實驗在數字電子技術教學中的地位

謝國坤 郝森 汪長海

摘 要 數字電子技術是大學理工科的一項重要的基礎課程，其具備很強的理論性和實踐性。在數字電子技術課程的教學過程中，我們需要不斷的提出新的思路來適應社會和教育形勢的不斷發展。數字電子技術的基本教學目標是培養高素質理工人才的基本技能，因此我們就必須重視實驗教學在數字電子技術教學中的作用。實驗是數字電子技術教學中的一項較為重要的內容，是理論知識的加深和實際操作技能的拓展。只有在教學過程中充分重視理論的教學，同時加強實驗的教學，才能使我們的數字電子技術教學工作取得更大的進展。

【關鍵詞】實驗；數字電子技術；教學

1 引言

實驗在各項理工類學科中都有著十分重要的地位，尤其是對于數電這種專業性較強的學科，對于學生學好該科目有著十分重要的影響。數電較強的專業性使得初學者對其望而卻步，不能很快的進入摘 要 數電學習的門徑。而實驗則是在這個過程中輔助學生學習數字電子技術的重要手段，有助于學生盡快的理解數字電子技術的基本原理，并且為后續的進階打下良好的基礎。實驗也有助于學生數電學習興趣的培養，通過合理的理論和實踐的結合，可以使數字電子技術的教學活動取得更好的效果。數字電子技術的實驗在實踐的過程中往往會是一個從易到難的過程，我們要以循序漸進的步驟開展數字電子技術課程的實驗。

2 實驗在數字電子技術教學重要的輔助作用

2.1 學生對數電基本知識的實踐和掌握

數字電子技術是生產數字電子產品的基礎知識，而要讓學生更好的理解其中的道理，我們就應該利用實驗來讓他們對數字電子技術的基本概念進行一定認識。首先，數字電子技術實驗有助于學生更好的理解0和1在實際中的表示方法，讓他們打好相關的實驗基礎。數字電子技術的實驗的操作還要求學生對電路的引腳排列等概念有著清晰的認識，只有充分了解了各個引腳的功能，才能更好的了解電路實驗中不同的電氣特性。數字信號中的1和0正是用數字電子技術中的方法來進行兩種不同的電壓的表示方法，這種表示方法代表了一種邏輯上的意義而非數字字的意義。通過對具體的電路中引腳排列順序的說明，來使同學們了解到電路的功能的實現途徑。輸入信號源只有在引腳接線正確的情況下才能更好的工作。在使二極管發光的過程中，還要讓學生總結實驗電路的邏輯功能，給他們解釋數字電子技術中與、或、非的概念，讓他們對其中基本的邏輯關系有一個清晰的認識。

2.2 通過實驗對數電邏輯功能的理解

當學生對于數字電子技術實驗的基本電路功能已經有了一個基本了解之后，我們應該向更高級的方向對他們進行引導。初級的電路實驗已經不能滿足數字電子技術教學的要求，我們應該從應用的角度出發，在實驗的過程中對電路的功能進行一定程度的認識。因此在這一階段，我們應該使用集成化的數字電路來讓學生們進行實驗。在實驗的過程中，要確保學生能夠掌握功能表的觀察方法，并且學會一定的測試其中功能的基本知識。例如，在對譯碼器功能的了解測試中，我們可以首先選擇74LS138譯碼器作為基本的型號。然后在實驗的過程中，著重的引導學生認識這種譯碼器的引腳功能，通過對其排列圖的觀察閱讀，來掌握其功能。在實驗過程中還應該按照接線圖進行特定的接線技能訓練。當各種前期準備工作都做好以后，我們應該對譯碼器進行接線功能的測試，直至在實驗中測試出其一定的功能參數為止。在這個一個實驗的過程當中，要對學生進行譯碼器的概念解釋，對于有效電平、輸入輸出端等概念也要進行一定程度的解釋。通過重復的實驗訓練，才能讓學生在一定程度上擺脫盲目，對數字電子技術有了一定程度的掌握。

2.3 通過實驗激發學生對于數電的學習興趣

數字電子技術在教學過程中可能會面臨很多的瓶頸，其中一個就是學生提不起學習興趣的問題。通過一些實驗內容的設計，可以很好的激發學生學習數字電子技術的興趣。例如，計數器實驗就是一種較為良好的引發血神學習興趣的實驗過程。根據數字電子技術的原理，我們可以選擇不同的技術方法。在這里我們可以選擇74LS161型號的計數器來進行實驗。根據之前的實驗效果，我們讓學生先再實驗前畫出一定的接線圖，然后在實驗過程中就可以直接按照接線圖來進行電路的接線。當接完線進行測試時，將整個電路圖的輸出端接到發光二極管上，同時再接到一個特定的數碼顯示器上，我們可以看到二極管的發光狀態，同時也可以在數碼顯示器上顯示電路輸出的循環狀態。在數碼顯示器上可以看到0到9的數字依次出現，并且伴隨著六個不同形態的循環狀況。學生會感到十分有意思，并且充滿了好奇心。在此我們就需要對學生進行一定的十六進制的原理。通過這種實驗的進行，可以讓學生掌握更多的數字電子技術知識，提升他們的學習興趣。

2.4 通過實驗拓展數電知識的實際用途

數字電子技術歸根結底是一種實用性的學科，我們在進行實驗的過程中同時要讓學生對數字電子技術的實際用途有一定的了解。數字電子技術實驗的內容是很多的，在掌握了一些基本的實驗操作方法之后，我們要應該有步驟的對數字電子技術的各種功能進行一定的擴展。在數字電子技術實驗中，學生會逐步學習到譯碼器、加法器、寄存器、計數器等器材的功能，我們更應該在此基礎上，進行各種實驗設備器材的功能的拓展。一般說來，加法器和計數器的拓展對于學生的直觀影響最大。在拓展實驗過程中，我們同樣要進行一定的測試實驗，然后在加法器上進行相關的實驗。在測試階段，我們可以從輸入端口進行十進制數字碼的輸入，然后就會在顯示器上顯示出相關的加法的結果。其中計數器也可以進行類似相關的實驗，在拓展過程中會出現六十進制的改變，在這個實驗過程中學生會在一定程度上充分的認識到數字電子技術在實際應用中的強大功能，從而增加他們在學習中的興趣。

3 進行實驗教學時應注意的問題

3.1 合理安排內容，理論聯系實際

數字電子技術的理論內容是很多的，我們不可能在實驗課上進行所有理論的實驗。因此我們要在實驗過程中合理安排其中的內容，將優先的實驗時間用在最精華的知識的驗證上。實驗前應該在課堂上進行相關理論知識的講解，為實驗的過程打好基礎，以便在實驗過程中更好的完成實驗任務。在實驗內容的設計方面，我們尤其應該減少一些驗證性的實驗環節，而增加一些設計性實驗的內容。實驗教學中設計性內容的增加，可以更好的鍛煉學生的綜合知識的應用能力。學生在實驗的過程中，可以有效的鞏固自身的知識，并且提高自身的實踐能力，增強發現問題和解決問題的能力。只有將理論和實際有效的聯系到一起，才能使實驗發揮其真正的教學作用。教師在輔導學生實驗的過程中，還應該和學生進行平等的交流和探討。教學實踐表明，學生對一些實用性較高的實驗會表現出很大的興趣，可見將理論聯系實際的重要意義。

3.2 對實驗時間進行合理的安排

實驗時間的安排也十分的重要，既不能占用太多的理論課程，又要保證充足的實驗時間來完成相關的實驗教學目標。在這個過程中，教師要根據不同學生的不同學習情況，進行因材施教。針對不同專業的學生，要設計不同針對性的實驗方案。在實驗時間的安排上，我們要充分的利用每周一次的數字電子技術實驗的機會，讓每個學生都在一定程度上得到不同程度的鍛煉。在一個班里，學生們對數字電子技術的理解可能參差不齊，因此不是所有的同學都能在實驗課上完成相應的實驗任務。因此，在實驗時間的安排上，要首先讓他們做好前期的實驗準備，畫出電路連接圖。在實驗的過程中，應該進行互補的結組，以確保每一個學生都能夠很好的完成相應的實驗任務。在周末一些時間，我們也可以為學生提供一定實驗機會，以使那些對數字電子技術有著良好興趣的同學有一個可以進行實驗的良好平臺。保證數字電子技術優等生充足的實驗時間，可以有效的提高我們的數字電子技術教學效果，從而提高數電的教學效果。

3.3 注重實驗過程的考核和總結

一個完整的數字電子技術實驗不僅包括前期的準備，實驗的過程，還包括對于實驗數據的總結以及實驗報告的完成。實驗報告是實驗過程中一個比較重要的環節，它是對學生實驗過程的一種考核形式。實驗報告的內容是對實驗過程的完整總結，包括實驗目的、實驗器材以及實驗原理等，還要畫上實驗過程中的電路原理圖。最后還要對每次實驗數據進行一定的整理和計算。通過實驗報告的總結，學生可以對實驗過程中產生的問題進行一定的總結，然后對其中出現的理論進行更為深入系統的理解。對于學生的考核，我們可以從兩方面進行著手。其一就是學生在實驗過程中的實際表現，例如考勤、實驗態度以及實驗報告的撰寫水平等。還有一種是利用期末試卷的形式來對學生進行考核。通過兩種不同的形式對學生的實驗水平進行一定的總結和考察。

4 結語

數字電子技術的教學過程是一個理論課程和實驗課程相結合的課程，只有將理論和實際充分的結合到一起，才能使數字電子技術課程的教學收到良好的效果。實驗課程的教學，可以充分的培養學生的自主學習能力和實際操作能力。以實驗課程為平臺，可以培養學生學習數字電子技術課程的興趣，提供他們向更高知識殿堂進發的動力。實驗和理論相結合是相輔相成的，只有讓學生在實驗前做好理論準備，才能使他們在實驗過程中收獲更多的樂趣。

參考文獻

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[2]李勁松.數字電子技術的發展現狀分析[J].電子世界，2016（10）.

[3]陳靜.淺析數字電子技術的應用與發展[J].品牌，2015（03）.

作者簡介

謝國坤（1978-）女，山東省濟寧市人。碩士研究生學歷。現為西安交通工程學院助教。研究方向為為自動控制。

郝森（1981-）男，江蘇省徐州市人。碩士研究生學歷。現為華為軟件技術有限公司軟件工程師。研究方向為為移動寬帶、家庭路由、可穿戴應用。

汪長海（1981-）男，安徽省舒城市人。碩士研究生學歷。現為陜西可控科技有限公司硬件工程師。研究方向為為嵌入式系統。

作者單位

1.西安交通工程學院 陜西省西安市 710300

2.華為軟件技術有限公司 陜西省西安市 710065

3.陜西可控科技有限公司 陜西省西安市 710065