數位電子技術實驗與學生綜合素質培養論文
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，為社會培養合格人才。在數位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、專業素質和創新精神等素質的教育，培養學生的團隊合作精神、嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度，不斷提高學生的自學能力、寫作能力、創新能力和分析解決實際問題能力。
關鍵詞：數位電子技術實驗；綜合素質；教學
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、專業素質和創新素質7個方面[1]。“數位電子技術”是高等院校自動化、電氣、電子、通訊、計算機等專業必修的一門專業基礎課。為了使學生進一步掌握數位電子技術方面的基本理論、基本知識，掌握數位電路設計的基本技能，筆者所在學校開設了“數位電子技術實驗”課程，讓學生受到系統的實驗技能訓練，掌握科學實驗的基本知識、方法和技能，培養學生敏銳的觀察力、嚴謹的科學思維能力和創新能力，同時也培養學生理論聯絡實際，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。我們要把學生培養成有社會責任感和事業心的人，有科學文化知識和開拓能力的人，有志有為德才兼備的人。高校要緊跟時代步伐，積極吸取和借鑑社會的先進經驗，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積累營造良好的氛圍。在數位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章制度，正確使用實驗儀器儀表，愛護公共財物，使學生養成遵守紀律、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該實驗現象和實驗結果撰寫而成，而不是捏造或抄襲他人的實驗資料，使學生養成不空想、重實際、一絲不苟的實驗態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實驗的任務目標完成實驗專案，並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象。這樣可培養學生嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度，使之養成不論學習還是幹什麼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，不僅關係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，做到認真複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，並用電子模擬軟體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詢、收集、整理相關文獻資料的能力，極大地培養提高了學生的自學能力。
三、利用基礎性實驗，培養學生的專業文化素質
“數位電子技術”是一門實踐性很強的課程，為使學生建立起正確的數位電路的概念，明確邏輯和電路之間的關係，基礎實驗是必不可少的環節。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、整合邏輯電路的應用、基本實驗技能，並加深對理論知識的理解，強調動手能力和基本概念。基礎實驗內容以中小規模積體電路為載體，強調與課堂講授相輔相成、相互補充[2]。比如，透過用異或門、與或非門、譯碼器、資料選擇器分別和與非門一起實現全加器的實驗，使學生熟悉各種中規模整合數位電路的邏輯功能及其應用，系統掌握了組合邏輯電路的基本理論和設計方法。因此，教師必須根據教學大綱，嚴格抓好基礎性實驗的教學，使學生能夠掌握數字邏輯電路的基本原理、基本電路，能夠系統地掌握數字邏輯電路的分析、設計及應用方法，以達到課程的教學目標，培養提高學生牢固的專業基礎知識和基本技能。
四、利用設計性實驗，培養學生的創新能力
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）和主要整合晶片，然後學生根據所學組合邏輯電路的設計步驟，根據實際問題要求列出真值表，寫出表示式，畫出邏輯電路圖，透過選件，連線電路除錯完成設計任務，寫出完整的實驗報告。透過這樣的實驗訓練了學生分析和設計電路的能力，培養學生的創新意識。為了激勵和調動學生的學習積極性，培養學生知識運用能力、實驗設計能力、創新能力、獨立分析思考問題和解決問題的能力，我們在數位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，讓學生儘可能多地受到訓練。比如，在驗證了資料選擇器74LS153的邏輯功能後，讓學生用它來實現全加器的功能；在驗證了譯碼器74LS138的邏輯功能後，讓學生用它來實現全加器的功能。又如讓學生驗證了計數器CC40192的邏輯功能後，讓學生用它來實現7進位制、12進位制等N進位制計數器。
另外，教師給出實驗任務時，注意強調各種設計方案的實現與創造性思維的發揮，鼓勵創新與突破，同時要使學生儘可能多地瞭解數位電子技術領域的新概念、新技術和新方法；儘可能多地接受與“數位電子技術”相關的工程實踐訓練，啟發學生的創新意識、培養學生的實踐能力。
五、利用排除故障，培養學生分析、解決實際問題的能力
在數位電子技術實驗教學中，實驗過程完全不出現故障是不現實的，也是不正常的。數位電子技術實驗大多數實驗專案是在實驗箱上完成，而每塊整合晶片和少量外圍元件都是插在管腳座上，每個實驗線路就是透過導線把晶片與晶片或晶片與外圍元件連線而成，因此，接線錯誤是數位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。當學生實驗出現電路故障時，指導教師應注意啟發學生思維，充分發揮學生的主動性，給予必要的指點和提示，經過學生自己思考，弄清楚前因後果後自己動手糾正，這樣有利於增強學生髮現問題、解決實際問題的能力。
另外，在實驗的過程中教師可人為設定故障，讓學生根據故障現象，先根據實驗原理、電路的組成，分析產生故障現象的原因和可能出現故障的部位，然後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，很好地培養了他們的主動性及動手能力。
六、利用共同完成實驗專案，培養學生的團隊合作精神
由於客觀原因，有相當多的實驗專案是要求兩人合作、共同完成的。原則、感情與共同的利益和目標，是維繫一個團隊的紐帶；有團隊精神，才能產生髮展和創新的力量。兩人要共同完成某一實驗專案，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。但要完成這個實驗專案必須做許多工作：設計電路、選擇元器件、連線電路、讀取資料、記錄資料、分析資料等。這就要求團隊成員合理分工，如果不能合理分工，就不能在規定的時間內順利完成實驗專案，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，卻不屑於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，那麼他們共同承擔的實驗專案又怎麼能按時完成？
另外，要求學生抓住實驗這個機會鍛鍊表達能力，積極表達自己對實驗現象和實驗結果的看法和意見，並掌握與人交流和溝通的藝術，培養自己良好的與人相處的心態，這也是培養團隊精神的需要。
七、利用撰寫實驗報告，培養學生的寫作能力
實驗報告是培養學生總結能力、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，在課後都要撰寫一份實驗報告，主體內容包括：實驗目的、實驗原理、實驗環境、實驗步驟、實驗資料記錄與處理、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，而是透過撰寫實驗報告總結自己在實驗中遇到的問題，並理解透徹，使以後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，圖表規範，內容清楚，討論深入，結論簡明，行文排版要符合規範要求，這樣可提高學生的科技寫作能力、方案表達能力。
當然，培養提高學生的綜合素質並不是透過某一個實驗或者某一門實驗課程就能全面達到的，而是透過一個個實驗、一門門課程，一點一滴的積累和培養而提高的。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，爭取把自己培養成為對社會有用的人才。