實(shí)驗(yàn)在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中的地位

謝國坤 郝森 汪長海

摘 要 數(shù)字電子技術(shù)是大學(xué)理工科的一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)課程，其具備很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。在數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)過程中，我們需要不斷的提出新的思路來適應(yīng)社會和教育形勢的不斷發(fā)展。數(shù)字電子技術(shù)的基本教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)高素質(zhì)理工人才的基本技能，因此我們就必須重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中的作用。實(shí)驗(yàn)是數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中的一項(xiàng)較為重要的內(nèi)容，是理論知識的加深和實(shí)際操作技能的拓展。只有在教學(xué)過程中充分重視理論的教學(xué)，同時(shí)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，才能使我們的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)工作取得更大的進(jìn)展。

【關(guān)鍵詞】實(shí)驗(yàn)；數(shù)字電子技術(shù)；教學(xué)

1 引言

實(shí)驗(yàn)在各項(xiàng)理工類學(xué)科中都有著十分重要的地位，尤其是對于數(shù)電這種專業(yè)性較強(qiáng)的學(xué)科，對于學(xué)生學(xué)好該科目有著十分重要的影響。數(shù)電較強(qiáng)的專業(yè)性使得初學(xué)者對其望而卻步，不能很快的進(jìn)入摘 要 數(shù)電學(xué)習(xí)的門徑。而實(shí)驗(yàn)則是在這個(gè)過程中輔助學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)的重要手段，有助于學(xué)生盡快的理解數(shù)字電子技術(shù)的基本原理，并且為后續(xù)的進(jìn)階打下良好的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)也有助于學(xué)生數(shù)電學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)，通過合理的理論和實(shí)踐的結(jié)合，可以使數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)活動取得更好的效果。數(shù)字電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)在實(shí)踐的過程中往往會是一個(gè)從易到難的過程，我們要以循序漸進(jìn)的步驟開展數(shù)字電子技術(shù)課程的實(shí)驗(yàn)。

2 實(shí)驗(yàn)在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)重要的輔助作用

2.1 學(xué)生對數(shù)電基本知識的實(shí)踐和掌握

數(shù)字電子技術(shù)是生產(chǎn)數(shù)字電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)知識，而要讓學(xué)生更好的理解其中的道理，我們就應(yīng)該利用實(shí)驗(yàn)來讓他們對數(shù)字電子技術(shù)的基本概念進(jìn)行一定認(rèn)識。首先，數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生更好的理解0和1在實(shí)際中的表示方法，讓他們打好相關(guān)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。數(shù)字電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)的操作還要求學(xué)生對電路的引腳排列等概念有著清晰的認(rèn)識，只有充分了解了各個(gè)引腳的功能，才能更好的了解電路實(shí)驗(yàn)中不同的電氣特性。數(shù)字信號中的1和0正是用數(shù)字電子技術(shù)中的方法來進(jìn)行兩種不同的電壓的表示方法，這種表示方法代表了一種邏輯上的意義而非數(shù)字字的意義。通過對具體的電路中引腳排列順序的說明，來使同學(xué)們了解到電路的功能的實(shí)現(xiàn)途徑。輸入信號源只有在引腳接線正確的情況下才能更好的工作。在使二極管發(fā)光的過程中，還要讓學(xué)生總結(jié)實(shí)驗(yàn)電路的邏輯功能，給他們解釋數(shù)字電子技術(shù)中與、或、非的概念，讓他們對其中基本的邏輯關(guān)系有一個(gè)清晰的認(rèn)識。

2.2 通過實(shí)驗(yàn)對數(shù)電邏輯功能的理解

當(dāng)學(xué)生對于數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的基本電路功能已經(jīng)有了一個(gè)基本了解之后，我們應(yīng)該向更高級的方向?qū)λ麄冞M(jìn)行引導(dǎo)。初級的電路實(shí)驗(yàn)已經(jīng)不能滿足數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)的要求，我們應(yīng)該從應(yīng)用的角度出發(fā)，在實(shí)驗(yàn)的過程中對電路的功能進(jìn)行一定程度的認(rèn)識。因此在這一階段，我們應(yīng)該使用集成化的數(shù)字電路來讓學(xué)生們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)的過程中，要確保學(xué)生能夠掌握功能表的觀察方法，并且學(xué)會一定的測試其中功能的基本知識。例如，在對譯碼器功能的了解測試中，我們可以首先選擇74LS138譯碼器作為基本的型號。然后在實(shí)驗(yàn)的過程中，著重的引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識這種譯碼器的引腳功能，通過對其排列圖的觀察閱讀，來掌握其功能。在實(shí)驗(yàn)過程中還應(yīng)該按照接線圖進(jìn)行特定的接線技能訓(xùn)練。當(dāng)各種前期準(zhǔn)備工作都做好以后，我們應(yīng)該對譯碼器進(jìn)行接線功能的測試，直至在實(shí)驗(yàn)中測試出其一定的功能參數(shù)為止。在這個(gè)一個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程當(dāng)中，要對學(xué)生進(jìn)行譯碼器的概念解釋，對于有效電平、輸入輸出端等概念也要進(jìn)行一定程度的解釋。通過重復(fù)的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，才能讓學(xué)生在一定程度上擺脫盲目，對數(shù)字電子技術(shù)有了一定程度的掌握。

2.3 通過實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生對于數(shù)電的學(xué)習(xí)興趣

數(shù)字電子技術(shù)在教學(xué)過程中可能會面臨很多的瓶頸，其中一個(gè)就是學(xué)生提不起學(xué)習(xí)興趣的問題。通過一些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，可以很好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)的興趣。例如，計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)就是一種較為良好的引發(fā)血神學(xué)習(xí)興趣的實(shí)驗(yàn)過程。根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)的原理，我們可以選擇不同的技術(shù)方法。在這里我們可以選擇74LS161型號的計(jì)數(shù)器來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。根據(jù)之前的實(shí)驗(yàn)效果，我們讓學(xué)生先再實(shí)驗(yàn)前畫出一定的接線圖，然后在實(shí)驗(yàn)過程中就可以直接按照接線圖來進(jìn)行電路的接線。當(dāng)接完線進(jìn)行測試時(shí)，將整個(gè)電路圖的輸出端接到發(fā)光二極管上，同時(shí)再接到一個(gè)特定的數(shù)碼顯示器上，我們可以看到二極管的發(fā)光狀態(tài)，同時(shí)也可以在數(shù)碼顯示器上顯示電路輸出的循環(huán)狀態(tài)。在數(shù)碼顯示器上可以看到0到9的數(shù)字依次出現(xiàn)，并且伴隨著六個(gè)不同形態(tài)的循環(huán)狀況。學(xué)生會感到十分有意思，并且充滿了好奇心。在此我們就需要對學(xué)生進(jìn)行一定的十六進(jìn)制的原理。通過這種實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，可以讓學(xué)生掌握更多的數(shù)字電子技術(shù)知識，提升他們的學(xué)習(xí)興趣。

2.4 通過實(shí)驗(yàn)拓展數(shù)電知識的實(shí)際用途

數(shù)字電子技術(shù)歸根結(jié)底是一種實(shí)用性的學(xué)科，我們在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中同時(shí)要讓學(xué)生對數(shù)字電子技術(shù)的實(shí)際用途有一定的了解。數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是很多的，在掌握了一些基本的實(shí)驗(yàn)操作方法之后，我們要應(yīng)該有步驟的對數(shù)字電子技術(shù)的各種功能進(jìn)行一定的擴(kuò)展。在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生會逐步學(xué)習(xí)到譯碼器、加法器、寄存器、計(jì)數(shù)器等器材的功能，我們更應(yīng)該在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備器材的功能的拓展。一般說來，加法器和計(jì)數(shù)器的拓展對于學(xué)生的直觀影響最大。在拓展實(shí)驗(yàn)過程中，我們同樣要進(jìn)行一定的測試實(shí)驗(yàn)，然后在加法器上進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。在測試階段，我們可以從輸入端口進(jìn)行十進(jìn)制數(shù)字碼的輸入，然后就會在顯示器上顯示出相關(guān)的加法的結(jié)果。其中計(jì)數(shù)器也可以進(jìn)行類似相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，在拓展過程中會出現(xiàn)六十進(jìn)制的改變，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生會在一定程度上充分的認(rèn)識到數(shù)字電子技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的強(qiáng)大功能，從而增加他們在學(xué)習(xí)中的興趣。

3 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)應(yīng)注意的問題

3.1 合理安排內(nèi)容，理論聯(lián)系實(shí)際

數(shù)字電子技術(shù)的理論內(nèi)容是很多的，我們不可能在實(shí)驗(yàn)課上進(jìn)行所有理論的實(shí)驗(yàn)。因此我們要在實(shí)驗(yàn)過程中合理安排其中的內(nèi)容，將優(yōu)先的實(shí)驗(yàn)時(shí)間用在最精華的知識的驗(yàn)證上。實(shí)驗(yàn)前應(yīng)該在課堂上進(jìn)行相關(guān)理論知識的講解，為實(shí)驗(yàn)的過程打好基礎(chǔ)，以便在實(shí)驗(yàn)過程中更好的完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)方面，我們尤其應(yīng)該減少一些驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，而增加一些設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中設(shè)計(jì)性內(nèi)容的增加，可以更好的鍛煉學(xué)生的綜合知識的應(yīng)用能力。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中，可以有效的鞏固自身的知識，并且提高自身的實(shí)踐能力，增強(qiáng)發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。只有將理論和實(shí)際有效的聯(lián)系到一起，才能使實(shí)驗(yàn)發(fā)揮其真正的教學(xué)作用。教師在輔導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過程中，還應(yīng)該和學(xué)生進(jìn)行平等的交流和探討。教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生對一些實(shí)用性較高的實(shí)驗(yàn)會表現(xiàn)出很大的興趣，可見將理論聯(lián)系實(shí)際的重要意義。

3.2 對實(shí)驗(yàn)時(shí)間進(jìn)行合理的安排

實(shí)驗(yàn)時(shí)間的安排也十分的重要，既不能占用太多的理論課程，又要保證充足的實(shí)驗(yàn)時(shí)間來完成相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)。在這個(gè)過程中，教師要根據(jù)不同學(xué)生的不同學(xué)習(xí)情況，進(jìn)行因材施教。針對不同專業(yè)的學(xué)生，要設(shè)計(jì)不同針對性的實(shí)驗(yàn)方案。在實(shí)驗(yàn)時(shí)間的安排上，我們要充分的利用每周一次的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，讓每個(gè)學(xué)生都在一定程度上得到不同程度的鍛煉。在一個(gè)班里，學(xué)生們對數(shù)字電子技術(shù)的理解可能參差不齊，因此不是所有的同學(xué)都能在實(shí)驗(yàn)課上完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。因此，在實(shí)驗(yàn)時(shí)間的安排上，要首先讓他們做好前期的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，畫出電路連接圖。在實(shí)驗(yàn)的過程中，應(yīng)該進(jìn)行互補(bǔ)的結(jié)組，以確保每一個(gè)學(xué)生都能夠很好的完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。在周末一些時(shí)間，我們也可以為學(xué)生提供一定實(shí)驗(yàn)機(jī)會，以使那些對數(shù)字電子技術(shù)有著良好興趣的同學(xué)有一個(gè)可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的良好平臺。保證數(shù)字電子技術(shù)優(yōu)等生充足的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，可以有效的提高我們的數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)效果，從而提高數(shù)電的教學(xué)效果。

3.3 注重實(shí)驗(yàn)過程的考核和總結(jié)

一個(gè)完整的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)不僅包括前期的準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)的過程，還包括對于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的總結(jié)以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)過程中一個(gè)比較重要的環(huán)節(jié)，它是對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的一種考核形式。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容是對實(shí)驗(yàn)過程的完整總結(jié)，包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材以及實(shí)驗(yàn)原理等，還要畫上實(shí)驗(yàn)過程中的電路原理圖。最后還要對每次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的整理和計(jì)算。通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告的總結(jié)，學(xué)生可以對實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的問題進(jìn)行一定的總結(jié)，然后對其中出現(xiàn)的理論進(jìn)行更為深入系統(tǒng)的理解。對于學(xué)生的考核，我們可以從兩方面進(jìn)行著手。其一就是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)際表現(xiàn)，例如考勤、實(shí)驗(yàn)態(tài)度以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫水平等。還有一種是利用期末試卷的形式來對學(xué)生進(jìn)行考核。通過兩種不同的形式對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平進(jìn)行一定的總結(jié)和考察。

4 結(jié)語

數(shù)字電子技術(shù)的教學(xué)過程是一個(gè)理論課程和實(shí)驗(yàn)課程相結(jié)合的課程，只有將理論和實(shí)際充分的結(jié)合到一起，才能使數(shù)字電子技術(shù)課程的教學(xué)收到良好的效果。實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)，可以充分的培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)際操作能力。以實(shí)驗(yàn)課程為平臺，可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)課程的興趣，提供他們向更高知識殿堂進(jìn)發(fā)的動力。實(shí)驗(yàn)和理論相結(jié)合是相輔相成的，只有讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前做好理論準(zhǔn)備，才能使他們在實(shí)驗(yàn)過程中收獲更多的樂趣。

參考文獻(xiàn)

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[2]李勁松.數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].電子世界，2016（10）.

[3]陳靜.淺析數(shù)字電子技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[J].品牌，2015（03）.

作者簡介

謝國坤（1978-）女，山東省濟(jì)寧市人。碩士研究生學(xué)歷?，F(xiàn)為西安交通工程學(xué)院助教。研究方向?yàn)闉樽詣涌刂啤?/p>

郝森（1981-）男，江蘇省徐州市人。碩士研究生學(xué)歷。現(xiàn)為華為軟件技術(shù)有限公司軟件工程師。研究方向?yàn)闉橐苿訉拵А⒓彝ヂ酚?、可穿戴?yīng)用。

汪長海（1981-）男，安徽省舒城市人。碩士研究生學(xué)歷。現(xiàn)為陜西可控科技有限公司硬件工程師。研究方向?yàn)闉榍度胧较到y(tǒng)。

作者單位

1.西安交通工程學(xué)院 陜西省西安市 710300

2.華為軟件技術(shù)有限公司 陜西省西安市 710065

3.陜西可控科技有限公司 陜西省西安市 710065