數字電路實驗教學改革方案探討

楊輝媛　李方

摘 要：文章主要探討了學院在數字電路實驗課程教學中存在的一些問題，然后從實驗內容、教學方法及手段等方面提出了改進意見，以此提高教師的教學水平和學生的綜合能力水平。

關鍵詞：數字電路；實驗教學；教學改革

數字電路實驗是數字電子技術課程的重要實踐環節，進一步培養學生工程能力的一門專業技術基礎課，是一門實踐性很強的課程。學生通過驗證、自行設計電路，安裝，調試電路，排除電路故障，初步掌握數字電子技術的原理，并能根據需要合理選用所需集成電路，設計并制作出實際電路，培養學生的工程實踐能力，提高動手操作能力和創新能力，為后續專業學習打下堅實的基礎。但目前學院的數字電子技術實驗教學從教學內容的設置到教學方法的運用都存在一些影響學生基本操作技能形成的不利因素，必要進行改革。

1 實驗內容的改革

數字電路實驗是一門理論性和實踐性都很強的課程，但是目前學院所使用的教材多為驗證性實驗，而且偏重理論和實踐性的內容較少，實驗內容相對簡單。內容老化，手段單一，造成大部分學生動手能力得不到加強，不利于培養學生的綜合分析設計的能力，不能適應當今社會對應用性、創新型人才的要求。

根據學生知識、能力培養的總體要求，合理編排實驗內容。在實驗內容的選定上，既有一定量的驗證型實驗，也有適量的設計型、綜合型實驗。兩者缺一不可，各自起作用，比如：集成邏輯門電路的功能測試。屬于驗證型實驗，該實驗主要是幫助學生認識基本的邏輯芯片，驗證基本邏輯芯片的功能，與此同時，在單純依靠實驗臺時，可以適當結合計算機仿真軟件，增加適量仿真型實驗內容。在實驗的操作過程中，把每個實驗都分成兩部分，第一部分是基礎實驗，通過實驗是學生進一步鞏固和加深對相關課程基本理論的理解，鞏固基本概念、提高綜合運用所學知識的能力；第二部分是延伸實驗，目的是進一步提高學生對教學系統的理解、培養學生獨立分析問題和解決問題的能力、綜合設計及創新能力，培養學生進行科學研究的獨立工作能力，取得工程設計與組裝調試的實踐經驗。

2 實驗教學方法的改革

實驗過程機械化。實驗過程一般是在實驗箱上，學生按照老師的要求進行實驗。每個實驗分兩節課。從實驗內容、所用儀器，到實驗步驟的安排，學生都沒有選擇的機會，處于一種相對被動的地位。因此，實驗給學生的印象較膚淺。

實驗設備比較陳舊、易損。 學院對實驗室的資金投入不足，儀器質量不佳、易損。在實驗過程中，元器件老化、損壞不可避免，但需要及時更新。檢查芯片的好壞和線路相當復雜，每周的實驗課時又多，嚴重影響教師和學生的學習。鑒于上述等等原因，筆者提出一些改進措施如下：

2.1 增加實驗學時

基礎實驗、綜合設計性實驗、仿真實驗學時分別按 3∶4∶3分配 ，以全面提高學生理論聯系實際的能力、知識綜合能力、創新設計能力。實行實驗單獨設課與實驗成績單獨計算 ，極大地提高了實驗環節在整個教學中的地位，改變過去實驗教學只是從屬于理論教學，實驗學時不足，綜合性實驗偏少，創新性實驗缺乏，實驗質量的好壞對成績影響不大的弊端。

2.2 改革考核方式

為了做到對學生的全面評價，實驗成績應標準化、定量化。實驗課程的最后一次實驗課程內容為實驗考試，實驗考試內容以考查學生完成綜合性和設計性實驗的實際能力為主旨，按A、B、C、D、E 評定成績，該成績占總成績40 %。其中，實驗報告占總成績20%，平時的實驗表現，特別是綜合設計性實驗的實驗操作及完成情況占總成績40% ，作為判斷學生能力和全面發展的一個重要依據，這樣提高廣大學生的實驗熱情，變被動為主動。

3 改革實驗教學手段

3.1 實施開放實驗室

由于以往實驗室橫向定時開放，學生不能長時間的在實驗室進行實驗設計。橫向定時開放指的是實驗室只是根據課程表的安排，在規定的上課時間內開放。但是綜合設計性實驗不同于一般的驗證性實驗，需要的時間相對較長。為了能讓學生學到更多的實驗技術和科學的實驗方法，從而也很難提高其實驗技能和動手能力，必須開放實驗室。開放實驗室，首先，要求學生熟悉并已經掌握了簡單的實驗設備的使用。其次，要求學生在前一個星期就必須選擇實驗內容或者補做上課的實驗內容。第三，要求學生必須嚴格遵守開放實驗室管理條例進行實驗操作。

3.2 仿真軟件的使用

Multisim仿真軟件具有豐富的元件庫、虛擬儀器與儀表功能以及強大的仿真功能。教師可以借助該軟件對數字電子技術中的部分設計型、綜合型實驗進行教學，引導學生使用Multisim設計數字電路，是學生能夠通過反復修改設計，最終完成實驗教學任務。在理論教學環節中，教師通過使用Multisim仿真軟件，能夠在理論教學過程中對數字電路進行現場演示并分析，用Multisim仿真軟件進行仿真教學，教師可以在多媒體教室中深入淺出地分析各種集成邏輯芯片的特性。演示小規模集成電路的工作情況。

4 結語

在數字電路實驗工作中，我們不僅注重實踐動手能力的培養，更注重邏輯思維能力、綜合運用知識能力、創新意識的培養，更要學生掌握工程設計的主要程序和方法，樹立正確的設計思想。此外，如何將硬件和軟件有機結合起來，如何利用現有的實驗條件，對于實驗室系統的運行和管理進一步完善，這些都還需要繼續探討。

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作者簡介：楊輝媛（1975—），女，副教授。