电子技术基础实验教学模式的探讨

电子技术基础实验是电子信息科学与工程类专业的重要专业基础实验,它包括电路(及信号与系统)实验、模拟电子电路实验、脉冲与数字电路实验、高频电子电路实验及EDA实验等等。这些实验对于促进学生对相关理论知识的深人理解,启发学生进行自主思考研究,培养学生设计创新能力和科学素质具有十分重要的意义。近几年来,许多

电子技术基础实验教学模式的探讨
电子技术基础实验是电子信息科学与工程类专业的重要专业基础实验,它包括电路(及信号与系统)实验、模拟电子电路实验、脉冲与数字电路实验、高频电子电路实验及EDA实验等等。这些实验对于促进学生对相关理论知识的深人理解,启发学生进行自主思考研究,培养学生设计创新能力和科学素质具有十分重要的意义。近几年来,许多高校已在电子技术基础实验模式上改革了传统的做法,在实验结构、实验内容、实验方法和实验考核模式上进行了成功的改革尝试,取得了明显的成效。本文试图在学习兄弟院校教学改革经验的基础上,就电子技术基础实验中有关教学模式的几个问题谈一些粗浅的体会,以期抛砖引玉。

2实验结构的总体设计传统的电子技术基础实验结构通常是按课程的开设顺序从电路-模拟电子电路-脉冲与数字电路…逐一设置基本实验项目和课程设计实验,也就是主要围绕相关的理论课程来设计的一种实验模式,一般较少考虑到各实验课内容相互之间的衔接与综合。学生往往缺少大型的电子技术综合实验的训练机会,因而难以培养出综合电路设计的能力。目前许多院校的电子技术基础实验已经注意弥补这一不足,并且越来越重视大型综合设计实验的开设,将条块分割的实验整合成衔接更为紧密的实验结构,这种实验模式从基本实验到综合设计实验再到创新实验形成了一个层次分明的有机体,与学生科学素质、实验技能和创新能力的客观发展规律更为吻合,所以得我们给予特别的关注。

比如过去模拟电子电路、脉冲与数字电路等实验项目多数是按照理论课章节内容来设置,课程设计实验的内容也显单一和单薄,显然这一类实验结构已落后于当代学生科学素质、实验技能和创新能力培养的要求。现在新型的实验结构不仅是实验内容的深化、强化,而且还需要体现实验的系统性、综合性和创新性。许多高校这方面已走在了前面,在保证电子技术基础实验技能训练的前提下,突出了课程设计性实验和系统综合性实验的层次与地位,丰富了相关的实验内容。如在低频电子电路方面开设函数发生器、集成直流稳压电源、RC有源滤波器、音响放大器等设计实验;高频电子电路方面开设调频发射机收机和调幅发射机准收机等设计实验;数字逻辑电路方面开设多功能数字钟、数字频率计、数字电压表、示波器字符显示电路等设计实验,为学生的个性化设计提供了较大的选择范围。更有电子线路综合性设计课题如多路数据采集系统、步进电机驱动控制系统、多路遥控发射准收系统等,不仅融合单片机应用技术于其中,而且在基础实验和科学研究之间为学生架起了一座重要桥梁。因此,在新型的实验结构中,除必要的基础性和验证性实验外,加大设计研究性实验和系统综合性实验的比例是非常重要的。

3关于软件仿真实验计算机和多媒体技术使传统的实验方法和手段发生了重要变革,基于EWB/PSPICE及VI等软件的仿真实验无疑带给实验教学一片新的天地。这种新颖的实验手段不仅能节省大量实验室硬件资源,提高实验效率,把实验平台延展到实验室以外,而且有利于多种实验方案的比较和优化,实现学生在实验教学中的自主性、创造性和开放性。更重要的是实验观念上的更新,拓宽了学生视野,充实了知识结构,掌握了一种科学实验的新途径。所以软件仿真技术在实验教学中具有多方面的独特优势。

但是正如许多专家所指出的,软件仿真实验也存在着明显的局限性。首先是缺少物理现实的直观感知,即对常用电子仪器仪表、常用电子元器件的实物认识和使用技能训练,多少给人以“画饼充饥”的感觉;其次,实际电路系统中各种干扰的影响在软件仿真实验中难以真实地反映出来,尽管在软件中可以模拟一定形式的干扰,但毕竟和实际电路状态有很大差异,学生难以获得与消除干扰相关的知识及工程训练;另外还有:实际电路系统中,元器件参数的离散性、系统指标的控制精度和测量误差、元件和系统的各种故障现象等等也难以在软件仿真实验中完全表现出来。

综合上述分析可以看出,软件仿真实验不能全部替代硬件操作实验,而且前者的局限性又正是后者的优势。只有把软硬件两种实验模式有机地结合起来,才能优势互补,真正发挥出现代实验教学手段的价值,取得更好的实验效果。在目前时兴软件仿真实验的趋势下,应特别注意不要偏废或轻视了硬件操作实验。

4关于开放实验模式实行实验室开放是落实实验教学改革,建立以学生为主体的自主性、研究性实验教学模式,培养学生科学素质和创新能力的必要条件。这一点已成为所有高校教育工作者的共识,并作了许多相关的研究讨论,很多学校已取得了实施开放式实验的成效和经验。总体上说,实验室的开放是一项综合工程,需要在观念上、管理体制上作相应的更新变化,也需要在开放形式、内容和层次上按照学科特点和自身条件进行系统的规划安排。

就开放形式而言,主要是实验室在时间和空间上的开放,应该从工作日工作时间开放延伸到晚上、双休日和节假日全天候开放,另外还可以从课程实验室的开放延伸到建立电子技术基础综合开放实验室和学生自助式开放实验室,以有利于学生对实验的自主选题、自主设计、自主操作及自主管理。就开放内容而言,应该从实验项目、实验设备器材和实验资料等方面向学生全面开放。就开放层次而言,可以设置复习巩固型、综合提高型和科研设计型等层次。复习巩固型主要面向课程实验未按时完成而需要补做或希望巩固实验基础训练的学生,综合提高型主要是为便于学生完成电子系统综合实验和提高性选做实验,而科研设计型则主要是为学生参加课余科技活动、学科竞赛集训及导师科研项目等提供服务。总之,实验室的开放模式应该围绕提篼实验教学质量,激发学生创新意识的目标做精心的设计。

5关于实验考核模式目前的实验考核模式多数是根据实验报告和实际操作情况给出平时成绩,期末考试时再进行统一命题(随机抽题式)的实验理论考试和实验操作考试,*后再结合平时成绩评定总成绩。应该说这种方式总体上还是比较科学和规范的,比如标准比较统一,内容比较全面等等。但是在反映学生平时独立综合设计和创新能力方面却显不足。因此在实验考核中应该加人对学生创新能力的评价,比如在选做实验项目上按照难度系数和创新要求实行级差评分等。这种评价可以体现在期末的统一考试中,也可以体现在对学生平时独立设计实验成果的评估中。另外,还可以实行一定方式的“综合设计和研究实验”水平等级考试,通过考试者授予合格证书,从而充分体现出学生的综合设计和创新能力,并借以调动学生的实验积极性。

6结束语电子技术基础实验教学模式包含诸多方面的内容,要获得一个比较完善的方案,需要进行多方面的探索和实践。实验教学模式的改革,要突出学生的主体地位,培养学生的自主精神,充分调动学生的积极性、主动性。只有这样才能使学生的工程实践能力和创新能力获得比较全面的发展。

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