甘甜 西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院

淺談數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(qiáng)化電路設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn) 課堂教學(xué) 計(jì)算機(jī)資源

1 當(dāng)前學(xué)校電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課程是將實(shí)驗(yàn)和理論融合在了一起，在上課時(shí)比較注重理論知識，而忽略了實(shí)驗(yàn)課程的重要性，這樣就會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)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(dòng)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(shí)驗(yàn)教學(xué)課程多數(shù)都是對理論教學(xué)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，對于綜合實(shí)驗(yàn)以及具有創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較缺乏，學(xué)生很少有創(chuàng)造性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的經(jīng)歷，這樣就會直接影響我們實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力的提高，導(dǎo)致在學(xué)習(xí)時(shí)對電路設(shè)計(jì)的思路與方法比較模糊，很難掌握知識點(diǎn)，無法設(shè)計(jì)綜合性的設(shè)計(jì)能力，影響了數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容只是單純的實(shí)際操作教學(xué)，而沒有將仿真軟件等計(jì)算機(jī)資源運(yùn)用在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，這樣不僅使實(shí)驗(yàn)的效率受到了影響，還會很大程度上損耗實(shí)驗(yàn)器材，學(xué)校每學(xué)期都要出資更換實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課堂改革與創(chuàng)新

2.1 革新簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

首先，要從革新簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)入手。我們應(yīng)當(dāng)和平常一樣，重視驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的作用，可是，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)雖然是整個(gè)實(shí)驗(yàn)課必不可少的一部分，可并非實(shí)驗(yàn)課程的全部。在制定某個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，首先要進(jìn)行的就是驗(yàn)證工作。比如說，實(shí)驗(yàn)四觸發(fā)器，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容部分，第一個(gè)就是驗(yàn)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(diǎn)、功能及使用方式進(jìn)行了解，才可以開展后續(xù)設(shè)計(jì)工作。

2.2 提高設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)與綜合性實(shí)驗(yàn)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(jì)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(jì)移位寄存器、譯碼器、計(jì)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(jì)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(gè)步驟，就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)邏輯系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要是提出實(shí)際問題，要求用實(shí)驗(yàn)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(shí)際問題將真值表列出，再用卡諾圖簡化，寫出最簡表達(dá)式，將邏輯電路圖畫出來，選擇合適的元器件，連接電路進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，最后寫出設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。通過這樣的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，可以強(qiáng)化我們設(shè)計(jì)與分析電路的能力。比如說，電子秒表實(shí)驗(yàn)涉及基本RS觸發(fā)器、555時(shí)序電路及計(jì)數(shù)、譯碼顯示電路4個(gè)理論單元的內(nèi)容。具體做法是由我們自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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(jì)及測試方案，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，強(qiáng)調(diào)各種設(shè)計(jì)方案的實(shí)現(xiàn)與創(chuàng)造性思維的發(fā)揮，鼓勵(lì)創(chuàng)新與突破。

2.3 將仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)引入課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)資源的價(jià)值

目前，計(jì)算機(jī)技術(shù)已應(yīng)用到教學(xué)工作的各個(gè)領(lǐng)域，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也應(yīng)充分利用計(jì)算機(jī)資源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的仿真，用虛擬儀器進(jìn)行測量和分析實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和仿真，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)很好的輔助工具。在實(shí)際教學(xué)過程中，對于驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)可以讓我們利用仿真軟件的虛擬儀器對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行測試和仿真，就可以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果。而對于設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)，先利用仿真軟件對自己設(shè)計(jì)好的電路在計(jì)算機(jī)上模擬仿真，待電路仿真結(jié)果正確后，再到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)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(shí)訓(xùn)室進(jìn)行PCB電路板的制作，最后把自己設(shè)計(jì)的電路做成電子產(chǎn)品，這樣就可以避免由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)上還存在著諸多問題，只重視理論知識和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，而忽略了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的重要性。在今后的改革中，學(xué)校要重點(diǎn)著手設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的開展，同時(shí)引入先進(jìn)的計(jì)算機(jī)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(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)課程的改革與探索［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2010,8(5):105－107