时间：2023-02-16 17:10:32
关键词：数字电路;实验教学;实践能力
一、引言
《数字电路》课是计算机类专业的专业技术基础课，是所有硬件课程的基础课、入门课，是实践性较强的课程。内容涉及数字技术的基本理论、分析方法和设计方法，是一门工程实践性较强的课程，对于计算机专业的学生而言，在其所学知识体系中占有相当重要的地位。它能培养学生的综合应用能力、创新实践能力，可使学生建立工程的观念、科技进步的观念、创新意识，形成正确的认识论，为将来成为应用型人才打好基础。
二、实验教学现状分析
1.实验课学时数压缩。我院有网络工程及软件工程两个本科专业，相应的数字电路课程总学时数为64个学时（包括理论课、实验课以及课程设计）。由于学时数有限，真正安排在实验教学的时间不足12个学时，无法安排更多的设计性和综合性实验，大部分是芯片的验证性实验，学生无法真正得到电路设计的系统训练。2.实验课程内容相对固化。在实验内容的安排上，基础性实验涉及较多，设计类和综合性实验相对较少。因为总课时有限，理论课时仅能安排36个左右的课时。且计算机类专业受专业特点和学时限制，没有开设相应的电路课程和EDA设计课程，导致理论和实践环节出现严重脱节，上课内容偏重于组合逻辑电路的设计以及时序逻辑电路的部分设计，大部分侧重在基础性、验证性实验，留给后面的综合性设计实验的课时较少，影响了学生设计电路的主动性和创新性。一些学生被动完成实验内容，缺乏学习的兴趣和主动性，使“数字电路”课程的教学效果较低。3.实验报告内容老化，撰写流于形式。目前，一些高校的数字电路实验报告内容过于老化，实验手段过于单一。一些实验仅仅是将理论的教学内容进行简单验证或是进行一些基本实验技能的训练。这样的实验方式所培养的学生无法达到当代社会所提出的科学素质要求、实验技能要求和创新能力要求，学校必须对当前的数字电路实验教学模式进行优化和改革。同时，学生撰写实验报告流于形式。由于对实验报告重视不够，往往是抄实验指导书，或相互抄袭，严重影响实验教学的效果。
三、数字电路实验教学方法改革探究
面对“数字逻辑电路”实验课程的教学现状，只有充分调动学生的学习积极性，发挥学生的主观能动性，才能达到培养学生的数字逻辑电路的综合分析与设计能力，增强学生的创新意识。在教学过程中，尝试从重新安排实验教学内容的结构、合理分配实验资源、丰富考核方式等几个方面调动学生的学习兴趣和积极性，使学生深入了解本实验课程。数字电路的实验教学以培养学生创新精神和实践能力为主要目标，是我院进行教学改革的重要内容。如何更好地解决基础与发展、基础知识与实际应用、理论与实践等矛盾，处理好“宽”“新”“深”的关系，建立先进和科学的教学结构，以适应不断更新的课程内容体系始终是课程改革的重点。1.理论实验合一，优化学时配比。为了合理安排实验课与理论课时的比例，采用同一老师兼任理论课和实验课的方式，改变实验课一直处于一种辅助的地位，此改革在于很好地把理论课和实践课有机地统一起来，灵活调整两者的学时配比。2.打破传统实验课堂灌输方式，变传统验证型实验为设计型实验。经过一个学期的探索，我们改变了传统的实验教学流程，自主编纂实验报告书，把传统型验证型实验与设计型实验有机结合。每次课安排有相应的设计实验环节。例如，在做逻辑门电路实验时，除了按照要求完成芯片的74LS00的功能验证外，设计了用与非门芯片实现与门电路，用与非门芯片实现或门电路，用与非门芯片实现非门电路的实验；设计了用与非门电路实现三人表决电路的设计，让同学在完成验证性实验的前提下，用芯片进行具体功能电路的设计，以此充分调动学生的主观能动性，培养学生良好的学习习惯，让学生拥有更多的实验操作时间和思考空间，成为课堂主角，培养学生独立分析思考能力和解决问题的能力。3.优化课程设计教学体系，加入硬件作品制作环节，提高学生动手创新能力。在课程设计教学过程中，我们结合应用型人才培养需求，将实验设置为2个不同的阶梯式层次。第一，综合性设计实验：综合已学知识和原理，学生自主进行电路设计和测试（如优先排队电路、火灾报警电路、交通灯控制电路、多人表决电路等），要求采用两种或两种以上实验方法在实验箱上完成电路设计实验，并撰写设计报告。第二，硬件作品制作：为了培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，在综合设计实验完成后，教师提出一些具有很强现实意义的选题，例如数字密码锁、电子闹钟、交通灯控制系统电路、八路抢答器等，要求学生在课余时间，利用开放实验室，完成数字电路的设计、仿真、制作、功能测试以及改进等一系列工作，最后提交规范性的课程设计报告和电子实物产品，真正做到理论联系实际。4.与大学生电子设计大赛有机结合，培养科研能力和创新实践能力。以课程设计实验教学环节中的硬件作品设计为契机，调动学生参加竞赛的积极性和主动性。鼓励学生自发组成兴趣小组或团队，积极申报大学生创新性实验项目或者参加电子竞赛活动，充分地激发学生内在潜能和创造力。通过课程设计实验教学体系的构建，学生激发创造性，培养创新能力、动手能力和团体协作能力，提高学科技意识，培养项目管理能力。去年我院推荐3组同学参加了广西TI电子设计大赛，并获得三等奖的优异成绩，这在我们计算机类专业的大一新生中实属不易。5.改善考核制度。成绩的评定是教学过程中的重要环节，是判断学生能力和发展的重要依据。良好的考核方式能对学生的实验情况给予准确客观的评价，有利于提高学生的实验热情，充分调动学生的学习积极性。经过探讨，我们把考核分为两个部分，第一部分为一般实验与理论课相结合，各占50%的比重得到总评成绩；第二部分为课程设计，综合性设计实验与硬件作品制作相结合，各占50%的比重得到课程设计的总评成绩。教学改革项目小组根据目前“数字电路”实验课程所存在的问题，通过实验课时重新配比、实验项目多元化分配、提高动手创新能力、以赛促学，以及丰富考核方式等手段开展实验教学，充分调动了学生的积极性和主动性。实践表明，教学改革激发了学生的主动性和创新性，学生的知识结构、实验能力均显著提高。通过以上举措，我们构建了以教师指导为辅、学生自主探究为主的实验教学模式，形成课堂教学、实验教学和实践教学交叉融合的教学结构，各教学环节相辅相成，互相交融，实现了“加强基础，注重实践，因材施教，促进创新”的目标。
参考文献：
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1.电子技术课程设计的重点与要求
本课程的重点是电路设计，内容侧重综合应用所学知识，设计制作较为复杂的功能电路或小型电子系统。一般给出实验任务和设计要求，通过电路方案设计、电路设计、电路安装调试和指标测试、撰写实验报告等过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的能力，提高电路设计水平和实验技能。在实践中着重培养学生系统设计的综合分析问题和解决问题的能力，培养学生创新实践的能力。电子技术课程设计一般要求学生根据题目要求，通过查阅资料、调查研究等，独立完成方案设计、元器件选择、电路设计、仿真分析、电路的安装调试及指标测试，并独立写出严谨的、文理通顺的实验报告。
具体地说，学生通过课程设计教学实践，应达到以下基本要求：建立电子系统的概念，综合运用电子技术课程中所学习到的理论知识完成一个电子系统的设计；掌握电子系统设计的基本方法，了解电子系统设计中的关键技术；进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用器件的原则；掌握查阅有关资料和使用器件手册的基本方法；掌握用电子设计自动化软件设计与仿真电路系统的基本方法；进一步熟悉电子仪器的正确使用方法；学会撰写课程设计总结报告；培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
2.电子技术课程设计的教学过程
电子技术课程设计是在教师指导下，学生独立完成课题，达到对学生理论与实践相结合的综合性训练，要求本课程设计涵盖模拟电路知识和数字电路知识，因此课程设计的选题要求包含数字电子技术和模拟电子技术。教学环节可以分为以下四个部分。
2.1课堂讲授。
课程设计开始前，需要确定指导老师。由指导老师通过两学时的教学，明确课程设计的要求，主要内容包括课程介绍、教学安排、成绩评定方法等。在课堂教学环节中，指导老师介绍课题的基本情况与要求，要求学生从多个课题中选择一个。
2.2设计与调试环节。
2.2.1前期准备、方案及电路设计。
前期准备包括选择题目、查找资料、确定方案、电路设计、电路仿真等。在确定方案时要求学生认真阅读教材，根据技术指标，进行方案分析、论证和计算，独立完成设计。设计工作内容如下：题目分析、系统结构设计、具体电路设计。学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案。此后是对方案中单元电路进行选择和设计计算，称为预设计阶段，包括元器件的选用和电路参数的计算。最后画出总体电路图（原理图和布线图），此阶段约占课程设计总学时的30％。
2.2.2在实验室进行电路安装、调试，指标测试等。
在安装与调试这个阶段，要求学生运用所学的知识进行安装和调试，达到任务书的各项技术指标。预设计经指导教师审查通过后，学生即可购买所需元器件等材料，并在实验箱上或试验板上组装电路。运用测试仪表调试电路、排除电路故障、调整元器件、修改电路（并制作相应电路板），使之达到设计指标要求。此阶段往往是课程设计的重点与难点，所需时间约占总学时的50％。
2.3撰写总结报告，总结交流与讨论。
撰写课程设计的总结报告是对学生写科学论文和科研总结报告能力的训练。学生写报告，不仅要对设计、组装、调试的内容进行全面总结，而且要把实践内容上升到理论高度。总结报告应包括以下方面：系统任务与分析、方案选择与可行性论证、单元电路的设计、参数计算及元器件选择、元件清单和参考资料目录。除此之外，还应对以下几部分进行说明：设计进程记录，设计方案说明、比较，实际电路图，功能与指标测试结果，存在的问题及改进意见，等等。总结报告具体内容如下：课题名称、内容摘要、设计内容及要求、比较和选择设计的系统方案、画出系统框图、单元电路设计、参数计算和器件选择。画出完整的电路图，并说明电路的工作原理。组装调试的内容，包括使用的主要仪器和仪表；调试电路的方法和技巧；测试的数据和波形并与计算结果比较分析；调试中出现的故障、原因及排除方法。总结设计电路的特点和方案的优缺点，指出课题的核心及实用价值，列出系统需要的元器件清单，列出参考文献，收获、体会，并对本次设计提出建议。
2.4成绩评定。
课程的实践性不仅体现实际操作能力，而且体现独立完成设计和分析的能力。因此，课程设计的考核分为以下部分：设计方案的正确性与合理性。设计成品：观察实验现象，是否达到技术要求。（安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力）实验报告：实验报告应具有设计题目、技术指标、实现方案、测试数据、出现的问题与解决方法、收获体会等。课程设计答辩：考查学生实际掌握的能力和表达能力，设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神及创新精神，等等。
3.电子技术课程设计的步骤
在“电子技术基础”理论课程教学中，通常只介绍单元电路的设计。然而，一个实用的电子电路通常是由若干个单元电路组成的。通常将规模较小、功能单一的电子电路称为单元电路。因此，一个电子系统的设计不仅包括单元电路的设计，还包括总体电路的系统设计（总体电路由哪些单元电路构成，以及单元电路之间如何连接，等等）。随着微电子技术的发展，各种通用和专用的模拟和数字集成电路大量涌现，电子系统的设计除了单元电路的设计外，还包括集成电路的合理选用。电子电路的系统设计越来越重要，不过从教学训练角度出发，课程设计仍应保留一定的单元电路内容。电子系统分为模拟型、数字型及两者兼而有之的混合型三种。虽然模拟电路和数字电路设计的方法有所不同（尤其单元电路的设计），但总体电路的设计步骤是基本相同的。电子电路的一般设计方法与步骤包括：总体方案的设计与方案论证、单元电路的设计、单元电路间的连接方法、绘制总体电路草图、关键电路试验、EDA仿真、绘制正式的总体电路图等。
【关键词】数字电路与系统实验；本科工程教育；研究性教学；交互式教学
【Abstract】The research-based teaching requires teachers to organize teaching by explore ways to cultivate students’curiosity and creativity.Using the FPGA technology students’learning interest and study effect can be inspired and improved in experiment teaching of digital circuits and system. Though the reform and exploration， the students’ability of exploration research and engineering skills can be improved for the national undergraduate electronic design contest.In this paper，under the guidance of research-based teaching，application of FPGA technology to the digital circuits and system experiment teaching be carried on the investigative teaching method and the exploration practice.
【Key words】Digital circuits and system experimental course；Research-based teaching；Bachelor engineering education；Interactive teaching
0 引言
课程教学是高等教育的主渠道，推动课程体系创新和教学内容、方法、手段的改革，已逐渐成为高等教育创新性人才培养目标改革的趋势之一[1-3]。电子信息类实验教学是高等院校理工类专业学生重要的专业基础课，也是学生在大学教育阶段的主要工程性实践环节，它对培养学生的素质和能力十分重要，实验教学效果对学生专业技能的培养以及就业都将产生直接影响[4-8]。
数字电路与系统实验课程是数字电路理论课程学习到工程师转换的一座重要的实践桥梁。我们采用研究性教学模式为了进一步提升学生的创新意识和创新能力，创立类似科学研究的氛围，以引起学生深刻体验和共鸣。通过该实践环节的磨砺，使学生巩固和加深对数字电路和模数混合系统的理解，增强工程应用和工程实践能力，为学生参加全国大学生电子设计大赛打下了坚实的基础。电工电子实验系列课程是南京邮电大学独立设置的实验实践课程，也是重要的学科基础课程；同时也是理论性、实践性和工程技术性都很强的必修课程；是江苏省重点建设课程和省级精品课程。本文在研究性教学思想的指导下， 应用FPGA技术对数字电路与系统实验教学进行研究性教学实践， 探索实施研究性教学的教学方法。
1 授课内容的变化
目前CPLD/FPGA有着越来越广阔的应用前景，它和DSP及CPU并称为电子系统的三大基石。CPLD/FPGA具有体系结构先进、支持在线编程、应用灵活、集成度高、功能强大、设计周期短、开发成本低、开发工具先进、产品标准化程度高、性能稳定以及可在线检验等优点，被广泛应用于通信、仪器仪表、工业控制、信息处理等系统的设计与生产中。而掌握CPLD/FPGA设计技术已成为当今硬件工程师和IC设计工程师的必备技能。
在授课内容上体现了继承与发展。即：继承基于中小规模集成的电路设计并实现数字电路，发展目前产业常用的CPLD/FPGA实现数字电路。通过本课程授课内容的更新，使学生通过本课程掌握VHDL的程序设计方法与CPLD/FPGA的硬件设计与实现方法，培养在硬件、软件方面独立分析问题、解决问题的能力。
通过授课内容的变化，使学生既掌握设计与调测基于中小规模集成电路的方法，锻炼学生的基本电路的调测和差错能力，同时训练学生掌握新技术、新工艺和新软件，为学生解决复杂工程问题提供必要的知识积累。
2 授课形式的变化
依托我校电子科学与技术国家级实验中心平台，并结合授课教师的科研背景，我们编写了偏重与基础实验技术与工程应用的普通高等院校电工电子实验实践系列教材，通过具有代表性的工程案例，强化电工电子实验课程的工程技术性，并形成电工电子实验技术知识体系。同时积极完善该课程的教学视频、电子教案、综合芯片数据表文件、实验案例以及工程案例等线上资源，保证课程的系统性与完整性。
在授课形式上打通理论课和实践课程的鸿沟，将数字电路理论课中的设计报告和研究报告在实践课程中加以实现。要求实验报告都要以科技论文的形式书写，尽早锻炼学生的实验设计能力和文字表达能力，提升学生的研究和沟通能力。
3 考核形式的变化
针对研究性教学的形式，我们构建了多元化的考核方式。评分标准既包括了平时实验报告的提交与报告质量、实验操作情况、期中考试成绩和期末考试成绩，同时还包括了交互式学习的内容。在传统的“平时+期中+期末”考核方式的基础上，加入了平时实验操作成绩。考试和期中测验允许学生携带自行准备的参考资料进入考场，同时试卷分为实践部分（60分）和实验技术与实验理论部分（40分）。同时，由学生自主完成各种创新实验，培养学生的工程实践能力和创新能力。这种灵活的考核模式，有利于学生锻炼工程实践能力，完备学生的电子电路设计与实现的知识体系。
4 结束语
针对学生在工程实践、创新能力薄弱的难题和瓶颈，我们在电工电子实验实践课程中引入研究型教学模式，以有效地培养学生的创新能力。改进教学内容，切实倡导以学生为主体的教学模式，促使学生主动学习，独立思考，营造了良好的学习氛围。该教学改革的实施有力地推动了我校实践教学课程教学体系的改革与创新，学生参加创新实践活动积极踊跃，表现出极大的热情和自信，参加竞赛并获各类奖项越来越多。我校在大学生电子设计大赛、挑战杯、全国大学生机器人大赛和美国机器人公开赛等重要赛事中，屡创佳绩，近3年来获得省级以上大学生电子类设计竞赛奖共计近200项，其中国家级90余项。基于研究型的数字电路与系统实验实践课程改革有效地提升了学生的综合素质和创新能力。
【参考文献】
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教学内容安排在教学内容的选择上注重教学的延续性，以少、精、宽、新为原则。大幅度地削减小规模集成电路的内容，增加对中规模集成电路（MSI）和大规模集成电路（LSI）的讲解。对于中规模集成电路和大规模集成电路，其内部电路一般不作为重点，着重其外部功能及应用，集中精力对基础知识、基本原理和重点内容精心组织、精心讲授。引导学生建立系统的知识结构。从能力培养着眼，精讲多练，注重讲、练结合，加强综合训练，在授课的过程中除了讲解课程一般知识外，还要注重内容的广度。尽量多地教给学生如何理解、分析、归纳、总结问题，避免死记硬背、机械地理解问题。引导学生学会举一反三，掌握学习方法，培养自学能力乃至创新能力，注重理论知识和电路实际应用技能紧密结合，将电子技术新技术、新器件及时地纳入课程教学内容中，以适应电子技术发展需要。
实践环节的教学改革
实践教学内容的改革旨在提高学生的实际操作动手能力和技术应用能力。以能力培养为导向，制定本课程实践教学环节，提高实践环节比重，实验课程占总课程学时由原来的20.8%改为38.1%。
1.实验项目综合化实验项目内容在安排上围绕课程主线进行，[2]使理论课和实验课成为有机的整体，减少验证性实验项目，增加设计性综合性实验项目，加强实物制作类实验项目，同时改革传统实验考核方式，更加注重对实践技能的实施过程的考核，其目的要求如表1所示。单次实验成绩有两部分构成：电路设计、电路搭接、测试等实验操作成绩，占总成绩的60％；实验报告成绩，根据实验报告评定，占总成绩的40％。
2.课程设计实物化题目有针对性且行之有效，体现整个课程设计的完整性和先进性，强化工程综合应用意识。“电子技术课程设计”旨在使学生进行一次较全面的综合设计练习，[3]掌握电子电路设计、制作、调试的全过程，全面提高学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，为将来走上工作岗位打下良好基础。课程设计做到一人一题，且在学期开始就告知学生题目及指标要求等，使学生在明确目的及要求的情况下有充足的时间进行方案选择、电路设计、制作、调试等过程，体现柔性管理。
3.把提交专业作品列入课程要求依据电子信息工程专业人才培养模式改革，对于骨干专业课，要求学生在当学期完成1～2个专业综合作品。“数字电子技术”作为本专业的一门实践性很强的专业基础课，在当学期由教师拟定或学生自行提出实践项目（元器件数量介于20个至50个之间），要求学生独立完成电路的设计、元器件选择、电路制板、元器件安装、电路焊接及调试等过程，并达到规定指标。同时提交一份不少于2000字的设计报告，对电路原理、调试技术进行阐述，并重点对电路调试过程中出现的问题进行分析，提出一些优化方案。
课程考核方式改革
课程考核采取理论考核60%+实践考核40%相结合的方式。理论考核重点考核本课程的基本概念、基本知识、基本技能和知识应用能力，采用闭卷考试方式。实践考核包括平时实验成绩和期末实验考试两部分，比例为平时实验成绩占60%，期末实验成绩占40%，平时实验成绩中验证性实验占15%、设计性实验占45%、综合性实验占40%，依据实验操作和实验报告评定；期末考试项目并不是教师重新出题，而是学生做过的实验项目中的设计性或综合性实验，由学生抽签决定，要求学生在有限的时间内独立完成电路设计、元器件安装、调试等过程，由教师依据参数测试结果评定成绩。
教学模式与方法改革
为激发学生的学习热情，有效地组织课堂教学，课程组教师一直探索研究“数字电子技术”课程教学模式，形成了互动式、启发式等多种教学方法，以及板书+多媒体+网络相结合的双主互动的教学模式。重点实施“以问题为纲”的教学方法。
1.精心设计课堂教学模式，课堂教学“高思辨、高互动”，形成互动式、启发式教学高思辨是课堂教学过程中层层推理、循序渐进，适当设置悬念与疑问，并留给学生一定创新思维的空间。如讲到数字集成电路芯片时，对于内部结构作简化处理，重点在外部特性及功能上，由功能示意图、功能表到应用举例逐步进行，层层深入，在讲解完一个类型的举例后，适当增加辅助功能、设置悬念的问题，并留下作为思考，锻炼学生逻辑思维能力。高互动是课堂教学过程中，精心设计各种学生活动，大小结合，难易适度，师生对话与学生讨论相结合，能够体现学生为学习主体、以学生发展为本的教学思想。例如给出小型数字系统设计电路，由学生修改部分电路并更换部分元器件，并当堂讲解更换方案，学生学习积极性明显提高。
2.实施“以问题为纲”教学方法“以问题为纲”教学方法，即引导学生提出假设、提出问题、分析问题、解决问题，引导学生理解知识产生、发展的过程，即从实际生产和职场第一线中提出问题，结合教学内容进行分析问题、解决问题，并进行提升和推延，从而发现新的问题，再引入新问题的探讨，即把每一次讲授均变成一次创造研究的尝试和训练。此种方式在“数字电子技术”课程教学中的实践效果非常好。例如在讲解集成逻辑器件计数器及应用时，讲完计数器的概念就让学生举例生活中所见哪些是计数器，讲完计数器的功能时就提问日常生活中的数字时钟跟计数器有何联系，并逐层分析24小时60分60秒计数的功能如何用计数器实现。学生很快理解并能够灵活地在其他场合应用运用计数器了，效果很好。
3.板书+多媒体+网络相结合充分利用现代教育技术手段，可在同样的时间内讲授更多的教学内容，又可使一些抽象、难懂的内容变得形象生动，从而提高学生的学习兴趣的学习主动性，显著改善教学效果。同时利用网络教学，学生可获得关于该课程的各种信息，实现网上学习、网上答疑、网上作业、网上测评等。网络有机地结合板书教学，以扬长避短，获得最佳教学效果。
教学效果
1电子技术实验课的现状
1.1教学过程从教学过程来看，几乎所有的高职高专院校的电子技术实验，都是根据实验指导书所设计好的实验步骤以及方法来进行实验操作。电路都已经设计好，实验元件也选好，学生只需要根据实验步骤一步一步操作，观察波形以及测量数据，记录实验结果，得到已经确定的结论。这种实验称为验证性实验。这种实验模式的出发点是验证电子技术理论课程的相关原理，这对于巩固课堂上所学的理论知识起到至关重要的作用。但事与愿违，实际上大多数学生往往都是按照设计好的实验步骤来操作，只需要动手不需要思考，这没有将动手与动脑相结合，没有起到电子技术实验课应有的作用。
1.2教学手段与教学方法从教学手段以及教学方法来看，大多数教师都是在做实验之前将实验步骤进行详细讲解，然后学生只要照着做。然而这种方法枯燥乏味，无法激起学生自己动手学习的兴趣。
1.3考核方法从考核方法来看，目前对于电子技术实验课的考核方法主要以实验报告为主，做实验时一般都是2到3个学生为一组。这样的实验教学方法以及考核方式，导致很多学生都是抄实验报告，甚至有些学生直接弄虚作假，编造数据，蒙混过关。
2电子技术实验教学改革的几个措施
2.1改革实验课程体系按照循序渐进的原则，将电子技术实验课为分三个阶段：（1）基础训练。考虑到高职高专学生的学习现状，可以加强基础训练。电子技术实验的第一堂课往往是让学生熟悉以及使用数字万用表、数字示波器、信号发生器等常用的电子仪器，然而过了一段时间之后，大多数学生都不记得这几种仪器的功能和使用方法。在这种情况下，接下来的实验总是不能顺利的展开。所以，应该加强基础训练，让学生熟练掌握使用数字万用表、数字示波器和信号发生器的使用，为以后取得教学效果打下坚定的基础。（2）基础实验。电子技术实验课程的基本实验项目有晶体管共射极单管放大电路、RC正弦波振荡器、集成运算放大器、组合逻辑电路等。通过这些基础实验，让学生掌握并巩固电子技术理论知识，进一步掌握数字万用表、数字示波器和信号发生器等常用电子仪器的使用，培养学生基本的实验技能。（3）综合设计性实验。综合设计性实验是电子技术实验课中的重要组成部分，是重难点，也是电子技术实验课改革的核心部分。例如直流稳压电源、时序逻辑电路等，学生独立查阅资料设计组装电路，如遇到困难，由任课老师来指导，并共同解决。选好实验题目，要求学生大胆设计，使用各自选择或者设计的新电路，自行调试电路并写实验报告，这种模式下，可以充分调动学生的学习积极性，培养学生的创新意识和开拓精神。
2.2改革实验教学方法（1）采用引导、启发式教学。在电子技术实验课的教学过程中，应该采用开放式、引导式的教学方式，而不是灌输式、强迫式的教学方式。在实验教学过程中，应该更加注重开发学生的学习主动性，调动他们的积极性，发挥他们的创造性，帮助他们养成主动学习、分析问题、解决问题的能力。高职高专学生往往对于感兴趣的东西学习积极性较高，对于内容枯燥的知识点则表现出较低的学习效率。所以在组织电子技术实验教学时，必须注重结合实际，引起学生的学习兴趣，从而提高学习效率。（2）开放实验室。课上的时间毕竟有限，这样就不能满足部分同学对于实验室使用的需求。目前比较普遍的是全天开放实验室，但是高职高专院校往往条件有限，且这样会耗费教师以及实验室管理人员大量的精力。所以应该实施“按需开放”，即在规定的时间内，由学生提出申请，根据实验室使用情况来进行安排。学生可以在这段时间内补做课内尚未完成的实验或者做自己感兴趣的实验。（3）使用仿真软件。大多数高职高专院校的仪器设备和元器件种类都有一定的局限性，往往会阻碍学生对于电子技术实验的学习。针对这种情况，可以将仿真软件引入到电子技术实验教学中来。学生可以通过学习仿真软件，可以自由发挥自己的想法，提高自身的实验设计能力，这对传统的实验教学起到了很好的互补作用。同时，这不仅可以提高学生对于电子技术实验课程学习的积极性，同时也带动学生对于电子技术理论课的学习热情。
2.3改革实验成绩的评定方法对电子技术实验教学的考核应当引起足够的重视，因为这直接决定了实验的效果。对于高职高专学生来说，应当建立一个多元化的考核体系。电子技术实验成绩可由实验前的准备情况、实验操作情况以及实验报告这三部分组成。实验之前，要求学生做好实验预习，并带着问题来到实验室。实验过程中，检查学生是否能够独立地按照要求连好电路，检查电路是否正确，仪器使用是否规范，是否顺利完成实验要求并做实验数据记录。实验后，要求学生完成实验报告，并对实验中所遇到的问题进行分析，对记录的数据进行处理，完成实验总结。
2.4开展课外电子技术实验教学的相关活动为培养学生对于电子技术实验的兴趣，提高学生的独立工作能力和实践能力，可以开展一些电子设计和制作大赛。通过举办此类活动，学生在教师的指导下，查阅参考书，收集资料，解决各种疑难问题，充分发挥学生的主观能动性，调动学生学习电子技术、电路理论等相关课程的积极性，同时也培养了学生的团队精神。
3结语
同学您好：
电路实验课已经结束，请按题目要求认真完成实验报告，并要仔细检查一遍，以免退回，具体要求如下：
一、 绘制电路图要工整、选取合适比例，元件参数标注要准确、完整。
二、 计算题要有计算步骤、解题过程，要代具体数据进行计算，不能只写得数。
三、 实验中测试得到的数据要用黑笔誊写在实验报告表格上，铅笔字迹清楚也可以，如纸面太脏要换新实验报告纸，在319房间买，钱交给姜老师。
四、 绘制的曲线图要和实验数据吻合，坐标系要标明单位，各种特性曲线等要经过实验教师检查，有验收印章，曲线图必须经剪裁大小合适，粘附在实验报告相应位置上。
五、 思考题要有自己理解实验原理后较为详尽的语言表述，如串联谐振的判定等，可以发挥，有的要画图说明，不能过于简单，不能照抄。
六、 实验报告页眉上项目如学号、实验台号、实验室房间号、实验日期等不要漏填。
七、 要有个人小结，叙述通过实验有哪些提高，有哪些教训，之所以作得好和作得差，要分析一下原因。同时提出建设性意见。
八、 5月17日下午3时以前班长（学委）交到综合楼323房间。
电路实验室 XX年5月10日
关键词：实验教学；考核模式；测评指标
作者简介：柴志军（1979-），男，讲师，长期从事电子线路应用研究与教学。
基金项目：本文为黑龙江大学新世纪教育教学改革工程《中俄学院双语教学方法研究》资助项目成果
引言
数字电路实验是数字电路课程的重要教学环节，同时也是课程设计、毕业设计等实践性教学环节的基础课程。数字电路实验具有很强的实践性，对培养学生数字电路的测试、分析、设计及创新能力具有很大作用。现在全国各高校都在对数字电子技术及实验的教学内容和体系进行改革与调整，但是仍然无法满足当代科学与技术的发展要求。随着近年来高校的扩招，毕业生数量大幅增加，用人单位对人才知识结构和实用性的要求随之提高，因此培养在校生的各种技能，对学生的未来发展是大有好处的。
一、普通实验教学存在的主要问题
存在的问题主要表现在：
1.理论课学时数压缩，相应的实验内容及学时数也不得不减少。由于受时间的限制，无法安排更多的设计性和综合性实验，大部分是验证性实验，使学生无法得到数字电路设计的系统训练。
2.验证性实验多。由于数字电路实验课安排的内容大多是验证性实验，学生在实验过程中基本上是“照葫芦画瓢”。他们普遍认为实验简单好做，所以不十分重视。一些学生实验前不预习，到了实验室才翻开实验指导书，听完教师讲解后即动手，出现故障也不会排除。这样的实验教学，不能有效地培养学生主动思考问题和解决问题的能力。
3.学生撰写实验报告只是流于形式。由于对实验报告重视不够，往往是抄实验指导书，或相互抄袭，这同样会影响实验教学的效果。
二、数字电路实验教学体系和内容的改革
1. 调整实验教学在数字电子技术中的地位
为了适应电子技术的飞速发展，在数字电子技术教学中，应当采用课堂教学和实验教学相结合的方法：一方面打牢理论基础；另一方面通过实验教学，提高学生的动手能力和仪器应用的能力，增加他们的实验经验，以适应未来就业需求。
2. 合理安排实验课程比重
在以前的教学中，实验课一直都是处于一种辅助地位，其课时通常占理论课时20%多，通过对国内外一些高校的调查，参考其它高校的课程设置比例，我们将部分理论课的课时放到实验课中去。因此实验课与理论课的占比达到1/3。
3. 实验教学内容的改革
为了使数字电路实验教学适应新形式需求，培养学生自主学习能力，改变实验教学内容层次单一的局面，我们认为数字电路实验教学内容应有如下几个层次组成：
（1）理论验证及基本操作技能培养
在这一层次里实验内容将主要是对课堂理论内容的简单验证。由于学生在刚刚接触数字电路实验时对其还没有充分、系统地认识，对实验仪器接触也较少，有些学生甚至不能正确识别和使用基本器件和仪器，所以在教学中应首先安排验证性的实验。通过实验加深对课堂教学内容的理解，初步掌握常用的实验设备的使用方法。能按照预定的实验要求安排和完成一般验证性实验，会查找和解决常见错误。学会处理实验数据，分析实验结果，写出较为规范的实验报告。
（2）提高综合运用数字电子技术知识的能力
在这一层次里，实验内容将主要围绕数字电路教学内容进行一些综合性的实验内容。由于有了前一个层次的实验作为基础，教师已经不必再详细讲解实验，转而引导学生进行自主学习。在这一层次中实验内容体现一定的内容深度和难度，比如完成一个小的课题或课程设计。实验室提供必要的硬件条件（比如各种仪器设备，较常见的芯片、测试板等），实验教师提供关键内容的指导。同学从查资料、选择元器件、构思实验步骤到调试电路都尽可能独立完成。实验教师负责最终的验收。这样的实验增强了学生的实验兴趣，调动了主动参与性和加强了实践能力的培养，受到绝大多数同学的欢迎。
（3）掌握高新技术能力的培养
学生应利用现有的实验条件，尽可能多地利用一些高新技术，比如单片机、可编程逻辑器件、计算机仿真等。这样在工作岗位上就能够迅速掌握工作需要的专业技术知识，具有更强的创新性、更具有创新能力。
在这一阶段我们主要引入 Multisim 和Protel工具软件。用仿真软件中提供的虚拟仪器进行电路仿真实验也更加适合学生在课下进行操作，既可以观察电路的运行情况，又能够熟悉仪器的正确使用方法。利用仿真软件进行电路仿真的另一个好处是可以不用担心电路连接错误而造成器件损坏的问题，可以放心大胆的连接电路，能够有效激发学生的实验热情和培养创新能力。例如在三――八线译码器实验中，实验室观测波形的设备主要是示波器，仅能够同时观测两路信号波形，为了达到良好的教学效果最好能够同时观测输入和输出的全部波形信号，利用仿真软件中提供的逻辑分析仪就可以实现对全部信号的观察，可以很直观地看出输入输出信号间的关系。
三、丰富教学组织形式，引导学生自主学习
针对上面提到的实验教学的三个层次，实验指导老师也应该有针对性地提供不同的指导。
在基础型的实验中，教师应主要提供仪器使用、简单的电路故障检查及排除的指导，要求学生养成良好的实验习惯，遵守实验操作规程。在以往的实验教学中发现有四分之一到一半的同学存在带电连接线路的问题，虽然不会产生大的危险，但是这样的实验习惯对于他们未来的工作来说是非常不利的。
在综合设立类实验中，实验教学过程是教师和学生互动的一个双边过程，在课堂教学的组织上，不宜采用单纯灌输的方法组织教学，应尽量将启发式教学引入到实验教学中，教师的主要作用是引导学生多动脑思考，大胆尝试，结合实验中出现的现象、故障等引导学生去发现问题和解决问题。
很多学生在实验课前进行仔细预习，提前在计算机上利用Multisim 或其他软件将自己所设计的电路进行模拟仿真，在仿真中学生可以大胆地发挥自己的想象，大胆地尝试各种设计方案。这样，学生在实验前对实验原理等都有了深刻的理解，学生在实验课上的任务主要是将实物电路与虚拟电路进行比较，因此可显著提高教学效果，又可减少损坏仪器、器件的现象。
在创新实践类的实验中，教师应对学生完全放开，实验课的主体是学生而不再是指导老师。在这一层次教师应注意发现每个学生的特长，因材施教，在实践中安排适合的任务，使其得到充分的锻炼。
四、数字电路实验课程考查方式
在以往的实验教学中，一般的考核方式是按照学生实验的平时表现和实验报告给出一个平均分数。这样的考核方式可能出现部分同学钻空子，有老师注意自己的时候就认真做，老师不注意自己的时候就找机会抄一下其他同学数据应付老师检查。
针对这种情况，我们对实验课的考核方式作出如下改革。
1.实验课程单独设课，不再计入数字电路理论课程。实验课程一人一组，独立操作。
2.平时实验结束前，老师要抽查学生的实验完成情况现场回答老师问题，并将实验情况作为平时成绩登记在册。
3.期末的时候，老师从本学期做过的实验中选择部分典型实验，为平衡实验难度，对简单实验项目设置一些障碍，针对学生现场表现对学生进行实验能力评分。考试时由学生随机抽取实验题目进行实验，教师根据学生的实际操作情况以及所提问题给出实验考试成绩，期末总成绩由平时的60%和考试成绩的40%构成。
实践表明，采取这种方法，能够使学生加强实验的紧迫感，使他们在课前进行预习成为可能，在很大程度上提高实验效果。
五、实验教学改革总结
通过几年的努力，同学们的实验技能和动手能力的确有了一定程度的提高，尤其对转变学生实验课程学习态度有了很大作用，学生逐渐重视实验，对实验产生了浓厚兴趣。但是在教学改革过程中还存在一定问题：
实验课时无法完全满足需要，作为工科专业其实验课时与理论课时比最好能够达到1：1。资金短缺，无法及时更新实验设备。
参考文献：
[1]杨亚洲.论高校实验教学改革与学生创新能力的培养[J].长春工业大学学报，2009， 30（3）.
关键词：工程热力学；教学改革；教材；教学方法
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）49-0217-02
《电路与电子学》是电子电气信息类等专业电子技术方面入门性质的专业基础必修课程，服务于电气自动化、电子科学与技术、电子信息与智能检测、通信与信息系统等学科，开课面广，学生人数多，是一门较大的技术基础课，对实现应用型人才培养目标具有承上启下的关键作用，其教学质量和水平的高低将直接对专业课程的学习和人才培养产生重大而深远的影响。本课程的实践性很强，实验是该课程必不可少的一部分。由于实验条件的限制，涉及的相关实验大部分是验证型的，通过现有的实验箱和模块完成，学生只是机械地完成实验操作，而缺少对实验结果的深层次分析，更得不到对创新能力的培养。另一方面由于实验时间的局限性，实践环节与理论教学往往脱节严重，达不到以实验配合理论教学的目的。因此，针对《电路与电子学》课程的实验课程建设是非常必要的。
一、《电路与电子学》实验课程的建设实施
实践教学活动的设计思想是：强调实践教学在课程中的地位，理论与实践并重，在教学内容和要求上理论教学与实践教学相互衔接、逐渐深入。具体做法如下。
1.构建“基础实验”、“大型实验”和“综合提高型实验”三个层次的实验教学内容。基础层次的教学包括电路基础实验和模电基础实验内容，目的是培养学生的基本实验技能，及其基本分析和解决问题的能力，采取的教学方法是一人一组的实验方法，保证每个学生都有动手练习的机会；大型实验层次主要是模电大型实验，教学目的是培养学生独立分析处理问题的能力，鼓励创新思维，促进知识更新，让学生在系统分析、设计与应用上有所提高，采取的教学方法是由学生在规定范围内自主选题，在实验室自主完成，一人一组；综合提高型层次开设的是电子系统设计与实践实验，教学目的是让学生综合运用前面各实验层次所学到的专业知识和工程技能，面对较大规模的电子系统进行设计分析，培养学生自主学习、创新、系统分析、设计与应用的能力，此层次的实验教学结合电子设计竞赛等课外科技活动进行，采取的教学方法是在指导教师的辅导下，在开放式的实验环境中，经过需求分析、资料查询、方案论证、设计调试、测试分析等过程，完成课题。
2.根据人才培养需求，对实验教学内容进行更新、整合和优化。为了培养具有扎实基础理论和创新意识，并具有较强实践能力的专业人才，根据学科发展，对实验教学进行更新和优化设计：设计一些跨学期、跨课程的实验项目，建立由简单到复杂、由基础到综合的循序渐进的实验教学内容体系，从而逐步培养学生动手实践能力和创新精神。例如：在基础层次的数电实验环节可以进行计数器、数字钟等基于MSI的验证和设计性实验，在数电大型实验中可以让学生进行基于VHDL的QuatusII数字钟设计，并下载于FPGA芯片，使学生对SOC有最基本的认识，在综合提高型实验中又可以让学生用单片机系统完成同样的设计。又例如：在数电大型实验中可以进行基于VHDL和FPGA的交通灯控制器设计，在提高层次的单片机实验中可以开设同样的实验，让学生对基于不同硬件设施的设计有更深的感受。类似的实验还有智力竞赛抢答电路等。
3.充分利用先进技术和科研成果，建设符合电子信息时代要求的实验教学环节。①转变电子电路的设计思想和设计方法，将以搭试、焊接为主的传统实验方法过渡为以系统设计、仿真和系统实现为主，将先进的EDA技术引入传统的模电实验教学过程，强化EDA技能训练和工程意识培养。目前课程选择Multisim、QuartusⅡ、Nios II IDE等软件来组建EDA公共实验平台，构建软件仿真和硬件实验并重的电子技术课程实验教学新模式。Multisim电路仿真软件主要应用于模拟电子技术、数字电子技术、网上虚拟实验、模电大型实验等实验的教学环节，MAX+PlusⅡ、Quartus Ⅱ应用于数字电路大型实验和提高层次实验环节。②用信息化教学手段为提高教学质量提供基础。建立电路与电子学实验教学网站，提供实验的教学大纲、授课计划、课件、实验仪器使用帮助信息等实验教学材料，学生可以通过网络进行实验内容的预习，并可下载实验内容和相关应用软件，实验报告可以通过网站提交，教师可以进行网上在线实验报告批改、成绩统计，为学生的课外学习提供了很好的网络课堂，从而使实验室在时间和空间上得到有效拓展。
二、课程建成后的主要特色和创新点
1.将课程经典内容与现代技术有机结合，将EDA技术融入课程教学全过程，使理论教学和实践教学效果都得到有效提高。将EDA仿真技术作为一种教学辅助手段引入到实验教学中，能够实现依靠手工调试的传统数字电路设计方法向现代数字系统设计方法转变。较好地突破了教学中的重点和难点，激发了学生学习的兴趣，巩固和加深了对理论知识的掌握，从而提高理论教学和实践教学效果。
2.对实验教学内容进行整合和更新，开设跨学期、跨课程的实验项目，建立由简单到复杂、由基础到综合的循序渐进的实验教学体系。根据人才培养和学科发展需求，对实验教学内容进行不断更新和优化。从学生认知的实际过程出发，建立从“基础实验”到“综合提高型实验”的层次化实验教学体系。首先从较为简单的实验开始，激发学生的学习兴趣，建立学习信心。然后逐渐提高实验的难度和综合程度，通过实验，使学生的实践动手能力得到不断提高。
3.将课程教学与学生创新意识的培养相结合，利用科研和教学研究成果，加强学生的综合能力的培养。充分重视学生创新意识的培养。通过将教师的科学研究和教学研究成果融入课程的实验环节，让学生深刻认识到科学研究对学科发展起到的推动作用，领会科研创新的精髓，从而激发学生的创新意识，鼓励学生用创新的思维解决问题，不断提高综合能力和素养。
通过对课程实验的改革与实践，激发了学生学习兴趣，提高了学生的动手能力与实际技能，同时学生对于实验仪器的使用、电路调试与排故、实验报告和实验记录的撰写能力也得到较大的提高。使学生较早地参与科学研究和社会、生产实践，普遍提高大学生的人文素质、科学素质、创新精神和创业、实践能力，有利于增强社会竞争能力和提高就业率。
参考文献：
[1]杨霓清，陈延湖.电路与电子系列基础课程立体化改革与建设[J].电气电子教学学报，2009，（6）.
[2]李圣清，罗飞.电路电子学精品课程建设的探索与实践[J].湖南工业大学学报，2010，（5）.
关键词：数字电路；实验设计；实验过程
本文从提高教学效率、能力培养、学习兴趣三个方面对中职教育的数字电路实验环节进行了相关的设计。以期能够对我国数字实验教学环节中存在的相关问题在一定程度上进行解决。
一、精选教学内容，提高教学效率
“兴趣是最好的老师。”在数字电路教学中，经常会存在很多理论性的东西，这种理论性特别深的东西，对于学生来说，直接以普通的“课堂知识传授”方式进行教学，效果并不理想。好的教学内容能够培养学生的适应能力，因此，作为老师，应该精选教学内容，从而提高教学的效率，及时对实验内容进行充实、重组和更新。在实际的教学过程中理论联系实际，重视实例的讲述，让学生在具体的实例中了解相关理论的内涵。对于整体教学任务的讲述，教师可以把教学任务设计成一个或多个具体的、与实际相关联的技术支持点，从而将枯燥的知识转变为生动的技术实现，有利于学生理解和掌握所学知识，培养学生的创新应用能力。它将对学生的学习兴趣和学习效果都带来重大的影响。
二、用“设计性实验”取代“验证性实验”，以能力培养为根本目标
在数字教学的实验环节，常用的教学方式是由教师给出实验的准备、操作以及可能出现的结果，由学生来进行相关操作，这种机械化的教学方式，对于学生来说只是进行验证，不能激发学生的创新能力，造成学生“认死理”的现象比较严重，即只知对错，对于其他的开放性的实验环节没有思考。这种情况下，老师可以通过给出任务的方式，让学生自学，借助自身的创造力，发挥各自潜能，完成指定的任务，从而巩固和加深学生对理论知识的理解。这样学生经过对所接受的任务进行具体分析，可以掌握任务所涉及的内容、所需知识要点和难点，初步设立一个解决任务的大致步骤。同时经过借助图书资料、网络、其他人的思路和想法等汇总，确定具体的实验方案。在实验方案真正实施的过程中，学生的综合应用知识的能力将进一步得到锻炼。
三、用网络手段，发挥现代教育技术优势
随着我们科技的迅猛发展，用网络实施教学已经成为“数字电路实验”教学改革的内在需求。适当地利用网络、多媒体发挥现代教育的技术优势，使得我们的教学方式可以得到相应改善。作为老师可以建立一个相关的教学网站，将数字电路试验相关的课件、实验内容、教学计划全部到网站上，供学生查阅下载。学生还可以直接在网络上进行相关的测评，对老师的教学环节中的相关问题进行咨询，同时还可以提出建议，这样可以避免师生当面交流中存在的一些问题，比如：有的学生比较害羞、有的学生不敢向老师提出问题、不敢直接向老师质疑，等等。
四、改革考核方式，激发学习兴趣
课程考核是教学的环节之一，一个学生的整体表现将在课程的考核中得到充分体现。传统的考核多是以平时成绩+考试成绩来评定的，这样的考核方式存在平时成绩的不公平性和不公正性，以及期末考试的突击性的弱点。再加之应试教育的影响，我国的学生普遍比较重视成绩的高低，不把实践作为主体，只求一味地提高学习成绩，不注重实验过程和能力的提高。从而使得学生始终处于教学实践的客体地位，不利于发挥学生的能动性。为了避免这样的情况发生，可以将学生的最终考核分为三个部分，即实验预习、实验操作和实验报告三部分。在实验预习这一块中，可以预设分值为30分，其中包括对于实验原理、实验电路图、实验步骤拟定、数据记录表格设计等的预习，可以说这一部分是学生对数字电路实验的态度得分。在实验操作部分，预设分值为40
分，其中包括设备操作方法、实验结果的正确性、排除故障的能力等项目，这一部分就是学生在实际学习中的基本功。在接下来的实验报告中，预设分值为30分，其中包括实验原理与电路图、实验内容和过程的陈述、实验数据记录和处理、实验结果、实验方案的总结以及心得体会等部分。在为学生计算总成绩时，不要按照那种A、B、C、D等级的方式来划分，而是按照具体成绩来定，但是导向是让学生把主要精力放在平时的实验课题上，放在能力培养上，而不是在最后的考试中“押宝”，这样有利于培养良好的学风。通过这样的考核方式可以使学生的学习积极性得到了极大的提高，投入实验的时间增多了，动手能力增强了，实验操作以及实验报告的质量有了明显的提高。
我国数字电路实践教学在人才培养中有着基础性的作用，数字电路实验课的教学质量直接影响学生的学习积极性及学习效果。只有将电子科学技术发展的新变化、新趋势不断地融入数字电路实验教学实践中去，同时不断创新、不断接受外来挑战，才能够起到培养学生能力的最终要求，才能够适应社会对电子人才的需求。
参考文献：
[1]卢庆利.数字电路实验教学的发展趋势[J].实验室研究与探索，1997.
关键词：创新实践；项目设计型；教学改革
近年来，河南科技大学电气工程学院有计划地进行了一系列教学改革活动，探索创新教育与专业教育深度融合的具体方法，初步构建了贯通课内、课外，融汇主要教学环节的地方高校工科大学生创新实践教育模式，以求切实加深学生对课程理论知识理解、提高动手应用知识能力。其中，电气工程学院提出项目设计型实验教学模式改革的方案，电工电子实验中心以电路实验课程为依托进行改革，要求学生自主完成实验电路设计，课下进行仿真软件验证；实验中自选元件、芯片，在面包板上进行电路调试，使用数字示波器、万用表等测取实验结果。以实验形式、实验指导方式的改变，实现学生创新实践能力的培养。
1电路实验教学改革的必要性
传统的电路实验通常是教师进行实验原理、实验电路的讲解，告知实验数据结果如何测量验证、实验仪器设备的使用方法以及实验过程中需要注意的安全问题；学生在外购的实验台上进行接线、验证，完成实验报告。该教学方式存在诸多的弊端，学生在整个过程中被动接受，按部就班地完成实验过程，避开了实验过程中可能出现的问题，缺少自主发现问题、解决问题的过程，不能充分调动其进行独立思考和创新的积极性，也就无法达到通过实验来加深对所学知识理解、锻炼动手能力，在实验中获得满足感，进而主动研究、接受挑战，增强其实践创新能力的目的。项目设计型实验教学模式，基本思路是部分或者全部抛开实验台，实验采用在面包板上插接电子元件的形式进行。电工电子实验中心针对电路实验课程中“二阶电路响应”“双口网络”为例进行改革创新。要求学生在实验前自行完成实验电路设计，并使用Multisim仿真软件进行验证，获得相应测量波形及数据，自我评估实验方案是否合适。实验中，学生根据实验前自主设计的电路，选取合适的电子元件、芯片，最后插接在面包板上进行电路调试，使用数字示波器、万用表等测取实验结果，与仿真结果进行比较，自我判断实验结果是否正确。实验结束后自我梳理，完成整个实验设计报告。项目设计型实验教学模式，学生首先需要利用所学的知识进行电路设计，再通过实验验证发现设计中的缺陷或者漏洞，结合实验数据进行分析，解决问题，最终通过设计报告、实验报告的撰写进行总结反思，提炼成文。相比传统的接线、验证实验方式，项目设计型实验教学模式，学生从自己设计电路开始，能力培养目标转变为电路设计、知识运用、自主分析问题、解决问题的能力和实践动手能力。
2二阶电路的响应
在二阶电路的响应实验进行改革之前，采取PSpice软件仿真的形式进行，目的在于学习PSpice软件的基本使用方法，同时理解二阶电路的三种暂态过程，结合学生已掌握软件和工具的使用情况，将实验形式改革为“软件仿真+面包板插接”。提前发布实验任务，提出要求，限定元件范围，要求学生课下使用Multisim软件进行仿真设计，选取RLC二阶电路的参数，查看仿真结果，列元件清单；既定实验时间，完成PSpice仿真任务后，领取元件，进行面包板插接，自主操作完成对应结果的测量。
2.1使用Multisim软件进行二阶电路设计
完成参数选取、暂态过程波形记录在电路实验的课程设置中，RLC串联谐振电路的分析是使用Multisim软件完成的，故学生已掌握软件的基本使用方法，可以使用虚拟函数信号发生器、示波器及基础的电阻电容电感搭建仿真原理电路，并观察实验现象；一阶RC电路的响应在实验台上完成，故学生已掌握由实物的函数信号发生器、示波器及分立元件组装调试电路，观察记录测试结果的能力，且二阶电路的响应在周期性重现操作时与一阶电路是相通的，均可将方波或者矩形波的跳变边沿视为换路时刻，进而观察暂态响应过程，适合作为一阶响应的进阶实验。基于以上两点，在二阶电路的整个实验过程中，可以弱化任课教师的指导作用，放手让学生自主设计并调试完成测试任务。任课教师提前发布二阶电路的实验任务，限定电阻、电位器、电感、电容的参数范围，要求学生课下借助Multisim软件选择合适的电感、电容参数及恰当的方波频率，计算电阻值，使暂态过程分别为过阻尼、临界阻尼、欠阻尼，用示波器观察记录各暂态响应曲线并估读暂态持续时间。
2.2使用PSpice仿真工具进行仿真实验
既定实验时间，学生提交Multisim软件仿真实验电路图、仿真结果及元件清单，任课教师审核通过后方可进入实验室。为了实现让学生熟悉并掌握PSpice工具使用方法的目的，教师演示搭建二阶电路原理图及获取仿真波形的示例后，预留一定时间如半个小时，供学生完成其自主设计二阶原理图的输入，并截图几个暂态响应过程，比较分析三种暂态响应过程的不同点、变化条件、时间长短，课下完成总结。若不能在限定时间内完成实验任务，可在实验室开放时间自由补做。
2.3硬件面包板插接完成
PSpice仿真或者预留限定时间倒计时结束后，学生2人一组自由组合，凭元件清单领取元件及工具。自主操作，进行面包板插接，在面包板上搭建由分立元件组成的电路，用函数信号发生器给出合适频率的输入方波，使衰减或振荡有足够的时间减小到0，用数字示波器测量相应波形，改变电位器或者电阻值的大小，完成对应整个暂态过程波形的测量。在整个面包板硬件插接过程中，教师只负责元件工具的发放，讲解仪器设备的使用。电路搭建、调试，制定测试方案，判断实验现象是否正确等由学生自主设计完成，达到预期实验目标后，由教师负责验收，并根据学生演示及问题回答情况给出实验操作分数。
2.4评分标准
评分标准依据RLC二阶串联电路的设计电路图、元件清单、电路三种暂态过程的Multisim软件仿真波形，即设计环节占实验成绩的30%，实验操作环节占实验成绩的30%，PSpice仿真波形及硬件插接实验波形结果占实验成绩的20%，实验设计报告完成情况占实验成绩的20%。
3双口网络
双口网络实验在改革之前在实验台上直接完成，且实验台已经封装好现成的T网络和π网络，学生只需简单连线给定输入电压，连接测量仪表即可完成实验数据的测量，课后计算T参数。为了进一步提高学生电路设计、知识运用能力，将双口网络的实验形式改革为面包板插接。
3.1使用Multisim软件进行双口网路电路设计
并测量数据完成T参数理论值计算任课教师提前发布双口网路的实验任务，并限定电阻元件的选择范围，要求学生课下自主选择电阻元件搭建T网络、π网络及二者级联网络的电路，并根据选取的电阻阻值及电路网络结构计算相应的T参数矩阵的理论值。之后，使用Multisim软件进行仿真，根据实验指导书上的内容，给定直流稳压电压源10V。利用同时测量法测量输出端开路、短路条件下T网络、π网络的输入端、输出端的电压、电流值。用分别测量法测量T网络和π网络级联后网络输出端开路、短路条件下，输入端的电流值；以及输入端开路、短路条件下，输出端的电流值。要求有仿真测量电路图、T参数矩阵的计算值及仿真数据表格。
3.2硬件面包板插接
既定实验时间，学生提交其设计的T网络、π网络及二者级联网络的电路图、各网络的理论T参数、Multisim仿真测试数据及元件清单，任课教师审核通过后方可进入实验室。凭元件清单领取元件及工具，在面包板搭建由电阻组成的网络，根据仿真数据测量的方法，利用实验台的直流稳压电源作为输入，直流电压表、直流电流表或者万用表测量相应的电压电流，完成T网络、π网络、二者级联等效网络对应实测数据的测定。由教师负责验收，并根据学生操作及问题回答情况给出实验操作分数。
3.3评分标准
双口网络的设计电路图、元件清单、T参数矩阵理论计算结果、仿真数据测量正确与否占实验成绩的30%；实验操作环节及实验测量数据正确与否占实验成绩的50%；根据实验测量数据及实验方法计算的T参数正确与否、实验设计报告完成情况占实验成绩的20%。
4实验教学改革效果与改进
4.1实验教学改革效果
通过课前布置实验任务，课下设计实验电路，再通过面包板插接环节搭建调试电路，很好地锻炼了学生的自主设计电路、发现问题解决问题的能力。在实验过程中，弱化教师的主动指导作用，发挥学生的主观能动性，变学生的被动学习为主动思考，极大地提高了学生的积极主动性。同时，在实操环节，利用函数信号发生器、数字示波器等设备仪器，承接后续电子技术实验课程的学习。俗话说：“兵马未动，粮草先行。”设备、工具、软件环境的熟练运用，可为以后的专业课学习、研究打下坚实的基础。更重要的是在整个“学而思，思而做，做而乐，乐而学”的良性循环学习过程中，学生学习习惯和综合创新能力的培养，将使其受益无穷。
4.2进一步改进的方向
脚踏实地，进一步细化电路实验课程改革过程中存在的问题，找准下一步的努力方向。二阶电路的响应实验，在实验时要完成PSpice软件仿真和面包板插接，耗时较长，可尝试将PSpice二阶电路示例做成视频，供学生课下学习，或让其寻找网络资源，符合当下流行的学习趋势，且提高效率。双口网路实验，实际搭接电路时，电流的测量值在十几毫安至几十毫安时可减小测量误差，这就要求电阻取值合适，否则直接影响测量数据的准确性，故可适当地修改电阻参数的选择范围。双口网络中电阻参数选取不同，T参数、测量的电压电流值也各异，放手让学生自主设计电路的同时，也给检查学生数据带来了一系列不便。可以根据双口网路的一般结构，推导T参数的通式，将要测量的数据表示成T参数的表达式，借助数据处理软件，减少数据比对过程中的计算量。
关键词： 数字电子技术课程设计 存在问题 改革建议
1.引言
数字电子技术课程设计是配合数字电子技术基础课程与实验教学的一个非常重要的教学环节。它能帮助学生巩固数字电子技术的理论知识，提高学生电子电路的设计水平，增强学生综合分析问题和解决问题的能力，培养学生的实验技能和动手能力，强化学生的创新意识，发展学生的创新思维。
如今越来越注重学生的实践动手能力，我们有必要对数字电子技术课程设计的教学进行改革，适应市场对人才的需求。
2.数字电子技术课程设计的现状及存在问题
2.1重理论，轻实践。
数字电子技术课程设计一般为期一周，学生在一周内很难完成查阅资料、选择方案、设计电路、安装调试及撰写报告的任务。由于时间紧迫，所选课题受到限制，因此大多数学生只重视理论设计，而忽视实践制作及调试，整个设计变得枯燥乏味，使得课程设计有名无实，不能真正提高学生的动手能力。
2.2选题盲目。
数字电子技术课程设计一般由指导教师拟定若干课题，学生从中选择，由于选题时间有限，学生选题带有一定的盲目性。另外，指导教师拟定的课题往往难度太大，内容太偏，使学生失去设计兴趣，过于依赖教师，加重辅导教师的负担。
2.3综合职业能力认知度较低，积极性不高。
数字电子技术一般在大二第一学期开设，学生参与的实习实训较少，大多数学生的工作岗位职业意识淡薄，综合职业能力认知度较低，在学习过程中只注重数字电子技术理论知识的学习，理论学习与实践脱节，使学生学习兴趣降低，自我怀疑，造成在数字电子技术课程设计过程中积极性不高、动手能力较差。
2.4仿真软件利用率较低。
目前，应用EDA软件进行电子线路辅助设计已经成为一种潮流。Prote1具有功能强大、操作方便等诸多优点，是目前最为流行、使用最多的EDA软件之一，在课程设计中学生完全可以利用EDA仿真软件进行电路仿真，利用Prote1软件设计印刷电路板，弥补自行设计电路的不足。由于很多学生对这些软件了解不多，现代化的软件利用率较低，与现代企业实际脱节。
3.关于数字电子技术课程设计改革的几点建议
3.1合理制订计划。
合理的课程设计计划对课程设计教学的实际效果起着很重要的作用。将数字电子技术课程设计的时间改为两周，课程设计的内容在原来的基础上增加设计制作印刷电路板及组装调试。这样，学生就有充裕的时间完成任务，充分发挥主动性，使课程设计的成果多种多样。课程设计的计划制订拟定如下：
数字电子技术课程设计计划表
3.2灵活选题，教师把关，贴近实际。
合理选题对课程设计完成的质量及学生的能力培养有很大的影响，选用实用性较强的课题能激发学生的兴趣，提高课程设计质量，增强学生的成就感。目前，随着电子技术的不断发展，各种成熟的电子电路数不胜数，为适应这一发展趋势，在平时的授课过程中，教师要为学生灌输课程设计的必要性及要求，有意识地多介绍一些常见芯片的典型应用，多提一些趣味性较强、实用性较高的题目（如电子密码锁、循环流水灯等），激发学生的学习热情，鼓励学生自由选题，指导学生合理选题，选出感兴趣的课题，这样既可进一步调动学生设计的积极性，又可减轻辅导教师的负担，还可避免以往课程设计中学生抄袭的现象。
3.3营造职业氛围，树立职业意识。
讲解现代企业的运行模式、管理理念，产品的开发、生产流程，设计时按课题对学生进行分组、分工，权责明确，将一个个设计课题当成产品去做，努力培养学生的实验技能和动手能力，启发学生的创造意识及创新思维能力，积极营造职业氛围，树立学生的职业意识，帮助学生形成社会人的基本品格。
3.4充分利用现有的仿真软件。
在授课过程中，介绍电子线路设计中的常用软件，让学生提前了解，在平时实验时就学习使用，在课程设计时鼓励学生用仿真软件进行电路仿真，用绘图软件进行绘图。
3.5合理制定评定体系。
合理的评定指标是激发学生的学习动力，对于数字电子技术课程设计可采用以下方案评定：
3.5.1审阅课程设计报告，报告占总评成绩的40%，报告要求条理清楚，格式规范，图表完备，技术用语正确等。
3.5.2现场实物测试并提问，其中指标完成占30%，外观占5%，焊点质量及布线占5%，该项占总评成绩的40%。
3.5.3集体答辩，根据组员分工情况集体答辩，该项占总评成绩的20%。
3.5.4总结分析设计、调试中出现的问题，就课题中出现的问题进行综合分析，评选出优秀作品，予以奖励。
4.结语
课程设计是数字电子技术课的一个重要实践环节，如何提高学生的创新能力、切实加强学生动手能力的培养是各高校普遍重视的问题。制订合理的设计计划、合理选题及应用先进的软件进行辅助设计等，可以激发学生对课程设计的浓厚兴趣，使学生的创造力和综合技能得到提高，为将来的毕业设计及工作打好基础。
参考文献：
[1]夏茂忠.电子技术综合与应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2008.
关键词：实验报告 实验教学 实验报告模板 电子实验报告系统
中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）02（a）-0021-01
实验是教学中尤其是电子技术这类理论与实践相结合的课程教学中非常重要的环节。近年来，高校对实验教学的重视程度逐步提升，实验报告已成为检查考核实验教学质量的依据之一。通过书写实验报告，对实验过程现象的描述、实验结果分析总结，使学生把理论与实验进一步联系，能更好的掌握知识和技能，同时也为今后的科学研究及工程应用打下基础。然而，在实验报告日益被重视的同时，也暴露了一些问题，影响了实验教学质量的提高。
传统的纸质实验报告，学生课上操作课下写报告，由于时间上滞后，使得报告内容有些不能真实反映实验过程和结果，因此不能充分发挥其作用。由于纸质报告的批改、填写和反馈花费时间较长，学生不能及时获得教师评价，降低了实验教学效果。有时学生在填写实验内容上对一些复杂的波形实验结果描述时受篇幅限制而不准确。实验环境、实验内容及项目名称等的栏目填写，效率较低。随着计算机技术的应用发展，电子实验报告系统应运而生，它基于网络平台可以跟踪管理学生实验，在学生实验报告模板的引导下，根据要求完成实验分析、设计、数据记录、图表描绘、总结分析，并提交服务器，教师可以在线或离线批改报告。采用电子实验报告系统相对于纸质报告来说，表现出更多优势。
1 电子实验报告系统结构与功能
电子实验报告系统由图1所示，包含了虚拟仪器测试模块、实验报告编辑软件和教师终端软件。
教师终端服务软件主要包含了编辑功能、模板管理功能及用户管理功能。在编辑功能模块中，教师根据教学计划及实验内容制作实验报告模板，并上传到服务器，在模板中完成。在实验报告模板中，教师提出实验预习要求、实验内容、测试参数表格及实验报告要求。学生可下载实验报告模板。学生根据模板要求完成实验预习、记录实验参数及总结实验三个步骤。电子实验报告模板按照不同课程的模板分类存储，查找顺利完成对学生报告的批改、给出成绩及实验报告文档的输出。
在模板管理功能中教师通过模板编辑器可以将上传到服务器的实验模板进行再编辑修改。通过实践过程提出的对模板进行修正的地方可及时修改，使教学实验过程更完善。用户管理功能完成对教师用户和学生用户的管理。
实验报告编辑软件是针对学生用户设计的，主要包括个人信息管理、班级管理及学生提交实验报告管理。在此模块中，学生需登录实验报告编辑软件，下载实验报告模板，保存实验报告，提交实验报告以及查阅实验报告批改结果等。
虚拟仪器测试模块完成的是对实验数据实时采集、存储功能。主要是一个集数字示波器及逻辑分析仪为一体的虚拟仪器。实验过程中，学生将虚拟仪器与实验电路连接在一起，根据实验测试要求，采集数据波形并保存图形文件，且保存的文件有学生注册信息，这样省去了手工记录图形的过程，有效的防止了伪造实验数据的行为。
2 电子实验报告系统实施应用
基于网络平台的电子实验报告系统，要求学生实验前要下载实验模板，并做好实验预习，包括设计及仿真，理论参数计算等。
学生进入实验室登录实验报告编辑软件，根据实验内容连接电路，并运用虚拟测试仪器采集实验数据并保存。在实验报告中，提交测试的实验数据及波形。
学生在网上提交实验报告后，教师可以在线或离线批改，批改过程可以进行标记。学生在实验报告编辑软件中，可以观察教师批改结果及标准，找出不足及有待修改的地方。
3 结语
基于网络平台的电子实验报告系统在运行过程中，已凸显其优点，适用于电子技术学科的各类课程，且归纳整理统计各种类型表格较为方便，教师与学生的互动更加积极有效。通过实验预习、实验数据波形测量、参数测试、实验报告分析总结提交、教师报告实时批改，使得教学管理更加透明有效。利用虚拟仪器对测试波形的存储，简化波形录入工作，波形描绘准确且花费时间短，有效的数字签名防止了杜撰和抄袭，电子报告对实验教学的质量监控有着积极的意义。
随着计算机教育现代化和网络化的发展，电子实验报告系统将是今后发展的必然趋势。
参考文献
[1] 李倩.高校计算机公共基础课实验报告改革探讨[J].计算机光盘软件与应用， 2013（5）：125.
