姚雪+王杰

摘要：针对数字电路基础实验教学过程中，当前的实验教学方式与方法存在的以下不足。第一，学生对数字电路设计的电路原理图设计重视不够；第二，实验课时安排比较紧张；第三，实验课后的交流与小结环节没有有效开展。拟采用线上平台解决上述问题，可以充分发挥教师主导，学生主体作用，将学生的被动接受转化为主动学习，将知识的单向传递转化为师生间的互相交流，甚至实现翻转课堂。

关键词：数字电路实验；线上平台；翻转课堂

一、 引言

数字电路基础实验是电子信息工程专业的基础课程，属于重要的学科基础课程，该课程对应的理论课程在电子信息工程专业人才的培养中起着关键的作用。而实验课程是对理论课程的辅助和补充，希望通过实验课程的学习使学生更好地理解和掌握该门理论课程，本人在从事数字电路基础实验教学的过程当中，发现当前的实验教学方式和方法存在以下不足：第一，学生对数字电路的电路原理图设计重视不够。作为一门数字电路设计课程的配套实验课程，该门实验课程的教学对实验电路的设计强调不够，实验过程中大多数字电路原理图不是由学生自行查找芯片资料进行事先设计的，而是在实验课上由实验指导教师直接给出的。第二，实验课时安排比较紧张。存在很大一部分学生无法按时完成实验相关内容的情况。第三，实验课后的交流与小结环节基本没有开展。目前，实验课后的总结主要是由学生在实验课后完成实验报告的书写和书面形式进行，很少能与实验指导教师进行沟通。

基于以上的教学现状分析，如果采用线上平台可以很好地解决上述问题。可以发挥教师主导，学生主体作用，将学生的被动接受转化为主动学习，将知识的单向传递转化为师生间的互相交流，甚至实现翻转课堂。

二、 数字电路实验课程线上平台的建设方案

（一） 采用的实验教学方法

在整个实验教学过程中，主要分为以下四个步骤：

第一步，指导教师通过线上平台向学生公布实验内容，包括电路设计提示，设计要求和实验思考题；第二步，指导教师要求学生以小组为单位在上课之前完成电路的设计，包括画出电路图，下载所用芯片的资料；第三步，要求学生利用实验平台完成对自己设计电路正确性的验证，并记录测试数据；第四步，通过线上平台进行交流讨论，并完成实验总结报告。

第一步旨在提高学生对数字电路设计的电路原理图设计重视程度；第二步的过程中，可以使学生完成对基础知识的梳理与掌握，完成电路设计；与此同时，还可以锻炼学生信息检索的能力，学生在查找芯片资料的过程中，可能需要经过以下三个步骤：第一，需要确定你所需芯片的生产厂商；第二，需要在其官网上下载芯片的数据手册；第三，需要学生在数据手册及其相关资料上获得有用信息，诸如芯片的电气特性，引脚分布，时序特性，价格。通过第四步，弥补了当前实验教学过程中只提供实验总结报告的不足，增加了课后进行交流沟通的平台和机会。

（二） 实验报告要求

实验报告需要反映以下工作：本次实验的目的；涉及的相关实验原理；设计的一位二进制全加器电路图；设计的利用超前进位加法器实现运算电路；选用芯片的数据手册（附在实验报告后面）；利用实验箱验证的设计电路的测试数据；课上和课后利用新媒体进行设计电路交流的心得体会；实验总结。

（三） 实验教学考试考核标准

此次实验教学的考试考核，紧紧围绕教学目的进行开展：首先是学生对知识的掌握熟练度占40%，主要从电路设计的正确性，以及在电路测试过程中实验速度的快慢两个内容进行考察；其次是学生信息检索的有效性占30%，主要从学生是否能正确下载芯片数据手册和快速从数据手册中获取有用信息等方面进行考察；最后是交流总结过程中学生参与的积极性，这个方面占30%，主要从在利用远程演示时交流的积极性以及实验总结报告和思考题的完成度上进行考察。

（四） 实验教学改革的创新

此次的实验教学的创新体现在两个方面，第一，是不直接向学生给出可能需要用到芯片的资料，而是要求学生自主选择，查找芯片资料，进而达到锻炼学生信息检索的能力，提升学生在信息查找、获取、筛选方面的综合素质；第二，改变以往在实验课堂上仅采用实验总结报告进行讨论交流的模式，采用线上平台实现交流沟通，这种新兴的交流方式更容易被学生接受，能有效地激发学生对学习的兴趣。

三、 一位二进制全加器实验教学实例

第一步，公布实验内容，给出电路设计提示。在上课前给出3种可能实现一位二进制全加器的电路设计方案，学生可以根据任意一种提示完成电路设计，当然学生也可以不采用这3种方案另外采取其他可能完成一位二进制全加器的设计的方案。电路设计提示如下：利用公式法对标准与或式化简——可用两输入异或门和两输入与非门实现；利用译码器实现一位全加器——可用138译码器和四输入与非门实现；利用多路选择器实现一位全加器——可用数据选择器74LS151实现。第二步，学生以小组为单位在上课之前完成电路的设计，包括画出电路图，下载所用芯片的资料。第三步，学生利用实验平台完成对自己设计电路正确性的验证，并记录测试数据。第四步，通过线上平台进行交流讨论，并完成实验总结报告。

四、 结语

通过对当前数字电路基础实验教学的改革，能有效地提高学生以下三个方面的能力：首当其冲的是对知识的理解，掌握及其应用，掌握数字电路连接，调试，测试的基本方法；其次是提升学生信息检索的能力，在高度信息化的今天，如何從纷繁的信息中快速查找，获取有价值的信息将会是决定一个人是否能取得成功的关键因素之一；最后是通过线上平台培养了学生交流沟通、团队合作等综合能力。

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