数字电子技术实验探索与创新

专题研究

数字电子技术实验探索与创新

龚凡，傅婉丽，张雨沐

(广东技术师范学院电气电子工程学院，广东广州510665 )

摘要：数字电子技术是一门实践性很强的课程。数字电子技术实验是数字电子技术学习过程中的重要组成部分。本 着激发同学们对数字电子技术实验的学习兴趣，提高教师对数字电子技术实验的授课效果，结合数字电子技术实验中存 在的一些问题，进行分析，提出解决方式，探索新的实验思路和实验方法，更好的完成实验教学工作。关键词：数字电子技术实验；探索；创新

doi ： 10. 3969/j. issn. 1006 - 8554. 2017. 06. 178

〇引言

数字电子技术课程是高校电气信息类专业一门重要的技 术基础课之一，具有很强的实践性和系统性。该课程的任务是 为学生提供数字电子技术方面的基本理论、基本分析方法和基 本实操技能，培养学生分析问题和解决问题的能力。通过对数 字电路中常用的小规模、中规模以及部分大规模集成电路的学 习和应用，能够具备一定的数字电子电路分析和设计方法和能 力。1

数字电子技术现状

自从20世纪70年代数字电子技术产生以来，人们从未间 断过对它的研究。数字电子技术只是电子技术中的一种，电子 技术由模拟电子技术和数字电子技术两部分构成。按照逻辑 元器件对其进行分类可分为电子管、晶体管、中小型集成电路， 直到现在的大规模及超大规模集成电路。近年来，科技人员又 相继研究出可编程的元器件，元器件的功能也更加完善，数字 电路的设计过程也更加简便快捷，为电子时代的到来提供了强 大的技术支持，极大的推动了全球电子信息化的进程。数字电 子技术的不断发展，人们已经将其应用于社会生活的各个领域 中。2

数字电子技术实验存在的问题

高校作为数字电子技术发展与创新的前沿阵地，承担起了 数字电子技术理论教学和实验教学的主要任务。如何有效的 提高数字电子技术课程的授课效果，如何通过数字电子技术基 础实验加深对专业的认识，如何将理论知识转化成实际应用， 也就显得尤为重要。

但是，通过近几年的数字电子技术的课堂教学和实验教学 发现，，发现存在着一些问题影响到了同学们对数字电子实验 的学习和应用。

1) 2)

验”。

3) 4) 1图2)

5)

实验班级人数较多，实验小组加多，实验教学时间安排

紧张，每个实验小组不能得到充分的实验指导。

每个实验设置都是单个知识点居多，缺少连贯性应用以 实验设备陈旧，实验效果单一，实验过于程序化。（如图

及相应的教学引导，不能融会贯通，缺少系统地将掌握知识。

图1数字电子试验箱

数字电子技术实验课程学习内容枯燥，学生缺乏学习兴 数字电子技术实验教学过程中，学生不能够结合课堂书

趣，实验报告疲于应付。

本学习的知识融会贯通，只是单纯的注重于试验形式和实验结 果，对于实验结果产生的原理、过程并不关心，在完成实验过程 中也只是依葫芦画瓢，专心复制老师的实验过程，做“模仿实

图2

数字电子实验室

321专题研究

TECHNOLOGY AND MARKET

Vol. 24, No. 6,2017

3数字电子技术实验相应问题的解决方式

以上问题的产生将直接影响到学生的学习效果和学习兴

3)尝试运用一些新的数字电子技术实验设备，运用一些新 的实验手段（比如可以考虑将硬件电路与软件仿真结合起来）； 或者组织同学们对陈旧的数字电子技术实验设备进行维护维 修，通过对实验设备的维修过程加深数字电子技术相关知识的 学习。具体实施方案以及过程如下。

(1) (2)

在数字电子技术试验教学过程中，以大组形式完成。 实验内容由之前的单独知识点实验转化成交叉性试

参照40人自然班，分为6~ 8个大组。

趣，同时对于教师的教学效果也大打折扣。因此结合自身的教 学经验和对于该课程的个人理解特提出以下几点建议。

1)实验教学过程中，应注重启发学生对于数字电子技术学 习的思考方式，培养学生的数字逻辑思维能力和实际动手操作 能力。引导学生在学习数字电子技术过程中，不仅仅只是学习 数字电子技术实验原理，并能够清晰地明白该知识点在实际生 活中的应用，比如某个芯片存在于现实生活中的某些应用电路 或者现实生活中存在具备类似功能的应用电路，以便同学们更 加直观、客观地对芯片进行的理解和使用。

4)在实验教学过程中，指导教师在讲解实验内容的时候， 先单纯描述元器件功能，其内部电路以及逻辑功能则先交给学 生去查阅、探究。数字电路实验演示过程中提出多种方案供其 验证、研究，同时在实验中尝试运用错误实验方式进行试验，在 这样的过程中，引导学生自己去思考产生错误的原因，思考如 何让电路在未按照操作规程的情况下仍可以实现原有的功能 不出错。通过这样的方式，引导学生自主的去学习，讨论数字 电子技术相关知识。最后再由教师对讨论的问题进行分析，说 明芯片内部结构，归纳、总结。

验，将一个个独立知识点实验融合到大实验模块中去。（所谓 大实验模块：即实验过程中具备多个交叉知识点共同组成的实 验形式。如图3)

(3) (4)

每次实验，根据大实验模块，制定出各种不同的实验要 根据各自的大实验模块要求，结合实验过程，写出实验

求，实现不同的实验功能，要求每个实验大组独立思考完成。报告，实验报告内容需含有:实验目的、原理、步骤以及具体数 字电路分析（真值表、逻辑函数式、卡诺图、波形图）等。

(5) 完成实验。

(6) 实验总结、归纳。

实验验收环节:根据实验报告结合实验效果分析实验

过程中出现的问题，讨论解决问题的方式方法，尝试另辟蹊径

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图3

4

大模块化数字电子技术实验的特色与创新之处

智力竞赛抢答装置（大实验模块)

字电子技术试验课程的学习的兴趣，提升教师的授课效果和同 学们的学习效率将有显著的改变。参考文献：

[1] 清华大学电子学教研组编.数字电子技术基础：第四版

[M

通过大实验模块化的教学方式，将数字电子技术理论知识 和实验教学更紧密的结合在一起，以理论知识为基础结合数电 大试验模块进行深人分析设计，同时根据大试验模块的分析设 计过程逆向验证理论知识。通过一个双向过程，能够促使学生 更好的学习、理解、应用数字电子技术知识。

当理论知识不仅只是枯燥无味的书本考点，而转变为生活 中活生生的实例且具备一定的实用性，那么同学们对于数字电 子技术实验的学习态度也将会发生转变，将积极对待，不再应 付了事。

通过这一实验教学方式的尝试，结合相应的理论教学，对 加深同学们数字电子技术理论知识的理解，激发同学们对于数

].北京：高等教育出版社，1998.

[2] 李晓辉.数字电路与逻辑设计；第一版[M].北京；国防工

业出版社，2011.

[3] 秦曾煌.电工学简明教程：第二版[M].北京：高等教育

出版社，2007.

[4] 清华大学电子学教研组.数字电子技术基础简明教程：

第三版[M].北京：高等教育出版社，2006.

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