民辦高校的數字電路實驗改革

摘 要：數字電子技術在生活越來越重要，要求學生不僅系統地掌握數字邏輯電路的分析的基礎知識，而且要有很強的實踐動手能力。通過民辦高校教師數字電路實驗教學的經驗，分析了數字電路實驗教學的現狀及存在的問題，提出了對數字電路實驗教學的改革目標及一些具體方法。

關鍵詞：數字電路；民辦高校；改革

隨著科學技術的不斷進步，新技術更新換代之快，各學科之間聯系越來越緊密，解決實際問題往往需要多學科的綜合應用。學生從畢業到就業的過度適應期越來越短，培養學生運用知識解決實際問題的能力是急待解決的課題。數字電路是電子、通信、計算機等理工科專業必修的一門專業基礎課，是后續的單片機原理、計算機接口技術、信號與系統等課程的基礎，且與EDA技術聯系緊密，實踐性很強，對學生動手能力要求高。因此，該課的實驗教學是課程教學的重要環節，提高實驗教學質量對培養學生的實踐動手和綜合運用知識的能力具有非常重要的意義。

1 當前數字電路實驗教學中存在的問題

1.1 實驗內容一層不變

教師指定好實驗內容，學生只能在教師要求的范圍內完成實驗，學生沒有選擇實驗內容的權利，學生只有按部就班的按照教師的所規定的的實驗內容做實驗，而且大多數學生基本上都是照葫蘆畫瓢，既不利于教學，又不利于學生的主觀能動性的發揮，學生缺乏學習的主動性，學習效果自然就差。

2）實驗項目與實際生活聯系不緊密

實驗項目的設置與實際生活脫節，基本上都是照著書本上所給出的東西進行實驗，學生要么很快就完成了，要么無論如何都做不出來，這樣會使學生感覺枯燥、乏味，學習興趣不濃厚。

3）綜合性實驗設置較少，課程設計的選題不合理

綜合性實驗在總的實驗課程中設置較少，課程設計的選題只局限于數字電路的范疇，不能與前修和后續的課程進行銜接，難以培養學生綜合運用知識的能力。

4）硬件實驗較多，軟件實驗較少，尤其是缺乏軟硬件相結合的實驗類型

實驗主要是以硬件為主，軟件基本上很少涉及，這就造成學生綜合能力較弱。因此，如何改進以往的實驗教學模式，提高學生的學習興趣和綜合運用知識的創新能力，是一個值得去研究和實踐的課題。

5）數字電路實驗教師及實驗室人員素質參差不齊

由于民辦學校的師資力量薄弱，年齡結構不合理，每個人所受的專業培訓不一樣，在數電實驗中就體現出個體教學理念的差別。因為這種差別，造成在實驗教學過程中，每個實驗小組所接受的教學不一樣，有的教師就會有拓展內容，有的教師就沒有。這會在學生中造成不良的影響，實驗效果就大打折扣。

6）數字電路實驗評價體系不合理

現在的評價模式就是單一的根據學生的出勤情況，以及實驗報告成績進行評價，這樣的評價忽略了學生在實驗過程中的動手以及思考能力的體現，會影響學生實驗的積極性。課程設計也是只按照設計報告和實物最后的驗證作為評分依據，這樣會讓一個小組的學生出現兩極分化：有點學生幾乎一個人完成整個課程設計，有的學生什么都不會，雖然大家都有設計報告，但是在課程設計中，有學生沒有完成任務。

2 數字電路實驗教學改革的建議

針對以上存在的問題，我們對電子信息專業的數電實驗教學提出以下建議，以便改進數電實驗的現狀。

2.1 實驗題目緊密聯系生活實際，提高學生學習興趣

興趣是學習最好的老師，要使學生能自覺、主動地學習，興趣是第一位的。實踐表明，題目內容越接近生活與實際，學生的興趣越高。為了提高學生的學習興趣，我們把實驗的內容和方式做在實驗內容上，多安排聯系實際生活的題目，如以下的組合邏輯設計題目：“設置3個課程，各科合格學分為1分，2分，3分，不合格為0分，要求3門總學分要達到5分方可結業，設計判別電路”，這種題目與學生平時的學習生活緊密聯系在一起，使學生體會到運用數電知識解決身邊的實際問題，感受到所學的知識在實際生活中的應用]，提高學習的興趣。

2.2 采取“必做+選做”的實驗方式

在實驗方式上，采取“必做+選做”方式完成實驗，即除必做的驗證性題目外，其余的設計性題目由學生從現有的實驗內容中進行選擇，這樣，提高了學生學習的主動性，增強了教學的靈活性，教學效果得到了提高，但是學生要完成教學大綱要求的實驗學時是前提條件。

2.3 實行“驗證+應用”的實驗教學模式

“驗證+應用”實驗教學方式，即驗證性與應用設計性實驗交叉進行，如做完觸發器實驗后，馬上安排做由觸發器、D/A轉換器及運放組成的波形發生器實驗；完成一個555實驗電路后，接著的課程設計做由555參與設計的時鐘振蕩器等。這樣，既加深了學生對實驗內容的理解，又使他們掌握了運用所學知識解決實際問題的能力。

2.4 合理安排綜合性實驗和課程設計的選題

綜合性實驗和課程設計的選題，關鍵是要拓寬課題的覆蓋面，使其盡量能與前修課模電及后續課程如單片機接口技術等相聯系，培養學生綜合運用知識的能力。另外，對同一題目，盡量開發多種實現方法，使學生能有多種選擇，增加題目的挑戰性，避免實驗方法的雷同。如“基于D/A數模轉換器實現的函數信號發生器”實驗題目，我們采用NE555、計數器、E2PROM、D/A轉換器和運放等芯片實現。這個題目既涵蓋了數字電路的有關內容，又與單片機接口技術中常用到的D/A轉換器和模電中所學過的運放聯系在一起，通過實驗，學會了3門課程知識的綜合運用，既鞏固了模電所學知識，加深了對數電課程的理解，又為后續單片機接口技術的學習打下了基礎。在實際操作中，為了遵循由易到難、循序漸進、分步實施設計的原則，我們在課程設計之前的兩周，安排一次與課程設計內容有關的綜合性實驗，即基于D/A數模轉換器實現的鋸齒波發生器實驗，實驗中采用的計數器、D/A轉換和運放的電路與課程設計的要求完全一致。完成了綜合性實驗，再在課程設計中加入加減轉換電路和E2PROM，進一步實現了三角波和正弦波的產生電路，這樣，既延長了設計的時間，也使學生進一步加深了對知識的理解，從而提高了教學效果。endprint

2.5 實行“硬件+軟件”的實驗教學方式

在實際生活中，很多問題都是軟硬件相結合解決的，而目前的數電實驗多以硬件為主，因此有必要在實驗中進行軟硬件相結合的訓練]。除Multisim、Protel、Quartus等常用EDA軟件外，還有其他輔助軟件可用，如在“基于D/A數模轉換器實現的函數信號發生器”這個題目中，我們要求學生用Matlab生成正弦波和三角波數據表，從而讀取存儲器中的數據得出波形。經過實踐證明，這種做法既充實了實驗內容，提高了學習興趣，又拓展了學生的思維空間，使他們又掌握了一項解決問題的方法。

2.6在評價的環節上批閱報告與答辯同步進行，采取答辯與批閱課程設計報告同時進行，即要求學生在答辯之前完成課程設計報告。答辯時，教師可針對報告中存在的問題進行提問，這樣，既可考查學生對知識點的理解程度，也會暴露出報告中存在的抄襲，同時，還能督促學生對報告的不足之處進行修改。一舉三得，既提高了效率，也使考查結果更科學、可信。

3 結束語

數字電路是實踐性很強的專業基礎課，通過對以往數電實驗中存在的實驗內容單一、過程簡單、考評方式不科學等問題的分析，提出了一種既能有效激發學生的學習興趣，又能提高他們綜合運用知識的能力，從而提高教學效果的實驗教學方法。實踐證明，學生的反映很好，滿意度高，取得了良好的效果。

參考文獻

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作者簡介

何永晟（1985-），男，漢族，重慶人文科技學院助理實驗師。主要研究方向：電子信息技術。endprint