数字电路实验报告精选(九篇)

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第1篇：数字电路实验报告范文

针对硬件课程实践环节在提高学生解决实际问题能力上效果不理想、课程之间衔接不好等问题，基于CDIO工程教育理念，结合“try”教学方法，基于数字电路设计课程的实践环节，提出一种新的教学模式。

关键词：

CDIO；教学模式；实践环节；课程衔接

由麻省理工学院等4所大学创立的CDIO工程教育理念，是继承和发展欧美工程教育改革的一种新的教育理念。该理念包括12条标准，涵盖了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评。它以产品研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式来学习工程的理论、技术与经验[1-2]。数字电路设计是计算机组成原理、接口与通信以及嵌入式类课程的先修课程。如果在数字电路设计的教学中没有考虑好与后续课程在理论教学与实践教学内容上的衔接，则容易导致学生在后继课程的学习中遇到困难[3]。

1数字电路设计课程实践环节的教学条件和教学现状

（1）社会对软件人才的需求量远大于对硬件人才的需求量，学生出于就业考虑，容易形成重软件轻硬件的观念。（2）硬件课程入门较难，实践环节大都是验证性的，缺乏探索性，不利于培养学生解决实际问题的能力，从而打击了学生学习硬件课程的积极性，导致学生形成“好软怕硬”的思想。（3）传统教学模式是教师课堂讲授，适当结合验证性实验，不能激发学生的学习积极性。学生学完理论、做完实验后，仍然缺乏解决实际问题的综合能力、工程实践能力及创新能力[4]。传统教学模式的弊端导致在与计算机组成原理等后继课程的衔接中，学生不能从系统的高度认识数字逻辑[3-5]。（4）计算机学院开设的数字电路设计和计算机组成原理等课程，采用同一套实验设备，在一定程度上能让学生的学习具有连续性。（5）自创的“try”教学方法可适用于数字电路设计课程及实践环节的教学[6-8]，但由于算机组成原理和数字电路设计两门课程的内容和要求不同，“try”教学方法在应用于后者时，应有所调整。

2数字电路设计课程实践环节改革方案

2.1实践环节的层次设计为了获得更好的教学效果，教师探索了各种方法，其中有案例法、项目驱动法、任务驱动法等[9-12]。从实验室建设、实验手法、课程整合等不同角度来提高实践环节质量[13-14]也能够有效提高教学效果。比较上述方法后，考虑与后续课程的衔接等因素，根据CDIO标准3、5、7的要求，结合自创的“try”教学方法，我们将数字电路设计课程的实践环节分成两个层次，从最简单的门级电路编程开始，难度由低到高、循序渐进，最终让学生完成源于实际案例的综合实验，初步具备实际工程能力。表1从实验项目设计、教学方法等7方面对基本实验和综合实验进行了对比。在教学中，学生学习的主要障碍不是掌握理论方法，而是缺乏理论知识和实践问题认知的沟通[11]。因此，我们在理论教材中选择15个知识点，设计成相关的任务和实验内容，如全加器、表决器等，采用“try”教学方法并结合任务驱动法，鼓励学生多动手多尝试，通过任务、查资料、仿真、实物验证、教师验收、撰写实验报告和总结这7个步骤完成对15个理论知识点的学习。为了进一步提高学生的实际工程能力，基于科研项目，贴近实际生活，我们编写了自动售货机、出租车计费器、电梯控制器等6个综合实验。实验采用分组方式，每组学生自行选择一个题目，在规定时间内完成该综合实验。综合实验的教学过程一般包括：教师项目及要求、学生分组并认领项目、组内分工、查资料、设计方案、论证可行性、学生在宿舍仿真、学生在实验室的硬件开发板上实物验证、教师验收、提交实验报告、实验答辩、成绩评定等13个环节。教师在项目要求的时候，只给出最基本的要求，学生在设计的过程中可以自行扩充，也就是说，同一个综合实验题目，其设计可繁可简，不同学生设计的电路可能会不一样。

2.2实践环节评价体系的构建根据CDIO标准11，构建了实践环节的评价体系。

2.2.1基本实验评价方法基本实验评价指标是：①时限；②工作量；③完成质量；④验收程序；⑤实验报告。其中①、②、④、⑤考核了学生的个人能力和表达能力，指标③、④、⑤考核了学生的专业知识、建造产品和系统的能力。对这5项指标加权平均得到该基本实验项目分数，如式1所示，其中Sj表示某个基本实验的得分，Ki表示某个考查指标的系数，Mi表示在某个考查指标上的得分。由15个基本实验的得分累加后除以15，得到基本实验项目的总得分，如式2所示，其中BS表示基本实验的总得分，Sj表示某一个基本实验的得分。

2.2.2综合实验评价方法综合实验评价指标是：①时限；②查资料的能力；③实验方案；④创新性；⑤设计说明书；⑥完成质量；⑦团队合作能力；⑧工作量；⑨验收；⑩实验报告；实验答辩。其中①、②、⑤、⑦、⑧、⑨、⑩、项考核了学生的个人自身能力、探究能力、团队合作能力和表达能力，指标③、④、⑤、⑥、⑨、⑩、考核了学生的专业知识、建造产品和系统的能力。修改式1可对这11项指标的得分加权平均，从而得到综合实验的分数。

2.2.3实践环节最终成绩评定办法及选优措施实践环节总评成绩由基本实验成绩和综合实验成绩两部分加权平均得到,从工作量及投入时间方面考虑，一般建议两者各占50%。综合实验结束后，根据学生在实践环节的学习情况和成绩，特别是综合实验中的表现，向各相关学科实验室推荐优秀本科生，使他们有机会加入科研项目组，参与教师的科研工作。

3实施效果及分析

为检验课改成果，我们设计了一套课程评价系统，包括一套具有反向题的学生调查问卷、学评教的数据、学生的理论课成绩单、实践环节成绩单、一套后继课程教师评价学生掌握先修课程知识的调查问卷、一套学生所在学科实验室评价该生的调查问卷等。评价系统还包括对这些数据的统计和分析。统计数据显示，在CDIO模式基本实验和综合实验实验项目设计上，学生满意度达到81.6%，在教学内容、教学方法、实验环节考核方法等方面，学生满意度达到97.4%，比传统模式提高了20几个百分点。这些数据表明，新教学模式比传统模式更能激发学生的实验兴趣，促进他们较大幅度地提高项目设计能力、动手编程能力、团队合作能力。我们将2013级计算机科学与技术专业的学生分成两组，采用相同的教学资源和不同的教学方式分别授课，一组采用新模式教学，另一组采用传统模式教学。经过一个学期的学习，2015年1月数字电路设计课程理论考试中，在试卷相同的情况下，新模式组成绩优良率达到52.9%，比传统模式组高24个百分点；新模式组不及格率为15.7%，比传统模式组低15个百分点；新模式组平均卷面成绩为78分，比传统模式组高6.1分。由此可知，基于新标准并结合“try”方法的新教学模式能够提高实践环节的教学质量，切实促进学生深入理解理论课的相关知识点，有助于学生更好地完成课程衔接，为学生后继课程的学习打下坚实的基础。追踪这些学生后继课程的学习情况，统计2015年6月计算机组成原理课程设计期末考试成绩后发现：原新模式组优良率达到80.3%，比传统模式组高25个百分点；原新模式组不及格率为0，比传统模式组低21个百分点。计算机组成原理课程理论考试中，原新模式组平均卷面成绩为68分，比传统模式组高5分；原新模式组不及格率为17.4%，比传统模式组低5个百分点。此数据表明，数字电路设计课程实践环节采用新教学模式教学有助于学生对后继课程的学习，特别是实践环节成绩有了大幅提升，不及格率也明显下降。

4结语

新教学模式基于CDIO理论，结合“try”教学理念，将数字电路设计课程实践环节分为基础实验和综合实验两个层次,并包含了配套的成绩评定方法和课程评价系统。实践证明，新教学模式能够更好地促进课程衔接，有利于培养学生自主学习、主动探索的精神和能力，培养学生的工程实践能力、沟通交流能力及团队协作能力。改革的下一步，是根据每一门课的特点，把基于CDIO理念的教学模式推广到课程群其他课程的教学中去，以期从课程层次化、课程间网络化等多角度、多层面地把学生培养成为优秀的工程技术人才。

参考文献：

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[5]曹维,徐东风,孙凌洁.基于CDIO理念的数字逻辑实践教学探索[J].计算机教育,2012(12):75-77.[6]包健.计算机组成原理课程及实验的改革与建设[C]//全国大学计算机课程报告论坛论文集.北京:高等教育出版社,2007:75-77.

[7]FengJ,DaiG,BaoJ.PedagogicalpracticeofE-learninginthecourse“theprinciplesofcomputerorganization”[C]//IEEEInternationalConferenceonScalableComputingandCommunications&TheEighthIEEEInternationalConferenceonEmbeddedComputin.NewYork:IEEE,2009:529-532.

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[9]贾熹滨.案例教学法在数字逻辑教学中的应用[J].计算机教育,2011(13):67-70.

[10]程书伟,张丹,程晓旭.基于“项目驱动法”的数字电路课程教学的探索与实践[J].电脑学习,2010(3):138-139.

[11]曲凌.任务驱动的小组教学法在实践教学中应用[J].实验室研究与探索,2014,33(6):200-203.

[12]李文.IACI-CDIO理念下项目驱动的数字逻辑实验教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2014,33(6):161-164.

[13]刘小艳,金平.“电子电路与系统基础实验”教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2014,33(6):197-199.

第2篇：数字电路实验报告范文

论文关键词：数字电子技术实验；综合素质；教学

努力提高大学生的综合素质是高等院校办学的根本目标，也是检验高等院校办学水平的根本标准。大学生的综合素质包括思想道德素质、文化素质、心理素质、人文素质、身体素质、专业素质和创新素质7个方面[1]。“数字电子技术”是高等院校自动化、电气、电子、通信、计算机等专业必修的一门专业基础课。为了使学生进一步掌握数字电子技术方面的基本理论、基本知识，掌握数字电路设计的基本技能，笔者所在学校开设了“数字电子技术实验”课程，让学生受到系统的实验技能训练，掌握科学实验的基本知识、方法和技能，培养学生敏锐的观察力、严谨的科学思维能力和创新能力，同时也培养学生理论联系实际，分析和解决科学实践问题的能力。怎样利用实验课程的教学培养提高学生的综合素质，是我们一直努力探索的问题，这同样也是同行们关心和探究的热点问题。

一、利用实验制度，培养学生良好的思想道德品质

21世纪的教育，不仅要使学生有知识，会做事，更重要的是会做人。我们要把学生培养成有社会责任感和事业心的人，有科学文化知识和开拓能力的人，有志有为德才兼备的人。高校要紧跟时代步伐，积极吸取和借鉴社会的先进经验，深刻理解和运用科学技术的特点、作用，使思想道德教育和科技能力教育紧密结合起来，为大学生思想的进一步成长和科学文化知识的继续积累营造良好的氛围。在数字电子技术实验教学中，首先，教师要严格要求学生遵守实验室的有关规章制度，正确使用实验仪器仪表，爱护公共财物，使学生养成遵守纪律、爱惜他人财物的良好品质。其次，严格要求学生的实验报告要真实地根据该实验现象和实验结果撰写而成，而不是捏造或抄袭他人的实验数据，使学生养成不空想、重实际、一丝不苟的实验态度和科学的实验作风以及诚实的良好品格。另外，实验是学生做实验而不是教师做实验，因此，教师要调动学生的积极性和学习兴趣，让学生自己主动根据实验的任务目标完成实验项目，并且认真按实验步骤进行实验，容不得半点马虎，否则可能造成实验结果有较大误差，甚至得到错误的实验现象。这样可培养学生严肃认真的工作作风和严谨的科学态度，使之养成不论学习还是干什么事都认真对待的好习惯和主动做事的良好品格。

二、利用实验预习，培养学生的自学能力

认真预习是做好实验的关键。预习的好坏，不仅关系到实验能否顺利进行，而且直接影响实验效果。因此，实验前要求学生必须参照实验指导书，对实验目的、原理和内容有较为清楚的认识，做到认真复习有关实验的基本原理，掌握有关器件的使用方法，熟悉实验电路，拟出实验方法和步骤，设计实验表格，对如何着手实验做到心中有数，并用电子仿真软件Multisim对所预习的实验内容进行验证，以保证所预习设计的内容正确，这样做不但可拓宽设计思路，也可大大节省实际上在实验室操作的时间和排错的时间，提高实验效率，而且大大提高学生查找、收集、整理相关文献资料的能力，极大地培养提高了学生的自学能力。

三、利用基础性实验，培养学生的专业文化素质

“数字电子技术”是一门实践性很强的课程，为使学生建立起正确的数字电路的概念，明确逻辑和电路之间的关系，基础实验是必不可少的环节。其目的是教会学生常用电子仪器的使用方法、电子电路的测试方法、集成逻辑电路的应用、基本实验技能，并加深对理论知识的理解，强调动手能力和基本概念。基础实验内容以中小规模集成电路为载体，强调与课堂讲授相辅相成、相互补充[2]。比如，通过用异或门、与或非门、译码器、数据选择器分别和与非门一起实现全加器的实验，使学生熟悉各种中规模集成数字电路的逻辑功能及其应用，系统掌握了组合逻辑电路的基本理论和设计方法。因此，教师必须根据教学大纲，严格抓好基础性实验的教学，使学生能够掌握数字逻辑电路的基本原理、基本电路，能够系统地掌握数字逻辑电路的分析、设计及应用方法，以达到课程的教学目标，培养提高学生牢固的专业基础知识和基本技能。

四、利用设计性实验，培养学生的创新能力

设计性实验是提升学生实际动手能力的实验。一般的做法是先给出实际问题（设计任务）和主要集成芯片，然后学生根据所学组合逻辑电路的设计步骤，根据实际问题要求列出真值表，写出表达式，画出逻辑电路图，通过选件，连接电路调试完成设计任务，写出完整的实验报告。通过这样的实验训练了学生分析和设计电路的能力，培养学生的创新意识。为了激励和调动学生的学习积极性，培养学生知识运用能力、实验设计能力、创新能力、独立分析思考问题和解决问题的能力，我们在数字电子技术实验教学中增加了设计性实验的比例，或者在验证性实验中增加设计的内容，让学生尽可能多地受到训练。比如，在验证了数据选择器74LS153的逻辑功能后，让学生用它来实现全加器的功能；在验证了译码器74LS138的逻辑功能后，让学生用它来实现全加器的功能。又如让学生验证了计数器CC40192的逻辑功能后，让学生用它来实现7进制、12进制等N进制计数器。

另外，教师给出实验任务时，注意强调各种设计方案的实现与创造性思维的发挥，鼓励创新与突破，同时要使学生尽可能多地了解数字电子技术领域的新概念、新技术和新方法；尽可能多地接受与“数字电子技术”相关的工程实践训练，启发学生的创新意识、培养学生的实践能力。 转贴于

五、利用排除故障，培养学生分析、解决实际问题的能力

在数字电子技术实验教学中，实验过程完全不出现故障是不现实的，也是不正常的。数字电子技术实验大多数实验项目是在实验箱上完成，而每块集成芯片和少量外围元件都是插在管脚座上，每个实验线路就是通过导线把芯片与芯片或芯片与外围元件连接而成，因此，接线错误是数字电子技术实验中最为常见的故障，其包括漏线、错线、断线和线路接触不良等。当学生实验出现电路故障时，指导教师应注意启发学生思维，充分发挥学生的主动性，给予必要的指点和提示，经过学生自己思考，弄清楚前因后果后自己动手纠正，这样有利于增强学生发现问题、解决实际问题的能力。

另外，在实验的过程中教师可人为设置故障，让学生根据故障现象，先根据实验原理、电路的组成，分析产生故障现象的原因和可能出现故障的部位，然后让学生动手排除故障，这样做极大地调动了学生的兴趣，激励学生探索问题的精神，很好地培养了他们的主动性及动手能力。

六、利用共同完成实验项目，培养学生的团队合作精神

由于客观原因，有相当多的实验项目是要求两人合作、共同完成的。原则、感情与共同的利益和目标，是维系一个团队的纽带；有团队精神，才能产生发展和创新的力量。两人要共同完成某一实验项目，有了一个共同的目标，那就要团结一致，互相帮助，互相照顾，互相配合，为完成这一目标而共同努力。但要完成这个实验项目必须做许多工作：设计电路、选择元器件、连接电路、读取数据、记录数据、分析数据等。这就要求团队成员合理分工，如果不能合理分工，就不能在规定的时间内顺利完成实验项目，这就促使学生有合作也要有分工，形成团队合作精神。如果在实验中有一位在完成任务的过程中遇到了技术上的难题，只会自己冥思苦想乱翻书，却不屑于向坐在旁边的高手请教；而这位高手此时不是把他当做共荣共辱的合作伙伴，而是坐在旁边等着看笑话，那么他们共同承担的实验项目又怎么能按时完成？

另外，要求学生抓住实验这个机会锻炼表达能力，积极表达自己对实验现象和实验结果的看法和意见，并掌握与人交流和沟通的艺术，培养自己良好的与人相处的心态，这也是培养团队精神的需要。

七、利用撰写实验报告，培养学生的写作能力

第3篇：数字电路实验报告范文

在实验教学内容上,从专业培养目标出发,全面修订了实验教学大纲,优化实验知识结构,形成梯次的教学内容体系,即基础性实验、综合性实验和创新设计性实验。在实验总学时保持不变的前提下,减少验证性实验项目,增加了综合性、设计性实验项目,并且注重实验项目课程内综合更新、课程间重组以及跨学科交叉融合,尤其重视医学和生物医学工程专业知识综合运用能力和研究创新能力的培养。近两年,面向本院生物医学工程专业本科生所开设的数字电子技术实验项目及学时分配如表1所示。从表1可知:实验项目从12个减少到9个,但是总学时保持未变;从实验内容设置来看,实验难度成梯度;实验类型分为基础验证性、设计性和综合创新设计性三种。纯粹的验证性实验只有2个,分别为实验一逻辑门测试和实验四触发器功能测试。实验一为第一次实验课,先要教会学生使用实验箱和认识芯片实物,向学生传授实验技巧,所需时间较多,因此设置的内容稍简单,让学生的实验过程既顺利又充实而有成就感,从而激起学生的实验兴趣。实验五分为两个部分:先验证计数器及寄存器逻辑功能,随后重点完成常用计数器芯片74LS161和寄存器芯片74LS194的扩展应用设计,如果只是单纯的芯片功能测试,就缺乏应用训练,不利于后面相关设计性实验的开展。实验二和实验三为组合逻辑电路设计,分为小规模和中规模,内容上不重复,电路的实现从采用逻辑门升级到采用中规模集成芯片。实验六为经典的时序逻辑电路设计,考虑到难度稍难及根据往届实验情况,将其学时调为3学时,通过该实验项目,学生对时序逻辑电路的设计流程、动作特点及测试方式有了更深刻的理解。实验七为综合性实验,主要进行综合实践训练,培养学生综合运用知识的能力。时钟脉冲信号在数字电路的工作中起控制作用,因此,特设置了一个采用经典的模数综合器件555定时器来构建简易时钟脉冲信号源的实验项目。前八个实验基本涵盖了数字电路理论内容,且按照理论课章节顺序来设置。在实验课程的最后,为了综合考查学生知识运用、创新、动手操作及团队合作能力,特设置了一个系统设计性实验项目,如《交通灯控制电路设计》。该设计任务涉及到多个功能模块,由于电路较复杂,设定学时为6学时,需要学生综合运用所学知识来实现,作为实验课程考核部分之一。综上,整个实验教学分为四个阶段:基础训练实验阶段、基础设计实验阶段、综合应用训练阶段和系统设计实验阶段。使学生从基本的实验设备和器件的使用、实验数据的处理、知识的综合运用、电路设计调试到实践创新能力都得到了训练。

2实验方式方法改革

在学生掌握了常用的实验仪器如数字电路实验箱、万用表、信号发生器等的使用方法,熟识了常用的集成电路芯片的基础上,结合各实验项目的要求及特点,采用多种实验方式来完成实验。验证性实验可只用数字电路实验箱来实现,多个芯片同时在实验箱上连接,连线方便,费时较短,一次实验课中可以完成多个任务。较简单设计性实验采用分立元件连接来构建电路,既可以锻炼学生动手能力,又可以在规定时间内完成实验。综合设计性实验由于难度最高,可让学生用软件仿真出电路原理图,然后制作PCB板,实现电路实物。课程开始时教师讲授的时间不易超过15min,主要帮助学生完成对实验的理解,思路的建立。实验方案的设计、实验电路的搭建及问题的排解,要有学生自主完成。在实验进行中,教师和学生各自的定位要准确,教师主指导,注重培养学生的实验兴趣。在整堂实验课中,要让学生体现主动性,感受到“做中学”的乐趣。由于实验内容大部分为设计性实验,如果纯粹依赖实验指导书进行教学,较难达到培养学生电路设计能力的目的。因此在现阶段,采用项目驱动法来开展实验教学,具体做法为:开学初把数字电子技术实验的所有实验项目以电子文档的形式发送给学生,每个设计性实验只提供设计任务、设计要求和可供参考使用的芯片种类,设计方案和电路原理图由学生自主完成。这样既可以改善学生的懒惰思想,又可以实现课前预习、培养学生查阅参考文献的和初步设计的能力。对于学时较长和难度较大的实验项目,2～3名学生可组成小团队,团队成员在参阅大量参考文献后进行小组讨论,多次讨论后确定设计方案。在电路构建及测试过程中,每个成员都必须积极参与,教师也给予一些必要性的指导。经过两年的实践发现,该实验教学方法有效增强了学生的自主学习能力、分析问题及解决问题能力、自我管理能力、团队合作能力和创新实践能力。每次实验完成之后,学生不仅对相关知识有了更深刻的理解,也获得了满足感,极大提高了学生参与实验的兴趣。

3实验室教学管理改革

对于任何一个实验项目,都允许并鼓励学生之间相互交流,教师作为引导者虽不过多干预学生的实验过程,但是也积极关注他们的实验进度,认真聆听他们的实验想法,适时给出建议,甚至和学生进行热烈讨论,帮助他们构建更正确的实验方案。当学生搭建的电路不能正常工作时,不过多责备,反而是启发他们自己寻找问题的所在,鼓励学生多思路分析问题。因此,实验室的氛围既严谨又活跃,绝大部分学生都非常专注的投入到实验中,实验效果理想率可达到95%以上,实验数据抄袭的现象非常少。

4实验考核方式改革

很多学生不重视数字电子技术实验教学的原因之一就是其考核方式不太合理,实验成绩要么只占数字电路课程成绩的百分之二十,要么只由实验报告的成绩和平时考勤成绩组成,导致有些学生认为只要期末考试卷面成绩高就行,实验做不做问题不大,有些学生虽然每次实验都出勤,但是在实验室并不认真做实验,实验报告抄袭他人。基于这些现象,近两年本院生物医学工程专业开展的数字电子技术实验考核方式做了如下改革。

(1)电子技术实验单独为一门课程。该课程成绩中模拟电子技术实验成绩占50%,数字电子技术实验成绩占50%。就数字电子技术实验成绩而言,平时出勤率仅占10%,实验过程中的表现占40%,系统设计实验考核成绩占30%,实验报告成绩占20%。因此,学生的实验态度与实验能力最大程度上决定了其课程成绩。这就使得绝大部分学生能以正确、积极的态度来对待实验课程,并尽量通过自主努力完成实验。

(2)系统设计实验项目考核时,分模块考核。比如在《交通灯控制电路设计》实验项目中,总分100分,完成时钟信号源电路模块,得10分;完成定时器模块,得25分;完成控制器模块,得40分;完成译码驱动器模块,得15分;设计方案阐述和回答教师提问部分完成,得10分。这样不仅避免由于电路硬件原因导致电路系统最终实验效果不理想而得零分,打击学生信心的情况出现,又可以让学生在实验过程中能逐级测试电路,保证最后的电路系统效果理想,且对学生的团队合作能力和答辩能力进行了培养。

5结语

第4篇：数字电路实验报告范文

关键词：虚拟实验室；Proteus；单片机应用

1Proteus简介

Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及器件。它是比较好的仿真单片机及器件的工具。虽然国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是现今世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等。

Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真件），从原理图布图、代码调试到单片机与电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。

Proteus软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。这些功能是：

（1）原理布图；（2）PCB自动或人工布线；（3）SPICE电路仿真。

革命性的特点：

（1）互动的电路仿真

用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。

（2）仿真处理器及其电路

可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，再配合显示及输出，能看到运行后输入输出的效果。配合系统配置的虚拟逻辑分析仪、示波器等，Proteus建立了完备的电子设计开发环境。

2虚拟实验室构建

LabcenterElectronics公司开发的Protues软件，是唯一一种能进行各种处理其实时仿真、调试和测试的EDA工具。其具有实现数字电路、模拟电路及微控制器系统与外设的混合电路系统的电路仿真、软件仿真、系统协同仿真和PCB设计等功能。是目前世界上最先进、最完整的嵌入式系统设计与仿真平台。KeiL Vision2软件。该软件支持众多不同公司的芯片及编辑、编译和程序仿真等于一体，还支持PLM、汇编和C语言的程序设计。选用Proteus来构建虚拟电子实验室，只需建立一个计算机局域网，由一台服务器，一台教师机和若干台学生机（可根据班级学生数确定）组成。在服务器上安装Proteus+Keil并进行相关设置，还可根据需要开发实验教学指导系统。一旦建立起局域网Proteus虚拟实验系统，就无需添置任仪器仪表和耗材，达到无损耗的实验系统。

建立Proteus虚拟实验室具有极大的可行性和现实意义。现有高等学校都拥有相当数量的公用计算机，具有校园网和实验室局域网平台资源。Proteus可在Windows98/NT/2000/XP/2003等操作系统环境下进行，其操作界面与Windows下的软件很相似，学生己具备学习和使用Proteus的基础技能。

在Proteus虚拟实验系统中可开发各类电子及单片机应用系统实验。包含模拟电路、数字电路和微处理器系统在内的仿真实验，并且不受任何元器件及工具条件的限制。可以说，能使教学进入到一个无约束，可随意进行创新开发设计的虚拟世界。

虚拟实验室可以采用局域网进行多媒体教学，通过教师机对学生机方式教师可以同步演示电路图，并讲解其原理。根据电路原理图的元件需求，学生可以在元件库中找到相应的虚拟元件。整个实验结束后，学生将数据输入到电子实验报告系统中，系统会自动生成实验报告，然后将实验报告发送到主机，整个实验教学结束。同传统的实验教学相比，采用虚拟实验室教学，效率更高，教师同学生的互动性更好。

3在Proteus虚拟实验室进行实验项目的过程

在Proteus虚拟实验系统进行实验或综合性、设计性实验项目，可以使原理图设计、元器件选择，性能测试，系统功能动态仿真，实验结果的分析与实验报告生成一个工程项目完整过程一气呵成，使学生真正感受到生动、创新的乐趣，激发学生自动创新的兴趣。彻底改变了传统电子系统设计迷茫，反复，甚至全盘失败的枯燥过程。基于Proteus虚拟实验系统实验过程，可按图1所示流程进行。

有很多的电子设计与仿真软件，如Orcad， Protel， Mutisim， Pspice等。这些软件可以做频率响应、噪声分析等工作，但在做元件实时行为分析时效果却不够理想。而Proteus不仅具有上述软件的仿真功能，还可以对各类单片机、ARM7进行实物模型的行为仿真，仿真图形逼真清晰，并可以将实时仿真的结果以各种格式输出。

参考文献：

[1]单美贤.虚拟实验系统在教学中的应用探析[D].南京：南京师范大学，2002.

[2]朱敏.虚拟实验与教学应用研究[D].上海：华东师范大学，2006.

第5篇：数字电路实验报告范文

关键词：虚拟仿真技术；电子技术信息化教学；Multisim仿真软件

大多数高校的工科专业都开设有电子技术课程，该课程是一门理论性和实践性都非常强的课程，需要学生扎实掌握电路原理和分析方法，具备模拟和数字电路的分析设计能力。面对日新月异的新技术和新知识，转变教育思想和教育观念，用新的理念改革教学内容和教学方法，特别是在新工科背景下推进实践教学改革[1]，从而培养工程实用型人才，一项重要的举措就是增加实践教学环节的学时，锻炼学生的实践能力。但是，一方面，受到教学条件和课程设置的限制，无法保证学生能够随时进入实验室；另一方面，传统实验不够灵活，固化的实验项目限制了学生的创造性。因此，很多学校引入了虚拟仿真技术，如电力电子实验仿真平台[2]。还有学校将虚拟仿真技术与教学平台相结合，建立了虚拟仿真实验中心，如林业技术装备虚拟仿真实验中心[3]、电子信息技术虚拟仿真实验平台[4]。本文对如何充分利用信息化教学手段，结合虚拟电子仿真技术进行研究，以期达到提高学生实践能力的目标。

一、电子技术信息化教学概述

电子技术一般分为模拟部分和数字部分，其中模拟部分理论性较强，数字部分实践性较强。对于计算机专业的学生，理论教学多为52学时。很显然，如果学生想牢固掌握知识内容，仅靠课上教学是不够的，学生还需要课下预习、复习和动手实操。为了更好地指导学生进行课下的学习，笔者建设了电子技术网络课程，方便学生自学和复习。笔者针对教学中的重点和难点，录制微课，上传至网络平台，并与学生在线交流。架设实验教学管理服务器，方便学生提交实验报告和结果。在实验教学管理系统中提交的实验结果需要学生在课下完成，引入虚拟仿真技术，学生即可灵活地利用课余时间完成实验预习和实验练习任务。

二、Multisim仿真软件

Multisim是一款非常优秀的仿真软件，利用该软件能够进行板级的模拟和数字电路仿真。该软件比SPICE简单，容易上手，并且该软件功能强大，提供了主流电子器件商生产的超过17000种电子元件。最重要的是，在学生预习和复习阶段，引入Multisim仿真软件不仅能节省大量的电气元器件、实验器材，还为实验提供了安全保障[5]。

三、虚拟仿真技术在电子技术信息化实践教学中的具体应用

在教学中引入虚拟仿真软件，一方面能够让学生拓宽知识面，锻炼其自主学习能力；另一方面满足了学生课程学习的需求。通过网络平台布置预习和练习任务，学生在实验管理服务器上提交结果，达到提高实践动手能力的目的。如图1所示，为虚拟仿真技术在信息化实践教学中的应用场景。下面，笔者以Multisim为例，通过两个实验说明虚拟仿真技术在信息化实践教学中发挥的作用。例如，在进行模拟部分的集成运算放大器实验时，封闭的实验箱仅能锻炼连线等操作，参数调整不方便直观。学生在实验过程中不理解原理，一节实验课变成了实验仪器练习使用课。笔者首先将放大器实验给学生，让其利用Multisim设计如图2所示的仿真电路进行预习，这只需花费很少的时间。通过更换信号源V1，可实现多种直流信号、交流信号的反向放大。调整电阻R3和R1的值，改变反向比例参数的值，学生可以直观地验证反向比例系数。在输出端，学生可以通过示波器、万用表等多种虚拟分析仪器，对结果进行分析和显示。又如，数字电路的实验安排在模拟电路实验之后，传统实验方法是使用不同实验箱分别完成模拟和数字实验，学生还没有完全熟悉一项实验设备就要更换另一种。利用虚拟仿真软件则可以非常容易地实现数字电路结构的仿真，有很好的连贯性。如图3所示，为使用Mul－tisim实现六十进制计数器电路，该级联计数器实验需要较多的连线操作，学生不熟悉实验设备和原理很容易造成课上时间的浪费。如果通过设计如图2所示的虚拟仿真电路，学生就可以充分理解电路原理，学生再进行实物实验时，就可以加快连线速度，取得较好的实验效果，大幅提高学生的实验效率和质量。

第6篇：数字电路实验报告范文

一、电子技术实验教学中存在的问题

1、传统实验教学主要以基础的验证实验为主，学生在规定的时间内（一般两课时），按照指导书上的内容和步骤做实验，教师主要指导学生根据理论所学的原理，按照实验指导书的操作步骤，连接电路图，测量数据，观察波形，记录数据，填写表格，学生在实验过程中基本上只是跟随教师的步伐按部就班地去做，没有创造性的思维和举动。很多学生虽然实验的正确性、实验速度提高了，但做完实验甚至都不明白做了些什么，课下也只是被动地应付完成一份实验报告，而对于每个项目的具体实现方法，设计原理，却知之甚少。很少有学生去针对每次的实验内容，提前预习，主动地去了解元器件和具体分析电路图，学生只能是被动的去动手，没有对实验结果去分析或提出改进措施。即使增加了几个设计性的实验，也大多由教师提前将设计内容告知学生，并没有真正的调动学生的积极性和创新能力，缺少学生自己思考分析的环节，综合能力没有得到提升。这种实践教学方法只是流于形式，不利于培养学生的动手能力、综合运用知识和分析问题的能力。

2、课程的综合考核成绩虽然由理论考核和实践考核成绩构成，但由于理论考核采用试卷考试形式上比较公正客观，而实践环节的考核主要以学生平时的实验报告为主要考核依据，造成有的学生不注重实验的过程而只注重实验结果，实验过程中多忙于记录实验数据，很少钻研问题，没有带着问题去学、去做实验；个别学生甚至上课不认真做实验，在一旁观望，等别人做好了抄别人的数据，因此大多数情况下并没有真正的对实践进行考核，只能给出印象分，学生只要按时到课做实验不管做的效果如何基本上都会通过，因此学生比较重理论而轻实践。

3、对于课程结束后的集中实训环节，一方面由于学生平时实践能力较差，电路板的元件焊接过程中必然存在着元件和电路板的损坏；另一方面学生不能经历原理分析、元器件安装及调试，学生的感觉并不好。

二、实验教学模式改革的重要性和必然性

在高等职业教育中培养学生的创新精神和创新能力是教学改革的核心目标，而实践和实验教学作为学校教学体系的重要组成部分，是培养学生实践能力和创新能力的关键环节。应充分认识实践教学环节在高职教育中的重要性，改变目前实践教学在教学中的从属性和纯验证性。按照高等职业教育以就业为导向、以能力为本的职业技能培训的角度，根据专业确定的职业岗位群，紧密结合地方经济发展状况，依托企业开发课程体系。对实验教学进行重新组合，以培养高素质人才为主，建立新的实验教学体系。树立“学生为主体，教师为主导”的教与学的关系，提倡学生在教师的指导下自行设计的实验教学方法。为了提升学生创新实践能力，必须对现有的教学与模式进行改革。

三、改进方法

1、将理论教学与实验教学进行整合，以项目的形式进行知识的讲授和实验操作，让学生从简单的子项目开始边学边做，通过项目的实施改变理论知识与实践相脱节的问题。采用项目教学法，使每个学生都能带着项目去学习，同时在项目的实现过程中加深理论知识的理解和掌握。在项目的设计上，注意从简单到复杂，从单一到综合的逐步递进，这样即能符合学生探求知识的认识规律又能提高学生的学习兴趣，从根本上转变学生不重视实践的思想。

2、根据学科发展和实验对象的不同，及时更新实验内容和实验大纲，编写了任务书形式的实验指导书。实验内容的选题根据学时的要求，涵盖基础类实验、综合类实验和提升类实验，同时也鼓励学生在课余时间自主思考，自主设计选题。学生可根据实验任务要求，从所提供的实验器件里选择合适的器件，自行设计出符合要求的实验电路图，拟定出测试方案，最后再到实验室进行连接、调试，调试成功后按要求写出完整的实验报告。由于实验项目与实际生活紧密相关，所以激发了学生做实验的兴趣，提高了学生做实验的主动性。

3、充分运用现代化教学手段，在教学中引入EDA软件，利用EDA软件强大的仿真功能进行电路系统的仿真、演示等。打破了传统的“动手”、“实物”实验理念，利用学院较好的电子设计环境，为课程设计提供良好的条件，通过虚拟仿真软件，让学生自己去完成一个项目的综合设计，通过观察分析实验结果，及时地验证电路设计是否正确、合理。启发学生的多向思维和设计思路，充分发挥学生的主观能动性，激发学生的创造灵感和创新欲望。这样既能提高学生学习的兴趣，又能使学生在掌握本课程内容中提高了应用计算机的能力，掌握了先进的设计方法，提高学生的动手能力，取得了很好的教学和实践效果。

4、为真实全面地对学生的知识、能力和素质进行全面评价，实验成绩的评分从实验的不同方面综合考核，主要由平时考核和期末考核两部分组成：期末实验总成绩=平时成绩（60%）+期末成绩（40%）。其中，平时成绩由预习报告完成情况、课堂实验操作能力、课堂纪律、实验中是否安全用电、课后实验报告完成情况来决定：（1）实验预习10%；（2）实验操作25%；（3）实验纪律10%；（4）实验报告10%；（5）实验安全（5%），期末考试采取分组考试形式，考试内容包括学生平时实验操作过的所有实验项目，考试时由学生抽签决定考哪个，由于抽签的随机性，学生有可能考到任何一个实验项目，所以极大地调动学生平时做实验的主动性与积极性。

四、结束语

通过电子技术实践教学模式的改革，有效地解决了理论教学和实践教学相脱节的问题，彻底转变了传统的课堂教学和实践教学相分离的教学方法。从分析实验原理、电路连接与调试、实验记录、数据处理、小组汇报到实验报告，每个步骤或实验项目的完成学生都能看到自己的学习成果，学生的学习主动性比以往有了极大的提高，实验效果有了明显的改善，因此，优化实验项目，改善教学方法，加强学生的动手能力和创新能力，是培养高素质人才的迫切要求。

参考文献

第7篇：数字电路实验报告范文

关键词：综合设计实验；教学性试验； 实验教师

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-0992（2010）08-0240-01

一、背景

一直以来，我国的实验教育本着提高学生学习积极性，让学生学会验证理论知识，以及提高学生动手能力的理念，大力开展各种教学性实验，总的来说，基本上是以演示实验和验证型实验为主。随着科技水平和教育水平的进步，单纯的以演示实验和验证型实验为主的老的实验理念跟不上时代的要求，这种由实验教师亲自动手操作，学生观看，或以现成的实验结果验证一个理论是否正确，并将它整理成实验报告的方式，使得学生只是走马观花，自身并没有很好的融入实验环境，没有取到的实验结果，而且严重制约了学生的创新能力和动手能力的培养，禁锢了学生的思想，阻碍了学生的进步，于是综合性、设计性实验走入了大学教育之中。教育部明确指出：“要改革实验内容，减少演示性、验证性实验，增加工艺性、设计性、综合性实验。”各种设计性、综合性实验如雨后春笋般发展了起来，从基础课实验，到专业课实验，一片欣欣向荣的景象。

二、综合设计性实验的思路

单纯的综合性实验或者设计性实验并不能很好的满足提高学生水平的需要，而把两者结合将更好的训练学生思考问题解决问题的能力，提高学生的综合水平。

综合设计性实验是由教师选择较为成熟的课题，通过学生自主思考，查阅资料，结合多方面多课程知识，独立完成实验项目，并提出心得及对此实验的意见。

综合设计实验将综合性实验和设计性实验的优点结合在了一起，一方面，它给学生提出了更高的要求，即要求学生能灵活运用多学科多方面的知识，大大提升了学生实际应用知识解决问题的能力；另一方面它要求学生独立思考，查阅资料解决问题，培养了学生创新能力，锻炼了学生的思考能力。

三、综和设计性实验的实际运用

总的来说，综合设计性实验对学生的要求比较高，一方面，要求学生对多门课程，多学科知识有一定的研究，保证在实验中能灵活应用各种知识，另一方面，学生需要在实验所涉及的主要一个或几个知识点上有较为深入的研究和思考，使得学生在面对问题的时候能通过努力，找出解决方案。所以，这种实验多适用于专业课实验或是专业基础课实验，而且，最好在学生做此类实验之前，应该对所要涉及的各方面知识都及其相应的实验都有较为深入的了解。

现以笔者所在的电子电工实验室为例。电子电工实验，一方面是很多工程专业的基础课实验，另一方面可以作为电专业或者电气专业学生的专业基础课实验。作为电专业或者电气专业的学生，他们必须深入了解电的各种基础知识，包括电路原理，模拟电路以及数字电路，故而，可以在做数字电路实验的时候加入综合设计实验项目。一方面，作为设计性实验提高了学生思考问题，解决问题的能力；另一方面，在实际问题中，几乎都需要结合电路、模电、数电的知识，而学生以前的学习多是单独的课程学习，很少将这几科融合贯通来考虑问题，作为数字电路的综合性实验正好弥补了这一不足。笔者曾要求学生自主设计四人抢答器，包括电路的思路、设计和连接，既锻炼了学生的能力，也提高了学生的实验兴趣，一举两得，取得了成功。

四、实验的改进

随着电脑技术的飞速发展，越来越多的电学方面的问题需要在电脑上完成，包括电路的设计，安装，制造，检查等等，各种电学软件也发挥了巨大的作用，因此，对于综合设计实验，不妨可以采用EDA实验教学手段。

应用EDA技术是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上用硬件描述语言VHDL完成设计元件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化筒、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程、下载等工作，EDA技术的出现极大地提高了电子电路设计效率和可行性，减轻了设计者的劳动强度，总的来说有如下的好处。

1．学生不一定在规定的时间来实验室做实验，可在宿舍机房等地进行远程登录，根据自己的学习计划来完成电路的设计、仿真、参数的记录，如进行直流分析、交流分析、瞬态分析、傅立叶分析等。

2．评估元器件参数变化(包括故障)对电路造成的影响， 分析一些交流测量的电路特性，如进行噪声(N0I sE)、频谱(F0URI ER)、器件灵敏度(SENSITIVITY)、温度特性(TEMPERATURE)分析等。

3．元件损耗少、成本低。

4．功能巨大元件库内多种元器件可虚拟无数种电路，其内置仪器亦能读出各种电压、波形、电流等各种参数，还可设置短路、断路等故障，提高学习质量。

5．效率高、节约时间。

五、结束语

综合设计性实验较传统实验自由度大，对教师提出了更高的要求。它既要求教师要有更高的业务水平，以及时处理学生在实验中可能出现的各种问题，又要求教师能够寻找到更多的、合适的实验题目，既不能太难，使学生无从下手而阻碍了他们思考问题的动力，又不能过于简单，使学生没了积极性；实验项目可以更多的贴近生活，让学生在理论学习和现实生活中找到一些相通点。

综合设计实验的优点毋庸置疑的，如果能合理应用，将对现今的实验室工作有一个很好的推动作用。おお

参考文献:

[1]张起祥.综合性、设计性实验研究[J].黑龙江高教研究，2008.2.

[2]蔡莉莉，胡德志，彭涛.综合设计性实验对学生创新能力的培养[J].华北科技学院学报，2009.7.

[3]许媛媛，金忠秀，储成顶，等.开展综合设计性实验培养学生的科研能力[J].西北医学教育，2010.4.

第8篇：数字电路实验报告范文

1研究背景

许昌学院电气工程及其自动化专业在2019年通过国际工程教育专业认证，根据认证要求该专业所有课程要按照要求进行课程的教学及考核评价。数字电子技术实验是电气工程及其自动化重要的专业基础课之一，所肩负着实验技能人门和专业实验能力初步培养的双重作用[2]，是高等院校培养学生基本实验技能和工程实践能力的重要环节，不但要进行知识传授、理论验证，还要激发学生探索未知的兴趣、培养其独立解决问题和创新的能力[3]。我院电工电子实验教学示范中心数字电子技术实验室通过多年摸索学习，根据电气工程及其自动化专业认证的理念及要求，在数字电子技术实验课程中实施“项目驱动+过程考核”的教学改革，逐步建立了“模块化的项目驱动课程教学体系及多样化过程考核评价方案。针对课程改革方案，在18及19级电气工程及其自动化专业进行数字电子技术实验教学改革实施，实施效果表明，本课程对该专业的毕业要求起到了很好的支撑，成效显著，值得进一步完善和推广。

2“项目驱动+过程评价”教学模式的应用

按照电气工程及其自动化专业工程教育认证的理念和要求，数字电子技术实验室从项目驱动实验任务设计、考核评价对课程进行了教学改革，构建了模块化的项目驱动实验内容体系及多样化的过程考核。在2020及2021年春对照“工程教育认证”的要求，对18及19级电气工程及其自动化专业实施了全方位的课程教学改革与实践。

2.1数字电子技术实验项目驱动任务设计

根据工程教育认证的要求，“数字电子技术实验”课题组对原有课程体系内容进行重新安排，结合电气工程及其自动化专业实验教学大纲和学生情况，提出将课程实验教学内容通过5个项目模块来实现，并对每个模块进行任务分解，设计出对应的12个驱动任务，建立如表1所示的实验项目分解。

2.2多样化过程考核和评价体系构建

科学的考核体系不仅能够从客观公正对学生的实践能力进行评价，也能够进一步激发学生实验学习的积极性，提高学生的专业实践能力[4-9]。每个实验项目的考核和评价标准如表2所示，其中，实验态度包含课前预习、实验认真、不迟到早退及旷课、不玩手机；实验报告包括：内容完整、格式规范、条理明了、体会深刻；实验室安全与环境维护要求学生在实验过程中保持实验环境卫生整洁、结束后规范提交芯片、实验台及示波器电源断开、实验台整理及实验记录本填写。各项考核内容所占比例：实验态度10%，电路图设计及绘制15%、结果验收20%、问题回答20%、实验报告20%、实验室环境维护15%。老师依据每项考核内容对学生的实验表现进行等级评价，各个级别的评价系数设置如下：A为1，B为0.85；C为0.7，D为0.55，E为0.4，每个实验项目按照其难度和复杂度设置其不同的比例，实验1、2占5%；实验3、4、11、12各占7.5%；实验5～10各占10%。

3结语

通过对18、19级电气工程及其自动化专业的数字电子技术实验实施“项目驱动+过程考核”的教学改革，并与其他未实施改革的专业进行对比，本专业学生的实验技能、实验兴趣及实验原理的理解等方面等都有了极大的提升。为了更好地评价本课程对学生能力的培养，在课程结束后对全体学生进行了问卷调查。在2020及2021年的问卷调查中，“课程有助于对专业知识的扩展延伸”“课程提升了本人的专业实践能力”“课程极大地提升了个人创新能力”“课程培养了本人的团队协作精神”等4个方面的平均得分均在89～95之间。实践表明通过改革，实施“项目驱动+过程考核”教学改革后，数字电子技术实验课程对电气工程自动化专业的毕业要求起到了很好的支撑，成效显著，值得进一步完善并在本院其他电类专业推广。

参考文献

[1]何建新,何彪,何焰蓝,丁道一.精益思想在高等学校人才培养中的应用[J].高等理科教育,2012(04):15-19.

[2]李建霞,闫朝阳.工程教育专业认证背景下数字电子技术实验改革[J].实验室研究与探索,2017,36(01):156-159.

[3]厉旭云,梅汝焕,叶治国,富丽琴,夏强,陆源.高校实验教学研究的发展及趋势[J].实验室研究与探索,2014,33(03):131-135+197.

[4]陈静,李文鑫.项目驱动教学法在数字电路实验教学中的研究与实践[J].软件导刊(教育技术),2017,16(08):28-29.

[5]李梦.数字电子技术实验的教学实践[J].集成电路应用,2022,39(02):160-161.

[6]王革思,周天,潘大鹏,高明生,李杨.基于探究式教学的“数字电子技术”实验案例设计[J].实验技术与管理,2017,34(02):166-169.

[7]叶成彬.数字电子技术渐进式实验教学改革与实践[J].微型电脑应用,2021,37(11):86-89.

[8]张辉,樊亚妮.基于VivadoHLS的数字电子技术实验课程教学实践[J].集成电路应用,2021,38(11):102-103.

第9篇：数字电路实验报告范文

1．1影响认知结构的根本因素是计算思维

学习迁移的目标是处理问题、解决问题能力的培养。计算思维强调的是问题模型化的能力，将问题逐步分解抽象成计算机能够自动处理的能力。计算思维是信息时代人们学习的基本素质，是应用计算机技术解决问题的客观思维模式。人们运用计算机来解决问题是对人类活动过程的抽象模拟。人类往往是先提出问题、明确问题，然后提出假设、检验假设。而计算机解决问题则是从具体的问题抽象出一个适当的数学模型，设计算法，然后编码执行，验证结果。计算思维能力要求学生具有层次抽象的能力以及层次细化的能力，这决定着学生在信息领域发展的空间和深入的程度。

1．2计算机硬件学习过程的

3个阶段计算机是由硬件、软件系统构成的复杂数字系统。硬件教学的目标在于数字系统的设计。EDA（elec－tronicdesignautomation，电子设计自动化）技术将传统的手工布线式电子电路设计方式改为计算机自动地完成。设计者完全从系统布局、器件连接布线、调试与仿真等工作中解放出来，工作重心集中在设计上，即从系统分析、算法、协议等开始利用设计数字系统，具有可以通过软件编程对硬件结构和工作方式进行重构特点的可编程逻辑器件，使得硬件的设计就像软件设计一样便捷。在虚拟仿真实验环境中，如果没有器件管脚、信号、布线、电路图等基本概念就直接面对EDA设计数字系统，也会由于理论与实践的跨度太大而无从下手，难以应付，根本谈不到理论的应用，更谈不到对学科的认知。依据教育部计算机教指委制定的专业指导规范，IEEE－CS及ACM指导计划，硬件课程设置包括“数字逻辑与数字系统”、“计算机组成”、“汇编语言程序设计”、“计算机接口技术”、“计算机维护”、“计算机体系结构”。要求结合数字电路的发展史，遵从循序渐进、逐步深入的原则，将3个学期要求的能力培养目标按抽象化程度分成3个阶段实现，依次是：要求学生掌握数字系统的电路原理图设计；利用可编程逻辑器件软件化设计；利用集成芯片实现设备扩展。这3个阶段分别对应数字系统设计的3种方法，虽各有特点但互不冲突，原理图非常直观，便于学生建立硬件系统的感官认识和体系模型，有利于组件式软件技术开发的转型。

2基于学习迁移的计算机硬件教学改革

计算机硬件教学要求学生利用软件技术设计出能运行自己系统的计算机。这个任务要求学生自主完成，通过学习迁移，激发学生的潜能。学生自主完成学习的迁移，需要对计算机硬件教学进行改革

2．1以学生“计算思维”为核心的教学体系构建

计算思维强调的是计算模型的抽象以及计算过程的自动化，因此，硬件的“计算思维”也就体现在问题求解的部件及计算模型建立和自动处理序列的实现。这种能力的迁移离不开科学的教学体系支持，离不开教学过程诸要素，也离不开知识结构、教学内容、教学方法、教学过程设计和教学效果评价的有机结合。第一，授课前，细化课程间的教学脉络，抽象出技术应用模型、问题求解可计算性模型和规范化的方法论，突出教学层次性，修订了教学大纲、教学内容和实践环节。第二，授课中，规范课堂教学中选用的例子，将抽取的数字系统设计与分析的方法融入每一个实例，有意地训练学生硬件级进行问题描述、设计算法、评价结果的能力。实验教学中，开发实验素材采取验证性与设计性实验并举的教学模式。验证性实验引导学生掌握基本原理和基本技能，熟悉开发工具；设计性实验以项目驱动模式要求学生通过阅读文献，自己设计选题，写出设计方案，编写具体代码，自己调试并解释运行结果。第三，考核中，实验与综合题目相结合，考查学生的应用能力。

2．2以学生为中心的教学方法的改革

以学习迁移理论为指导，学生的学习过程是一个积极主动、自我迁移的过程。在教师的教授和学生的学习过程中，让学生做课堂的主人，积极参与知识传授的过程和学习迁移的过程，培养学生的自我学习能力，有助于学生掌握知识点，进行正确的迁移。

2．3注重实践教学

学习的目的在于应用，是把学习的知识、技能迁移到新的情境中解决问题，计算机硬件课程要求学生将课堂所学的理论、技能迁移到实际系统的研发中，达到学以致用的目标。以数字逻辑课程设计为例，首先，选取的题目全部来自现实生活，如多功能计算器、交通灯控制器、空调控制器、洗衣机控制器、自动售货机、电梯控制器等。其次，明确要求底层用硬件描述语言实现，顶层采用原理图实现。第三，指导教师督促学生按照软件工程的思想规范化地开展工作，从需求分析、功能模块划分开始明确任务、解决步骤、部件设计、原理图设计和成果验收。最后，学生撰写实验报告。

2．4构建多元化的教学评价体系

学生学习效果一方面来自实验的成功，另一方面来自教师客观、积极、肯定的评价。鼓励学生去挖掘自身的潜力、克服学习的困难是教学的首要基本点。科学的评价机制在客观评价学生能力的同时应鼓励学生的学习热情。教学中，采取理论考试、实验报告、科技作品等相结合的多元化教学评价策略，同时融入形成性评价并及时反馈给学生，通过学习态势的感知进行学习调整。

2．5鼓励学生积极参加第二课堂

第一课堂是基础知识的积累，第二课堂是基础知识的拓展与运用。计算机硬件的学习应当把课堂知识迁移到各种技能竞赛、作品设计等活动中，依托第二课堂的活动，为学生的技能展示提供一个平台，学以致用，用以创新。只有让学生将所学知识用于实践，才能达到学习迁移的目的。

3结束语