模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革淺談

曹順 李玉琴 何戡

摘要： 實(shí)驗(yàn)教學(xué)在全面提高學(xué)生素質(zhì)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)的復(fù)合型人才方面有著極其重要的作用。作者從對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)識(shí)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法中存在的問(wèn)題等方面進(jìn)行了分析，并根據(jù)本院電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，提出了關(guān)于模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的幾點(diǎn)意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞： 模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)教學(xué)改革

1.引言

現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，使社會(huì)越來(lái)越需求具有創(chuàng)造能力的電子技術(shù)人才。因此，培養(yǎng)高質(zhì)量電子技術(shù)人才，以適應(yīng)21世紀(jì)對(duì)電子技術(shù)人才的需要，是擺在我們面前的歷史任務(wù)。模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是加深、鞏固學(xué)生所學(xué)理論知識(shí)所必需的一種教學(xué)手段和教學(xué)途徑，它是關(guān)系到學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的掌握程度，以及實(shí)驗(yàn)技能、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等眾多方面的一門實(shí)踐性課程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性是不言而喻的，目前各高校無(wú)不給予足夠的重視，我院已將其作為一門單獨(dú)開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課。但是，模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)在實(shí)踐中還存在一些問(wèn)題。我們依據(jù)我院電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，提出了關(guān)于模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的幾點(diǎn)意見(jiàn)。

2.提高認(rèn)識(shí)，獨(dú)立設(shè)課

2.1提高認(rèn)識(shí)

在“模擬電路”課程的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于理論教學(xué)來(lái)說(shuō)不是簡(jiǎn)單的附屬關(guān)系，不是僅僅起補(bǔ)充、驗(yàn)證的作用。若沒(méi)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)，純理論教學(xué)將是空洞、抽象而枯燥的，學(xué)生將很難理解其中的原理，更難以想象其中的電路結(jié)構(gòu)。從教學(xué)實(shí)踐中來(lái)看，絕大多數(shù)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)還是比較感興趣的，關(guān)鍵在于教師怎樣引導(dǎo)。所以，將模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性提到足夠的高度是教好“模擬電路”的必要前提［１］。

2.2獨(dú)立設(shè)課

為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，必須加大實(shí)踐環(huán)節(jié)的比重和力度，把傳統(tǒng)的輔助性實(shí)驗(yàn)提升到與理論教學(xué)相當(dāng)?shù)牡匚?。為此我院把?shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)從課程中分離出來(lái)獨(dú)立開(kāi)設(shè)，稍滯后于理論教學(xué)進(jìn)行授課，模擬、數(shù)字總課時(shí)為32個(gè)學(xué)時(shí)。實(shí)踐表明:實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)課不僅加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，促進(jìn)了理論教學(xué)，在培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和動(dòng)手能力方面收效顯著，同時(shí)也加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍建設(shè)，使電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室真正成為提高學(xué)生綜合素質(zhì)的場(chǎng)所。

3.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

通過(guò)幾年來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，我們認(rèn)為，應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所面臨的實(shí)際問(wèn)題有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容應(yīng)跟上相應(yīng)專業(yè)的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)教學(xué)課與其面向的專業(yè)密切相關(guān)，這也是專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一個(gè)顯著特點(diǎn)。專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容是為配合相應(yīng)專業(yè)或?qū)I(yè)基礎(chǔ)課程而設(shè)置的，應(yīng)反映專業(yè)的最新發(fā)展。因此，只有對(duì)原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)?shù)?、合理的調(diào)整和更新，去掉一部分陳舊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，適當(dāng)增加一些反映本專業(yè)的新的內(nèi)容，才能跟上社會(huì)需求的發(fā)展。

實(shí)驗(yàn)教材中，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)占有較大的比例，而實(shí)驗(yàn)內(nèi)容又多是服務(wù)于理論教學(xué)設(shè)計(jì)的。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多不利于激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情，致使實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式化、程序化，失去實(shí)驗(yàn)課的本意——培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)用已有知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和勇于探索的科學(xué)精神。學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)和獨(dú)立工作的能力在實(shí)驗(yàn)課中并沒(méi)有得到有效的鍛煉和提高。這可能也是學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課的原因之一。為了訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，我們打破了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)為理論教學(xué)服務(wù)的觀念，精設(shè)教學(xué)內(nèi)容，壓縮驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的教學(xué)時(shí)數(shù)，增加自擬性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)及研究性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。

對(duì)于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，為了提高教學(xué)效率，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)課中對(duì)2008級(jí)創(chuàng)優(yōu)班學(xué)生嘗試新的教學(xué)方法，即模塊式教學(xué)。就是將實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的內(nèi)容分為若干模塊，每一模塊除規(guī)定的基本要求和學(xué)時(shí)限制外，對(duì)于實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的順序、進(jìn)度等不作具體要求，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也可以有不同選擇。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師除了在每一模塊實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前對(duì)實(shí)驗(yàn)基本要求和注意事項(xiàng)作重點(diǎn)指導(dǎo)外，不再對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)作具體講解。這樣就節(jié)約了實(shí)驗(yàn)時(shí)間，改變了長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)學(xué)生偏重單向知識(shí)灌輸，對(duì)能力培養(yǎng)注重不夠的問(wèn)題，將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)緊密結(jié)合，提高并培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神［２］。

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中嚴(yán)格要求學(xué)生，具體做法是:每次實(shí)驗(yàn)前首先由實(shí)驗(yàn)教師提出本次實(shí)驗(yàn)的目的和要求，指出需要鞏固的理論知識(shí)，然后學(xué)生撰寫詳細(xì)的預(yù)習(xí)報(bào)告。教師在實(shí)驗(yàn)前檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告，讓學(xué)生清楚地知道正在進(jìn)行的工作。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師抓住實(shí)驗(yàn)中典型故障，講解相應(yīng)的消除方法，對(duì)于線路連接、測(cè)試步驟等一些問(wèn)題要求學(xué)生獨(dú)立思考自己解決。這樣打破了原有的實(shí)驗(yàn)大部分是在老師的幫助下完成的舊有模式，一學(xué)期下來(lái)，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率，并培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。

4.教學(xué)手段多樣化、現(xiàn)代化

教學(xué)手段多樣化、現(xiàn)代化不僅能使教學(xué)效果實(shí)時(shí)化、現(xiàn)實(shí)化、形象化，而且能在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的同時(shí)減輕教師的負(fù)擔(dān)，使教學(xué)質(zhì)量明顯提高。因此，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)要采用多種先進(jìn)手段進(jìn)行教學(xué)，如多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)等。

4.1驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革

模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)緒論及常用電子儀器的原理和使用等幾個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，可采用多媒體教學(xué)形式，使原本比較枯燥的內(nèi)容通過(guò)3D動(dòng)畫影視變得生動(dòng)直觀，使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較多的知識(shí)。幾位老師通過(guò)共同努力，現(xiàn)已將常用電子儀器（電壓表、示波器、信號(hào)發(fā)生器等）、元器件的識(shí)別方法和常用門電路的功能驗(yàn)證等幾個(gè)實(shí)驗(yàn)做成了3D動(dòng)畫片。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用多媒體技術(shù)，既節(jié)省了教師的授課時(shí)間，又提高了學(xué)生們對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解和掌握的效率。

4.2設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革

目前計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)在高校應(yīng)用的較為廣泛，它可以充分發(fā)揮個(gè)人的想象力，對(duì)電路進(jìn)行模擬、分析、計(jì)算和調(diào)試，并利用虛擬儀器進(jìn)行功能分析實(shí)驗(yàn)。這種實(shí)驗(yàn)方式不僅提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣和實(shí)驗(yàn)效率，而且避免了實(shí)驗(yàn)電路不合理所造成的故障頻繁、實(shí)驗(yàn)元件的損壞，同時(shí)不受實(shí)際儀器設(shè)備的限制就可以完成實(shí)驗(yàn)，特別是可以隨意改變電路參數(shù)，觀察其對(duì)電路的影響，訓(xùn)練了學(xué)生分析、判斷、設(shè)計(jì)和調(diào)試的能力。

2010至2011學(xué)年，我院將Multisim仿真軟件應(yīng)用到了模擬電子技術(shù)的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中。Multisim仿真軟件保留了EWB軟件的所有功能，保留了EWB軟件的形象直觀等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)大大增強(qiáng)了軟件的仿真測(cè)試和分析功能［３］。Multisim提供了大量的分立元件和集成電路元器件，還提供了各種豐富的調(diào)試測(cè)量工具，而且各個(gè)器件和測(cè)試工具的應(yīng)用次數(shù)沒(méi)有限制，是一個(gè)開(kāi)放性的仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以任意搭建實(shí)驗(yàn)電路。在具體的單管放大電路、負(fù)反饋放大電路和運(yùn)算電路等幾個(gè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，先讓學(xué)生們?cè)贛ultisim軟件中仿真，然后在實(shí)驗(yàn)室中動(dòng)手搭建電路，取得了非常好的教學(xué)效果，受到學(xué)生的歡迎，大大提高了學(xué)生們學(xué)習(xí)的興趣和主動(dòng)性。因此功能強(qiáng)大的Multisim仿真軟件非常適合模擬電子技術(shù)課程的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。

4.3綜合性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方式的改革

綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)課中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的核心部分。但綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)二者是密不可分、相輔相成的關(guān)系，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)著重于基本能力、基本實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練，綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皠?chuàng)造型思維，二者不能相互取代，所以綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)不應(yīng)效仿驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，而應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)新方法、使用新器件、大膽設(shè)計(jì)、突出新穎、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，指導(dǎo)老師給出綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的題目和任務(wù)書，其他的電路設(shè)計(jì)、器件選型等所有的工作均由學(xué)生自己獨(dú)立完成，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)學(xué)生上交自己的論證方案、電路設(shè)計(jì)；之后，指導(dǎo)老師組織課堂討論交流，讓同學(xué)們互相學(xué)習(xí)、取長(zhǎng)補(bǔ)短；最后擇優(yōu)確定幾套方案，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室完成綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。

另外，實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革使一些動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生脫穎而出，他們更適應(yīng)這種主動(dòng)學(xué)習(xí)的方式，能夠在電路設(shè)計(jì)中提出多種方案并進(jìn)行比較。通過(guò)這種實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，這些學(xué)生已充分具備了參加全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽等科技創(chuàng)新活動(dòng)的基本能力。

5.結(jié)語(yǔ)

改革的實(shí)踐使我們深切體會(huì)到，相對(duì)于課堂教學(xué)的改革，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革不但要求教師投入更大的精力，而且要求學(xué)生充分發(fā)揮其主觀能動(dòng)性，同時(shí)，學(xué)校的經(jīng)費(fèi)投入對(duì)實(shí)驗(yàn)改革也十分重要。雖然我們已進(jìn)行了一定的努力和探索，但面臨學(xué)生人數(shù)多、經(jīng)費(fèi)不足等各種實(shí)際困難，實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革仍是一項(xiàng)非常艱難而又重要的工作。為了進(jìn)一步提高模電實(shí)驗(yàn)的教學(xué)質(zhì)量，我們將繼續(xù)加強(qiáng)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)改革，對(duì)其開(kāi)設(shè)方式、教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、考核方式等做進(jìn)一步的研究、改革和探索，為培養(yǎng)出具有科學(xué)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才而努力。

參考文獻(xiàn)：

［1］常春耘，路南.實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題及改革措施［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006，（2）：235-237.

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［3］鄭步生，吳渭等.Multisim2001電路設(shè)計(jì)與仿真入門與應(yīng)用［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2002.