數(shù)字電子技術實驗課程教學改革探索和實踐

冼燦嬌，宋俊慷

（廣西民族師范學院，廣西 崇左 532200）

隨著社會的發(fā)展，社會對創(chuàng)新型人才需求不斷增加，實踐教學改革很受歡迎，通信和電子信息類的人才培養(yǎng)更強調(diào)厚基礎、強實踐、重創(chuàng)新。數(shù)字電子技術課程是通信工程專業(yè)的專業(yè)基礎課，是比較重要的一個科目，同時也是一門理論與實踐密切結(jié)合的課程。而數(shù)字電子技術實驗又是數(shù)字電子技術的重要組成部分，數(shù)字電子技術實驗課程涉及各種TTL 器件、CMOS 器件和集成器件的功能驗證及應用，實驗過程中涉及到的理論知識點比較多、比較廣，系統(tǒng)性和邏輯性比較強。數(shù)字電子技術實驗課程教學是一門主要以提高學生的學習能力，以及加強學生對知識更直觀的理解、運用和實踐能力為導向，從而達到培養(yǎng)學生以科學的思維方式分析問題、解決問題和提升工程實踐能力為目的的實驗教學體系。

目前，社會對科技人才需求量大，且普遍要求大學生一畢業(yè)后不需要過多培訓便能勝任單位工作，基于這樣的大環(huán)境，國家有關部門特地出臺了相關產(chǎn)教融合指導意見，大力鼓勵全國各高等院校實施產(chǎn)學融合政策。在國家支持下，產(chǎn)學融合作為人才培養(yǎng)的重要抓手，人才知識體系與人才結(jié)構要滿足產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整的需求。而傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術實驗教學存在教學模式和教學手段單一、教學內(nèi)容落后以及考核不全面等問題，為此，如何提高實驗教學質(zhì)量、增強學生的動手實踐能力、培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力，讓實驗課堂教學更有效，教學考核更全面、更精確，是數(shù)字電子技術實驗教學工作中的一項重要任務。

1 當前的數(shù)字電子技術實驗教學分析

現(xiàn)階段，數(shù)字電子技術實驗經(jīng)過不斷的改革，雖然有了一些改進，但還是存在一些問題。下面以我校為例。

（1）數(shù)字電子技術實驗目前還是完全以線下面授的教學方式，若是遇到像疫情這種情況需要居家辦公就無法進行教學活動，給學生和教師帶來極大的不便。（2）學校的實驗設備采用的還是10 年以前的實驗臺，實驗臺比較陳舊，很多設備的電源、開關及顯示等部件都存在不同程度的損壞和接觸不良等問題。雖然這種實驗平臺操作簡單、成本低，但是實驗項目比較固定、靈活性差，不利于學生自主設計能力的提升，并且實驗平臺帶來的問題極其影響實驗課堂的質(zhì)量和效果，給學生帶來了極其不好的實驗體驗。（3）數(shù)字電子技術理論與實驗課程由不同教師授課，課程進度往往不同步，這就導致了實驗課上需要花比較多的時間講授理論知識，一部分學生在實驗課堂上把時間花在理解理論知識上，動手做實驗的時間比較少。在實驗中基本是以驗證性實驗為主，設計性實驗由于學生有的理論知識不同步，因此設計型的實驗也是教師給出實驗電路，學生根據(jù)給出的電路做驗證性的實驗，不利于提升學生自主運用理論知識解決實際問題的能力。（4）在課程考核方面，平時成績占30%，期末考核成績占70%。其中平時成績是從實驗報告和到課情況為評定標準，考核方式簡單，缺乏全面性和合理性。

2 數(shù)字電子技術課程教學改革內(nèi)容

針對目前數(shù)字電子技術實驗課程存在的問題，結(jié)合通信與電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)的目標，以本校通信工程專業(yè)為例，本文從以下幾個方面對數(shù)字電子技術實驗教學進行改革。

2.1 實驗設備

數(shù)電實驗設備要定時更新，如每3 ～5 年更新一次，更新的目的一是保證設備處于比較嶄新的狀態(tài)，本校的設備已有10 年以上歷史，較為陳舊破爛，問題較多，有的實驗功能已經(jīng)損壞或比較容易出問題，且早已過了廠家維保期限，維護成本大，導致學生人均使用設備減少，一臺設備往往多個學生使用，硬件資源也就相應減少，影響學生動手實踐的鍛煉；更新的目的二是保證實驗內(nèi)容跟當前社會科技發(fā)展同步或偏差盡可能縮小，讓學生學到最前沿的基礎知識，10 多年前的設備實驗往往停留在10 年前的社會科技水準，與當前科技水平比較處于落后水平，甚至已經(jīng)脫離了最新的理論書上的知識，這種條件下對學生獲取當前最新科技知識是不利的，換句話說，10 年前的實驗知識已經(jīng)跟不上時代的需求了。

2.2 教學方式

目前，數(shù)字電子技術實驗的教學方式主要還是以線下為主，并且數(shù)電的理論課和數(shù)電的實驗課教師不是同一位老師，兩邊教學有時因各種原因?qū)е虏煌剑绠攲嶒炚n的內(nèi)容在理論課的內(nèi)容之前上課，在學生缺乏理論知識儲備情況下，一到實驗課就會非常吃力，理論沒有充分理解，手操往往也難以進行，課程整體效果較差。另外，在當今產(chǎn)學融合的大背景下，以及社會科技更新加快，大學的課本知識往往落后當前社會發(fā)展步伐，這導致學生到了畢業(yè)后很難馬上適應社會發(fā)展。因此，在數(shù)電實驗課程中，有必要進行線上線下教學相結(jié)合的模式。

線上教學方面，教師可以通過線上發(fā)布實驗任務和實驗原理的視頻，讓學生課前自主預習實驗內(nèi)容和復習數(shù)字電子技術的理論知識。目前，所有的學生基本都有電腦，教師課前可以通過線上發(fā)布電路仿真教學視頻，學生可以利用自己的電腦在課前做仿真實驗，提前了解線下做實驗的理論結(jié)果，可以更有效地提高學生的學習興趣、自主學習能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

線下教學方面，主要通過實際的電路設計和操作，培養(yǎng)學生的動手實踐能力和分析問題能力。

如果學校有跟企業(yè)合作，教師可以利用一兩次課帶學生到公司了解相關產(chǎn)品，結(jié)合當前最新技術和該實驗課程進行授課，讓學生不脫離課堂知識的同時了解最新技術，大大提升了學生的興趣以及認知水平。

2.3 教學內(nèi)容

目前，大學課堂往往以停留在教室教學為主，我校數(shù)字電子技術實驗課也不例外，通常往往只需完成教學大綱的課堂實驗課，這種課程比較基礎，而且數(shù)據(jù)也僅僅是理論值，這樣是沒辦法直接應用到社會工程應用上的，因為工程上除了要考慮理論知識還要考慮實際環(huán)境、應用效果甚至成本等多種工程因素，如果學生僅僅“停留”在課堂上完成“實驗作業(yè)”，是體會不到工程應用上的“真本領”。為了能進一步提高教學“水準”，加深學生的體驗感，拉近高校與科技企業(yè)的“零距離”，為此，在實驗教學內(nèi)容中，實驗主要分三個層次，第一層次是基礎實驗；第二層次是電路設計實驗；第三層次是電路的安裝與調(diào)試。

基礎實驗主要要求學生對實驗設備及儀器儀表的認識和使用，通過實驗掌握數(shù)字電子器件功能測試及驗證方法，初步培養(yǎng)學生的工程意識。

電路設計實驗主要是根據(jù)要求設計出正確的電路并加以驗證，教師可以增加實際的應用案例，讓學生自主設計電路，培養(yǎng)學生用科學的知識解決實際問題及分析問題的能力。

電路的安裝與調(diào)試，貫穿在每個實驗中，要求學生根據(jù)電路圖進行實物搭建，培養(yǎng)學生的動手操作能力及分析問題的能力。

除了課堂教學外，學校若是有合作的公司，教師可以帶學生到就近的相關科技企業(yè)進行觀摩學習，與電子工程師交流，提前感受企業(yè)環(huán)境，跟工程師學習如何把課堂的實驗課轉(zhuǎn)化到工程應用中，真真切切了解大學課堂與社會課堂的“差距”，并在工程應用中激勵學生學習的主動性。

2.4 考核方式

科學合理的考核方式不僅能客觀公正對學生的實踐能力進行評價，還能進一步激發(fā)學生學習的積極性，對提高學生的專業(yè)實踐能力帶來極大的好處。目前數(shù)字電子技術實驗中的學生成績考核方式比較簡單，如我校的課程成績由平時成績和卷面成績兩部分構成，其中平時成績占30%，僅以實驗報告和到課率來評定，這難以區(qū)分學生的成績高低；而期末成績占70%，在考核中占比較高，考核方式比較單一。對于實驗課程來說，這樣的成績評定方式缺乏全面性，未能全面考核學生的課堂表現(xiàn)能力和利用科學分析解決實踐問題的能力。

為進一步完善考核方式，本文提出了以下的改進方式。課程成績還是由平時成績和卷面成績兩部分構成，但是平時應成績應占課程成績的60%，除了實驗報告和到課率外，還包括課前預習情況、課中任務實驗驗收、拓展實驗驗收。而卷面成績應占課程成績的40%，因為數(shù)字電子技術實驗課是考查學生利用科學知識解決實際問題的能力，應重點放在平時的實驗中進行考核，而不是某一個實驗中。

平時成績的評定根據(jù)以下幾個方面的內(nèi)容進行考核。（1）到課率：現(xiàn)在的學生都有手機，教師可以在線通過距離打卡的方式進行簽到，便于快速記錄學生的到課情況；（2）課前預習情況：教師課前先發(fā)布實驗任務和實驗原理，要求學生先預習寫好實驗的原理，課前學生也可以進行仿真性實驗，教師在課中檢查學生實驗的報告現(xiàn)場對預習情況進行打分；（3）課中任務實驗驗收：教師在課堂中根據(jù)知識點難易程度布置2 ～3個實驗任務，指出驗收的知識點，教師根據(jù)學生完成實驗的程度和使用的時間進行現(xiàn)場驗收打分；（4）拓展實驗驗收：教師在課內(nèi)驗收學生完成課中任務外使用所學知識做出來的實驗，教師應給予加分驗收；（5）實驗報告的評定：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)的正確性和實驗結(jié)論進行評分；（6）課堂表現(xiàn)：根據(jù)課堂中學生回答問題、實驗中是否自己動手、是否遵守課堂紀律方面進行打分。

2.5 以賽促教

數(shù)電實驗課是一門實踐性很強的專業(yè)基礎課程，為了讓學生更好地掌握這門學科，促進教學創(chuàng)新性改革，教師應鼓勵并指導學生參與電子信息相關的科技比賽，如學院、校級、省級甚至是國家級的大學生電子設計大賽、“挑戰(zhàn)杯”競賽等。通過科技比賽，有以下有點：一是能讓學生深入思考，找出學習的不足之處，并加深對實驗課知識的深入理解；二是能擴展知識面，科技比賽對綜合水平要求較高，且涉及多門課堂知識，促使學生重新整理相關課程知識；三是通過獲得比賽榮譽，讓學生對數(shù)電課程產(chǎn)生更加濃厚的興趣。綜合而言，通過老師指導學生參加科技比賽，提高了學生的團隊協(xié)作能力和實踐能力，強化課堂理論知識的應用，讓數(shù)電實驗課堂教學更高效。

3 教學改革實踐成效

通過本次實驗教學改革與實踐，大大提高了通信工程專業(yè)學生對知識的運用能力，學生的學習熱情得到了空前高漲，同時，也提高了學生的動手實踐能力。具體體現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）課前通過網(wǎng)上平臺發(fā)布實驗任務及實驗原理，學生課前先預習實驗過程中所用到的理論知識，課堂上老師講實驗原理，學生就比較容易理解。（2）由于課外電路驗證有加分，所以有部分學生課前不僅預習教師發(fā)布的任務，他們還會準備一個額外的相關電路到課中驗證，大大提高了學生的學習興趣。（3）在實踐環(huán)節(jié)，每個學生都能自己動手做實驗。課堂實踐任務一般都是3 個，大部分學生能完成2 個任務，有一小部分學生每次都能完成課堂的所有任務。（4）在課堂中，學生也能很積極地參與師生間的知識互動和交流。（5）越來越多的學生關注學科相關的比賽，學生通過歷年賽題對相關知識點進行鞏固學習、實踐驗證和拓展應用。

4 結(jié)語

通過對本校數(shù)字電子技術實驗存在的一些問題，從教學設備、教學方式、教學內(nèi)容和成績評定方式等方面提出了一些針對性的改革措施和實踐方法。通過本次的教學改革，發(fā)現(xiàn)學生的自主學習能力、自主創(chuàng)新和實踐的能力有了很大的提高。通過數(shù)字電子技術實驗課程的學習，學生對數(shù)字電子技術理論知識的理解和掌握更為深入，對知識的應用更為深刻，大大提高了學生的學習熱情。然而，在數(shù)字電子技術實驗教學方面，還有很多方面需要改進，比如開放實驗室，給學生更多的實驗空間等。實驗課程教學改革是需要長期探索的一項工程，如何培養(yǎng)出跟上時代發(fā)展的人才，需要每一位老師不斷探索和實踐，為培養(yǎng)新時代人才做出一份貢獻。