數(shù)字電子電路實驗教學(xué)改革與探索

楊方

（遵義師范學(xué)院物理與機電工程系，貴州遵義563002）

高等院校是人才培養(yǎng)的主要陣地，其核心主要體現(xiàn)在對學(xué)生的自學(xué)能力、知識更新能力、創(chuàng)新能力和設(shè)計能力等多方面能力的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的一種最有效的途徑，而在傳統(tǒng)的數(shù)字電子電路實驗教學(xué)中，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、時間安排及考核制度上均存在諸多不足，嚴(yán)重限制了數(shù)字電子電路實驗教學(xué)效率和質(zhì)量的提高。為適應(yīng)電子技術(shù)的飛速發(fā)展以及社會對人才的需求,必須加強學(xué)生實驗環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，充分發(fā)揮實驗教學(xué)的作用，力求引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生探索科學(xué)知識的主動性和積極性，這就需要高等院校在管理體制、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核評價等方面進(jìn)行改革創(chuàng)新。基于此，筆者對數(shù)字電子電路實驗教學(xué)做了一些探索，不足之處還請大家批評指證。

1 加強實驗室管理，保障實驗順利完成

近幾年來，由于學(xué)科建設(shè)的發(fā)展和迎接教育部評估工作的需要，學(xué)校對實驗室投入大量資金，對實驗室和儀器設(shè)備進(jìn)行了改建和更新。與此同時管理水平也相應(yīng)提高，進(jìn)一步完善了管理規(guī)章制度，儀器設(shè)備的管理和措施的實行都嚴(yán)格落實到個人。在每學(xué)期第一堂課上必須對學(xué)生進(jìn)行實驗室規(guī)范化管理教育，介紹實驗基本操作的正確方法，舉一些不符合規(guī)范操作而造成實驗失敗的例子。同時強調(diào)實驗室紀(jì)律及操作要求。如發(fā)現(xiàn)有違反的要及時糾正并記入平時成績，若不按要求進(jìn)行操作造成損壞儀器者，要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)賠償并且扣平時成績。每次實驗結(jié)束后，需經(jīng)任課教師或?qū)嶒炇夜芾砉ぷ魅藛T檢查同意后才能離開，強調(diào)學(xué)生每次實驗必須填寫儀器使用記錄冊，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。實踐表明，通過以上這些嚴(yán)格要求，能使學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗操作習(xí)慣，取得良好的效果。

2 改革實驗教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)電子技術(shù)飛速發(fā)展的需要

在飛速發(fā)展的電子技術(shù)領(lǐng)域中，數(shù)字電子技術(shù)的發(fā)展尤為顯著；因為在集成電路制造技術(shù)上不斷取得巨大進(jìn)步，新器件不斷出現(xiàn)，進(jìn)行數(shù)字電子電路設(shè)計所采用的方法和手段發(fā)生了很多的變革。另外，傳統(tǒng)實驗存在一些不足，主要表現(xiàn)為：一、電接觸性能不穩(wěn)定，由于數(shù)字電子電路實驗箱中的插座彈片會因為多次使用而接觸效果越來越差，使得實驗結(jié)果不理想。二、受到場地、儀器及器件的限制，傳統(tǒng)實驗必須到實驗室才能完成，實驗室能提供的器件及儀器的種類和數(shù)量都有限，能完成一些普通實驗，但對一些復(fù)雜或特殊實驗無法進(jìn)行，不能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和設(shè)計能力，不利于開展綜合設(shè)計類實驗。三、容易損壞器件，由于接觸性不好或接錯電路，芯片容易被燒壞，實驗成本增大，還嚴(yán)重影響實驗效果。同時，要提高學(xué)生綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和設(shè)計能力，就必須調(diào)動學(xué)生積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，留給他們足夠思考空間。基于這些原因，這就要求我們必須改革實驗教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容能適應(yīng)科技的快速發(fā)展和社會對人才的需求。我們可以刪除或壓縮一些陳舊的教學(xué)內(nèi)容；一些功能類電路也不必面面俱到，可作適當(dāng)精簡，增加設(shè)計性和創(chuàng)新性實驗；為保證質(zhì)量，在選取設(shè)計題目上要多下功夫，盡量結(jié)合實際生活和學(xué)生專業(yè)特點選題，如電子游戲機，交通燈控制器，電子表等，這樣既可激發(fā)學(xué)生對電路設(shè)計的興趣，又能培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力；對設(shè)計性、綜合性實驗應(yīng)用EWB等軟件進(jìn)行仿真實驗。EWB軟件虛擬了一個可以對數(shù)字電子電路進(jìn)行模擬仿真的工作臺，提供了上萬種真實精度的電子元件模型，幾乎可以完成數(shù)字電子電路實驗室能進(jìn)行的所有實驗，而且與實際情況非常一致，它具有界面直觀，操作簡單等優(yōu)點，它可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又可以培養(yǎng)學(xué)生的分析、應(yīng)用和創(chuàng)新能力。

3 改革實驗教學(xué)方法和手段，提高實驗教學(xué)質(zhì)量

實驗課最關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生動手能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。但如果學(xué)生進(jìn)入實驗室的時候?qū)σ龅膶嶒炓粺o所知，對整個實驗過程不甚了解，這樣做實驗的效率和質(zhì)量都會很不理想，學(xué)生積極性也會受到嚴(yán)重影響。因此要求學(xué)生要認(rèn)真做好實驗預(yù)習(xí)，教師要預(yù)先提出一些啟發(fā)性的問題，預(yù)習(xí)后作出理論解答，然后用實驗驗證結(jié)果是否一致，并進(jìn)行分析。教師要鼓勵學(xué)生對實驗的方法、步驟提出自己的設(shè)想，可重新編排，設(shè)計實驗，這樣，學(xué)生的積極性就會得到提高，使學(xué)生在整個實驗過程中處于主動地位。

實驗教學(xué)過程中要重視對學(xué)生實驗操作的指導(dǎo)。實驗操作是實驗成敗的關(guān)鍵，也是提高學(xué)生動手能力和實驗技能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在每次實驗中都要認(rèn)真講解、細(xì)心指導(dǎo)，使學(xué)生對原理和步驟徹底搞清楚，若發(fā)現(xiàn)學(xué)生做的過程中出現(xiàn)問題要及時糾正，親自示范，直到學(xué)生能徹底改掉壞習(xí)慣為止。

改變傳統(tǒng)的硬件實驗為軟硬結(jié)合的實驗手段。對于基礎(chǔ)性實驗以傳統(tǒng)的硬件實驗為主，通過實驗可使學(xué)生熟悉常用電子儀器的使用方法，掌握實驗的操作過程和設(shè)計方法，能對基本知識、基本實驗技能加深理解和掌握，能深刻理解元器件的功能和原理，增強學(xué)生感性認(rèn)識，有利于培養(yǎng)學(xué)生實際動手能力和分析、判斷以及解決問題的能力。對于設(shè)計性、綜合性實驗以EWB等軟件為平臺進(jìn)行仿真實驗，可以充分發(fā)揮學(xué)生想象力，同時可以提供豐富的元器件和儀器以彌補傳統(tǒng)實驗的不足，擴大了實驗范圍和內(nèi)容，學(xué)生能在計算機提供的虛擬實驗環(huán)境下進(jìn)行實驗電路的理論設(shè)計和實踐，可提高學(xué)生的分析能力、設(shè)計能力及創(chuàng)新能力，節(jié)省時間，大大提高了實驗的效率和成功率。改革實驗教學(xué)方法，提高實驗教學(xué)質(zhì)量。將仿真實驗和傳統(tǒng)實驗有機結(jié)合，不僅能提高效率，同時也節(jié)約了實驗成本，也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還培養(yǎng)了學(xué)生的科研能力。

4 改革實驗教學(xué)考核方式，保證實驗教學(xué)效果

實驗考核是保障實驗成功的重要手段之一，以往數(shù)字電子電路實驗的考核，只要學(xué)生能完成實驗，寫出實驗報告，實驗成績幾乎單一地以實驗報告為準(zhǔn)，這既不利于培養(yǎng)學(xué)生獨立實驗?zāi)芰Γ埠茈y真實考核學(xué)生的實驗技能，因此很有必要改變考核方式。實驗成績的評分應(yīng)細(xì)致化，嚴(yán)格化，從實驗的不同方面綜合考核，可分為平時考核和期末考核兩部分，平時考核又包括實驗預(yù)習(xí)、出勤、回答提問、實驗操作、實驗報告及設(shè)計實驗幾部分。期末考核由理論考核和操作考核構(gòu)成。實驗考核方式的改革，可以全面地科學(xué)地考核學(xué)生，有利于調(diào)動學(xué)生重視實驗的主觀能動性，提高學(xué)生綜合素質(zhì)。

本文從給學(xué)生提供更大的實踐空間、更多的實踐時間和提高學(xué)生的創(chuàng)新能力出發(fā)，把學(xué)生放在教學(xué)的主體地位，對學(xué)生進(jìn)行循序漸進(jìn)、多層次、分階段的實驗訓(xùn)練,使學(xué)生的專業(yè)知識、綜合應(yīng)用能力和整體素質(zhì)能得到更加協(xié)調(diào)的發(fā)展。作者提出的數(shù)字電子電路實驗教學(xué)的一些改革方案，決定先進(jìn)行試點教學(xué)改革，根據(jù)實際情況再進(jìn)行修改和完善，最終要形成一種科學(xué)、合理、有效的實驗教學(xué)新模式，以促進(jìn)高校數(shù)字電子電路實驗教學(xué)水平的提高。

[1] 李忠波.電子設(shè)計與仿真技術(shù)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004.

[2] 荊西京，王海濱，李洪義，等.淺析仿真實驗與傳統(tǒng)實驗的關(guān)系[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2003,（10）：320.

[3] 祁才君,章安元,王小海.電子技術(shù)課程考核方式的改革實踐[J].理工高教研究,2003,(6)：113-114.

[4] 翟洪波,田思慶,李麗.《電子技術(shù)》課程實驗教學(xué)改革的探索[J].中國電力教育，2008,(9)：97-98.