淺談數(shù)字電子實驗課堂改革與創(chuàng)新

甘甜 西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院

淺談數(shù)字電子實驗課堂改革與創(chuàng)新

甘甜 西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院

隨著新課改的不斷深入，高校數(shù)字電子實驗課堂教學(xué)也處在改革和創(chuàng)新的道路上。數(shù)字電子技術(shù)實驗課堂的主要任務(wù)和目標(biāo)是讓學(xué)生掌握電力制作、電路調(diào)試的基本技能，強化電路設(shè)計水平，為社會培養(yǎng)高素質(zhì)的數(shù)字電子技術(shù)人才。本文通過筆者在數(shù)字電子實驗中所遇到的問題，發(fā)表一些自己的見解并提出了一些改革與創(chuàng)新的建議。

數(shù)字電子實驗 課堂教學(xué) 計算機資源

1 當(dāng)前學(xué)校電子技術(shù)實驗教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

①傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)實驗課程是將實驗和理論融合在了一起，在上課時比較注重理論知識，而忽略了實驗課程的重要性，這樣就會導(dǎo)致實驗課程依附于理論教學(xué)，沒有在教學(xué)工作中占據(jù)主要地位，從而使我們學(xué)生創(chuàng)新能力結(jié)合動手能力受到影響。

②在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)課程多數(shù)都是對理論教學(xué)的驗證性實驗，對于綜合實驗以及具有創(chuàng)造性的設(shè)計實驗比較缺乏，學(xué)生很少有創(chuàng)造性設(shè)計實驗的經(jīng)歷，這樣就會直接影響我們實驗創(chuàng)新能力的提高，導(dǎo)致在學(xué)習(xí)時對電路設(shè)計的思路與方法比較模糊，很難掌握知識點，無法設(shè)計綜合性的設(shè)計能力，影響了數(shù)字電子技術(shù)實驗課程的整體教學(xué)效果。

③當(dāng)前，國內(nèi)很多學(xué)校數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)內(nèi)容只是單純的實際操作教學(xué)，而沒有將仿真軟件等計算機資源運用在課堂實驗教學(xué)當(dāng)中，這樣不僅使實驗的效率受到了影響，還會很大程度上損耗實驗器材，學(xué)校每學(xué)期都要出資更換實驗器材，這對于學(xué)校成本的控制，也是十分不利的。

2 數(shù)字電子技術(shù)實驗課堂改革與創(chuàng)新

2.1 革新簡單的驗證性實驗

首先，要從革新簡單的驗證性實驗入手。我們應(yīng)當(dāng)和平常一樣，重視驗證性實驗的作用，可是，驗證性實驗雖然是整個實驗課必不可少的一部分，可并非實驗課程的全部。在制定某個實驗項目的實驗內(nèi)容時，首先要進行的就是驗證工作。比如說，實驗四觸發(fā)器，實驗內(nèi)容部分，第一個就是驗證JK觸發(fā)器與D觸發(fā)器的功能，讓我們對相應(yīng)器件的特點、功能及使用方式進行了解，才可以開展后續(xù)設(shè)計工作。

2.2 提高設(shè)計性實驗與綜合性實驗的比例

大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，給數(shù)字電路帶來了新的應(yīng)用。設(shè)計者們不再需要用分立元件構(gòu)成各種觸發(fā)器、門電路等邏輯部件。在平常情況下，也無需設(shè)計移位寄存器、譯碼器、計數(shù)器等邏輯部件，只需要選擇集成器件，通過模塊組裝的方法將這些器件拼接起來就可以。換句話講，由于新技術(shù)的應(yīng)用，設(shè)計者的主要工作就是完成邏輯構(gòu)思、選擇合適的元器件、拼裝元器件等三個步驟，就可以實現(xiàn)一個邏輯系統(tǒng)設(shè)計。

設(shè)計性實驗主要是提出實際問題，要求用實驗室現(xiàn)有的集成塊目錄，我們可根據(jù)所學(xué)組合邏輯步驟，先通過老師提出的實際問題將真值表列出，再用卡諾圖簡化，寫出最簡表達式，將邏輯電路圖畫出來，選擇合適的元器件，連接電路進行設(shè)計實驗，最后寫出設(shè)計實驗報告。通過這樣的設(shè)計實驗，可以強化我們設(shè)計與分析電路的能力。比如說，電子秒表實驗涉及基本RS觸發(fā)器、555時序電路及計數(shù)、譯碼顯示電路4個理論單元的內(nèi)容。具體做法是由我們自行設(shè)計實驗電路，選擇合適的電子元件或采用相關(guān)的集成電路器件，擬定設(shè)計及測試方案，達到設(shè)計要求，強調(diào)各種設(shè)計方案的實現(xiàn)與創(chuàng)造性思維的發(fā)揮，鼓勵創(chuàng)新與突破。

2.3 將仿真實驗教學(xué)引入課堂實驗教學(xué)中，充分發(fā)揮計算機資源的價值

目前，計算機技術(shù)已應(yīng)用到教學(xué)工作的各個領(lǐng)域，實驗教學(xué)也應(yīng)充分利用計算機資源進行實驗的仿真，用虛擬儀器進行測量和分析實驗結(jié)果。當(dāng)前，有一些高校已經(jīng)開設(shè)EDA軟件課程，該軟件可以對實驗電路進行設(shè)計、分析和仿真，是實驗教學(xué)很好的輔助工具。在實際教學(xué)過程中，對于驗證性的實驗可以讓我們利用仿真軟件的虛擬儀器對實驗結(jié)果進行測試和仿真，就可以達到預(yù)期的教學(xué)效果。而對于設(shè)計性、綜合性的實驗，先利用仿真軟件對自己設(shè)計好的電路在計算機上模擬仿真，待電路仿真結(jié)果正確后，再到實驗室進行實物電路的操作，如果有需要還可以利用該仿真軟件在電子工藝實訓(xùn)室進行PCB電路板的制作，最后把自己設(shè)計的電路做成電子產(chǎn)品，這樣就可以避免由于設(shè)計錯誤而導(dǎo)致實驗器材損耗的弊端。

結(jié)束語：就目前而言，國內(nèi)很多學(xué)校在數(shù)字電子技術(shù)實驗課堂教學(xué)上還存在著諸多問題，只重視理論知識和驗證性實驗，而忽略了設(shè)計性實驗和綜合性實驗的重要性。在今后的改革中，學(xué)校要重點著手設(shè)計性實驗和綜合性實驗的開展，同時引入先進的計算機技術(shù)，拓展我們的思維，為社會創(chuàng)造更多高水平數(shù)字電子技術(shù)人才。

[1]張曉暉,陳新華.“數(shù)字電子技術(shù)”實驗教學(xué)的改革與實踐［J］.實驗室研究與探索,2008,27(10):120－121,154

[2]劉銀萍,王晗.數(shù)字電子技術(shù)實驗課程的改革與探索［J］.實驗科學(xué)與技術(shù),2010,8(5):105－107