民辦高校的數(shù)字電路實驗改革

摘 要：數(shù)字電子技術在生活越來越重要，要求學生不僅系統(tǒng)地掌握數(shù)字邏輯電路的分析的基礎知識，而且要有很強的實踐動手能力。通過民辦高校教師數(shù)字電路實驗教學的經(jīng)驗，分析了數(shù)字電路實驗教學的現(xiàn)狀及存在的問題，提出了對數(shù)字電路實驗教學的改革目標及一些具體方法。

關鍵詞：數(shù)字電路；民辦高校；改革

隨著科學技術的不斷進步，新技術更新?lián)Q代之快，各學科之間聯(lián)系越來越緊密，解決實際問題往往需要多學科的綜合應用。學生從畢業(yè)到就業(yè)的過度適應期越來越短，培養(yǎng)學生運用知識解決實際問題的能力是急待解決的課題。數(shù)字電路是電子、通信、計算機等理工科專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎課，是后續(xù)的單片機原理、計算機接口技術、信號與系統(tǒng)等課程的基礎，且與EDA技術聯(lián)系緊密，實踐性很強，對學生動手能力要求高。因此，該課的實驗教學是課程教學的重要環(huán)節(jié)，提高實驗教學質(zhì)量對培養(yǎng)學生的實踐動手和綜合運用知識的能力具有非常重要的意義。

1 當前數(shù)字電路實驗教學中存在的問題

1.1 實驗內(nèi)容一層不變

教師指定好實驗內(nèi)容，學生只能在教師要求的范圍內(nèi)完成實驗，學生沒有選擇實驗內(nèi)容的權利，學生只有按部就班的按照教師的所規(guī)定的的實驗內(nèi)容做實驗，而且大多數(shù)學生基本上都是照葫蘆畫瓢，既不利于教學，又不利于學生的主觀能動性的發(fā)揮，學生缺乏學習的主動性，學習效果自然就差。

2）實驗項目與實際生活聯(lián)系不緊密

實驗項目的設置與實際生活脫節(jié)，基本上都是照著書本上所給出的東西進行實驗，學生要么很快就完成了，要么無論如何都做不出來，這樣會使學生感覺枯燥、乏味，學習興趣不濃厚。

3）綜合性實驗設置較少，課程設計的選題不合理

綜合性實驗在總的實驗課程中設置較少，課程設計的選題只局限于數(shù)字電路的范疇，不能與前修和后續(xù)的課程進行銜接，難以培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力。

4）硬件實驗較多，軟件實驗較少，尤其是缺乏軟硬件相結合的實驗類型

實驗主要是以硬件為主，軟件基本上很少涉及，這就造成學生綜合能力較弱。因此，如何改進以往的實驗教學模式，提高學生的學習興趣和綜合運用知識的創(chuàng)新能力，是一個值得去研究和實踐的課題。

5）數(shù)字電路實驗教師及實驗室人員素質(zhì)參差不齊

由于民辦學校的師資力量薄弱，年齡結構不合理，每個人所受的專業(yè)培訓不一樣，在數(shù)電實驗中就體現(xiàn)出個體教學理念的差別。因為這種差別，造成在實驗教學過程中，每個實驗小組所接受的教學不一樣，有的教師就會有拓展內(nèi)容，有的教師就沒有。這會在學生中造成不良的影響，實驗效果就大打折扣。

6）數(shù)字電路實驗評價體系不合理

現(xiàn)在的評價模式就是單一的根據(jù)學生的出勤情況，以及實驗報告成績進行評價，這樣的評價忽略了學生在實驗過程中的動手以及思考能力的體現(xiàn)，會影響學生實驗的積極性。課程設計也是只按照設計報告和實物最后的驗證作為評分依據(jù)，這樣會讓一個小組的學生出現(xiàn)兩極分化：有點學生幾乎一個人完成整個課程設計，有的學生什么都不會，雖然大家都有設計報告，但是在課程設計中，有學生沒有完成任務。

2 數(shù)字電路實驗教學改革的建議

針對以上存在的問題，我們對電子信息專業(yè)的數(shù)電實驗教學提出以下建議，以便改進數(shù)電實驗的現(xiàn)狀。

2.1 實驗題目緊密聯(lián)系生活實際，提高學生學習興趣

興趣是學習最好的老師，要使學生能自覺、主動地學習，興趣是第一位的。實踐表明，題目內(nèi)容越接近生活與實際，學生的興趣越高。為了提高學生的學習興趣，我們把實驗的內(nèi)容和方式做在實驗內(nèi)容上，多安排聯(lián)系實際生活的題目，如以下的組合邏輯設計題目：“設置3個課程，各科合格學分為1分，2分，3分，不合格為0分，要求3門總學分要達到5分方可結業(yè)，設計判別電路”，這種題目與學生平時的學習生活緊密聯(lián)系在一起，使學生體會到運用數(shù)電知識解決身邊的實際問題，感受到所學的知識在實際生活中的應用]，提高學習的興趣。

2.2 采取“必做+選做”的實驗方式

在實驗方式上，采取“必做+選做”方式完成實驗，即除必做的驗證性題目外，其余的設計性題目由學生從現(xiàn)有的實驗內(nèi)容中進行選擇，這樣，提高了學生學習的主動性，增強了教學的靈活性，教學效果得到了提高，但是學生要完成教學大綱要求的實驗學時是前提條件。

2.3 實行“驗證+應用”的實驗教學模式

“驗證+應用”實驗教學方式，即驗證性與應用設計性實驗交叉進行，如做完觸發(fā)器實驗后，馬上安排做由觸發(fā)器、D/A轉換器及運放組成的波形發(fā)生器實驗；完成一個555實驗電路后，接著的課程設計做由555參與設計的時鐘振蕩器等。這樣，既加深了學生對實驗內(nèi)容的理解，又使他們掌握了運用所學知識解決實際問題的能力。

2.4 合理安排綜合性實驗和課程設計的選題

綜合性實驗和課程設計的選題，關鍵是要拓寬課題的覆蓋面，使其盡量能與前修課模電及后續(xù)課程如單片機接口技術等相聯(lián)系，培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力。另外，對同一題目，盡量開發(fā)多種實現(xiàn)方法，使學生能有多種選擇，增加題目的挑戰(zhàn)性，避免實驗方法的雷同。如“基于D/A數(shù)模轉換器實現(xiàn)的函數(shù)信號發(fā)生器”實驗題目，我們采用NE555、計數(shù)器、E2PROM、D/A轉換器和運放等芯片實現(xiàn)。這個題目既涵蓋了數(shù)字電路的有關內(nèi)容，又與單片機接口技術中常用到的D/A轉換器和模電中所學過的運放聯(lián)系在一起，通過實驗，學會了3門課程知識的綜合運用，既鞏固了模電所學知識，加深了對數(shù)電課程的理解，又為后續(xù)單片機接口技術的學習打下了基礎。在實際操作中，為了遵循由易到難、循序漸進、分步實施設計的原則，我們在課程設計之前的兩周，安排一次與課程設計內(nèi)容有關的綜合性實驗，即基于D/A數(shù)模轉換器實現(xiàn)的鋸齒波發(fā)生器實驗，實驗中采用的計數(shù)器、D/A轉換和運放的電路與課程設計的要求完全一致。完成了綜合性實驗，再在課程設計中加入加減轉換電路和E2PROM，進一步實現(xiàn)了三角波和正弦波的產(chǎn)生電路，這樣，既延長了設計的時間，也使學生進一步加深了對知識的理解，從而提高了教學效果。endprint

2.5 實行“硬件+軟件”的實驗教學方式

在實際生活中，很多問題都是軟硬件相結合解決的，而目前的數(shù)電實驗多以硬件為主，因此有必要在實驗中進行軟硬件相結合的訓練]。除Multisim、Protel、Quartus等常用EDA軟件外，還有其他輔助軟件可用，如在“基于D/A數(shù)模轉換器實現(xiàn)的函數(shù)信號發(fā)生器”這個題目中，我們要求學生用Matlab生成正弦波和三角波數(shù)據(jù)表，從而讀取存儲器中的數(shù)據(jù)得出波形。經(jīng)過實踐證明，這種做法既充實了實驗內(nèi)容，提高了學習興趣，又拓展了學生的思維空間，使他們又掌握了一項解決問題的方法。

2.6在評價的環(huán)節(jié)上批閱報告與答辯同步進行，采取答辯與批閱課程設計報告同時進行，即要求學生在答辯之前完成課程設計報告。答辯時，教師可針對報告中存在的問題進行提問，這樣，既可考查學生對知識點的理解程度，也會暴露出報告中存在的抄襲，同時，還能督促學生對報告的不足之處進行修改。一舉三得，既提高了效率，也使考查結果更科學、可信。

3 結束語

數(shù)字電路是實踐性很強的專業(yè)基礎課，通過對以往數(shù)電實驗中存在的實驗內(nèi)容單一、過程簡單、考評方式不科學等問題的分析，提出了一種既能有效激發(fā)學生的學習興趣，又能提高他們綜合運用知識的能力，從而提高教學效果的實驗教學方法。實踐證明，學生的反映很好，滿意度高，取得了良好的效果。

參考文獻

[1]龔淑玲，黃馳，侯安新，等.以學生為中心，激發(fā)學習興趣，提高化學實驗教學效果[J].實驗技術與管理，2012，29（8）：1-4.

[2]強根榮，盛衛(wèi)堅，劉秋平，等.化學實驗教學的改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2011，29（11）：107-109.

[3]萬堅，宋丹丹，涂海洋，等.在基礎化學實驗教學實踐中培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)[J].實驗技術與管理，2012，5（29）：166-167.

[4]孔祥平，王娟，呂海濤.開放式分析化學實驗教學模式研究[J].實驗技術與管理，2011，28（7）：164-166.

[5]肖新榮，李珊，何軍，等.建立面向本科生的開放性化學實驗室，改革傳統(tǒng)化學實驗教學模式的探討與實踐[J].高教論壇，2005（3）：93-95.

作者簡介

何永晟（1985-），男，漢族，重慶人文科技學院助理實驗師。主要研究方向：電子信息技術。endprint