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數字電路實驗報告范文第1篇

關鍵詞：設計性實驗教學；課題設計；課題評估

中圖分類號：G652 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2012）09-0008-03

《數字電路實驗》是我校電子類專業的一門專業必修課。是繼《數字電路》理論課程后單獨的一門實驗課程。《數字電路實驗》是理論教學的補充和延續，通過實驗教學可以鞏固理論知識，培養實踐能力。同時數字電路實驗也是《微機原理》、《微機接口技術》等的前端課程，有著很重要的地位。數字邏輯電路技術領域的知識包含理論和實踐，這一特點決定了數字電路實驗教學必須重視實踐能力的培養。如何在數字電路實驗教學中注重培養學生的實踐能力和創新意識，是實驗教學中的重要課題。我們嘗試把數字電路實驗分成三部分進行：基礎實驗；單元電路設計實驗；綜合性設計實驗。第一步分的基礎實驗是和理論課程緊密的結合，實驗的設置主要是一些入門級的基本概念，進度跟隨理論課程同步進行。第二、第三部分是在第二學期進行。第二部分的單元電路設計是為了進一步加深對數字電路的重要概念的理解和運用。從本質上講應該是屬于驗證性的實驗。第三部分是數字電路綜合設計，在綜合設計的題目中，適當的涉及一些傳感器，模擬電路等其他課程中的知識，目的是為了提高學生的設計能力。

一、傳統實驗教學中存在的問題

1.實驗內容設置。在傳統的重視理論教學，輕視實驗教學的影響下，每一次的實驗內容僅僅局限于驗證理論課上的結論。對于通過實驗加深理解理論知識的應用方面有所欠缺。傳統的數字電路實驗內容中，很少有涉及到模擬電路、傳感器等方面的內容的綜合性實驗。傳統驗證性不利于培養現時代所需要的有理論知識、有動手能力、有創新意識的人才。

2.實驗設備。傳統的數字電路實驗設備實驗教學的手段相對落后，實驗內容和實驗方式也就受到了限制。實驗一般是在面包板或者是類似于面包板的實驗箱上進行。學生只要對照書本連線即可完成實驗。造成了部分學生在不懂實驗原理的情況下，依樣畫葫蘆也同樣完成了實驗。部分學生在做完實驗后還是知其然，不知其所以然，完全處于被動地位。沒有起到實驗教學應該起到的作用。

3.實驗報告和實驗評分。合理的成績評定方法是客觀評價教學質量的一個指標。傳統的實驗考核成績主要由實驗報告和期末考試決定。但由于傳統的實驗內容和實驗方式的限制，依靠實驗報告和期末考試的評分方式無法全面評價學生是否掌握了實驗原理、技巧、以及實驗過程中的表現，有失公正、全面的評分原則。

二、設計性實驗教學必要性

驗證性實驗是加深對理論知識的理解，僅僅是驗證性的基礎實驗不利于提高學生的綜合素質，不能適應后繼課程和當前的經濟時代對人才培養的迫切需求。設計性實驗則要求學生在掌握牢固的基礎知識后，運用一種或多種方法完成教師給定的實驗。教育部在《普通高等學校本科教學工作水平評估方案》明確指出：“設計性實驗是指給定實驗目的要求和實驗條件由學生自行設計實驗方案并加以完成的實驗”。設計性實驗在實施的過程中，很明顯的產生了以下幾個特點：

1.發揮了學生實驗積極性。在數字電路的設計實驗中，實驗教師只是給定了實驗的課題，考慮到學生個體的差異，教師根據課題的實際情況，對部分設計性實驗課題給出了原理性框圖。設計實驗并不規定實現課題的方法和手段，學生可以在教師的指導下，自主選擇實現實驗器材、方法和手段。學生必須自己查閱資料，規劃實驗過程和方案，設計實驗電路，主動詢問教師。學生在實驗的過程中處于主動的學習狀態。例如課題：晶體管圖示儀用的三角波鋸齒波發生器設計。該題可以用常規的模擬電路實現，也可以用數字器件加上部分模擬器件設計出性能更穩定的電路。學生在接受設計課題后，首先是要查找資料，了解圖示儀工作原理，查找三角波鋸齒波發生器各種設計方法。充分調動了學生實驗的積極性。

2.在實驗方法上的多樣性。設計性實驗的課題是明確的，但是并不規定實現課題的方法。不同的學生有不同的思維方式。當多個實驗小組在選擇了同一個實驗課題時，各個實驗小組會有不同的實驗方法。在設計性實驗的過程中，充分的發揮了人的創造性思維，也就是最大限度地調動了積極性。例如：在實現圖示儀中用的鋸齒波三角波發生器電路設計時，可以采用555電路作為CLK信號，對數字電路的計數器進行計數，通過運放產生鋸齒波和三角波的設計方案。但是也有同學用555電路作為振蕩器，使用三極管對555波形輸出進行積分，從而直接產生三角波鋸齒波的實驗方案。

數字電路實驗報告范文第2篇

關鍵詞：數字電子技術實驗；綜合素質；教學

作者簡介：張大平（1965-），男，廣西合浦人，欽州學院物理與材料科學學院，副教授。（廣西欽州535000）

基金項目：本文系新世紀廣西高等教育教學改革工程項目（項目編號：2009C089）的研究成果。

中圖分類號：G642.423     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）06-0104-02

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、計算機等專業必修的一門專業基礎課。為了使學生進一步掌握數字電子技術方面的基本理論、基本知識，掌握數字電路設計的基本技能，筆者所在學校開設了“數字電子技術實驗”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積累營造良好的氛圍。在數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數據，使學生養成不空想、重實際、一絲不茍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，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、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。基礎實驗內容以中小規模集成電路為載體，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、數據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集成數字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）和主要集成芯片，然后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，培養學生的創新意識[3]。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，在驗證了數據選擇器74LS153的邏輯功能后，讓學生用它來實現全加器的功能；在驗證了譯碼器74LS138的邏輯功能后，讓學生用它來實現全加器的功能[4]。又如讓學生驗證了計數器CC40192的邏輯功能后，讓學生用它來實現7進制、12進制等N進制計數器[5]。

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，同時要使學生盡可能多地了解數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“數字電子技術”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

在數字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。數字電子技術實驗大多數實驗項目是在實驗箱上完成，而每塊集成芯片和少量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元件連接而成，因此，接線錯誤是數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，弄清楚前因后果后自己動手糾正，這樣有利于增強學生發現問題、解決實際問題的能力。

另外，在實驗的過程中教師可人為設置故障，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，才能產生發展和創新的力量。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、讀取數據、記錄數據、分析數據等。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、實驗環境、實驗步驟、實驗數據記錄與處理、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，圖表規范，內容清楚，討論深入，結論簡明，行文排版要符合規范要求，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。

參考文獻：

[1]文迤.提高與培養大學生綜合素質[J].北方文學(下半月),2010,(3):78.

[2]陳榮.對獨立學院《數字電子技術》實驗教學的探索[J].湖北廣播電視大學學報,2010,(10):146.

[3]劉銀萍,王晗.數字電子技術實驗課程的改革與探索[J].實驗科學與技術,2010,(5):105-107.

數字電路實驗報告范文第3篇

1.電子技術課程設計的重點與要求

本課程的重點是電路設計，內容側重綜合應用所學知識，設計制作較為復雜的功能電路或小型電子系統。一般給出實驗任務和設計要求，通過電路方案設計、電路設計、電路安裝調試和指標測試、撰寫實驗報告等過程，培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力，提高電路設計水平和實驗技能。在實踐中著重培養學生系統設計的綜合分析問題和解決問題的能力，培養學生創新實踐的能力。電子技術課程設計一般要求學生根據題目要求，通過查閱資料、調查研究等，獨立完成方案設計、元器件選擇、電路設計、仿真分析、電路的安裝調試及指標測試，并獨立寫出嚴謹的、文理通順的實驗報告。

具體地說，學生通過課程設計教學實踐，應達到以下基本要求：建立電子系統的概念，綜合運用電子技術課程中所學習到的理論知識完成一個電子系統的設計；掌握電子系統設計的基本方法，了解電子系統設計中的關鍵技術；進一步熟悉常用電子器件的類型和特性，掌握合理選用器件的原則；掌握查閱有關資料和使用器件手冊的基本方法；掌握用電子設計自動化軟件設計與仿真電路系統的基本方法；進一步熟悉電子儀器的正確使用方法；學會撰寫課程設計總結報告；培養嚴肅認真的工作作風和嚴謹的科學態度。

2.電子技術課程設計的教學過程

電子技術課程設計是在教師指導下，學生獨立完成課題，達到對學生理論與實踐相結合的綜合性訓練，要求本課程設計涵蓋模擬電路知識和數字電路知識，因此課程設計的選題要求包含數字電子技術和模擬電子技術。教學環節可以分為以下四個部分。

2.1課堂講授。

課程設計開始前，需要確定指導老師。由指導老師通過兩學時的教學，明確課程設計的要求，主要內容包括課程介紹、教學安排、成績評定方法等。在課堂教學環節中，指導老師介紹課題的基本情況與要求，要求學生從多個課題中選擇一個。

2.2設計與調試環節。

2.2.1前期準備、方案及電路設計。

前期準備包括選擇題目、查找資料、確定方案、電路設計、電路仿真等。在確定方案時要求學生認真閱讀教材，根據技術指標，進行方案分析、論證和計算，獨立完成設計。設計工作內容如下：題目分析、系統結構設計、具體電路設計。學生根據所選課題的任務、要求和條件進行總體方案的設計，通過論證與選擇，確定總體方案。此后是對方案中單元電路進行選擇和設計計算，稱為預設計階段，包括元器件的選用和電路參數的計算。最后畫出總體電路圖（原理圖和布線圖），此階段約占課程設計總學時的30％。

2.2.2在實驗室進行電路安裝、調試，指標測試等。

在安裝與調試這個階段，要求學生運用所學的知識進行安裝和調試，達到任務書的各項技術指標。預設計經指導教師審查通過后，學生即可購買所需元器件等材料，并在實驗箱上或試驗板上組裝電路。運用測試儀表調試電路、排除電路故障、調整元器件、修改電路（并制作相應電路板），使之達到設計指標要求。此階段往往是課程設計的重點與難點，所需時間約占總學時的50％。

2.3撰寫總結報告，總結交流與討論。

撰寫課程設計的總結報告是對學生寫科學論文和科研總結報告能力的訓練。學生寫報告，不僅要對設計、組裝、調試的內容進行全面總結，而且要把實踐內容上升到理論高度。總結報告應包括以下方面：系統任務與分析、方案選擇與可行性論證、單元電路的設計、參數計算及元器件選擇、元件清單和參考資料目錄。除此之外，還應對以下幾部分進行說明：設計進程記錄，設計方案說明、比較，實際電路圖，功能與指標測試結果，存在的問題及改進意見，等等。總結報告具體內容如下：課題名稱、內容摘要、設計內容及要求、比較和選擇設計的系統方案、畫出系統框圖、單元電路設計、參數計算和器件選擇。畫出完整的電路圖，并說明電路的工作原理。組裝調試的內容，包括使用的主要儀器和儀表；調試電路的方法和技巧；測試的數據和波形并與計算結果比較分析；調試中出現的故障、原因及排除方法。總結設計電路的特點和方案的優缺點，指出課題的核心及實用價值，列出系統需要的元器件清單，列出參考文獻，收獲、體會，并對本次設計提出建議。

2.4成績評定。

課程的實踐性不僅體現實際操作能力，而且體現獨立完成設計和分析的能力。因此，課程設計的考核分為以下部分：設計方案的正確性與合理性。設計成品：觀察實驗現象，是否達到技術要求。（安裝工藝水平、調試中分析解決問題的能力）實驗報告：實驗報告應具有設計題目、技術指標、實現方案、測試數據、出現的問題與解決方法、收獲體會等。課程設計答辯：考查學生實際掌握的能力和表達能力，設計過程中的學習態度、工作作風和科學精神及創新精神，等等。

3.電子技術課程設計的步驟

在“電子技術基礎”理論課程教學中，通常只介紹單元電路的設計。然而，一個實用的電子電路通常是由若干個單元電路組成的。通常將規模較小、功能單一的電子電路稱為單元電路。因此，一個電子系統的設計不僅包括單元電路的設計，還包括總體電路的系統設計（總體電路由哪些單元電路構成，以及單元電路之間如何連接，等等）。隨著微電子技術的發展，各種通用和專用的模擬和數字集成電路大量涌現，電子系統的設計除了單元電路的設計外，還包括集成電路的合理選用。電子電路的系統設計越來越重要，不過從教學訓練角度出發，課程設計仍應保留一定的單元電路內容。電子系統分為模擬型、數字型及兩者兼而有之的混合型三種。雖然模擬電路和數字電路設計的方法有所不同（尤其單元電路的設計），但總體電路的設計步驟是基本相同的。電子電路的一般設計方法與步驟包括：總體方案的設計與方案論證、單元電路的設計、單元電路間的連接方法、繪制總體電路草圖、關鍵電路試驗、EDA仿真、繪制正式的總體電路圖等。

數字電路實驗報告范文第4篇

關鍵詞：數字電路 CDIO 項目驅動 應用型人才 探索

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.19.130

1 獨立學院《數字電路》課程教學的現狀

《數字電路》作為工科的專業基礎課，是學習其它專業課程的重要基礎，它是一門發展非常快的學科，其理論性和實踐性都非常強。在全國高等教育已經全面開始培養應用型人才的今天，對學生的動手實踐能力和綜合分析能力有了很高的要求。數字電路作為較具有鍛煉人的實踐能力和綜合分析能力的課程，應以此為契機，進行教學改革 ，從而為學生的實踐能力打下基礎。

傳統的教學模式，普遍存在著應試教育的思想，學生們十分重視理論考試的成績，這是決定他們能否得到獎學金或者更好的名次。實驗教學傳統的老一套按照教學的進程安排一下驗證性的實驗，實驗的器材以中小規模集成電路為主，而且實驗之間沒有任何的銜接。那么，這樣理論知識就僅僅存于書本的表面，而沒有付諸于應用實踐中去，在教學改革中就多從這些方面出發。

2 理論教學改革的探索

2.1 引入CDIO工程教育理念

傳統教學理念很大程度上教學和實際之間是相互脫離的，在這種理念下培養的學生大多數是知識理論型，學生畢業后其所學的知識一下很難和社會需求相適應。CDIO工程教育模式[1，2]是近年來國際工程教育改革的最新成果。自2000年起，麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究組織，經過四年的探索研究，創立了 CDIO 工程教育理念，并成立了以 CDIO命名的國際合作組織。CDIO 代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它以產品研發到運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程的理論、技術與經驗，其教學框架體現了創新的教育思想。

2.2 項目驅動式教學模式，使知識體系環環相扣

課程教學不僅是讓學生掌握課程所涉及的知識，更重要的是讓他們在學習實踐中得到能力培養和提升。項目驅動式教學法是一種新型的教學模式，它起源于美國，是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動，每一個項目教學模塊依據實際生產對這一模塊的能力要求確定具體的能力目標，再把這一能力目標分解，制定出具體可實施的教學進程[3]。

《數字電路》課程理論較多，采用“數字搶答器”項目驅動式教學，將其分為三個層次，完整地把《數字電路》課程的知識體系完整串聯起來：第①層次：利用門電路和時序邏輯器件實現8人搶答，優先搶答者用LED指示燈來指示，這需要運用組合邏輯電路設計和觸發器；第②層次：增加數碼管顯示，優先搶答者用數碼管顯示，這需要運用編碼器、譯碼器、時序邏輯電路；第③層次：附加搶答時限和報警功能，這需要計數器、時基電路，脈沖產生與整形電路；這樣隨著課程的不斷推進，知識點逐漸展開，最后使整個知識體系脈絡完整展現。

3 實踐教學改革的措施與實踐

3.1 “虛”“實”結合，豐富實驗教學手段

目前，《數字電路》的實驗課程主要開設是傳統驗證性實驗，學生利用教師給定的實驗內容和實驗器材（中小規模器件）在實驗箱上搭建，記錄結果，實驗基本完成，固然，驗證性實驗對學生加深對知識的掌握有好處，但是也消磨了學生對于實驗的激情和興趣。在傳統的實驗教學中引入虛擬的仿真軟件Multism，老師給定實驗教學內容，鼓勵學生自行設計，給學生一個寬松的氛圍，讓學生思維活躍、甚至異想天開、允許失敗，但是得在失敗中尋找出原因，得出正確的方法。這樣學生在實驗實踐教學的過程可以先用仿真軟件對自己的方案上進行設計、仿真、驗證，然后根據自己的設計方案，在實驗平臺上搭建實驗電路，這樣一來就豐富了實驗教學手段，同時也激發了學生學習的興趣。

3.2 漸近推進式實驗教學，增加綜合性設計性實驗

學生的實驗實踐能力一般分為：基礎性實驗階段、綜合性實驗階段、設計性實驗階段、創新性實驗階段。在學生的實驗教學設計上，我們應該拓展思路，設立一個多層次的實驗實踐教學內容，漸進式地推進實驗教學，增加綜合性設計性實驗的比例。所謂的綜合性設計性實驗階段，就是建立在驗證性實驗基礎上，綜合運用所學的知識，查閱資料文獻，積極參與到實驗過程中，在實驗過程中發現問題，解決問題。我們在項目驅動式教學過程中的“數字搶答器”項目就是一個較好的綜合性設計性題目，學生根據教學的進度，一步步推進，其中第①、②層次就是很好的設計性實驗，第③層次就是一個很好的綜合性設計性實驗，學生在實驗實踐的過程中實現了“做中學”、“做中悟”，經過教學實踐證明極大提高了學生學習的積極性和創造性。

3.3 課外興趣小組深層次開發，促進創新開放性實驗室建設

學生在經歷了綜合設計性實驗階段后，一部分同學進入到深層次的階段——創新設計性實驗階段。學生可以自行組隊或者采用合作的形式來共同完成[4]，在指導教師引導進行實驗目標的確立、實驗方案的選擇、實驗方法及其過程設計與實現、實驗現象的觀測與記錄、實驗結果的分析，最后以作品和論文的形式完成。

在這個實施過程中，就有幾個非常關鍵的問題需要注意：①師資隊伍建設：需要打造一支具有嚴謹治學態度、高度負責、優秀專業素養、豐富的實踐經驗的理論或者實驗教師；②教材建設：設計性的實驗教材編寫應該引進新知識、新技術、新方法、新器件，盡可能與實際的工程應用距離；③實驗場地和設備建設：創新設計性實驗是學生在課外完成，需要一個24小時開放的場地，除了常規的實驗儀器之外，還需要一些新型的測量測試的高端儀器儀表。

經教學實踐證明，在我院開展的創新設計實驗階段，近年來取得了可喜的成績，從07年到至今，在大學生大學電子設計競賽中取得全國一等獎一項，省級三等獎以上獎項十余項。

4 科學合理的考核機制

《數字電路》其本身就要求理論和實踐并重，成績不能單純來源于理論筆試，而應該側重于對學生知識理解掌握情況、學生的實驗實踐能力、創新能力。故此，考核應是多方面能力的綜合測評：①筆試：以試卷為載體，主要考查學生對于基本理論知識點的掌握和應用；②實踐實驗能力：單獨開設實驗考試環節；③綜合設計能力：主要在綜合設計性實驗環節中對其設計的思想、設計的方案、實驗實施的方法及其最后實驗報告的書寫進行綜合全面考核；④研究創新能力：主要通過課程設計考核，通過設計的思想、報告的書寫、團隊的答辯。以上四種考核考察方式，根據各個專業的要求，分配不同的權值進行科學合理的綜合能力考核。

5 結束語

教學工作是一個常做常新的工作，要求我們要適應社會發展的需求，通過改變教學理念，構建合理科學的理論教學和實踐教學相結合的教習體系結構，以及考核方式，激發學生作為主體的學習興趣，提高學生動手實踐能力，培養了學生的創新意識和創新能力，增強工程實踐意識，更好契合當前社會應用型人才培養思想。

參考文獻：

[1]陶勇芳，商存慧.CDIO大綱對高等工科教育創新的啟示[J].中國高教研究，2006，（11）.

[2]張慧平，戴波，劉娜等.基于CDIO教育理念的自動化課程的改革與實踐[J].電氣電子教學學報，2009，（31）.

[3]程書偉，張丹，程曉旭.基于“項目驅動法”的數字電路課程教學的探索與實踐[J].電腦學習，2010，（3）.

數字電路實驗報告范文第5篇

關鍵詞：教學改革 實踐教學 VHDL語言

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（a）-0117-02

VHDL語言[1-2]（VHDL，VHSIC （Very High Speed Integrated Circuit）Hardware Description Language）是一種標準的數字系統硬件電路設計語言，于1983年由美國國防部（DOD） 為實現其高速集成電路計劃發起創建的一種高速集成電路硬件描述語言，其目的是為了給數字電路的描述與模擬提供一個基本的標準。VHDL語言在1985年完成第一版，1987年成為IEEE標準（IEEE STD1076-1987），1993年增修為（IEEE STD1076-1993）標準。VHDL語言為高級硬件行為描述型語言，為所有可編程邏輯器件廠商（如Xilinx和Altera公司等）所支持，已成為電路設計人員和電子設計工程師必須掌握的工具語言。硬件邏輯設計技術[3]是電子信息類專業的重要專業課，該課程包括課堂理論教學和實驗兩個模塊，其特點是軟硬件結合，該課程的綜合知識面寬及工程實踐性強。電子信息類專業的學生掌握硬件邏輯設計能力無論是對學生完成畢業設計或工程創新，還是促進學生就業都有重要意義。因此，硬件邏輯設計的實踐性教學在電子信息類專業實踐教學中的地位日益顯著，如何開設好VHDL語言及硬件邏輯設計是當前硬件設計語言課程中的一個非常重要的問題[4-6]。

1 教學目標

《VHDL語言及數字邏輯設計》課程屬電子信息類專業技術類選修課，是將控制，仿真與芯片設計相結合的一門硬件設計語言。通過本課程的學習，使學生通過對VHDL語言及EDA技術的學習和實踐訓練，獲得現代硬件數字邏輯設計的軟件化設計方法，了解并初步掌握數字系統硬件電路設計領域的最新技術；通過有針對性、分層次、分階段地實施實踐教學，激發并調動學生創造性思維能力，強化學生的實踐動手能力和創新能力，為學生在硬件邏輯設計領域的進一步深入探索和進行創新奠定工程基礎，以及應用VHDL及EDA工具開發設計數字系統的基本方法及技術，為學生完成畢業設計及將來的工作等打下扎實的基礎。

另外，本課程的教學難點是，一方面要把握學生的數字電路基礎水平；另一方面要高度概括VHDL語言的專業課內容，深入淺出，還要照顧到彼此之間的聯系，尤其是面向應用。因此，首先講清楚確知學習VHDL語言的意義和FPGA的工作原理，并進一步講清VHDL語言的基本結構和以及VHDL語言中主要描述語句的特點和用途，并設計一些基本邏輯電路實例，目的在于讓學生熟悉VHDL語言的整個過程，能運用VHDL語言編程及進行仿真，并掌握其中的關鍵技術。這樣便于學生進一步學習和理解VHDL語言的應用，增強學生在工作中的競爭能力，達到可以用VHDL語言設計數字邏輯電路和數字應用系統，并在CPLD/FPGA可編程邏輯器件上實現自己的設計。

2 教學內容

VHDL語言如今已經廣泛被應用到FPGA/CPLD和ASIC中的設計。VHDL語言具有很強的電路描述和建模能力，能從多個層次對數字系統進行建模和描述，從而大大簡化了硬件邏輯設計任務，提高了硬件設計效率和可靠性。而且VHDL語言具有與具體硬件電路無關和與硬件設計平臺無關的特性，并具有良好的電路行為描述的能力，在語言易讀性和層次化結構化設計方面表現了強大生命力和應用潛力。因此，我們選擇VHDL語言作為這門課的課堂教學內容。

《VHDL語言及硬件邏輯電路設計》課程內容的主要教學思路是，以VHDL硬件描述語言為硬件設計表達手段，以Xilinx公司的ISE軟件為硬件設計開發工具，并以FPGA/CPLD可編程邏輯器件開發系統為教學實踐平臺，來實現學生對數字電路系統的開發設計，培養學生自頂而下的層次化設計思想，提高學生應用實踐創新能力。

在教學內容上，刪去了一些FPGA/CPLD可編程器件結構內容的過多講解，重點講解VHDL語言內容，并利用有限的課時補充了硬件邏輯電路設計方面的一些最新進展，以利于學生開闊視野和提高學習興趣；針對VHDL語言語法豐富的特點，增加了大量課堂實例，并結合應用對VHDL語言中關鍵要點進行詳細說明，便于學生理解和掌握VHDL課程內容；在開發軟件方面以Xilinx公司的ISE軟件作為平臺，并針對硬件仿真，重點是讓學生學會并熟練掌握用ISE軟件進行數字系統仿真的基本過程和操作；在實踐訓練方面，精心設計了課堂練習/課后習題和配套實驗，提高學生實踐動手能力，從而達到良好的教學效果。

3 多層次式教學模式

《VHDL語言及硬件邏輯電路設計》課程是一門工程實踐性很強的課程，我們提出以實踐訓練為主，邊學邊練的硬件邏輯設計教學模式，重點加大對學生實踐能力、解決實際問題能力及團體合作精神等綜合素質的培養，使“數字邏輯電路設計實踐教學”在本科培養中發揮更重要的作用。在教學過程中，提出多層次的實踐教學模式，通過大量的多層次實例教學讓學生主動建構知識、增長技能、發展能力。

我們將《VHDL語言及硬件邏輯電路設計》課程的實踐教學分為三個層次。

第一層次是課堂實驗教學，這一階段主要培養的是學生的主動學習能力，通過課堂實驗練習使學生掌握和熟練使用開發工具，具備基本的硬件編程能力。課堂實驗教學是針對教師在講授理論內容后，對應設計相應知識內容的實驗項目，并編寫課堂實驗指導書。在理論課部分內容方面，首先講解VHDL語言的基本單元，如VHDL語言設計的基本單元、構成、子結構描述（元件說明，元件安裝）等，在VHDL語言的數據類型方面，主要講解VHDL語言的客體及分類、整數類型和數組類型，表達式與運算符；其次，介紹VHDL語言主要描述語句，如順序描述語句和并發描述語句；最后介紹基本邏輯電路的設計，如組合邏輯電路的設計，時序電路的設計，存儲器和有限狀態機設計等。那么針對課程的理論內容，設計的實驗主要有：（1）ISE工具的使用；（2）編碼器和譯碼器等組合邏輯電路的設計；（3）有限狀態機和計數器等時序電路的設計；（4）RAM和FIFO等存儲器的設計。通過這些基礎知識點的實驗練習，能讓學生較好的熟悉VHDL語言的基礎知識和語句的基本應用，從而較好的掌握VHDL語言中的關鍵內容，加深了對VHDL語言知識點的感性認識和全面掌握，達到可以用VHDL語言設計數字邏輯電路和數字應用系統。在課堂上通過對算法實例的程序執行仿真模擬。

第二個層次是綜合性設計實驗，這一層次的實驗要求學生已經掌握基本的VHDL語言知識并能綜合地運用所學內容，主要培養學生動手實踐能力、解決實際問題能力及團隊合作能力。綜合性設計實驗以硬件開發板實驗為主，主要包括跑馬燈、VGA顯示、波形發生器、通用異步收發器、SRAM接口設計等題目。在實驗中，教師要求學生每4人為一組進行實踐練習。在實驗過程中，要求學生能上機編寫代碼并調試VHDL程序，每組學生對實驗過程和實驗結果進行分析和總結，并提交硬件實驗報告。在實驗課中，教師根據各個小組提交的實驗報告，首先安排各小組進行實踐動手經驗交流，然后選擇一些優秀小組中的代表上臺做實驗心得匯報，并現場進行問題分析和技術總結，加深了對VHDL語言中知識點的感性認識和全面掌握。通過這些活動，不但讓學生熟悉了硬件設計的開發環境，提高了硬件設計編程技巧，而且還能激勵學生主動學習VHDL語言的興趣，提高學生的分析和解決實際問題的能力，并培養學生團體合作能力。

第三個層次是課程設計實驗，這一階段要求學生獨立完成硬件工程課題的設計與實現，在強調學生獨立設計實現的同時，更加注重學生綜合能力的培養。課程設計題目采取開放式選題，可由教師提供背景明確和啟發性強的題目，也可以由學生自主選擇題目并提交相應的課程題目設計目標、任務和方法，經教師審核批準后作為課程設計題目。另外學生也可以根據個人興趣選擇不同類型的課程設計題目后，由學生自行擬定實驗方案，查閱文獻資料和編寫VHDL程序，自主解決實驗問題，并對對實驗結果進行分析總結，撰寫課程設計研究報告。通過這些課程設計實驗設計，在培養學生自主學習及主動學習的同時，也鍛煉學生的動手能力和表達能力。

4 結語

VHDL語言及數字邏輯設計課程是一門工程實踐性很強的課程，通過有多層次地實施實踐教學，充分發揮實踐教學的優勢，激發了學生的學習熱情，強化學生的實踐動手能力和創新能力，并培養學生獨立思考、自主創新的學習習慣，取得了較好的教學效果。該實踐教學體系遵循人才培養的客觀規律，將多層次實驗從簡單到復雜、從基礎實驗練習到綜合創新實驗，貫穿于整個VHDL語言及數字邏輯設計課程學習過程，使學生在循序漸進的實踐教學過程中成長。

參考文獻

[1] 侯伯亨，顧新.VHDL硬件描述語言與數字邏輯電路設計[M].西安：西安電子科技大學出版社，2009.

[2] 譚會生，張昌凡，EDA技術及應用[M].西安：西安電子科技大學出版社，2011.

[3] 曾志廉，何清平，通用FPGA試驗系統的設計與應用[J].計算機信息，2007（11）：234-235.

[4] 葉波，趙倩.“集成電路系統設計”課程教學改革探討[J].中國電力教育，2010（16）：109-110.