數字電子技術實驗教學改革與實踐

申雙琴

摘要：數字電子技術實驗是高校電類專業一門綜合學科基礎課，文章從教學對象、教學內容、教學及方法等方面，結合多年教學經驗分析了目前教學現狀，以網絡教學平臺為支撐，將教學內容體系層次化、教學對象層次化，滿足不同層次學生需求，并建立了科學量化的考核體系。實踐證明，學生的積極性、基本技能及分析問題解決問題等方面的能力較以往均有明顯提高。

關鍵詞：數字電子技術；積極性；改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）30-0265-03

實驗教學在高校教學中占據重要地位，是學生從實踐中驗證理論并結合實際應用培養及提升實踐能力、創新能力的重要手段。《數字電子技術實驗》作為一門綜合學科基礎課，在整個大學階段中起著承上啟下的作用，是學生接受系統實驗方法和技能訓練的開端，旨在培養學生掌握數字邏輯分析、解決問題的基本方法，提高學生動手能力、獨立思考、解決問題的能力[1]。文章在分析了教學現狀后，探索層次化教學內容體系，引入網絡教學平臺，建立量化的考核標準，經實踐證明，改革后的教學模式取得了良好的教學效果。

一、數字電子技術實驗教學的現狀

1.數字電子技術實驗基于數字電子技術理論課開設，實驗課內容基本按照學生熟悉儀器操作，了解實驗箱及集成芯片的功能進而驗證相應理論知識點，最后撰寫實驗報告的流程進行。在整個教學過程中，學生依舊處于被動狀態，教學模式單一，缺乏彈性，難以調動學生積極性和學習興趣。

2.教學內容缺乏靈活性，實驗內容陳舊，驗證性實驗居多，知識和實踐要求梯度過低[2]。但數字電子技術卻發展迅速，如此，便造成實踐環節與工程實際應用脫軌現象，不利于培養學生的創新思維和創新能力[3]。

3.實驗課開設太晚，導致學生理論學習與實踐環節難以銜接，影響實驗課的教學質量。此外，理論課任課教師和學生都普遍存在重理論輕實驗的觀念，導致學生理論分析能力強，但動手能力差，故障分析能力差。

4.傳統以實驗報告為主的考核標準不夠科學、合理，實驗報告不可避免地存在大面積抄襲現象，難以監管，且未能融入實驗過程中動手能力、故障分析、電路調試能力等方面的考核，難以提高學生積極性及發掘實踐環節的潛力[4]。

二、實驗教學模式優化改革與實踐

1.建立層次化教學體系。我校數字電子技術實驗為獨立開設，由專任實驗教師獨立負責。為避免理論與實驗環節脫節，實驗課的開設緊跟理論課的步伐。數字電子技術實驗面向的對象是電類和非電類專業的大二學生，雖然處于專業實驗技能入門階段，但每個學生的學習能力、培養要求不同，對知識的掌握程度及動手能力依然存在較大差異，傳統的針對所有學生采用相同的教學內容，不能很好地適用于每位同學[5]。因此，采取層次化的教學體系，將教學內容及教學對象層次化，依據教學對象、學習能力、培養目標方面的差異，從實驗內容安排及實驗項目類別進行匹配。根據培養計劃將教學對象分為電類和非電類專業，非電類專業培養要求相對較低，且經多年教學經驗總結，非電類專業在知識點掌握、動手能力、分析能力各方面和電類專業存在一定程度差異，故對實驗項目類型比例分配進行調整，如表1所示。對非電類專業加大驗證型比例，鍛煉其實際操作能力，在設計型和綜合型實驗上不但降低比例而且降低實驗任務難度。文中后續部分以電類專業為例對教學內容層次化探索教學進行分析。

傳統的驗證型所占比例較大的實驗教學內容體系，缺乏彈性和靈活性，不利于培養學生的創新思維和創新能力，為此，對實驗項目進行梳理，增大設計型和綜合型實驗比例，遵從由易到難、循序漸進的實踐過程分為驗證型、設計型和綜合型三個層次進行教學[6]。其中綜合型實驗又分為綜合設計型和自主設計型。通過驗證型實驗，在鞏固和加深基本理論知識的基礎上，重點培養學生基本實驗技能，完成理論知識點的驗證。設計型實驗由教師給出實驗任務及要求，學生擬定實驗方案并完成要求。綜合型實驗中的綜合設計型實驗，給出功能及指標后學生綜合多個知識點擬定方案完成任務，自主設計型實驗要求學生綜合運用多個知識點自擬題目和設計方案并實現，提高學生自主性、培養創新能力[7]。

在上述三個層次中，不同類型的實驗項目并非彼此獨立，而是相互協接，驗證型實驗不僅獨立開設也包含在設計型實驗中。驗證型和設計型相互結合，既能避免設計性部分的電路調試中出現集成電路本身損壞導致故障難以排查，又能起到由易到難的過渡作用，避免無從下手的現象。三個層次中設計型所占比例最大，整個實驗教學中學生有65%的時間是在進行設計型實驗，針對每個設計型實驗項目的內容結合課程學時及培養要求分配合適的任務量，避免任務量過多或過少帶來的負面影響。

2.引入網絡教學平臺。在“互聯網+”的大背景下，信息技術發展迅速，傳統教學模式因形式單一且缺乏靈活性已逐漸被多元化教學模式所替代。桂林理工大學的教育在線系統為數字電子技術實驗課程提供了一個良好的網絡教學平臺，該平臺主要包括課程大綱、教師基本信息、教學資源、教學活動、課程建設等模塊，其中教學活動又細分為在線測試、答疑討論、課程問卷、播客單元、課程作業等，課程建設包括考核方式等，任課教師可根據教學實際情況增減相應模塊，靈活性強。在該平臺中，課程管理一欄學生可以查看課程的簡介、大綱、實驗項目的安排等，讓學生對整個課程做到心中有數。在課程的教學資源中，不但包括了實驗指導書、課件、實驗項目相對應知識點的梳理和分析、重點難點分析，還包括一些課外延展性知識，這些課外知識不但可以幫助學生更好地理解及操作實驗儀器，了解發展動態，而且可在一定程度上消除學生普遍存在的高校學習知識有何用的疑慮。同時，在“教學活動”中，學生可完成教師布置的作業及課堂對應的測試，答疑討論區師生可進行線上互動、討論，增進師生間距離，有效提高學習效率，改善教學效果。通過調查問卷及討論去了解、掌握學生學習動態從而更加有利于教師的課堂教學。在該實驗課程教學中，“線上”學生成為主體，可自主輔助學習，隨時隨地下載豐富的教學資源，與教師進行互動，和同學互相協作，提高自主學習能力，“線下”學生實踐、教師解惑相結合。無論是線上還是線下，網絡教學平臺始終貫穿整個教學活動。網絡教學平臺備受教師與學生的喜愛，尤其是其中的討論區、網絡課程以及在線學習法已經成為主流學習手段[8]。

3.制定合理量化的考核體系。傳統教學以實驗報告為主的考核體系顯然不能公正合理地評價學生在整個實驗教學活動中的實驗能力，因此，建立完整的合理量化的評價體系至關重要[9]。根據教學實際情況結合培養方案制定了量化的考核標準，如表2所示。考核體系主要從預習情況、實驗過程中實際動手能力及完成情況、實驗報告及分析、考勤幾個方面綜合對學生個人及所負責的實驗項目進行考核。數字電子技術實驗成績為獨立考核，分ABCD四個等級制，無須計入理論課成績，并且不同類型的實驗項目考核重點不同。針對驗證型實驗，主要考核相關聯理論知識的掌握情況及實驗操作是否規范，設計型實驗主要考核設計方案的合理性、實驗是否順利完成、結果是否正確、故障分析及解決問題能力，綜合型實驗主要考核綜合知識的運用情況、學生個人的創新能力、電路調試能力、實驗完成情況及驗收時個人的答辯情況。學生的最終成績通過各項考核成績加權得到。實驗課過程中任課教師不但要指導儀器操作、答疑解惑，對實驗現象及臨時出現的各種故障問題合理分析、引導等，為了體現以學生個人為單位進行客觀公正的考核，任課教師還需細心觀察并隨時記錄每個學生在實驗操作時的實際動手能力、熟練程度、完成情況、實驗結果是否正確、故障出現時是否能夠經過獨立思考并最終解決問題等細節。如此一來，增進了師生距離，讓學生感受到教師在關注自己，代價是任課教師需要投入更多的時間和精力，但以此為基礎所建立的考核體系能夠更加客觀、公正、合理地對學生個人的實際動手操作能力及個人學習能力進行評價，進一步提高學生的積極性，激發其學習興趣。

三、結論

數字電子技術實驗課程作為實驗技能入門向專業技能培養的過渡階段，肩負至關重要的作用。文章在分析了目前教學現狀后，提出層次化教學內容體系，引導學生在熟練掌握各關聯知識點原理的基礎上提高實驗技能，網絡教學平臺豐富了教學模式，增加了學習的靈活性，科學量化、突出實踐能力所占比例的考核體系，在很大程度上調動并激發了學生的主觀能動性及學習興趣。數字電子技術實驗教學實施改革的3年來，學生的各項實驗技能、對該門課程在系統性的理解上都有了很大的提高，為后續專業技能的培養打下了良好的基礎。

參考文獻：

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