数字电子技术实验教学探讨
来源:用户上传
作者: 虞礼辉 孙 燕
摘要: 数字电子技术的快速发展要求数字电子技术实验教学方法也随之发展。本文首先探讨了当前教学中存在的一些问题,然后针对这些问题提出了具体的解决方法,为数字电子技术实验教学方法的改进提供了参考。
关键词: 数字电子技术基础实验教学问题教学改革
数字电子技术基础实验是高校电类专业重要的专业基础课程之一,它既是一门独立课程,又是一门与其他课程的理论教学密切配合的课程。通过数电实验课程的教学,学生可以加深对基础理论的理解,熟练掌握数字电子线路实验的基本操作技能,培养运用理论知识解决实际问题的能力,为后续专业技能的形成打下坚实的基础,并为毕业后顺利走向工作岗位起到重要的支撑作用。但目前的数字电子技术基础实验教学从教学内容的设置到教学方法的运用都存在一些影响学生基本操作技能形成的不利因素,有必要进行大胆的改革。
一、数字电子技术基础实验教学存在的问题
1.实验内容相对单一,多为验证性实验。
数字电子技术验是一门理论性和实践性都很强的课程,而目前的教学内容多为验证性实验,主要是对理论课的知识进行验证,实验内容相对单一,实验教学实际上是作为理论课的辅助课程来设置的,实验教学培养学生动手能力的目标不易实现。
2.数字电子技术实验课结构不合理。
数字电子技术实验内容长期以来没有什么更新与改进,存在验证性实验占的比例较大,创新性实验少的现象。比如,目前开设的实验有:(1)集成门电路;(2)D触发器及其应用;(3)数据选择器及其应用;(4)移位寄存器的使用;(5)555定时器的应用等。这些都是一些基础性的验证实验,只是对理论教学的简单验证和基础实验技能的训练,内容老化,手段单一,学生觉得很乏味,实验兴趣全无。学生连简单验证的实验都很难做好,那么培养科研能力和探索精神更是无从说起。
3.实验过程千篇一律,打击了学生的学习积极性。
实验过程一般是在一块已组装好的实验板上,要求学生按教师拟定的实验步骤测量据。每个实验一般为两个学时。从实验内容、所用仪器,到实验步骤的安排,学生都没有选择的机会,处于一种相对被动的地位。因此,实验给学生的印象较肤浅,学生对这样的实验兴趣不大,很难全面深入地把握主要内容和方法。
4.实验教学手段落后。
实验室横向定时开放,制约了学生技能的培养。横向定时开放指的是实验室只是根据课程表的安排,在规定的时间内定时开放,学生只有在规定的时间内才可以进入实验室实验。电子技术是一门飞速发展的学科,新技术、新材料更新换代很快,在有限的教学学时里,学生很难学到更多的实验技术和科学的实验方法,从而也很难提高实验技能和动手能力。
二、教学改革的措施
1.改革实验教学内容。
(1)注重元器件参数、特性曲线的测试和仪器的使用。以往数字电子技术实验课只进行TTL与CMOS数字集成器件逻辑功能测试,而现在增加了TTL与CMOS数字集成器件参数测试,包括低电平输出电源电流和高电平输出电源电流、低电平输入电流和高电平输入流、扇出系数、电压传输特性、平均传输延迟等。特别是电压传输特性曲线的绘制,教师可让学生了解集成器件的输入与输出特性的非线性关系,进一步区别电压与电平的概念关系。
(2)增加中规模与超大规模集成电路的实验。随着微电子技术的不断发展,中、大规模集成电路以其体积小、功耗低、可靠性高及易于设计、调试等优点越来越被广泛使用。因此,教师应增加中规模与超大规模集成电路的实验。
(3)加强综合性实验,增加设计性实验。综合性实验能培养学生运用理论知识和工程观念分析问题和解决问题的能力,其涉及几个理论教学单元的内容,是着重总体构思和相互联系的训练,以培养独立分析问题和解决问题的能力为目的,可使学生融会贯通所学到的知识。
2.课内和课外教学相结合。
数字电子器件种类繁多。在授课过程中,对每一类电子器件,教师都应以一种型号的电子器件为例,引导学生研究其功能真值表,熟悉其外部特性,掌握正确的应用方法。为了培养学生自学能力和课后查阅资料的综合能力,教师应布置一些课后作业,要求学生查找多种型号的电子器件来实现同一种逻辑功能。教师通过对典型电子器件的教学,可培养学生科学的学习方法和查阅文献资料的能力,进而培养学生灵活应用符种电子器件的能力。
3.激发学生思维,鼓励学生创新。
在学生已经掌握实验的基础理论知识、基本实验方法和基本实验技能的基础上,教师应增开综合性、设计性的实验。比如:教师确定实验任务和要求,让学生根据所学的知识及实验室提供的条件,查阅有关资料,自行没计实验方案,设计组装线路和没备,完成实验项目所提出的要求。这种方法能有效地提高学生的学习兴趣,激发他们的创新没计的积极性。
4.改革实验教学体系。
(1)增加实验学时。验证、综合、设计性实验学时分别按3∶4∶3分配,以全面提高学生理论联系实际的能力、知识综合能力、创新设计能力。实行实验单独设课与实验成绩单独计算,可极大地提高实验环节在整个教学中的地位,改变过去实验教学只是从属于理论教学,实验学时不足,综合性实验偏少,创新性实验缺乏,实验质量的好坏对成绩影响不大的弊端。
(2)改革考核方式。新的实验模式按照实验成绩单独考核,占总成绩的50%,其中,实验报告占20%;平时的实验表现,特别是综合、设计性实验的实验操作及完成情况占30%,作为判断学生能力和全面发展的一个重要依据,这样可提高广大学生的实验热情,使学生变被动为主动。
5.为了保证实验学时,纵向长时开放实验室。
设计性实验不同于一般的验证性实验,需要的学时相对较长。但考虑实验室管理人员、实验室经费等方面的问题,数字电子技术实验室开放模式一般是横向定时开放。也就是说实验室只在课表所安排的实验时间内定时开放。这种实验室开放模式不能保证设计性实验的时间。因此,教师要变实验室横向定时开放为纵向长时开放,也就是安排专门的实验室管理人员每天长时开放实验室,包括晚上、周日周末,以保证学生只要有需要,就可以到实验室进行实验。
三、结语
通过这几年的探索,我在实验学时与内容的安排、实验方法、实验手段等方面进行了一系列改革,将仿真技术同数字电子技术的实验充分结合,既让学生接触并运用现代新知识、新技术,又切实提高了学生分析问题和解决问题的能力。以上实验改革极大地提高了本课程的教学质量和学生的创新能力,在后续的课程中成绩显著,就业率也明显提高。
参考文献:
[1]王楚,刘新元.数字逻辑电路实验[M].北京:北京大学出版社教材科,2004.
[2]阎石.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,1998.
[3]李方巨.模拟电子技术基础实验与课程设计[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2001.
[4]Richard C Dorf,James A Svoboda.Introduction to electric circuits,John Wiley & Sons,Inc,1996.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-905492.htm
