層次化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)模式在“數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)”中的應(yīng)用

雷 燕

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)與煤炭學(xué)院，內(nèi)蒙古 包頭 014010)

一、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置存在的弊病

長(zhǎng)期以來數(shù)電實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置，基本上是依附于理論課堂教學(xué)內(nèi)容而設(shè)置，內(nèi)容單一，學(xué)生基本上是以按照實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的步驟驗(yàn)證理論知識(shí)點(diǎn)和集成芯片的功能來完成實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致了學(xué)生接受知識(shí)的被動(dòng)性，造成了思維的局限性和較差的靈活性，制約了創(chuàng)新思維能力。

二、層次化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的必要性

當(dāng)今信息時(shí)代，人們?cè)谏钌a(chǎn)實(shí)踐中數(shù)字電子技術(shù)以及大規(guī)模和超大規(guī)模的數(shù)字集成電路已被廣泛應(yīng)用。而傳統(tǒng)的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用統(tǒng)一化的模式，以驗(yàn)證中規(guī)模通用性器件(MSI)的邏輯功能實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目難以實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳，制約了學(xué)生的知識(shí)運(yùn)用能力和設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。為此，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革以及層次化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置勢(shì)在必行。

三、確定教學(xué)目標(biāo)，用層次化的手段規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

優(yōu)秀應(yīng)用型人才的培養(yǎng)是大學(xué)教育的首要任務(wù)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理論教學(xué)內(nèi)容的實(shí)施和延伸，是提升學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)的必要手段。為此，我們根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差別，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件的前提下，以教學(xué)大綱、目標(biāo)為基準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)大綱和教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，由易到難，簡(jiǎn)到繁，從單元電路到系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)電路為思想，分層次循序漸進(jìn)的規(guī)劃改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。分為基礎(chǔ)性、進(jìn)階性、模塊化和綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建了新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目體系，以達(dá)到逐步提升學(xué)生實(shí)踐和綜合設(shè)計(jì)能力目的。規(guī)劃改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目框圖，如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目框圖

(一)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

以課堂內(nèi)容為基礎(chǔ)，以學(xué)生對(duì)知識(shí)認(rèn)知程度為依據(jù)，以培養(yǎng)基本實(shí)驗(yàn)技能為指導(dǎo)思想，選取一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

(二)進(jìn)階性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

學(xué)生通過基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的訓(xùn)練后適當(dāng)增加一些知識(shí)點(diǎn)，經(jīng)教師指導(dǎo)能用指定芯片完成電路的初步設(shè)計(jì)和調(diào)試，驗(yàn)證電路的正確性，以達(dá)到逐步提升學(xué)生實(shí)踐能力的目的。

(三)模塊化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

在積累一定理論知識(shí)并掌握一定實(shí)驗(yàn)操作技能前提下，經(jīng)教師指導(dǎo)，把一完整的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目拆解成多個(gè)功能的子模塊，內(nèi)容涵蓋知識(shí)面廣，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、綜合理論知識(shí)運(yùn)用和實(shí)踐能力。

(四)綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目

是多個(gè)設(shè)計(jì)模塊實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的綜合，以總體構(gòu)思和相互聯(lián)系為著重點(diǎn)，融會(huì)貫通所學(xué)到的知識(shí)，從而提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維和工程實(shí)踐能力。

四、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目層次化在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用

以綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為例。

(一)確定設(shè)計(jì)性題目

結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容，由學(xué)生自主尋找與實(shí)際生活相關(guān)的有趣味的綜合性實(shí)驗(yàn)課題。

(二)準(zhǔn)備階段

實(shí)驗(yàn)采取以學(xué)生為主體，以學(xué)生掌握理論知識(shí)的程度和實(shí)際操作能力的強(qiáng)弱為依據(jù)，分組探討，每一實(shí)驗(yàn)小組2-3名成員搭配，在教師的指導(dǎo)下選定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，制定方案，分析實(shí)驗(yàn)可行性的方法進(jìn)行。充分發(fā)揮學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神和主觀能動(dòng)性。

(三)具體要求

1.通過對(duì)設(shè)計(jì)題目的目標(biāo)、任務(wù)、指標(biāo)要求了解，按照設(shè)計(jì)要求和實(shí)驗(yàn)室具體設(shè)備元器件情況為依據(jù)，繪出電路系統(tǒng)框圖。

2.對(duì)電路系統(tǒng)框圖進(jìn)行分析，把具有完整功能的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目拆解成多個(gè)獨(dú)立功能的子模塊電路。以為數(shù)字頻率計(jì)系統(tǒng)框圖為例。

3.合理設(shè)計(jì)出每一子模塊的實(shí)際電路和整體系統(tǒng)電路圖。

4.按照每一子方框圖的要求，設(shè)計(jì)出電路的具體參數(shù)，利用電子線路仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行分析、仿真和修改以使系統(tǒng)更加完善與優(yōu)化，最終確定設(shè)計(jì)方案。

5.進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室利用現(xiàn)有相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，根據(jù)仿真結(jié)果，進(jìn)行實(shí)際電路焊接、反復(fù)調(diào)試、改進(jìn)來驗(yàn)證設(shè)計(jì)電路的實(shí)際效果，最終達(dá)到實(shí)現(xiàn)電路功能設(shè)計(jì)要求的目的。

五、結(jié)束語

綜上所述，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中層次化實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的應(yīng)用，提高了學(xué)生獨(dú)立思考、分析解決問題和綜合實(shí)踐能力，激發(fā)了自主學(xué)習(xí)、團(tuán)結(jié)協(xié)作、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱情。顯著提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，讓學(xué)生體會(huì)到“學(xué)能用、思受益、創(chuàng)有趣”。