淺析數(shù)字電子技術實驗與學生綜合素質培養(yǎng)

摘要：高等院校辦學的根本目標就是努力提高大學生的綜合素質，為社會培養(yǎng)合格人才。在數(shù)字電子技術實驗中教師應不失時機地加強學生思想道德素質、文化素質、專業(yè)素質和創(chuàng)新精神等素質的教育，培養(yǎng)學生的團隊合作精神、嚴肅認真的工作作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，不斷提高學生的自學能力、寫作能力、創(chuàng)新能力和分析解決實際問題能力。
  
　　努力提高大學生的綜合素質是高等院校辦學的根本目標，也是檢驗高等院校辦學水平的根本標準。大學生的綜合素質包括思想道德素質、文化素質、心理素質、人文素質、身體素質、專業(yè)素質和創(chuàng)新素質7個方面。“數(shù)字電子技術”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)基礎課。為了使學生進一步掌握數(shù)字電子技術方面的基本理論、基本知識，掌握數(shù)字電路設計的基本技能，筆者所在學校開設了“數(shù)字電子技術實驗”課程，讓學生受到系統(tǒng)的實驗技能訓練，掌握科學實驗的基本知識、方法和技能，培養(yǎng)學生敏銳的觀察力、嚴謹?shù)目茖W思維能力和創(chuàng)新能力，同時也培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際，分析和解決科學實踐問題的能力。怎樣利用實驗課程的教學培養(yǎng)提高學生的綜合素質，是我們一直努力探索的問題，這同樣也是同行們關心和探究的熱點問題。 
一、利用實驗制度，培養(yǎng)學生良好的思想道德品質： 
　　21世紀的教育，不僅要使學生有知識，會做事，更重要的是會做人。我們要把學生培養(yǎng)成有社會責任感和事業(yè)心的人，有科學文化知識和開拓能力的人，有志有為德才兼?zhèn)涞娜恕８咝Ｒ�緊跟時代步伐，積極吸取和借鑒社會的先進經驗，深刻理解和運用科學技術的特點、作用，使思想道德教育和科技能力教育緊密結合起來，為大學生思想的進一步成長和科學文化知識的繼續(xù)積累營造良好的氛圍。在數(shù)字電子技術實驗教學中，首先，教師要嚴格要求學生遵守實驗室的有關規(guī)章制度，正確使用實驗儀器儀表，愛護公共財物，使學生養(yǎng)成遵守紀律、愛惜他人財物的良好品質。其次，嚴格要求學生的實驗報告要真實地根據(jù)該實驗現(xiàn)象和實驗結果撰寫而成，而不是捏造或抄襲他人的實驗數(shù)據(jù)，使學生養(yǎng)成不空想、重實際、一絲不茍的實驗態(tài)度和科學的實驗作風以及誠實的良好品格。另外，實驗是學生做實驗而不是教師做實驗，因此，教師要調動學生的積極性和學習興趣，讓學生自己主動根據(jù)實驗的任務目標完成實驗項目，并且認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)學生嚴肅認真的工作作風和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，使之養(yǎng)成不論學習還是干什么事都認真對待的好習慣和主動做事的良好品格。 
二、利用實驗預習，培養(yǎng)學生的自學能力： 
　　認真預習是做好實驗的關鍵。預習的好壞，不僅關系到實驗能否順利進行，而且直接影響實驗效果。因此，實驗前要求學生必須參照實驗指導書，對實驗目的、原理和內容有較為清楚的認識，做到認真復習有關實驗的基本原理，掌握有關器件的使用方法，熟悉實驗電路，擬出實驗方法和步驟，設計實驗表格，對如何著手實驗做到心中有數(shù)，并用電子仿真軟件Multisim對所預習的實驗內容進行驗證，以保證所預習設計的內容正確，這樣做不但可拓寬設計思路，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，而且大大提高學生查找、收集、整理相關文獻資料的能力，極大地培養(yǎng)提高了學生的自學能力。
三、利用基礎性實驗，培養(yǎng)學生的專業(yè)文化素質 :
　　“數(shù)字電子技術”是一門實踐性很強的課程，為使學生建立起正確的數(shù)字電路的概念，明確邏輯和電路之間的關系，基礎實驗是必不可少的環(huán)節(jié)。其目的是教會學生常用電子儀器的使用方法、電子電路的測試方法、集成邏輯電路的應用、基本實驗技能，并加深對理論知識的理解，強調動手能力和基本概念�；�礎實驗內容以中小規(guī)模集成電路為載體，強調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，使學生熟悉各種中規(guī)模集成數(shù)字電路的邏輯功能及其應用，系統(tǒng)掌握了組合邏輯電路的基本理論和設計方法。因此，教師必須根據(jù)教學大綱，嚴格抓好基礎性實驗的教學，使學生能夠掌握數(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、設計及應用方法，以達到課程的教學目標，培養(yǎng)提高學生牢固的專業(yè)基礎知識和基本技能。 
四、利用設計性實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力： 
　　設計性實驗是提升學生實際動手能力的實驗。一般的做法是先給出實際問題（設計任務）和主要集成芯片，然后學生根據(jù)所學組合邏輯電路的設計步驟，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，連接電路調試完成設計任務，寫出完整的實驗報告。通過這樣的實驗訓練了學生分析和設計電路的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。為了激勵和調動學生的學習積極性，培養(yǎng)學生知識運用能力、實驗設計能力、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)字電子技術實驗教學中增加了設計性實驗的比例，或者在驗證性實驗中增加設計的內容，讓學生盡可能多地受到訓練。比如，在驗證了數(shù)據(jù)選擇器74LS153的邏輯功能后，讓學生用它來實現(xiàn)全加器的功能；在驗證了譯碼器74LS138的邏輯功能后，讓學生用它來實現(xiàn)全加器的功能。又如讓學生驗證了計數(shù)器CC40192的邏輯功能后，讓學生用它來實現(xiàn)7進制、12進制等N進制計數(shù)器。 
另外，教師給出實驗任務時，注意強調各種設計方案的實現(xiàn)與創(chuàng)造性思維的發(fā)揮，鼓勵創(chuàng)新與突破，同時要使學生盡可能多地了解數(shù)字電子技術領域的新概念、新技術和新方法；盡可能多地接受與“數(shù)字電子技術”相關的工程實踐訓練，啟發(fā)學生的創(chuàng)新意識、培養(yǎng)學生的實踐能力。
五、利用排除故障，培養(yǎng)學生分析、解決實際問題的能力 :
　　在數(shù)字電子技術實驗教學中，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。當學生實驗出現(xiàn)電路故障時，指導教師應注意啟發(fā)學生思維，充分發(fā)揮學生的主動性，給予必要的指點和提示，經過學生自己思考，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置故障，讓學生根據(jù)故障現(xiàn)象，先根據(jù)實驗原理、電路的組成，分析產生故障現(xiàn)象的原因和可能出現(xiàn)故障的部位，然后讓學生動手排除故障，這樣做極大地調動了學生的興趣，激勵學生探索問題的精神，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)學生的團隊合作精神： 
　　由于客觀原因，有相當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，是維系一個團隊的紐帶；有團隊精神，才能產生發(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，那就要團結一致，互相幫助，互相照顧，互相配合，為完成這一目標而共同努力。但要完成這個實驗項目必須做許多工作：設計電路、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)定的時間內順利完成實驗項目，這就促使學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的過程中遇到了技術上的難題，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，那么他們共同承擔的實驗項目又怎么能按時完成？ 
　　另外，要求學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)象和實驗結果的看法和意見，并掌握與人交流和溝通的藝術，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)學生的寫作能力 :
　　實驗報告是培養(yǎng)學生總結能力、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練，它能很好地鞏固實驗成果，加深對基本理論的認識和理解，從而進一步擴大知識面。我們要求學生每做一個實驗，在課后都要撰寫一份實驗報告，主體內容包括：實驗目的、實驗原理、實驗環(huán)境、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)記錄與處理、實驗結論、實驗體會與建議等。要求學生撰寫實驗報告的目的就是讓學生理解每次實驗，不是實驗做完就結束了，而是通過撰寫實驗報告總結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，符號標準，圖表規(guī)范，內容清楚，討論深入，結論簡明，行文排版要符合規(guī)范要求，這樣可提高學生的科技寫作能力、方案表達能力。 
當然，培養(yǎng)提高學生的綜合素質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，我們必須嚴格要求學生做好每一個實驗，學好每一門課程，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，爭取把自己培養(yǎng)成為對社會有用的人才。

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