戴普明 孫維先 曲靖師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院 655011

《數(shù)字電路實驗》教學(xué)研究

戴普明 孫維先 曲靖師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院 655011

本文針對數(shù)字電路實驗的教學(xué)情況，提出實驗教學(xué)改革的思路和方法，確立了實驗教學(xué)目標(biāo)，建立以基礎(chǔ)實驗、綜合實驗和課程綜合設(shè)計培養(yǎng)為核心的層次實驗教學(xué)模式，在我校取得了良好的教學(xué)效果。

數(shù)字電路實驗；實驗教學(xué)；實驗設(shè)計

1 引言

隨著數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)在現(xiàn)代社會的應(yīng)用日益廣泛，數(shù)字電路實驗作為理工科多數(shù)電類專業(yè)開設(shè)的一門重要的基礎(chǔ)課程，擔(dān)負(fù)著鞏固學(xué)生理論知識，培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力、知識應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力的重任。而了解和掌握數(shù)字電路基本的電路分析、設(shè)計、開發(fā)，是數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用技能的一種具體體現(xiàn)，是電子技術(shù)應(yīng)用技能的實踐要求。

數(shù)字電路實驗的教學(xué)中，目前許多院校還在沿用數(shù)字電路實驗教學(xué)的傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ?、方法和手段，很難充分激發(fā)學(xué)生的興趣，難以適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展的要求。因此，數(shù)字電路實驗教學(xué)應(yīng)根據(jù)電子科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢及其社會要求，不斷地變革才能適應(yīng)社會對電子技術(shù)人才越來越高的要求。

2 數(shù)字電路實驗課程改革思路

參考國內(nèi)部分院校和國外部分?jǐn)?shù)字電路實驗教材，結(jié)合我校的實際情況，將數(shù)字電路實驗內(nèi)容分為: 基礎(chǔ)性實驗、設(shè)計性實驗及綜合課程設(shè)計性實驗三部分內(nèi)容[2]。

2.1 加強基礎(chǔ)實驗，注重學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和基本實踐技能的培養(yǎng)

在基礎(chǔ)實驗中，我們精簡基礎(chǔ)實驗的數(shù)量，強調(diào)學(xué)生必須完成的4個基本實驗，對于這4個基本實驗，每個實驗又包含必做內(nèi)容和選做內(nèi)容，分出一定的難度，既有多數(shù)學(xué)生都能完成的基本設(shè)計和制作，使學(xué)生在實驗過程中掌握基本的知識并獲得成就感；又具有挑戰(zhàn)性的項目，以激發(fā)學(xué)生探索研究的興趣。對于實驗的方法不做過多的限制，給學(xué)生更多的思考空間，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主思考能力。其次通過開放實驗室的方式要求學(xué)生再自行完成2～3個基本實驗，由教師檢查其完成情況。這種設(shè)置方式不僅強調(diào)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，而且強化了學(xué)生的基本實驗技能。

2.2 加強綜合設(shè)計實驗

實驗教學(xué)過程中，在完成基礎(chǔ)性實驗的基礎(chǔ)上，增加了綜合設(shè)計類實驗，該類實驗在選擇上主要考慮了通過學(xué)習(xí)該門課程來解決現(xiàn)實生活中的問題。主要安排了數(shù)字密碼鎖設(shè)計、交通燈控制電路設(shè)計等[1]。通過實際操作，學(xué)生將理論知識與實踐相結(jié)合，加深對知識點的理解，并通過解決實際社會生活中的問題提高學(xué)習(xí)積極性。

2.3 綜合系統(tǒng)課程設(shè)計

系統(tǒng)課程設(shè)計類實驗充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，該類實驗由學(xué)生自己查找資料，制定設(shè)計方案，用計算機仿真軟件Multisim進(jìn)行電子虛擬實驗仿真設(shè)計，實現(xiàn)將傳統(tǒng)的實驗方法與EDA相結(jié)合， 提高學(xué)生的實驗技能。設(shè)置的實驗內(nèi)容為利用EDA技術(shù)和相關(guān)邏輯器件，設(shè)計和實現(xiàn)小型數(shù)字系統(tǒng)(如出租車計價器、簡易數(shù)字頻率計、籃球比賽計時器、節(jié)日彩燈控制器、交通燈控制電路等[2]) 實驗。

3 實驗教學(xué)改革的方法

3.1 實驗教材的編寫

結(jié)合我校學(xué)生和實驗室的實際情況，自行編寫了《數(shù)字電路實驗》課程實驗大綱和實驗指導(dǎo)書，內(nèi)容體現(xiàn)了課程重點，難點。實驗內(nèi)容經(jīng)過認(rèn)真、仔細(xì)的考慮，并根據(jù)科技的發(fā)展及時更新內(nèi)容。

3.2 實驗教學(xué)方法的更新

實驗課教學(xué)不再是單純的老師講解、學(xué)生照電路圖連線；基礎(chǔ)實驗主要進(jìn)行基本技能訓(xùn)練，首先要求學(xué)生課前作好預(yù)習(xí)，對實驗?zāi)康摹⒃砗鸵笥幸粋€初步印象，并寫出預(yù)習(xí)報告；其次貫徹“精講多練”的原則，課前講解以實驗要點、難點以及注意事項為主，讓學(xué)生擬定實驗方案, 教師給予檢查和適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)；之后學(xué)生動手實驗。實驗中學(xué)生應(yīng)考慮：電路的設(shè)計思路是什么？有什么實際應(yīng)用？如何進(jìn)行改進(jìn)？通過實驗來尋求答案，強調(diào)自主學(xué)習(xí)和主動思考相結(jié)合來解決問題，目的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

設(shè)計性實驗和綜合系統(tǒng)設(shè)計課程這個層次的實驗是將新技術(shù)和新型電路設(shè)計的方法充實到實驗教學(xué)中去，選擇EDA和可編程技術(shù)完成實驗，根據(jù)給定的題目及達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)，學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識及實驗室提供的條件，查閱相關(guān)資料，自行設(shè)計實驗方案，通過計算機軟件的編程和仿真，完成實驗任務(wù)。

3.3 開放實驗室

開放實驗室，為學(xué)生課外科技活動提供實驗條件，拓展了實驗的時間和空間，提高實驗室和設(shè)備的使用效率。

4 總結(jié)

本文探討了改革傳統(tǒng)實驗教學(xué)的模式，給出了具體的改革措施， 并進(jìn)行了初步的實踐，取得了一定的實驗效果。由于實驗教學(xué)改革是個長期的過程，需要實驗指導(dǎo)教師不斷總結(jié)和學(xué)習(xí)，進(jìn)一步提高實驗教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。

[1] 沈小豐.電子線路實驗—數(shù)字電路實驗[M]. 北京：清華大學(xué)出版社.2007.10

[2] 楊萍，張旭東，羅珣.數(shù)字電路和數(shù)字系統(tǒng)實驗與課程設(shè)計實訓(xùn)教程（圖靈電子與電氣工程叢書）[M].北京：人民郵電出版社.2009.5

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.13.099