到具體電路、仿真、電路板制作再到調(diào)試，由教師指引學(xué)生做。學(xué)生自主學(xué)習(xí)主要依賴于學(xué)生自己，學(xué)生可以根據(jù)自己的情況到實(shí)驗(yàn)室操作儀器設(shè)備，加強(qiáng)自己的薄弱學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。同時(shí)，開放實(shí)驗(yàn)室也為電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生提供基本的測(cè)試計(jì)量?jī)x器和實(shí)踐環(huán)境。鼓勵(lì)參加各種競(jìng)賽和畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室利用現(xiàn)有條件完成相關(guān)設(shè)計(jì)。

三、小結(jié)

針對(duì)以往實(shí)踐教學(xué)中出現(xiàn)的弊端，我們通過劃分實(shí)驗(yàn)類型、多媒體教學(xué)、獨(dú)立思考實(shí)際問題、開放實(shí)驗(yàn)室等方法來改變教學(xué)方法，讓學(xué)生更好地融入數(shù)字電子技術(shù)實(shí)踐中，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性。這種方法已經(jīng)在本實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用，但仍需要教師的不斷努力與探索，只有與時(shí)代的步伐保持同步，才能培養(yǎng)出電子技術(shù)實(shí)踐需要的人才。

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