实验在数字电子技术教学中的地位

谢国坤 郝森 汪长海

摘 要 数字电子技术是大学理工科的一项重要的基础课程，其具备很强的理论性和实践性。在数字电子技术课程的教学过程中，我们需要不断的提出新的思路来适应社会和教育形势的不断发展。数字电子技术的基本教学目标是培养高素质理工人才的基本技能，因此我们就必须重视实验教学在数字电子技术教学中的作用。实验是数字电子技术教学中的一项较为重要的内容，是理论知识的加深和实际操作技能的拓展。只有在教学过程中充分重视理论的教学，同时加强实验的教学，才能使我们的数字电子技术教学工作取得更大的进展。

【关键词】实验；数字电子技术；教学

1 引言

实验在各项理工类学科中都有着十分重要的地位，尤其是对于数电这种专业性较强的学科，对于学生学好该科目有着十分重要的影响。数电较强的专业性使得初学者对其望而却步，不能很快的进入摘 要 数电学习的门径。而实验则是在这个过程中辅助学生学习数字电子技术的重要手段，有助于学生尽快的理解数字电子技术的基本原理，并且为后续的进阶打下良好的基础。实验也有助于学生数电学习兴趣的培养，通过合理的理论和实践的结合，可以使数字电子技术的教学活动取得更好的效果。数字电子技术的实验在实践的过程中往往会是一个从易到难的过程，我们要以循序渐进的步骤开展数字电子技术课程的实验。

2 实验在数字电子技术教学重要的辅助作用

2.1 学生对数电基本知识的实践和掌握

数字电子技术是生产数字电子产品的基础知识，而要让学生更好的理解其中的道理，我们就应该利用实验来让他们对数字电子技术的基本概念进行一定认识。首先，数字电子技术实验有助于学生更好的理解0和1在实际中的表示方法，让他们打好相关的实验基础。数字电子技术的实验的操作还要求学生对电路的引脚排列等概念有着清晰的认识，只有充分了解了各个引脚的功能，才能更好的了解电路实验中不同的电气特性。数字信号中的1和0正是用数字电子技术中的方法来进行两种不同的电压的表示方法，这种表示方法代表了一种逻辑上的意义而非数字字的意义。通过对具体的电路中引脚排列顺序的说明，来使同学们了解到电路的功能的实现途径。输入信号源只有在引脚接线正确的情况下才能更好的工作。在使二极管发光的过程中，还要让学生总结实验电路的逻辑功能，给他们解释数字电子技术中与、或、非的概念，让他们对其中基本的逻辑关系有一个清晰的认识。

2.2 通过实验对数电逻辑功能的理解

当学生对于数字电子技术实验的基本电路功能已经有了一个基本了解之后，我们应该向更高级的方向对他们进行引导。初级的电路实验已经不能满足数字电子技术教学的要求，我们应该从应用的角度出发，在实验的过程中对电路的功能进行一定程度的认识。因此在这一阶段，我们应该使用集成化的数字电路来让学生们进行实验。在实验的过程中，要确保学生能够掌握功能表的观察方法，并且学会一定的测试其中功能的基本知识。例如，在对译码器功能的了解测试中，我们可以首先选择74LS138译码器作为基本的型号。然后在实验的过程中，着重的引导学生认识这种译码器的引脚功能，通过对其排列图的观察阅读，来掌握其功能。在实验过程中还应该按照接线图进行特定的接线技能训练。当各种前期准备工作都做好以后，我们应该对译码器进行接线功能的测试，直至在实验中测试出其一定的功能参数为止。在这个一个实验的过程当中，要对学生进行译码器的概念解释，对于有效电平、输入输出端等概念也要进行一定程度的解释。通过重复的实验训练，才能让学生在一定程度上摆脱盲目，对数字电子技术有了一定程度的掌握。

2.3 通过实验激发学生对于数电的学习兴趣

数字电子技术在教学过程中可能会面临很多的瓶颈，其中一个就是学生提不起学习兴趣的问题。通过一些实验内容的设计，可以很好的激发学生学习数字电子技术的兴趣。例如，计数器实验就是一种较为良好的引发血神学习兴趣的实验过程。根据数字电子技术的原理，我们可以选择不同的技术方法。在这里我们可以选择74LS161型号的计数器来进行实验。根据之前的实验效果，我们让学生先再实验前画出一定的接线图，然后在实验过程中就可以直接按照接线图来进行电路的接线。当接完线进行测试时，将整个电路图的输出端接到发光二极管上，同时再接到一个特定的数码显示器上，我们可以看到二极管的发光状态，同时也可以在数码显示器上显示电路输出的循环状态。在数码显示器上可以看到0到9的数字依次出现，并且伴随着六个不同形态的循环状况。学生会感到十分有意思，并且充满了好奇心。在此我们就需要对学生进行一定的十六进制的原理。通过这种实验的进行，可以让学生掌握更多的数字电子技术知识，提升他们的学习兴趣。

2.4 通过实验拓展数电知识的实际用途

数字电子技术归根结底是一种实用性的学科，我们在进行实验的过程中同时要让学生对数字电子技术的实际用途有一定的了解。数字电子技术实验的内容是很多的，在掌握了一些基本的实验操作方法之后，我们要应该有步骤的对数字电子技术的各种功能进行一定的扩展。在数字电子技术实验中，学生会逐步学习到译码器、加法器、寄存器、计数器等器材的功能，我们更应该在此基础上，进行各种实验设备器材的功能的拓展。一般说来，加法器和计数器的拓展对于学生的直观影响最大。在拓展实验过程中，我们同样要进行一定的测试实验，然后在加法器上进行相关的实验。在测试阶段，我们可以从输入端口进行十进制数字码的输入，然后就会在显示器上显示出相关的加法的结果。其中计数器也可以进行类似相关的实验，在拓展过程中会出现六十进制的改变，在这个实验过程中学生会在一定程度上充分的认识到数字电子技术在实际应用中的强大功能，从而增加他们在学习中的兴趣。

3 进行实验教学时应注意的问题

3.1 合理安排内容，理论联系实际

数字电子技术的理论内容是很多的，我们不可能在实验课上进行所有理论的实验。因此我们要在实验过程中合理安排其中的内容，将优先的实验时间用在最精华的知识的验证上。实验前应该在课堂上进行相关理论知识的讲解，为实验的过程打好基础，以便在实验过程中更好的完成实验任务。在实验内容的设计方面，我们尤其应该减少一些验证性的实验环节，而增加一些设计性实验的内容。实验教学中设计性内容的增加，可以更好的锻炼学生的综合知识的应用能力。学生在实验的过程中，可以有效的巩固自身的知识，并且提高自身的实践能力，增强发现问题和解决问题的能力。只有将理论和实际有效的联系到一起，才能使实验发挥其真正的教学作用。教师在辅导学生实验的过程中，还应该和学生进行平等的交流和探讨。教学实践表明，学生对一些实用性较高的实验会表现出很大的兴趣，可见将理论联系实际的重要意义。

3.2 对实验时间进行合理的安排

实验时间的安排也十分的重要，既不能占用太多的理论课程，又要保证充足的实验时间来完成相关的实验教学目标。在这个过程中，教师要根据不同学生的不同学习情况，进行因材施教。针对不同专业的学生，要设计不同针对性的实验方案。在实验时间的安排上，我们要充分的利用每周一次的数字电子技术实验的机会，让每个学生都在一定程度上得到不同程度的锻炼。在一个班里，学生们对数字电子技术的理解可能参差不齐，因此不是所有的同学都能在实验课上完成相应的实验任务。因此，在实验时间的安排上，要首先让他们做好前期的实验准备，画出电路连接图。在实验的过程中，应该进行互补的结组，以确保每一个学生都能够很好的完成相应的实验任务。在周末一些时间，我们也可以为学生提供一定实验机会，以使那些对数字电子技术有着良好兴趣的同学有一个可以进行实验的良好平台。保证数字电子技术优等生充足的实验时间，可以有效的提高我们的数字电子技术教学效果，从而提高数电的教学效果。

3.3 注重实验过程的考核和总结

一个完整的数字电子技术实验不仅包括前期的准备，实验的过程，还包括对于实验数据的总结以及实验报告的完成。实验报告是实验过程中一个比较重要的环节，它是对学生实验过程的一种考核形式。实验报告的内容是对实验过程的完整总结，包括实验目的、实验器材以及实验原理等，还要画上实验过程中的电路原理图。最后还要对每次实验数据进行一定的整理和计算。通过实验报告的总结，学生可以对实验过程中产生的问题进行一定的总结，然后对其中出现的理论进行更为深入系统的理解。对于学生的考核，我们可以从两方面进行着手。其一就是学生在实验过程中的实际表现，例如考勤、实验态度以及实验报告的撰写水平等。还有一种是利用期末试卷的形式来对学生进行考核。通过两种不同的形式对学生的实验水平进行一定的总结和考察。

4 结语

数字电子技术的教学过程是一个理论课程和实验课程相结合的课程，只有将理论和实际充分的结合到一起，才能使数字电子技术课程的教学收到良好的效果。实验课程的教学，可以充分的培养学生的自主学习能力和实际操作能力。以实验课程为平台，可以培养学生学习数字电子技术课程的兴趣，提供他们向更高知识殿堂进发的动力。实验和理论相结合是相辅相成的，只有让学生在实验前做好理论准备，才能使他们在实验过程中收获更多的乐趣。

参考文献

[1]张学成.数字电子技术实验改革与创新[J].实验室研究与探索，2011（08）.

[2]李劲松.数字电子技术的发展现状分析[J].电子世界，2016（10）.

[3]陈静.浅析数字电子技术的应用与发展[J].品牌，2015（03）.

作者简介

谢国坤（1978-）女，山东省济宁市人。硕士研究生学历。现为西安交通工程学院助教。研究方向为为自动控制。

郝森（1981-）男，江苏省徐州市人。硕士研究生学历。现为华为软件技术有限公司软件工程师。研究方向为为移动宽带、家庭路由、可穿戴应用。

汪长海（1981-）男，安徽省舒城市人。硕士研究生学历。现为陕西可控科技有限公司硬件工程师。研究方向为为嵌入式系统。

作者单位

1.西安交通工程学院 陕西省西安市 710300

2.华为软件技术有限公司 陕西省西安市 710065

3.陕西可控科技有限公司 陕西省西安市 710065