民辦高校的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)改革

摘 要：數(shù)字電子技術(shù)在生活越來(lái)越重要，要求學(xué)生不僅系統(tǒng)地掌握數(shù)字邏輯電路的分析的基礎(chǔ)知識(shí)，而且要有很強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力。通過(guò)民辦高校教師數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，分析了數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，提出了對(duì)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革目標(biāo)及一些具體方法。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電路；民辦高校；改革

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新技術(shù)更新?lián)Q代之快，各學(xué)科之間聯(lián)系越來(lái)越緊密，解決實(shí)際問(wèn)題往往需要多學(xué)科的綜合應(yīng)用。學(xué)生從畢業(yè)到就業(yè)的過(guò)度適應(yīng)期越來(lái)越短，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力是急待解決的課題。數(shù)字電路是電子、通信、計(jì)算機(jī)等理工科專(zhuān)業(yè)必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)的單片機(jī)原理、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)、信號(hào)與系統(tǒng)等課程的基礎(chǔ)，且與EDA技術(shù)聯(lián)系緊密，實(shí)踐性很強(qiáng)，對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力要求高。因此，該課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手和綜合運(yùn)用知識(shí)的能力具有非常重要的意義。

1 當(dāng)前數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容一層不變

教師指定好實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生只能在教師要求的范圍內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生沒(méi)有選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的權(quán)利，學(xué)生只有按部就班的按照教師的所規(guī)定的的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做實(shí)驗(yàn)，而且大多數(shù)學(xué)生基本上都是照葫蘆畫(huà)瓢，既不利于教學(xué)，又不利于學(xué)生的主觀能動(dòng)性的發(fā)揮，學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，學(xué)習(xí)效果自然就差。

2）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與實(shí)際生活聯(lián)系不緊密

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置與實(shí)際生活脫節(jié)，基本上都是照著書(shū)本上所給出的東西進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，學(xué)生要么很快就完成了，要么無(wú)論如何都做不出來(lái)，這樣會(huì)使學(xué)生感覺(jué)枯燥、乏味，學(xué)習(xí)興趣不濃厚。

3）綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)置較少，課程設(shè)計(jì)的選題不合理

綜合性實(shí)驗(yàn)在總的實(shí)驗(yàn)課程中設(shè)置較少，課程設(shè)計(jì)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(jìn)行銜接，難以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

4）硬件實(shí)驗(yàn)較多，軟件實(shí)驗(yàn)較少，尤其是缺乏軟硬件相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)類(lèi)型

實(shí)驗(yàn)主要是以硬件為主，軟件基本上很少涉及，這就造成學(xué)生綜合能力較弱。因此，如何改進(jìn)以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和綜合運(yùn)用知識(shí)的創(chuàng)新能力，是一個(gè)值得去研究和實(shí)踐的課題。

5）數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教師及實(shí)驗(yàn)室人員素質(zhì)參差不齊

由于民辦學(xué)校的師資力量薄弱，年齡結(jié)構(gòu)不合理，每個(gè)人所受的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)不一樣，在數(shù)電實(shí)驗(yàn)中就體現(xiàn)出個(gè)體教學(xué)理念的差別。因?yàn)檫@種差別，造成在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組所接受的教學(xué)不一樣，有的教師就會(huì)有拓展內(nèi)容，有的教師就沒(méi)有。這會(huì)在學(xué)生中造成不良的影響，實(shí)驗(yàn)效果就大打折扣。

6）數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系不合理

現(xiàn)在的評(píng)價(jià)模式就是單一的根據(jù)學(xué)生的出勤情況，以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)，這樣的評(píng)價(jià)忽略了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的動(dòng)手以及思考能力的體現(xiàn)，會(huì)影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)的積極性。課程設(shè)計(jì)也是只按照設(shè)計(jì)報(bào)告和實(shí)物最后的驗(yàn)證作為評(píng)分依據(jù)，這樣會(huì)讓一個(gè)小組的學(xué)生出現(xiàn)兩極分化：有點(diǎn)學(xué)生幾乎一個(gè)人完成整個(gè)課程設(shè)計(jì)，有的學(xué)生什么都不會(huì)，雖然大家都有設(shè)計(jì)報(bào)告，但是在課程設(shè)計(jì)中，有學(xué)生沒(méi)有完成任務(wù)。

2 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的建議

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，我們對(duì)電子信息專(zhuān)業(yè)的數(shù)電實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出以下建議，以便改進(jìn)數(shù)電實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀。

2.1 實(shí)驗(yàn)題目緊密聯(lián)系生活實(shí)際，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

興趣是學(xué)習(xí)最好的老師，要使學(xué)生能自覺(jué)、主動(dòng)地學(xué)習(xí)，興趣是第一位的。實(shí)踐表明，題目?jī)?nèi)容越接近生活與實(shí)際，學(xué)生的興趣越高。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，我們把實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方式做在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，多安排聯(lián)系實(shí)際生活的題目，如以下的組合邏輯設(shè)計(jì)題目：“設(shè)置3個(gè)課程，各科合格學(xué)分為1分，2分，3分，不合格為0分，要求3門(mén)總學(xué)分要達(dá)到5分方可結(jié)業(yè)，設(shè)計(jì)判別電路”，這種題目與學(xué)生平時(shí)的學(xué)習(xí)生活緊密聯(lián)系在一起，使學(xué)生體會(huì)到運(yùn)用數(shù)電知識(shí)解決身邊的實(shí)際問(wèn)題，感受到所學(xué)的知識(shí)在實(shí)際生活中的應(yīng)用]，提高學(xué)習(xí)的興趣。

2.2 采取“必做+選做”的實(shí)驗(yàn)方式

在實(shí)驗(yàn)方式上，采取“必做+選做”方式完成實(shí)驗(yàn)，即除必做的驗(yàn)證性題目外，其余的設(shè)計(jì)性題目由學(xué)生從現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中進(jìn)行選擇，這樣，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，增強(qiáng)了教學(xué)的靈活性，教學(xué)效果得到了提高，但是學(xué)生要完成教學(xué)大綱要求的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)是前提條件。

2.3 實(shí)行“驗(yàn)證+應(yīng)用”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

“驗(yàn)證+應(yīng)用”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，即驗(yàn)證性與應(yīng)用設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)交叉進(jìn)行，如做完觸發(fā)器實(shí)驗(yàn)后，馬上安排做由觸發(fā)器、D/A轉(zhuǎn)換器及運(yùn)放組成的波形發(fā)生器實(shí)驗(yàn)；完成一個(gè)555實(shí)驗(yàn)電路后，接著的課程設(shè)計(jì)做由555參與設(shè)計(jì)的時(shí)鐘振蕩器等。這樣，既加深了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解，又使他們掌握了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

2.4 合理安排綜合性實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的選題

綜合性實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)的選題，關(guān)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(jī)接口技術(shù)等相聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。另外，對(duì)同一題目，盡量開(kāi)發(fā)多種實(shí)現(xiàn)方法，使學(xué)生能有多種選擇，增加題目的挑戰(zhàn)性，避免實(shí)驗(yàn)方法的雷同。如“基于D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器”實(shí)驗(yàn)題目，我們采用NE555、計(jì)數(shù)器、E2PROM、D/A轉(zhuǎn)換器和運(yùn)放等芯片實(shí)現(xiàn)。這個(gè)題目既涵蓋了數(shù)字電路的有關(guān)內(nèi)容，又與單片機(jī)接口技術(shù)中常用到的D/A轉(zhuǎn)換器和模電中所學(xué)過(guò)的運(yùn)放聯(lián)系在一起，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)了3門(mén)課程知識(shí)的綜合運(yùn)用，既鞏固了模電所學(xué)知識(shí)，加深了對(duì)數(shù)電課程的理解，又為后續(xù)單片機(jī)接口技術(shù)的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。在實(shí)際操作中，為了遵循由易到難、循序漸進(jìn)、分步實(shí)施設(shè)計(jì)的原則，我們?cè)谡n程設(shè)計(jì)之前的兩周，安排一次與課程設(shè)計(jì)內(nèi)容有關(guān)的綜合性實(shí)驗(yàn)，即基于D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的鋸齒波發(fā)生器實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中采用的計(jì)數(shù)器、D/A轉(zhuǎn)換和運(yùn)放的電路與課程設(shè)計(jì)的要求完全一致。完成了綜合性實(shí)驗(yàn)，再在課程設(shè)計(jì)中加入加減轉(zhuǎn)換電路和E2PROM，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了三角波和正弦波的產(chǎn)生電路，這樣，既延長(zhǎng)了設(shè)計(jì)的時(shí)間，也使學(xué)生進(jìn)一步加深了對(duì)知識(shí)的理解，從而提高了教學(xué)效果。endprint

2.5 實(shí)行“硬件+軟件”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式

在實(shí)際生活中，很多問(wèn)題都是軟硬件相結(jié)合解決的，而目前的數(shù)電實(shí)驗(yàn)多以硬件為主，因此有必要在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行軟硬件相結(jié)合的訓(xùn)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(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的函數(shù)信號(hào)發(fā)生器”這個(gè)題目中，我們要求學(xué)生用Matlab生成正弦波和三角波數(shù)據(jù)表，從而讀取存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)得出波形。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，這種做法既充實(shí)了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，提高了學(xué)習(xí)興趣，又拓展了學(xué)生的思維空間，使他們又掌握了一項(xiàng)解決問(wèn)題的方法。

2.6在評(píng)價(jià)的環(huán)節(jié)上批閱報(bào)告與答辯同步進(jìn)行，采取答辯與批閱課程設(shè)計(jì)報(bào)告同時(shí)進(jìn)行，即要求學(xué)生在答辯之前完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。答辯時(shí)，教師可針對(duì)報(bào)告中存在的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)，這樣，既可考查學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解程度，也會(huì)暴露出報(bào)告中存在的抄襲，同時(shí)，還能督促學(xué)生對(duì)報(bào)告的不足之處進(jìn)行修改。一舉三得，既提高了效率，也使考查結(jié)果更科學(xué)、可信。

3 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字電路是實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，通過(guò)對(duì)以往數(shù)電實(shí)驗(yàn)中存在的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、過(guò)程簡(jiǎn)單、考評(píng)方式不科學(xué)等問(wèn)題的分析，提出了一種既能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又能提高他們綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，從而提高教學(xué)效果的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。實(shí)踐證明，學(xué)生的反映很好，滿意度高，取得了良好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1]龔淑玲，黃馳，侯安新，等.以學(xué)生為中心，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（8）：1-4.

[2]強(qiáng)根榮，盛衛(wèi)堅(jiān)，劉秋平，等.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，29（11）：107-109.

[3]萬(wàn)堅(jiān)，宋丹丹，涂海洋，等.在基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，5（29）：166-167.

[4]孔祥平，王娟，呂海濤.開(kāi)放式分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式研究[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)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(kāi)放性化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，改革傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探討與實(shí)踐[J].高教論壇，2005（3）：93-95.

作者簡(jiǎn)介

何永晟（1985-），男，漢族，重慶人文科技學(xué)院助理實(shí)驗(yàn)師。主要研究方向：電子信息技術(shù)。endprint