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摘要：在計算機類專業數字電路的實驗教學中，存在硬件基礎相對薄弱、動手操作相對少、工程能力受限等問題。針對以上現狀，應從實驗教學方法進行探究、編撰實驗報告書、以“電賽”促學習三個方面對數字電路的實驗課程進行教學改革，使得學生能在做中學，在學中做，不斷提高實踐技能，取得較好的實踐效果。

關鍵詞：數字電路;實驗教學;實踐能力

一、引言

《數字電路》課是計算機類專業的專業技術基礎課，是所有硬件課程的基礎課、入門課，是實踐性較強的課程。內容涉及數字技術的基本理論、分析方法和設計方法，是一門工程實踐性較強的課程，對于計算機專業的學生而言，在其所學知識體系中占有相當重要的地位。它能培養學生的綜合應用能力、創新實踐能力，可使學生建立工程的觀念、科技進步的觀念、創新意識，形成正確的認識論，為將來成為應用型人才打好基礎。

二、實驗教學現狀分析

1.實驗課學時數壓縮。我院有網絡工程及軟件工程兩個本科專業，相應的數字電路課程總學時數為64個學時（包括理論課、實驗課以及課程設計）。由于學時數有限，真正安排在實驗教學的時間不足12個學時，無法安排更多的設計性和綜合性實驗，大部分是芯片的驗證性實驗，學生無法真正得到電路設計的系統訓練。2.實驗課程內容相對固化。在實驗內容的安排上，基礎性實驗涉及較多，設計類和綜合性實驗相對較少。因為總課時有限，理論課時僅能安排36個左右的課時。且計算機類專業受專業特點和學時限制，沒有開設相應的電路課程和EDA設計課程，導致理論和實踐環節出現嚴重脫節，上課內容偏重于組合邏輯電路的設計以及時序邏輯電路的部分設計，大部分側重在基礎性、驗證性實驗，留給后面的綜合性設計實驗的課時較少，影響了學生設計電路的主動性和創新性。一些學生被動完成實驗內容，缺乏學習的興趣和主動性，使“數字電路”課程的教學效果較低。3.實驗報告內容老化，撰寫流于形式。目前，一些高校的數字電路實驗報告內容過于老化，實驗手段過于單一。一些實驗僅僅是將理論的教學內容進行簡單驗證或是進行一些基本實驗技能的訓練。這樣的實驗方式所培養的學生無法達到當代社會所提出的科學素質要求、實驗技能要求和創新能力要求，學校必須對當前的數字電路實驗教學模式進行優化和改革。同時，學生撰寫實驗報告流于形式。由于對實驗報告重視不夠，往往是抄實驗指導書，或相互抄襲，嚴重影響實驗教學的效果。

三、數字電路實驗教學方法改革探究

面對“數字邏輯電路”實驗課程的教學現狀，只有充分調動學生的學習積極性，發揮學生的主觀能動性，才能達到培養學生的數字邏輯電路的綜合分析與設計能力，增強學生的創新意識。在教學過程中，嘗試從重新安排實驗教學內容的結構、合理分配實驗資源、豐富考核方式等幾個方面調動學生的學習興趣和積極性，使學生深入了解本實驗課程。數字電路的實驗教學以培養學生創新精神和實踐能力為主要目標，是我院進行教學改革的重要內容。如何更好地解決基礎與發展、基礎知識與實際應用、理論與實踐等矛盾，處理好“寬”“新”“深”的關系，建立先進和科學的教學結構，以適應不斷更新的課程內容體系始終是課程改革的重點。1.理論實驗合一，優化學時配比。為了合理安排實驗課與理論課時的比例，采用同一老師兼任理論課和實驗課的方式，改變實驗課一直處于一種輔助的地位，此改革在于很好地把理論課和實踐課有機地統一起來，靈活調整兩者的學時配比。2.打破傳統實驗課堂灌輸方式，變傳統驗證型實驗為設計型實驗。經過一個學期的探索，我們改變了傳統的實驗教學流程，自主編纂實驗報告書，把傳統型驗證型實驗與設計型實驗有機結合。每次課安排有相應的設計實驗環節。例如，在做邏輯門電路實驗時，除了按照要求完成芯片的74LS00的功能驗證外，設計了用與非門芯片實現與門電路，用與非門芯片實現或門電路，用與非門芯片實現非門電路的實驗；設計了用與非門電路實現三人表決電路的設計，讓同學在完成驗證性實驗的前提下，用芯片進行具體功能電路的設計，以此充分調動學生的主觀能動性，培養學生良好的學習習慣，讓學生擁有更多的實驗操作時間和思考空間，成為課堂主角，培養學生獨立分析思考能力和解決問題的能力。3.優化課程設計教學體系，加入硬件作品制作環節，提高學生動手創新能力。在課程設計教學過程中，我們結合應用型人才培養需求，將實驗設置為2個不同的階梯式層次。第一，綜合性設計實驗：綜合已學知識和原理，學生自主進行電路設計和測試（如優先排隊電路、火災報警電路、交通燈控制電路、多人表決電路等），要求采用兩種或兩種以上實驗方法在實驗箱上完成電路設計實驗，并撰寫設計報告。第二，硬件作品制作：為了培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力，在綜合設計實驗完成后，教師提出一些具有很強現實意義的選題，例如數字密碼鎖、電子鬧鐘、交通燈控制系統電路、八路搶答器等，要求學生在課余時間，利用開放實驗室，完成數字電路的設計、仿真、制作、功能測試以及改進等一系列工作，最后提交規范性的課程設計報告和電子實物產品，真正做到理論聯系實際。4.與大學生電子設計大賽有機結合，培養科研能力和創新實踐能力。以課程設計實驗教學環節中的硬件作品設計為契機，調動學生參加競賽的積極性和主動性。鼓勵學生自發組成興趣小組或團隊，積極申報大學生創新性實驗項目或者參加電子競賽活動，充分地激發學生內在潛能和創造力。通過課程設計實驗教學體系的構建，學生激發創造性，培養創新能力、動手能力和團體協作能力，提高學科技意識，培養項目管理能力。去年我院推薦3組同學參加了廣西TI電子設計大賽，并獲得三等獎的優異成績，這在我們計算機類專業的大一新生中實屬不易。5.改善考核制度。成績的評定是教學過程中的重要環節，是判斷學生能力和發展的重要依據。良好的考核方式能對學生的實驗情況給予準確客觀的評價，有利于提高學生的實驗熱情，充分調動學生的學習積極性。經過探討，我們把考核分為兩個部分，第一部分為一般實驗與理論課相結合，各占50%的比重得到總評成績；第二部分為課程設計，綜合性設計實驗與硬件作品制作相結合，各占50%的比重得到課程設計的總評成績。教學改革項目小組根據目前“數字電路”實驗課程所存在的問題，通過實驗課時重新配比、實驗項目多元化分配、提高動手創新能力、以賽促學，以及豐富考核方式等手段開展實驗教學，充分調動了學生的積極性和主動性。實踐表明，教學改革激發了學生的主動性和創新性，學生的知識結構、實驗能力均顯著提高。通過以上舉措，我們構建了以教師指導為輔、學生自主探究為主的實驗教學模式，形成課堂教學、實驗教學和實踐教學交叉融合的教學結構，各教學環節相輔相成，互相交融，實現了“加強基礎，注重實踐，因材施教，促進創新”的目標。

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[4]莫琳.數字電路課程設計實驗教學改革的探索與實踐[J].中國電力教育，2013

作者:鐘明輝 謝聰 何國鈞 單位:廣西外國語學院信息工程學院