浅谈数字电路实验教学改革

　　中图分类号：G6 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（a）-0177-02

　　现在是信息数字化的时代，数字电子技术已经被广泛的应用到自动控制、通信、计算机、电子等一系列的领域中，因此掌握数字电子技术对于当代理工科大学生来说是必不可少的。数字电子技术作为电气学院学生和与电相关专业的学生必不可少的一门专业基础课，配套的数字电路实验可以?椭?学生更好地理解和掌握数字电子技术。通过对数字电路实验的学习，学生可以锻炼动手能力，提高逻辑思维能力。但是目前的数字电路实验，数目上偏少，形式上只是在数字电路实验箱上进行，内容上多为验证性的简单实验，枯燥的上课形式提不起学生的兴趣。随着数字电子技术的不断发展，数电实验教学应该与时俱进，这样才能更好地培养适应社会的大学生。

　　1 目前数字电路实验中存在的问题

　　1.1 随着教学改革，理论课课时被压缩

　　随着理论课课时被压缩，实验学时也相应的被减少。虽然理论课课时被减少，但是重要内容不会被缩减，意味着学生在学习相同知识的情况下，时间减少，所以对于理论知识的理解度下降。实验课上，教师不得不占用一部分时间去讲解实验内容，使得学生动手做实验的时间更少。而学生不能理解理论知识，实验课上更会一头雾水，不能顺利的完成实验内容。

　　1.2 验证性实验偏多，设计性实验过少

　　目前的数电实验一般是7个左右，其中至少有5～6个验证性实验。验证性实验只是对于课堂所学知识的验证，不能锻炼学生的逻辑思维能力。而设计性实验，教师只需要给定实验目的，实验要求，实验条件，学生自主思考设计电路，完成实验，这样能更好地锻炼学生的动手能力和思维能力。

　　1.3 实验形式单一

　　目前的实验都是在数字电路实验箱上进行。实验结果会受到实验箱，芯片甚至导线的影响。简单的实验可以自主排除，但是复杂的实验，排除问题困难。我们可以引进EDA技术，复杂的和设计性的实验可以在EDA软件平台上完成。

　　1.4 过于注重实验结果，验收实验形式片面

　　目前的实验教学，大部分教师只注重结果，不注重实验过程。导致学生也只注重结果，实验过程中遇到问题不思考，只求别人帮助，尽快做出结果让教师检查。实验没有领悟彻底，实验报告更只是形式。

　　2 数字电路实验教学改革措施

　　2.1 完善教学策略，提高实验效率

　　课时被压缩，理论课教师应该与时俱进，一些非重点并且应用较少的内容，纳入学生自学范畴。重要部分重点讲解，特别是数字电子技术的入门基础知识部分，更应该让学生重点掌握，为学习后面章节的内容打下基础。学生理论知识扎实的话，实验课上教师讲课时间减少，把更多的时间的留出来供学生自己动手做实验。如何利用有效的时间让学生接受并理解此次实验的所有信息，是实验教师上课时的着重点，需要多下功夫。并且要清楚实验教师在实验课中更多的是引导学生解决实验中遇到的问题。

　　2.2 增加设计性实验，调动学生积极性

　　以往的数电实验课，验证性实验偏多，学生在掌握理论知识后，很容易就做出来了，没有什么趣味性和挑战性。剩下的实验课时间一般都被学生玩手机或者发呆、聊天浪费掉。如果我们增加一些有趣味性的设计性实验，比如四路抢答器。在一定的实验条件和范围内，学生自己设计电路，查找原因，分析结果。刚开始接触设计性实验，学生会感觉设计困难，难以完成。我们可以用任务驱动的方式来完成学生从验证性实验到设计性实验的过度。任务驱动的模式如下：第一，精心设计课题，提出设计任务。任务是驱动实验的核心，如何的提出任务是一门学问。教师应该根据数电理论知识的学习水平和实验目标，把相关知识细化分类，嵌入到趣味实例中展示给学生。第二，激发求知兴趣，仔细分析任务。在教师的引导下，学生接收任务，分析此次实验有哪些部分比较熟悉，有哪些是新的知识点，查阅相关资料，理解所有知识点，初步构思设计任务。第三，启发逻辑思维，解决实验任务。学生分组探讨，合理完成实验任务。设计完成后，搭建电路，完成电路测试。若出现问题，自主发现问题并解决问题。教师在其中的角色应该是一个引导者，引导学生自己完成任务。第四，完善课题任务，自我评价总结。任务初步完成后，学生应该对照最初的任务，看是否完成了任务中的所有要求，自行查缺补漏。最后，总结此次任务中的失误和不足，力争下次遇到相同任务，能够一举拿下。学生在整个设计性实验的过程中，提高了发现问题、分析问题、解决问题的能力，也树立了严谨的科学作风。

　　2.3 引进EDA技术，丰富实验形式

　　以往的数电实验基本都在实验箱上进行，对于简单的验证性实验还可以进行。如果遇到复杂的实验和设计性实验，一根导线的通断都能影响整个实验的结果。复杂实验中，导线多，不便于我们检查电路，发现问题。针对这一现象，我们可以把EDA技术或者其他的仿真软件引入到实验教学中。EDA技术逐渐成为电子电路和设计系统的重要手段，我们把EDA技术与数字电路实验教学相结合，可以提高学生的实践能力，创新能力。第一，打破了以前的上课才能做实验的模式，在时间和空间上没有限制。第二，我们借助EDA进行仿真，仿真的结果可以用波形或者图形等生动的形式表现出来。图文并茂的仿真界面和比较好的人机交互界面能极大的调动学生的学习积极性，从而提高了学习效率。第三，基于EDA技术的数字电路实验可以克服实验箱的不足。实验箱在长期使用过程中老化，有些元器件被损坏。随着技术发展，实验箱更新不及时，有些元器件的型号、数量不能满足实验需求。EDA技术可以克服在实验箱上做实验的不足，因此学生可以发挥想象，大胆设计。但是，把先进的EDA技术引进到数字电路实验中，并不意味着彻底不使用传统的数电实验箱设备，积极引进先进技术和手段，对传统实验方式进行改革，把两者巧妙的结合起来，来发挥各自的优点。

　　2.4 注重实验过程，改革考核方式

　　实验的考核方式对于学生做实验也有重要的影响。在多数高校中，教师只注重实验结果，不注重实验过程。导致学生在实验课上只注重结果，实验过程中出现问题后，不是自己想办法解决，而是赶紧向已经做好的同学求助或者干脆直接让老师来帮忙查找问题。这样的话，学生的动手能力和逻辑思维能力得不到很好的锻炼。教师在验收学生实验成果时，应该注重实验的过程，学生遇到问题求助时，教师做到的应该是引导学生自己发现问题，解决问题。而不是单纯的用实验结果作为实验成绩。在多数高校中，数电实验是数字电子技术理论课的一部分，实验分数就是按学生做好实验的先后顺序来给，这是不理智的。建议应该把数字电路实验从理论课中划分出来，作为独立的一部分，考核的时候分平时成绩和实验课上的成绩，这样，学生在做实验的时候，有创新点的，能够独立解决问题的，应该酌情给予分数。

　　3 结语

　　数字电路实验教学改革是教学改革中重要的一部分。改革的目的就是增强对学生的动手能力、思维能力和创新能力的培养，便于学生走出校园后，能够更快的的适应工作，适应生活，适应社会。我们应在实验教学中，把改革内容渗透其中。教师不仅是知识的传授者和实验成绩的评判者，更应该是学生动手能力，思维能力和创新能力的开拓者和启发者。数电实验课程应该随着数字电子技术的发展而不断地调整和改进。坚持进行创新改革，使得数电实验课成为学生步入社会生活的一个工具。

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