中職數字電路實驗教學的思考

李蜜

摘 要：隨著我國教育教學體系的不斷改革與發展，我國大多數學校的數字電路實驗課的課程設置、項目開設、教學模式以及成績考核等都出現了較大的變化，有效的解決了學校數字電路教學中存在的問題，如實驗思想單一、學生積極性不高、教學氛圍不濃厚等。但是從我國整體數字電路實驗教學來看，中職數字電路實驗課仍然存在較多的問題，由于中職學生文化基礎普遍較薄弱，思維方式較單一，遇到稍微復雜一點的問題就會退縮，難以將一個完整的數字電路分析設計，這就使得數字電路實驗課的教學質量難以提升。本文就中職數字電路實驗教學進行了分析，轉變思路、應用先進的教學手段，從而激發學生的學習主動性和創造性，提高教學質量。

關鍵詞：中職學校 數字電路 實驗教學

一、 引言

數字電路實驗課程的開展不僅可以提高學生的思維能力、創造能力，更重要的是為電子信息行業提供更多優質的人才。隨著大規模集成電路、EDA技術、可編程器件的高速發展，國家和社會對數字電路這方面的人才需要越來越高。但是從目前我國整體教學水平來看，數字電路實驗教學質量并不高，受到諸多條件的影響，導致數字電路實驗教學效果和質量不高。為順應當今社會的飛速發展，培養綜合素質高的新一代人才，對中職學校數字電路實驗教學進行了剖析，為激發學生學習的主動性、營造積極良好的課堂氛圍、提高教學質量奠定基礎。

二、強化中職數字電路實驗課程的重要性

傳統的數字電路實驗課程與理論課合為一門課程，且實驗成績僅僅占數字電路課程總成績的15%，這就使得中職學生對數字電路實驗課程的重視程度低，對學生實驗能力和教學質量的提高造成了抑制作用。另外，中職生的文化知識基礎普遍薄弱，思維方式傳統單一，對數字電路實驗這門動手性、思維能力以及創造能力要求較高的課程來講，他們往往遇到稍微復雜的問題就會產生畏難情緒，對自身的發展十分不利。再加上數字電路實驗課教學中，老師往往就是讓學生進入實驗室，將實驗的題目和內容告知后學生按部就班的進行，最終得出結果填寫表格，記錄好數據，那么實驗就完成了。這樣難以開發學生的創新思維，久而久之學生便會產生厭學情緒，嚴重影響了教學質量。

為提高中職數字電路實驗課程的教學質量，使學生認識到實驗課程的重要性，激發學生的學習積極性和主動性，提升學生的動手能力、思維能力以及創新能力，必須強化中職數字電路實驗課程教學，將數字電路實驗設為一門獨立課，引起學生們的重視。另外還應該對教學模式和教學內容進行創新，打破傳統兩位老師共同授課的模式，避免學生因理論老師和實驗老師的教學思路與模式不同而產生不良的影響。因此實驗課程獨立設課后，主講老師應該由實驗老師來承擔，根據中職生的文化水平，加強實驗原理和步驟的引導，重點強調實驗器材的使用，這樣有利于激發學生的積極性和創造性，使學生順利完成實驗。

三、 加強中職數字電路實驗教學的改革

（一） 教學形式的改革

（1）數字電路理論教學

數字電路理論課教學比較枯燥乏味，由于中職生的耐心較差，一小階段講解后學生注意力往往就不能集中了，出現了玩手機、睡覺、看其他課外書的現象，不愿意積極配合老師完成教學任務。這主要是因為中職生渴望學到生動、形象、有趣的東西，對理論性太強的知識毫無興趣可言，難以提高教學質量。因此必須在數字電路理論教學過程中，營造出輕松、愉快的教學氛圍，讓學生真的“活”起來。比如在對多功能函數發生器數字電路課程設計的講解中，老師可以把設計多功能函數發生器相關的設計問題列在多媒體投影儀上：①設計的多功能函數發生器有哪些功能？②實現這些功能需要什么芯片？③它的邏輯原理是什么？④數字電路圖應該怎么設計？⑤你能代表你們小組上臺講述嗎？這些問題可以通過搶答或者自愿的方式，讓學生能較快的融入在教學當中。

（2） 使實踐性實驗取代驗證性實驗

目前中職學校數字電路實驗教學往往以驗證性為主，能強化學生對基礎知識的理解與消化。但是隨著電子信息技術的飛速發展，我們不能完全停留在實驗驗證階段，實驗教學的知識往往具有一定的層次性和相關性，因此老師需要設計出更多具有遞進型的問題，引導學生進行正確的實驗，使其能更好的掌握知識，提升能力。比如在對555定時器進行實驗教學時，首先老師應該讓學生明白555集成定時電路結構和工作原理，掌握555集成定時電路的基本應用等知識。如圖1所示為555定時器內部框圖與引腳排列。老師在設計問題時，應該循序漸進，保持前后聯系，逐漸加深。比如①利用555定時器設計出樓道燈光定時？②利用555設計出閃爍燈，保持其閃爍頻率為1HZ？③利用555設計兩種頻率聲音的門鈴？這幾個任務前后相連，比較符合學生發展和認知的規律，能最大程度激發學生的學習積極性與創造性，提高教學質量。

圖1 555定時器內部框圖與引腳排列（二） 教學內容的改革

（1）基礎性試驗

基礎性實驗主要以數字電路典型的案例為主，提高學生對基礎知識的理解。比如在對典型實例多功能數字鐘功能設計時，根據VHDL的特點，設計人員無需對固定功能的標準芯片進行考慮，直接從實現系統功能出發，建立多功能數字鐘系統模塊，如圖2所示。本系統主要采用分底層和頂層兩個層次設計，采用VHDL編寫各個功能模塊，通過輸入原理圖方式對各模塊間的連接關系進行描述。通過該案例的分析，可以對EDA技術知識有了一個清晰、全面、系統的認識。

圖2 多功能數字鐘系統模塊示意圖（2） 設計性實驗

設計性實驗是對學生動手能力、創新能力的體現。在這個環節，數字電路實驗課程可以把生活中的實際應用作為課題，讓學生融入生活、觀察生活，使其體會到知識的實用性。在實驗設計過程中，學生不能一味的求助老師，可以借助網絡和圖書館中的大量資料，設計出電路圖和相關芯片，最后可以讓老師進行引導、點評，使實驗更加完美。在這個環節教學質量提升的效果是十分明顯的，不僅讓學生學習到了專業知識，也學到了書本外的知識。

（3） 大型實驗

雖然中職生的文化基礎普遍薄弱，但是其中不缺少一些水平和能力較高的同學。這部分學生除了完成平時的數字電路實驗教學任務外，還可以參加市級省級乃至全國性的比賽，這樣的實驗往往要求學生從選題—設計方案—設計電路圖—購買元器件—組裝—進行實驗—撰寫報告等環節必須獨立完成，這樣不僅可以提高學生的創新能力和動手能力，還能為后期進入社會、走上工作崗位創造有利的條件。

（三）實驗成績考核方式的改革

傳統數字電路實驗成績考核方式由平時上課出勤率和實驗報告完成情況組成，由于學生在實驗報告中存在嚴重抄襲的行為，老師難以對學生真正的水平進行衡量。因此必須對成績考核方式進行改革，平時成績占60%，期末卷面成績占40%，兩部分組成實驗課程的期末總成績。在對卷面考試題目進行設置時，可以把學生平時操作過的所有實驗項目進行匯總，考試時由學生抽簽決定，確保考試的公平性，這樣也可以調動學生平時實驗操作的積極性和主動性。

四、 結束語

在教育體系不斷改革與創新的條件下，中職學校和老師應該根據中職生文化、能力的實際情況，優化教學模式和教學內容，增強課堂的趣味性，營造積極向上、輕松愉快的課堂氛圍。在加強數字電路理論教學的同時，更重要的是提高實驗的實踐性，培養學生的動手能力、思維能力和創造能力，同時對課程成績考核方式進行改革，充分調動學生平時實驗操作的積極性，最終形成一種科學、高效的實驗教學新模式，促進我國中職學校數字電路實驗教學質量與水平的提升。

參考文獻：

[1]劉彥飛，代永紅，張榮.EDA軟件在電路實驗教學中的應用[J].長江大學學報（自然版），2011，08（7）.

[2]莫琳.數字電路課程設計實驗教學改革的探索與實踐[J].中國電力教育，2013，（14）.

[3]張菁.EDA仿真在數字電路教學中的應用研究[J].魅力中國，2009，（22）.

[4]曹維.數字電路與邏輯設計"實驗教學改革探索與實踐[J].計算機教育，2009，（15）.

[5]蔣媛.通過數字電路實驗教學培養學生綜合能力的探討[J].科技信息（科學·教研），2008，（3）.

[6]張旭珍.數字電路實驗教學的改革與實踐[J].科技信息，2011，（31）.