數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革探索和實(shí)踐

冼燦嬌，宋俊慷

（廣西民族師范學(xué)院，廣西 崇左 532200）

隨著社會(huì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才需求不斷增加，實(shí)踐教學(xué)改革很受歡迎，通信和電子信息類(lèi)的人才培養(yǎng)更強(qiáng)調(diào)厚基礎(chǔ)、強(qiáng)實(shí)踐、重創(chuàng)新。數(shù)字電子技術(shù)課程是通信工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，是比較重要的一個(gè)科目，同時(shí)也是一門(mén)理論與實(shí)踐密切結(jié)合的課程。而數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)又是數(shù)字電子技術(shù)的重要組成部分，數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程涉及各種TTL 器件、CMOS 器件和集成器件的功能驗(yàn)證及應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中涉及到的理論知識(shí)點(diǎn)比較多、比較廣，系統(tǒng)性和邏輯性比較強(qiáng)。數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)是一門(mén)主要以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，以及加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)更直觀的理解、運(yùn)用和實(shí)踐能力為導(dǎo)向，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生以科學(xué)的思維方式分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和提升工程實(shí)踐能力為目的的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

目前，社會(huì)對(duì)科技人才需求量大，且普遍要求大學(xué)生一畢業(yè)后不需要過(guò)多培訓(xùn)便能勝任單位工作，基于這樣的大環(huán)境，國(guó)家有關(guān)部門(mén)特地出臺(tái)了相關(guān)產(chǎn)教融合指導(dǎo)意見(jiàn)，大力鼓勵(lì)全國(guó)各高等院校實(shí)施產(chǎn)學(xué)融合政策。在國(guó)家支持下，產(chǎn)學(xué)融合作為人才培養(yǎng)的重要抓手，人才知識(shí)體系與人才結(jié)構(gòu)要滿(mǎn)足產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的需求。而傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在教學(xué)模式和教學(xué)手段單一、教學(xué)內(nèi)容落后以及考核不全面等問(wèn)題，為此，如何提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量、增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，讓實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)更有效，教學(xué)考核更全面、更精確，是數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中的一項(xiàng)重要任務(wù)。

1 當(dāng)前的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析

現(xiàn)階段，數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)不斷的改革，雖然有了一些改進(jìn)，但還是存在一些問(wèn)題。下面以我校為例。

（1）數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)壳斑€是完全以線(xiàn)下面授的教學(xué)方式，若是遇到像疫情這種情況需要居家辦公就無(wú)法進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，給學(xué)生和教師帶來(lái)極大的不便。（2）學(xué)校的實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用的還是10 年以前的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)比較陳舊，很多設(shè)備的電源、開(kāi)關(guān)及顯示等部件都存在不同程度的損壞和接觸不良等問(wèn)題。雖然這種實(shí)驗(yàn)平臺(tái)操作簡(jiǎn)單、成本低，但是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目比較固定、靈活性差，不利于學(xué)生自主設(shè)計(jì)能力的提升，并且實(shí)驗(yàn)平臺(tái)帶來(lái)的問(wèn)題極其影響實(shí)驗(yàn)課堂的質(zhì)量和效果，給學(xué)生帶來(lái)了極其不好的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)。（3）數(shù)字電子技術(shù)理論與實(shí)驗(yàn)課程由不同教師授課，課程進(jìn)度往往不同步，這就導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)課上需要花比較多的時(shí)間講授理論知識(shí)，一部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上把時(shí)間花在理解理論知識(shí)上，動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間比較少。在實(shí)驗(yàn)中基本是以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)由于學(xué)生有的理論知識(shí)不同步，因此設(shè)計(jì)型的實(shí)驗(yàn)也是教師給出實(shí)驗(yàn)電路，學(xué)生根據(jù)給出的電路做驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，不利于提升學(xué)生自主運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。（4）在課程考核方面，平時(shí)成績(jī)占30%，期末考核成績(jī)占70%。其中平時(shí)成績(jī)是從實(shí)驗(yàn)報(bào)告和到課情況為評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，考核方式簡(jiǎn)單，缺乏全面性和合理性。

2 數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)改革內(nèi)容

針對(duì)目前數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程存在的問(wèn)題，結(jié)合通信與電子信息類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)，以本校通信工程專(zhuān)業(yè)為例，本文從以下幾個(gè)方面對(duì)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革。

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

數(shù)電實(shí)驗(yàn)設(shè)備要定時(shí)更新，如每3 ～5 年更新一次，更新的目的一是保證設(shè)備處于比較嶄新的狀態(tài)，本校的設(shè)備已有10 年以上歷史，較為陳舊破爛，問(wèn)題較多，有的實(shí)驗(yàn)功能已經(jīng)損壞或比較容易出問(wèn)題，且早已過(guò)了廠(chǎng)家維保期限，維護(hù)成本大，導(dǎo)致學(xué)生人均使用設(shè)備減少，一臺(tái)設(shè)備往往多個(gè)學(xué)生使用，硬件資源也就相應(yīng)減少，影響學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的鍛煉；更新的目的二是保證實(shí)驗(yàn)內(nèi)容跟當(dāng)前社會(huì)科技發(fā)展同步或偏差盡可能縮小，讓學(xué)生學(xué)到最前沿的基礎(chǔ)知識(shí)，10 多年前的設(shè)備實(shí)驗(yàn)往往停留在10 年前的社會(huì)科技水準(zhǔn)，與當(dāng)前科技水平比較處于落后水平，甚至已經(jīng)脫離了最新的理論書(shū)上的知識(shí)，這種條件下對(duì)學(xué)生獲取當(dāng)前最新科技知識(shí)是不利的，換句話(huà)說(shuō)，10 年前的實(shí)驗(yàn)知識(shí)已經(jīng)跟不上時(shí)代的需求了。

2.2 教學(xué)方式

目前，數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式主要還是以線(xiàn)下為主，并且數(shù)電的理論課和數(shù)電的實(shí)驗(yàn)課教師不是同一位老師，兩邊教學(xué)有時(shí)因各種原因?qū)е虏煌剑绠?dāng)實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容在理論課的內(nèi)容之前上課，在學(xué)生缺乏理論知識(shí)儲(chǔ)備情況下，一到實(shí)驗(yàn)課就會(huì)非常吃力，理論沒(méi)有充分理解，手操往往也難以進(jìn)行，課程整體效果較差。另外，在當(dāng)今產(chǎn)學(xué)融合的大背景下，以及社會(huì)科技更新加快，大學(xué)的課本知識(shí)往往落后當(dāng)前社會(huì)發(fā)展步伐，這導(dǎo)致學(xué)生到了畢業(yè)后很難馬上適應(yīng)社會(huì)發(fā)展。因此，在數(shù)電實(shí)驗(yàn)課程中，有必要進(jìn)行線(xiàn)上線(xiàn)下教學(xué)相結(jié)合的模式。

線(xiàn)上教學(xué)方面，教師可以通過(guò)線(xiàn)上發(fā)布實(shí)驗(yàn)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)原理的視頻，讓學(xué)生課前自主預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和復(fù)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)的理論知識(shí)。目前，所有的學(xué)生基本都有電腦，教師課前可以通過(guò)線(xiàn)上發(fā)布電路仿真教學(xué)視頻，學(xué)生可以利用自己的電腦在課前做仿真實(shí)驗(yàn)，提前了解線(xiàn)下做實(shí)驗(yàn)的理論結(jié)果，可以更有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、自主學(xué)習(xí)能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

線(xiàn)下教學(xué)方面，主要通過(guò)實(shí)際的電路設(shè)計(jì)和操作，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和分析問(wèn)題能力。

如果學(xué)校有跟企業(yè)合作，教師可以利用一兩次課帶學(xué)生到公司了解相關(guān)產(chǎn)品，結(jié)合當(dāng)前最新技術(shù)和該實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行授課，讓學(xué)生不脫離課堂知識(shí)的同時(shí)了解最新技術(shù)，大大提升了學(xué)生的興趣以及認(rèn)知水平。

2.3 教學(xué)內(nèi)容

目前，大學(xué)課堂往往以停留在教室教學(xué)為主，我校數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課也不例外，通常往往只需完成教學(xué)大綱的課堂實(shí)驗(yàn)課，這種課程比較基礎(chǔ)，而且數(shù)據(jù)也僅僅是理論值，這樣是沒(méi)辦法直接應(yīng)用到社會(huì)工程應(yīng)用上的，因?yàn)楣こ躺铣艘紤]理論知識(shí)還要考慮實(shí)際環(huán)境、應(yīng)用效果甚至成本等多種工程因素，如果學(xué)生僅僅“停留”在課堂上完成“實(shí)驗(yàn)作業(yè)”，是體會(huì)不到工程應(yīng)用上的“真本領(lǐng)”。為了能進(jìn)一步提高教學(xué)“水準(zhǔn)”，加深學(xué)生的體驗(yàn)感，拉近高校與科技企業(yè)的“零距離”，為此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容中，實(shí)驗(yàn)主要分三個(gè)層次，第一層次是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)；第二層次是電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；第三層次是電路的安裝與調(diào)試。

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器儀表的認(rèn)識(shí)和使用，通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握數(shù)字電子器件功能測(cè)試及驗(yàn)證方法，初步培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。

電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)主要是根據(jù)要求設(shè)計(jì)出正確的電路并加以驗(yàn)證，教師可以增加實(shí)際的應(yīng)用案例，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)電路，培養(yǎng)學(xué)生用科學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題及分析問(wèn)題的能力。

電路的安裝與調(diào)試，貫穿在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中，要求學(xué)生根據(jù)電路圖進(jìn)行實(shí)物搭建，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力及分析問(wèn)題的能力。

除了課堂教學(xué)外，學(xué)校若是有合作的公司，教師可以帶學(xué)生到就近的相關(guān)科技企業(yè)進(jìn)行觀摩學(xué)習(xí)，與電子工程師交流，提前感受企業(yè)環(huán)境，跟工程師學(xué)習(xí)如何把課堂的實(shí)驗(yàn)課轉(zhuǎn)化到工程應(yīng)用中，真真切切了解大學(xué)課堂與社會(huì)課堂的“差距”，并在工程應(yīng)用中激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

2.4 考核方式

科學(xué)合理的考核方式不僅能客觀公正對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，還能進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，對(duì)提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力帶來(lái)極大的好處。目前數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)中的學(xué)生成績(jī)考核方式比較簡(jiǎn)單，如我校的課程成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和卷面成績(jī)兩部分構(gòu)成，其中平時(shí)成績(jī)占30%，僅以實(shí)驗(yàn)報(bào)告和到課率來(lái)評(píng)定，這難以區(qū)分學(xué)生的成績(jī)高低；而期末成績(jī)占70%，在考核中占比較高，考核方式比較單一。對(duì)于實(shí)驗(yàn)課程來(lái)說(shuō)，這樣的成績(jī)?cè)u(píng)定方式缺乏全面性，未能全面考核學(xué)生的課堂表現(xiàn)能力和利用科學(xué)分析解決實(shí)踐問(wèn)題的能力。

為進(jìn)一步完善考核方式，本文提出了以下的改進(jìn)方式。課程成績(jī)還是由平時(shí)成績(jī)和卷面成績(jī)兩部分構(gòu)成，但是平時(shí)應(yīng)成績(jī)應(yīng)占課程成績(jī)的60%，除了實(shí)驗(yàn)報(bào)告和到課率外，還包括課前預(yù)習(xí)情況、課中任務(wù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收、拓展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收。而卷面成績(jī)應(yīng)占課程成績(jī)的40%，因?yàn)閿?shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課是考查學(xué)生利用科學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，應(yīng)重點(diǎn)放在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行考核，而不是某一個(gè)實(shí)驗(yàn)中。

平時(shí)成績(jī)的評(píng)定根據(jù)以下幾個(gè)方面的內(nèi)容進(jìn)行考核。（1）到課率：現(xiàn)在的學(xué)生都有手機(jī)，教師可以在線(xiàn)通過(guò)距離打卡的方式進(jìn)行簽到，便于快速記錄學(xué)生的到課情況；（2）課前預(yù)習(xí)情況：教師課前先發(fā)布實(shí)驗(yàn)任務(wù)和實(shí)驗(yàn)原理，要求學(xué)生先預(yù)習(xí)寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)的原理，課前學(xué)生也可以進(jìn)行仿真性實(shí)驗(yàn)，教師在課中檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)的報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)對(duì)預(yù)習(xí)情況進(jìn)行打分；（3）課中任務(wù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收：教師在課堂中根據(jù)知識(shí)點(diǎn)難易程度布置2 ～3個(gè)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，指出驗(yàn)收的知識(shí)點(diǎn)，教師根據(jù)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)的程度和使用的時(shí)間進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收打分；（4）拓展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)收：教師在課內(nèi)驗(yàn)收學(xué)生完成課中任務(wù)外使用所學(xué)知識(shí)做出來(lái)的實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)給予加分驗(yàn)收；（5）實(shí)驗(yàn)報(bào)告的評(píng)定：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確性和實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行評(píng)分；（6）課堂表現(xiàn)：根據(jù)課堂中學(xué)生回答問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)中是否自己動(dòng)手、是否遵守課堂紀(jì)律方面進(jìn)行打分。

2.5 以賽促教

數(shù)電實(shí)驗(yàn)課是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，為了讓學(xué)生更好地掌握這門(mén)學(xué)科，促進(jìn)教學(xué)創(chuàng)新性改革，教師應(yīng)鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)生參與電子信息相關(guān)的科技比賽，如學(xué)院、校級(jí)、省級(jí)甚至是國(guó)家級(jí)的大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽、“挑戰(zhàn)杯”競(jìng)賽等。通過(guò)科技比賽，有以下有點(diǎn)：一是能讓學(xué)生深入思考，找出學(xué)習(xí)的不足之處，并加深對(duì)實(shí)驗(yàn)課知識(shí)的深入理解；二是能擴(kuò)展知識(shí)面，科技比賽對(duì)綜合水平要求較高，且涉及多門(mén)課堂知識(shí)，促使學(xué)生重新整理相關(guān)課程知識(shí)；三是通過(guò)獲得比賽榮譽(yù)，讓學(xué)生對(duì)數(shù)電課程產(chǎn)生更加濃厚的興趣。綜合而言，通過(guò)老師指導(dǎo)學(xué)生參加科技比賽，提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和實(shí)踐能力，強(qiáng)化課堂理論知識(shí)的應(yīng)用，讓數(shù)電實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)更高效。

3 教學(xué)改革實(shí)踐成效

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐，大大提高了通信工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情得到了空前高漲，同時(shí)，也提高了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（1）課前通過(guò)網(wǎng)上平臺(tái)發(fā)布實(shí)驗(yàn)任務(wù)及實(shí)驗(yàn)原理，學(xué)生課前先預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用到的理論知識(shí)，課堂上老師講實(shí)驗(yàn)原理，學(xué)生就比較容易理解。（2）由于課外電路驗(yàn)證有加分，所以有部分學(xué)生課前不僅預(yù)習(xí)教師發(fā)布的任務(wù)，他們還會(huì)準(zhǔn)備一個(gè)額外的相關(guān)電路到課中驗(yàn)證，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（3）在實(shí)踐環(huán)節(jié)，每個(gè)學(xué)生都能自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。課堂實(shí)踐任務(wù)一般都是3 個(gè)，大部分學(xué)生能完成2 個(gè)任務(wù)，有一小部分學(xué)生每次都能完成課堂的所有任務(wù)。（4）在課堂中，學(xué)生也能很積極地參與師生間的知識(shí)互動(dòng)和交流。（5）越來(lái)越多的學(xué)生關(guān)注學(xué)科相關(guān)的比賽，學(xué)生通過(guò)歷年賽題對(duì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行鞏固學(xué)習(xí)、實(shí)踐驗(yàn)證和拓展應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)本校數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)存在的一些問(wèn)題，從教學(xué)設(shè)備、教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容和成績(jī)?cè)u(píng)定方式等方面提出了一些針對(duì)性的改革措施和實(shí)踐方法。通過(guò)本次的教學(xué)改革，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、自主創(chuàng)新和實(shí)踐的能力有了很大的提高。通過(guò)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)數(shù)字電子技術(shù)理論知識(shí)的理解和掌握更為深入，對(duì)知識(shí)的應(yīng)用更為深刻，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。然而，在數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面，還有很多方面需要改進(jìn)，比如開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，給學(xué)生更多的實(shí)驗(yàn)空間等。實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革是需要長(zhǎng)期探索的一項(xiàng)工程，如何培養(yǎng)出跟上時(shí)代發(fā)展的人才，需要每一位老師不斷探索和實(shí)踐，為培養(yǎng)新時(shí)代人才做出一份貢獻(xiàn)。