數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）

隨著社會的發展，社會對創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更強調厚基礎、強實踐、重創新。數字電子技術課程是通信工程專業的專業基礎課，是比較重要的一個科目，同時也是一門理論與實踐密切結合的課程。而數字電子技術實驗又是數字電子技術的重要組成部分，數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，系統性和邏輯性比較強。數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后不需要過多培訓便能勝任單位工作，基于這樣的大環境，國家有關部門特地出臺了相關產教融合指導意見，大力鼓勵全國各高等院校實施產學融合政策。在國家支持下，產學融合作為人才培養的重要抓手，人才知識體系與人才結構要滿足產業結構調整的需求。而傳統的數字電子技術實驗教學存在教學模式和教學手段單一、教學內容落后以及考核不全面等問題，為此，如何提高實驗教學質量、增強學生的動手實踐能力、培養學生的創新思維能力，讓實驗課堂教學更有效，教學考核更全面、更精確，是數字電子技術實驗教學工作中的一項重要任務。

1 當前的數字電子技術實驗教學分析

現階段，數字電子技術實驗經過不斷的改革，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量和效果，給學生帶來了極其不好的實驗體驗。（3）數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 數字電子技術課程教學改革內容

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

2.1 實驗設備

數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，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容跟當前社會科技發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跟不上時代的需求了。

2.2 教學方式

目前，數字電子技術實驗的教學方式主要還是以線下為主，并且數電的理論課和數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導致不同步，如當實驗課的內容在理論課的內容之前上課，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展步伐，這導致學生到了畢業后很難馬上適應社會發展。因此，在數電實驗課程中，有必要進行線上線下教學相結合的模式。

線上教學方面，教師可以通過線上發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容和復習數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的培養。

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

如果學校有跟企業合作，教師可以利用一兩次課帶學生到公司了解相關產品，結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 教學內容

目前，大學課堂往往以停留在教室教學為主，我校數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，而且數據也僅僅是理論值，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”，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的“零距離”，為此，在實驗教學內容中，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，通過實驗掌握數字電子器件功能測試及驗證方法，初步培養學生的工程意識。

電路設計實驗主要是根據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。

電路的安裝與調試，貫穿在每個實驗中，要求學生根據電路圖進行實物搭建，培養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進行觀摩學習，與電子工程師交流，提前感受企業環境，跟工程師學習如何把課堂的實驗課轉化到工程應用中，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，還能進一步激發學生學習的積極性，對提高學生的專業實踐能力帶來極大的好處。目前數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以下幾個方面的內容進行考核。（1）到課率：現在的學生都有手機，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，教師根據學生完成實驗的程度和使用的時間進行現場驗收打分；（4）拓展實驗驗收：教師在課內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：根據實驗數據的正確性和實驗結論進行評分；（6）課堂表現：根據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

數電實驗課是一門實踐性很強的專業基礎課程，為了讓學生更好地掌握這門學科，促進教學創新性改革，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，讓學生對數電課程產生更加濃厚的興趣。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作能力和實踐能力，強化課堂理論知識的應用，讓數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。具體體現在以下幾個方面。

（1）課前通過網上平臺發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）在實踐環節，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 結語

通過對本校數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，發現學生的自主學習能力、自主創新和實踐的能力有了很大的提高。通過數字電子技術實驗課程的學習，學生對數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，如何培養出跟上時代發展的人才，需要每一位老師不斷探索和實踐，為培養新時代人才做出一份貢獻。