层次化实验项目教学模式在“数字电子技术实验”中的应用

雷 燕

(内蒙古科技大学矿业与煤炭学院，内蒙古 包头 014010)

一、传统实验项目设置存在的弊病

长期以来数电实验项目的设置，基本上是依附于理论课堂教学内容而设置，内容单一，学生基本上是以按照实验内容的步骤验证理论知识点和集成芯片的功能来完成实验，导致了学生接受知识的被动性，造成了思维的局限性和较差的灵活性，制约了创新思维能力。

二、层次化实验项目的必要性

当今信息时代，人们在生活生产实践中数字电子技术以及大规模和超大规模的数字集成电路已被广泛应用。而传统的数字电子技术实验项目采用统一化的模式，以验证中规模通用性器件(MSI)的逻辑功能实验项目为主，设计性实验项目难以实现，导致教学效果不佳，制约了学生的知识运用能力和设计创新能力。为此，实验教学模式的改革以及层次化实验项目的设置势在必行。

三、确定教学目标，用层次化的手段规划设计实验项目

优秀应用型人才的培养是大学教育的首要任务，而实验教学是理论教学内容的实施和延伸，是提升学生实践能力、创新意识的必要手段。为此，我们根据学生的个体差别，在现有实验条件的前提下，以教学大纲、目标为基准，实验大纲和教学内容为依据，由易到难，简到繁，从单元电路到系统综合设计电路为思想，分层次循序渐进的规划改进了实验项目。分为基础性、进阶性、模块化和综合设计性实验，构建了新的实验项目体系，以达到逐步提升学生实践和综合设计能力目的。规划改进后实验项目框图，如图1所示。

图1 实验项目框图

(一)基础性实验项目

以课堂内容为基础，以学生对知识认知程度为依据，以培养基本实验技能为指导思想，选取一些经典实验项目。

(二)进阶性实验项目

学生通过基础性实验项目的训练后适当增加一些知识点，经教师指导能用指定芯片完成电路的初步设计和调试，验证电路的正确性，以达到逐步提升学生实践能力的目的。

(三)模块化实验项目

在积累一定理论知识并掌握一定实验操作技能前提下，经教师指导，把一完整的实验项目拆解成多个功能的子模块，内容涵盖知识面广，培养学生独立思考、综合理论知识运用和实践能力。

(四)综合设计型实验项目

是多个设计模块实验项目的综合，以总体构思和相互联系为着重点，融会贯通所学到的知识，从而提升学生的自主学习、创新思维和工程实践能力。

四、实验项目层次化在实验教学中的应用

以综合设计性实验为例。

(一)确定设计性题目

结合课程教学内容，由学生自主寻找与实际生活相关的有趣味的综合性实验课题。

(二)准备阶段

实验采取以学生为主体，以学生掌握理论知识的程度和实际操作能力的强弱为依据，分组探讨，每一实验小组2-3名成员搭配，在教师的指导下选定实验项目，制定方案，分析实验可行性的方法进行。充分发挥学生的团结协作精神和主观能动性。

(三)具体要求

1.通过对设计题目的目标、任务、指标要求了解，按照设计要求和实验室具体设备元器件情况为依据，绘出电路系统框图。

2.对电路系统框图进行分析，把具有完整功能的实验项目拆解成多个独立功能的子模块电路。以为数字频率计系统框图为例。

3.合理设计出每一子模块的实际电路和整体系统电路图。

4.按照每一子方框图的要求，设计出电路的具体参数，利用电子线路仿真软件对电路进行分析、仿真和修改以使系统更加完善与优化，最终确定设计方案。

5.进入实验室利用现有相关实验设备，根据仿真结果，进行实际电路焊接、反复调试、改进来验证设计电路的实际效果，最终达到实现电路功能设计要求的目的。

五、结束语

综上所述，在实验教学中层次化实验项目的应用，提高了学生独立思考、分析解决问题和综合实践能力，激发了自主学习、团结协作、创新创业热情。显著提升实验教学效果，让学生体会到“学能用、思受益、创有趣”。