《數(shù)字電子技術(shù)》開放式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ窖芯?/h1>

2015-09-10 07:22:44李書杰等

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關(guān)鍵詞：數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)

李書杰等

摘 要： 為組織研究建立一個(gè)完善的《數(shù)字電子技術(shù)》專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)體系，培養(yǎng)電類專業(yè)學(xué)生綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，本文結(jié)合高?，F(xiàn)行實(shí)驗(yàn)條件闡述了課程改革的必要性，并構(gòu)建了一套較為完善的實(shí)驗(yàn)體系用于本校教學(xué)。該模式提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，有效提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)積極性和知識(shí)掌握水平，解決了器材損耗與浪費(fèi)的問題。

關(guān)鍵詞： 教學(xué)改革 數(shù)字電子技術(shù) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

1.引言

當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，企業(yè)和社會(huì)對(duì)于具備理論知識(shí)和較強(qiáng)操作能力的高技術(shù)者提出更大需求。高校逐漸從以理論課程為主向著重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?！稊?shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)》作為電氣信息類專業(yè)學(xué)生必修的一門重要學(xué)科技術(shù)基礎(chǔ)課程，是為鞏固學(xué)生數(shù)字電路的理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、數(shù)字電路知識(shí)應(yīng)用能力及數(shù)字電路設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，掌握數(shù)字電路的分析、設(shè)計(jì)和開發(fā)而開設(shè)的一門重要實(shí)驗(yàn)課，具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性[1]。教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握數(shù)字集成電路的實(shí)際應(yīng)用并可以利用數(shù)字集成電路解決實(shí)際問題[2]。

本教改課題借助電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，依托設(shè)備齊全的專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，具備項(xiàng)目實(shí)施的政策環(huán)境及硬件基礎(chǔ)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)該減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加設(shè)計(jì)性、實(shí)用性與綜合性實(shí)驗(yàn)，引入開放式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，不斷提高學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力和興趣。通過實(shí)驗(yàn)加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生分析、設(shè)計(jì)、組裝和調(diào)試電路的能力[3]。

2.數(shù)電實(shí)驗(yàn)改革體系構(gòu)建與評(píng)價(jià)

2.1理論分析

在以往的數(shù)電實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通常是教師先對(duì)該實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行講解并提出要求和結(jié)果，然后學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)方法選取實(shí)驗(yàn)器件進(jìn)行功能實(shí)現(xiàn)。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式對(duì)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和動(dòng)手能力要求很低，實(shí)驗(yàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要按照老師安排實(shí)現(xiàn)功能即可，大多學(xué)生在不理解原理的情況下互相借鑒實(shí)驗(yàn)方法和步驟，并且教學(xué)模式并不適合所有類型的實(shí)驗(yàn)。這樣，完成實(shí)驗(yàn)之后，學(xué)生不能對(duì)各種實(shí)驗(yàn)理論和器材有較深入的了解，教學(xué)目標(biāo)往往難以很好地實(shí)現(xiàn)。另外，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏了解也造成實(shí)驗(yàn)器件特別是各種芯片引腳的高損壞率，難以回收利用，造成較大浪費(fèi)和損失。

針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中產(chǎn)生的諸多問題，我們急需改變教學(xué)模式和方法。教師要從以講解原理和實(shí)驗(yàn)方法為主的傳統(tǒng)教學(xué)方式中走出來，試著將學(xué)生的研究方法向正確的方向引導(dǎo)，使學(xué)生更獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)、思考問題，進(jìn)而更主動(dòng)地解決實(shí)驗(yàn)中遇到的各種問題并完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容[4]。

圖1 實(shí)驗(yàn)課程改革流程圖

首先，學(xué)生要根據(jù)自己獨(dú)立設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)線路圖、自主選擇實(shí)驗(yàn)器件。學(xué)生可以利用課堂理論知識(shí)依據(jù)網(wǎng)絡(luò)、虛擬實(shí)驗(yàn)室等熟悉已發(fā)到手的器件的原理及使用方法，著重于培養(yǎng)自學(xué)與創(chuàng)新能力。其次，數(shù)電實(shí)驗(yàn)教學(xué)要增強(qiáng)開放性，逐步從僅完成課時(shí)內(nèi)的學(xué)習(xí)向既要有課上學(xué)時(shí)又要保證學(xué)生隨時(shí)可以查閱資料轉(zhuǎn)變，完善課程內(nèi)容。再次，在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的考核方面，將實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果結(jié)合起來。教師不再主要進(jìn)行講解和說明，更多是監(jiān)督、引導(dǎo)和輔導(dǎo)，并在指導(dǎo)的同時(shí)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、積極性和知識(shí)掌握能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)產(chǎn)生督促作用。最后，對(duì)于實(shí)驗(yàn)器件（主要是集成芯片）采取學(xué)校補(bǔ)貼加個(gè)人購(gòu)買的形式進(jìn)行發(fā)放，學(xué)生在熟悉器件使用注意事項(xiàng)的情況下?lián)碛袀€(gè)人器件，可以單獨(dú)使用。在學(xué)期末再對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行統(tǒng)一測(cè)試回收，杜絕一些學(xué)生不愛護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的行為，提高器件回收率。

2.2開放式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降脑u(píng)價(jià)

目前，我校電氣信息類專業(yè)《數(shù)字電子技術(shù)》課程實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課，共16學(xué)時(shí)，本學(xué)期課程均采用開放式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ竭M(jìn)行教學(xué)。如下表所示，通過一學(xué)期的實(shí)踐，廣大師生反應(yīng)良好，學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性和自我評(píng)價(jià)能力明顯提高，教師按照教學(xué)目標(biāo)對(duì)學(xué)生成績(jī)考核的評(píng)價(jià)更高。同時(shí)，相比于上學(xué)期，學(xué)生更關(guān)注器件的正確使用方法，器材的回收率有所提高。

表 課改前后數(shù)據(jù)綜合數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

通過本次數(shù)電實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，我們摒棄老舊的傳統(tǒng)教學(xué)方法，將“以教師為主”的模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩W(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的模式。這種啟發(fā)式的教學(xué)方法更有利于提高學(xué)生的獨(dú)立思考能力，并引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析和解決問題，發(fā)揮每一名學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新意識(shí)，保證對(duì)每一名學(xué)生的培養(yǎng)都能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)[5]。同時(shí)，在教學(xué)期內(nèi)，學(xué)生擁有自己實(shí)驗(yàn)所需的基本芯片，除了正常的教學(xué)安排學(xué)生還在課下時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，或者在實(shí)驗(yàn)室外完成相關(guān)內(nèi)容。這樣即使在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后也可以引導(dǎo)學(xué)生積極解決實(shí)驗(yàn)中碰到的各種問題，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。這樣不僅能滿足學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的需求，并且能最大化地利用實(shí)驗(yàn)資源，提高儀器設(shè)備利用率。

3.存在的問題和改進(jìn)

開放式實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ教岣呓虒W(xué)質(zhì)量，但在教學(xué)過程中仍存在一些問題。課程實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證器件的邏輯功能，基本上不使用大規(guī)模集成器件，這與現(xiàn)代硬件技術(shù)和信息技術(shù)緊密結(jié)合的現(xiàn)狀不相符合，導(dǎo)致學(xué)生的自主創(chuàng)新與設(shè)計(jì)能力較弱；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與生產(chǎn)生活的關(guān)聯(lián)性太差，且實(shí)用型不強(qiáng)，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)力；實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地有限，為了完成教學(xué)任務(wù)只能統(tǒng)一安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間和內(nèi)容，影響學(xué)生主動(dòng)性。這就對(duì)實(shí)驗(yàn)室硬件條件和開放水平及教師的教學(xué)水平提出更高要求。

為了進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，從各個(gè)方面使廣大師生從中受益，今后我們將會(huì)從多個(gè)方面改進(jìn)。首先要積極安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，提高元器件參數(shù)的測(cè)試和新器件的應(yīng)用，改變僅要求掌握數(shù)字集成電路使用的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，著重培養(yǎng)利用數(shù)字集成電路進(jìn)行電子系統(tǒng)開發(fā)的能力和自主設(shè)計(jì)能力，團(tuán)隊(duì)合作能力和責(zé)任心。其次，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中更多地利用現(xiàn)代技術(shù)方法，授課中盡量形象地將電路原理、仿真等過程更直觀地展現(xiàn)給學(xué)生，便于記憶與理解。同時(shí)便捷的技術(shù)手段可以更好更快地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與能力。最后，要進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)室開放水平，保證對(duì)學(xué)生全天開放，實(shí)驗(yàn)隨到隨做。要做到真正開放還需要保證學(xué)生能夠使用儀器進(jìn)行興趣性科技活動(dòng)，最大化地提高自主使用性，以使實(shí)驗(yàn)資源得到合理利用[6]。

4.結(jié)語(yǔ)

通過本次教學(xué)改革鍛煉教師隊(duì)伍，提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力和學(xué)習(xí)積極性，有效地杜絕實(shí)驗(yàn)器件的浪費(fèi)。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是《數(shù)字電子技術(shù)》課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，抓好該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)設(shè)計(jì)、技術(shù)實(shí)現(xiàn)、綜合測(cè)試等工程能力具有十分重要的意義。提高高校數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和質(zhì)量，為后續(xù)電子技術(shù)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)，以緊跟數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)對(duì)創(chuàng)新性電子技術(shù)人才的需求，是電類專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)中的一個(gè)十分重要的課題。

參考文獻(xiàn)：

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項(xiàng)目：華北理工大學(xué)教學(xué)改革項(xiàng)目（Y1392-62）

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