淺析數(shù)字電子技術(shù)實驗與學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)

摘要：高等院校辦學(xué)的根本目標(biāo)就是努力提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)，為社會培養(yǎng)合格人才。在數(shù)字電子技術(shù)實驗中教師應(yīng)不失時機地加強學(xué)生思想道德素質(zhì)、文化素質(zhì)、專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新精神等素質(zhì)的教育，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神、嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，不斷提高學(xué)生的自學(xué)能力、寫作能力、創(chuàng)新能力和分析解決實際問題能力。
  
　　努力提高大學(xué)生的綜合素質(zhì)是高等院校辦學(xué)的根本目標(biāo)，也是檢驗高等院校辦學(xué)水平的根本標(biāo)準(zhǔn)。大學(xué)生的綜合素質(zhì)包括思想道德素質(zhì)、文化素質(zhì)、心理素質(zhì)、人文素質(zhì)、身體素質(zhì)、專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新素質(zhì)7個方面。“數(shù)字電子技術(shù)”是高等院校自動化、電氣、電子、通信、計算機等專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。為了使學(xué)生進一步掌握數(shù)字電子技術(shù)方面的基本理論、基本知識，掌握數(shù)字電路設(shè)計的基本技能，筆者所在學(xué)校開設(shè)了“數(shù)字電子技術(shù)實驗”課程，讓學(xué)生受到系統(tǒng)的實驗技能訓(xùn)練，掌握科學(xué)實驗的基本知識、方法和技能，培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維能力和創(chuàng)新能力，同時也培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際，分析和解決科學(xué)實踐問題的能力。怎樣利用實驗課程的教學(xué)培養(yǎng)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，是我們一直努力探索的問題，這同樣也是同行們關(guān)心和探究的熱點問題。 
一、利用實驗制度，培養(yǎng)學(xué)生良好的思想道德品質(zhì)： 
　　21世紀(jì)的教育，不僅要使學(xué)生有知識，會做事，更重要的是會做人。我們要把學(xué)生培養(yǎng)成有社會責(zé)任感和事業(yè)心的人，有科學(xué)文化知識和開拓能力的人，有志有為德才兼?zhèn)涞娜�。高校要緊跟時代步伐，積極吸取和借鑒社會的先進經(jīng)驗，深刻理解和運用科學(xué)技術(shù)的特點、作用，使思想道德教育和科技能力教育緊密結(jié)合起來，為大學(xué)生思想的進一步成長和科學(xué)文化知識的繼續(xù)積累營造良好的氛圍。在數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)中，首先，教師要嚴(yán)格要求學(xué)生遵守實驗室的有關(guān)規(guī)章制度，正確使用實驗儀器儀表，愛護公共財物，使學(xué)生養(yǎng)成遵守紀(jì)律、愛惜他人財物的良好品質(zhì)。其次，嚴(yán)格要求學(xué)生的實驗報告要真實地根據(jù)該實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果撰寫而成，而不是捏造或抄襲他人的實驗數(shù)據(jù)，使學(xué)生養(yǎng)成不空想、重實際、一絲不茍的實驗態(tài)度和科學(xué)的實驗作風(fēng)以及誠實的良好品格。另外，實驗是學(xué)生做實驗而不是教師做實驗，因此，教師要調(diào)動學(xué)生的積極性和學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生自己主動根據(jù)實驗的任務(wù)目標(biāo)完成實驗項目，并且認(rèn)真按實驗步驟進行實驗，容不得半點馬虎，否則可能造成實驗結(jié)果有較大誤差，甚至得到錯誤的實驗現(xiàn)象。這樣可培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，使之養(yǎng)成不論學(xué)習(xí)還是干什么事都認(rèn)真對待的好習(xí)慣和主動做事的良好品格。 
二、利用實驗預(yù)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力： 
　　認(rèn)真預(yù)習(xí)是做好實驗的關(guān)鍵。預(yù)習(xí)的好壞，不僅關(guān)系到實驗?zāi)芊耥樌�進行，而且直接影響實驗效果。因此，實驗前要求學(xué)生必須參照實驗指導(dǎo)書，對實驗?zāi)康摹⒃�理和�?nèi)容有較為清楚的認(rèn)識，做到認(rèn)真復(fù)習(xí)有關(guān)實驗的基本原理，掌握有關(guān)器件的使用方法，熟悉實驗電路，擬出實驗方法和步驟，設(shè)計實驗表格，對如何著手實驗做到心中有數(shù)，并用電子仿真軟件Multisim對所預(yù)習(xí)的實驗內(nèi)容進行驗證，以保證所預(yù)習(xí)設(shè)計的內(nèi)容正確，這樣做不但可拓寬設(shè)計思路，也可大大節(jié)省實際上在實驗室操作的時間和排錯的時間，提高實驗效率，而且大大提高學(xué)生查找、收集、整理相關(guān)文獻資料的能力，極大地培養(yǎng)提高了學(xué)生的自學(xué)能力。
三、利用基礎(chǔ)性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)文化素質(zhì) :
　　“數(shù)字電子技術(shù)”是一門實踐性很強的課程，為使學(xué)生建立起正確的數(shù)字電路的概念，明確邏輯和電路之間的關(guān)系，基礎(chǔ)實驗是必不可少的環(huán)節(jié)。其目的是教會學(xué)生常用電子儀器的使用方法、電子電路的測試方法、集成邏輯電路的應(yīng)用、基本實驗技能，并加深對理論知識的理解，強調(diào)動手能力和基本概念�；�礎(chǔ)實驗內(nèi)容以中小規(guī)模集成電路為載體，強調(diào)與課堂講授相輔相成、相互補充[2]。比如，通過用異或門、與或非門、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器分別和與非門一起實現(xiàn)全加器的實驗，使學(xué)生熟悉各種中規(guī)模集成數(shù)字電路的邏輯功能及其應(yīng)用，系統(tǒng)掌握了組合邏輯電路的基本理論和設(shè)計方法。因此，教師必須根據(jù)教學(xué)大綱，嚴(yán)格抓好基礎(chǔ)性實驗的教學(xué)，使學(xué)生能夠掌握數(shù)字邏輯電路的基本原理、基本電路，能夠系統(tǒng)地掌握數(shù)字邏輯電路的分析、設(shè)計及應(yīng)用方法，以達到課程的教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)提高學(xué)生牢固的專業(yè)基礎(chǔ)知識和基本技能。 
四、利用設(shè)計性實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力： 
　　設(shè)計性實驗是提升學(xué)生實際動手能力的實驗。一般的做法是先給出實際問題（設(shè)計任務(wù)）和主要集成芯片，然后學(xué)生根據(jù)所學(xué)組合邏輯電路的設(shè)計步驟，根據(jù)實際問題要求列出真值表，寫出表達式，畫出邏輯電路圖，通過選件，連接電路調(diào)試完成設(shè)計任務(wù)，寫出完整的實驗報告。通過這樣的實驗訓(xùn)練了學(xué)生分析和設(shè)計電路的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。為了激勵和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生知識運用能力、實驗設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、獨立分析思考問題和解決問題的能力，我們在數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)中增加了設(shè)計性實驗的比例，或者在驗證性實驗中增加設(shè)計的內(nèi)容，讓學(xué)生盡可能多地受到訓(xùn)練。比如，在驗證了數(shù)據(jù)選擇器74LS153的邏輯功能后，讓學(xué)生用它來實現(xiàn)全加器的功能；在驗證了譯碼器74LS138的邏輯功能后，讓學(xué)生用它來實現(xiàn)全加器的功能。又如讓學(xué)生驗證了計數(shù)器CC40192的邏輯功能后，讓學(xué)生用它來實現(xiàn)7進制、12進制等N進制計數(shù)器。 
另外，教師給出實驗任務(wù)時，注意強調(diào)各種設(shè)計方案的實現(xiàn)與創(chuàng)造性思維的發(fā)揮，鼓勵創(chuàng)新與突破，同時要使學(xué)生盡可能多地了解數(shù)字電子技術(shù)領(lǐng)域的新概念、新技術(shù)和新方法；盡可能多地接受與“數(shù)字電子技術(shù)”相關(guān)的工程實踐訓(xùn)練，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。
五、利用排除故障，培養(yǎng)學(xué)生分析、解決實際問題的能力 :
　　在數(shù)字電子技術(shù)實驗教學(xué)中，實驗過程完全不出現(xiàn)故障是不現(xiàn)實的，也是不正常的。數(shù)字電子技術(shù)實驗大多數(shù)實驗項目是在實驗箱上完成，而每塊集成芯片和少量外圍元件都是插在管腳座上，每個實驗線路就是通過導(dǎo)線把芯片與芯片或芯片與外圍元件連接而成，因此，接線錯誤是數(shù)字電子技術(shù)實驗中最為常見的故障，其包括漏線、錯線、斷線和線路接觸不良等。當(dāng)學(xué)生實驗出現(xiàn)電路故障時，指導(dǎo)教師應(yīng)注意啟發(fā)學(xué)生思維，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，給予必要的指點和提示，經(jīng)過學(xué)生自己思考，弄清楚前因后果后自己動手糾正，這樣有利于增強學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決實際問題的能力。 
　　另外，在實驗的過程中教師可人為設(shè)置故障，讓學(xué)生根據(jù)故障現(xiàn)象，先根據(jù)實驗原理、電路的組成，分析產(chǎn)生故障現(xiàn)象的原因和可能出現(xiàn)故障的部位，然后讓學(xué)生動手排除故障，這樣做極大地調(diào)動了學(xué)生的興趣，激勵學(xué)生探索問題的精神，很好地培養(yǎng)了他們的主動性及動手能力。 
六、利用共同完成實驗項目，培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神： 
　　由于客觀原因，有相當(dāng)多的實驗項目是要求兩人合作、共同完成的。原則、感情與共同的利益和目標(biāo)，是維系一個團隊的紐帶；有團隊精神，才能產(chǎn)生發(fā)展和創(chuàng)新的力量。兩人要共同完成某一實驗項目，有了一個共同的目標(biāo)，那就要團結(jié)一致，互相幫助，互相照顧，互相配合，為完成這一目標(biāo)而共同努力。但要完成這個實驗項目必須做許多工作：設(shè)計電路、選擇元器件、連接電路、讀取數(shù)據(jù)、記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)等。這就要求團隊成員合理分工，如果不能合理分工，就不能在規(guī)定的時間內(nèi)順利完成實驗項目，這就促使學(xué)生有合作也要有分工，形成團隊合作精神。如果在實驗中有一位在完成任務(wù)的過程中遇到了技術(shù)上的難題，只會自己冥思苦想亂翻書，卻不屑于向坐在旁邊的高手請教；而這位高手此時不是把他當(dāng)做共榮共辱的合作伙伴，而是坐在旁邊等著看笑話，那么他們共同承擔(dān)的實驗項目又怎么能按時完成？ 
　　另外，要求學(xué)生抓住實驗這個機會鍛煉表達能力，積極表達自己對實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果的看法和意見，并掌握與人交流和溝通的藝術(shù)，培養(yǎng)自己良好的與人相處的心態(tài)，這也是培養(yǎng)團隊精神的需要。 
七、利用撰寫實驗報告，培養(yǎng)學(xué)生的寫作能力 :
　　實驗報告是培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)能力、分析思維能力和寫作能力的有效手段，也是一項重要的基本功訓(xùn)練，它能很好地鞏固實驗成果，加深對基本理論的認(rèn)識和理解，從而進一步擴大知識面。我們要求學(xué)生每做一個實驗，在課后都要撰寫一份實驗報告，主體內(nèi)容包括：實驗?zāi)康摹�實驗原理、實驗環(huán)境、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)記錄與處理、實驗結(jié)論、實驗體會與建議等。要求學(xué)生撰寫實驗報告的目的就是讓學(xué)生理解每次實驗，不是實驗做完就結(jié)束了，而是通過撰寫實驗報告總結(jié)自己在實驗中遇到的問題，并理解透徹，使以后遇到相似問題知道如何處理，真正提高自己分析、處理問題的能力。實驗報告要求文字通順，字跡端正，符號標(biāo)準(zhǔn)，圖表規(guī)范，內(nèi)容清楚，討論深入，結(jié)論簡明，行文排版要符合規(guī)范要求，這樣可提高學(xué)生的科技寫作能力、方案表達能力。 
當(dāng)然，培養(yǎng)提高學(xué)生的綜合素質(zhì)并不是通過某一個實驗或者某一門實驗課程就能全面達到的，而是通過一個個實驗、一門門課程，一點一滴的積累和培養(yǎng)而提高的。因此，我們必須嚴(yán)格要求學(xué)生做好每一個實驗，學(xué)好每一門課程，一步一個腳印地在實踐中不斷培養(yǎng)自己各方面的能力，努力提高自己的綜合素質(zhì)，爭取把自己培養(yǎng)成為對社會有用的人才。

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