数字电子技术实验课程教学改革探索和实践

冼灿娇，宋俊慷

（广西民族师范学院，广西 崇左 532200）

随着社会的发展，社会对创新型人才需求不断增加，实践教学改革很受欢迎，通信和电子信息类的人才培养更强调厚基础、强实践、重创新。数字电子技术课程是通信工程专业的专业基础课，是比较重要的一个科目，同时也是一门理论与实践密切结合的课程。而数字电子技术实验又是数字电子技术的重要组成部分，数字电子技术实验课程涉及各种TTL 器件、CMOS 器件和集成器件的功能验证及应用，实验过程中涉及到的理论知识点比较多、比较广，系统性和逻辑性比较强。数字电子技术实验课程教学是一门主要以提高学生的学习能力，以及加强学生对知识更直观的理解、运用和实践能力为导向，从而达到培养学生以科学的思维方式分析问题、解决问题和提升工程实践能力为目的的实验教学体系。

目前，社会对科技人才需求量大，且普遍要求大学生一毕业后不需要过多培训便能胜任单位工作，基于这样的大环境，国家有关部门特地出台了相关产教融合指导意见，大力鼓励全国各高等院校实施产学融合政策。在国家支持下，产学融合作为人才培养的重要抓手，人才知识体系与人才结构要满足产业结构调整的需求。而传统的数字电子技术实验教学存在教学模式和教学手段单一、教学内容落后以及考核不全面等问题，为此，如何提高实验教学质量、增强学生的动手实践能力、培养学生的创新思维能力，让实验课堂教学更有效，教学考核更全面、更精确，是数字电子技术实验教学工作中的一项重要任务。

1 当前的数字电子技术实验教学分析

现阶段，数字电子技术实验经过不断的改革，虽然有了一些改进，但还是存在一些问题。下面以我校为例。

（1）数字电子技术实验目前还是完全以线下面授的教学方式，若是遇到像疫情这种情况需要居家办公就无法进行教学活动，给学生和教师带来极大的不便。（2）学校的实验设备采用的还是10 年以前的实验台，实验台比较陈旧，很多设备的电源、开关及显示等部件都存在不同程度的损坏和接触不良等问题。虽然这种实验平台操作简单、成本低，但是实验项目比较固定、灵活性差，不利于学生自主设计能力的提升，并且实验平台带来的问题极其影响实验课堂的质量和效果，给学生带来了极其不好的实验体验。（3）数字电子技术理论与实验课程由不同教师授课，课程进度往往不同步，这就导致了实验课上需要花比较多的时间讲授理论知识，一部分学生在实验课堂上把时间花在理解理论知识上，动手做实验的时间比较少。在实验中基本是以验证性实验为主，设计性实验由于学生有的理论知识不同步，因此设计型的实验也是教师给出实验电路，学生根据给出的电路做验证性的实验，不利于提升学生自主运用理论知识解决实际问题的能力。（4）在课程考核方面，平时成绩占30%，期末考核成绩占70%。其中平时成绩是从实验报告和到课情况为评定标准，考核方式简单，缺乏全面性和合理性。

2 数字电子技术课程教学改革内容

针对目前数字电子技术实验课程存在的问题，结合通信与电子信息类专业人才培养的目标，以本校通信工程专业为例，本文从以下几个方面对数字电子技术实验教学进行改革。

2.1 实验设备

数电实验设备要定时更新，如每3 ～5 年更新一次，更新的目的一是保证设备处于比较崭新的状态，本校的设备已有10 年以上历史，较为陈旧破烂，问题较多，有的实验功能已经损坏或比较容易出问题，且早已过了厂家维保期限，维护成本大，导致学生人均使用设备减少，一台设备往往多个学生使用，硬件资源也就相应减少，影响学生动手实践的锻炼；更新的目的二是保证实验内容跟当前社会科技发展同步或偏差尽可能缩小，让学生学到最前沿的基础知识，10 多年前的设备实验往往停留在10 年前的社会科技水准，与当前科技水平比较处于落后水平，甚至已经脱离了最新的理论书上的知识，这种条件下对学生获取当前最新科技知识是不利的，换句话说，10 年前的实验知识已经跟不上时代的需求了。

2.2 教学方式

目前，数字电子技术实验的教学方式主要还是以线下为主，并且数电的理论课和数电的实验课教师不是同一位老师，两边教学有时因各种原因导致不同步，如当实验课的内容在理论课的内容之前上课，在学生缺乏理论知识储备情况下，一到实验课就会非常吃力，理论没有充分理解，手操往往也难以进行，课程整体效果较差。另外，在当今产学融合的大背景下，以及社会科技更新加快，大学的课本知识往往落后当前社会发展步伐，这导致学生到了毕业后很难马上适应社会发展。因此，在数电实验课程中，有必要进行线上线下教学相结合的模式。

线上教学方面，教师可以通过线上发布实验任务和实验原理的视频，让学生课前自主预习实验内容和复习数字电子技术的理论知识。目前，所有的学生基本都有电脑，教师课前可以通过线上发布电路仿真教学视频，学生可以利用自己的电脑在课前做仿真实验，提前了解线下做实验的理论结果，可以更有效地提高学生的学习兴趣、自主学习能力和综合素质的培养。

线下教学方面，主要通过实际的电路设计和操作，培养学生的动手实践能力和分析问题能力。

如果学校有跟企业合作，教师可以利用一两次课带学生到公司了解相关产品，结合当前最新技术和该实验课程进行授课，让学生不脱离课堂知识的同时了解最新技术，大大提升了学生的兴趣以及认知水平。

2.3 教学内容

目前，大学课堂往往以停留在教室教学为主，我校数字电子技术实验课也不例外，通常往往只需完成教学大纲的课堂实验课，这种课程比较基础，而且数据也仅仅是理论值，这样是没办法直接应用到社会工程应用上的，因为工程上除了要考虑理论知识还要考虑实际环境、应用效果甚至成本等多种工程因素，如果学生仅仅“停留”在课堂上完成“实验作业”，是体会不到工程应用上的“真本领”。为了能进一步提高教学“水准”，加深学生的体验感，拉近高校与科技企业的“零距离”，为此，在实验教学内容中，实验主要分三个层次，第一层次是基础实验；第二层次是电路设计实验；第三层次是电路的安装与调试。

基础实验主要要求学生对实验设备及仪器仪表的认识和使用，通过实验掌握数字电子器件功能测试及验证方法，初步培养学生的工程意识。

电路设计实验主要是根据要求设计出正确的电路并加以验证，教师可以增加实际的应用案例，让学生自主设计电路，培养学生用科学的知识解决实际问题及分析问题的能力。

电路的安装与调试，贯穿在每个实验中，要求学生根据电路图进行实物搭建，培养学生的动手操作能力及分析问题的能力。

除了课堂教学外，学校若是有合作的公司，教师可以带学生到就近的相关科技企业进行观摩学习，与电子工程师交流，提前感受企业环境，跟工程师学习如何把课堂的实验课转化到工程应用中，真真切切了解大学课堂与社会课堂的“差距”，并在工程应用中激励学生学习的主动性。

2.4 考核方式

科学合理的考核方式不仅能客观公正对学生的实践能力进行评价，还能进一步激发学生学习的积极性，对提高学生的专业实践能力带来极大的好处。目前数字电子技术实验中的学生成绩考核方式比较简单，如我校的课程成绩由平时成绩和卷面成绩两部分构成，其中平时成绩占30%，仅以实验报告和到课率来评定，这难以区分学生的成绩高低；而期末成绩占70%，在考核中占比较高，考核方式比较单一。对于实验课程来说，这样的成绩评定方式缺乏全面性，未能全面考核学生的课堂表现能力和利用科学分析解决实践问题的能力。

为进一步完善考核方式，本文提出了以下的改进方式。课程成绩还是由平时成绩和卷面成绩两部分构成，但是平时应成绩应占课程成绩的60%，除了实验报告和到课率外，还包括课前预习情况、课中任务实验验收、拓展实验验收。而卷面成绩应占课程成绩的40%，因为数字电子技术实验课是考查学生利用科学知识解决实际问题的能力，应重点放在平时的实验中进行考核，而不是某一个实验中。

平时成绩的评定根据以下几个方面的内容进行考核。（1）到课率：现在的学生都有手机，教师可以在线通过距离打卡的方式进行签到，便于快速记录学生的到课情况；（2）课前预习情况：教师课前先发布实验任务和实验原理，要求学生先预习写好实验的原理，课前学生也可以进行仿真性实验，教师在课中检查学生实验的报告现场对预习情况进行打分；（3）课中任务实验验收：教师在课堂中根据知识点难易程度布置2 ～3个实验任务，指出验收的知识点，教师根据学生完成实验的程度和使用的时间进行现场验收打分；（4）拓展实验验收：教师在课内验收学生完成课中任务外使用所学知识做出来的实验，教师应给予加分验收；（5）实验报告的评定：根据实验数据的正确性和实验结论进行评分；（6）课堂表现：根据课堂中学生回答问题、实验中是否自己动手、是否遵守课堂纪律方面进行打分。

2.5 以赛促教

数电实验课是一门实践性很强的专业基础课程，为了让学生更好地掌握这门学科，促进教学创新性改革，教师应鼓励并指导学生参与电子信息相关的科技比赛，如学院、校级、省级甚至是国家级的大学生电子设计大赛、“挑战杯”竞赛等。通过科技比赛，有以下有点：一是能让学生深入思考，找出学习的不足之处，并加深对实验课知识的深入理解；二是能扩展知识面，科技比赛对综合水平要求较高，且涉及多门课堂知识，促使学生重新整理相关课程知识；三是通过获得比赛荣誉，让学生对数电课程产生更加浓厚的兴趣。综合而言，通过老师指导学生参加科技比赛，提高了学生的团队协作能力和实践能力，强化课堂理论知识的应用，让数电实验课堂教学更高效。

3 教学改革实践成效

通过本次实验教学改革与实践，大大提高了通信工程专业学生对知识的运用能力，学生的学习热情得到了空前高涨，同时，也提高了学生的动手实践能力。具体体现在以下几个方面。

（1）课前通过网上平台发布实验任务及实验原理，学生课前先预习实验过程中所用到的理论知识，课堂上老师讲实验原理，学生就比较容易理解。（2）由于课外电路验证有加分，所以有部分学生课前不仅预习教师发布的任务，他们还会准备一个额外的相关电路到课中验证，大大提高了学生的学习兴趣。（3）在实践环节，每个学生都能自己动手做实验。课堂实践任务一般都是3 个，大部分学生能完成2 个任务，有一小部分学生每次都能完成课堂的所有任务。（4）在课堂中，学生也能很积极地参与师生间的知识互动和交流。（5）越来越多的学生关注学科相关的比赛，学生通过历年赛题对相关知识点进行巩固学习、实践验证和拓展应用。

4 结语

通过对本校数字电子技术实验存在的一些问题，从教学设备、教学方式、教学内容和成绩评定方式等方面提出了一些针对性的改革措施和实践方法。通过本次的教学改革，发现学生的自主学习能力、自主创新和实践的能力有了很大的提高。通过数字电子技术实验课程的学习，学生对数字电子技术理论知识的理解和掌握更为深入，对知识的应用更为深刻，大大提高了学生的学习热情。然而，在数字电子技术实验教学方面，还有很多方面需要改进，比如开放实验室，给学生更多的实验空间等。实验课程教学改革是需要长期探索的一项工程，如何培养出跟上时代发展的人才，需要每一位老师不断探索和实践，为培养新时代人才做出一份贡献。