電工、電子實(shí)驗(yàn)室開放實(shí)踐教學(xué)的研究

何鑫　陳姝慧　魏銘辰

摘 要：目前，我國高等教育人才培養(yǎng)模式正趨向多樣化，強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育、通識(shí)教育、基本技能、技術(shù)培養(yǎng)，回歸工程教育，加強(qiáng)人文素質(zhì)培養(yǎng)，提高工程實(shí)踐教育。實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)是高校實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)應(yīng)用型、綜合型人才的良好過程。對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合性開放教學(xué)是教學(xué)理念和教學(xué)觀的深入和發(fā)展，也是實(shí)踐教學(xué)手段的進(jìn)步和提高，對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)的理工科工程型人才具重要意義。該文結(jié)合實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)在實(shí)踐教學(xué)改革中的一些具體措施，提出了改革實(shí)踐教學(xué)方式、方法與培養(yǎng)工程能力的問題，對(duì)相關(guān)專業(yè)提高學(xué)生的工程技術(shù)能力，培養(yǎng)高素質(zhì)人才具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：實(shí)踐教學(xué) 實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué) 工程教育 實(shí)踐創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）04（b）-0202-02

隨著高等教育改革的不斷深入，我國高等教育人才培養(yǎng)模式正趨向多樣化，強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育、通識(shí)教育、基本技能、技術(shù)培養(yǎng)，回歸工程教育（工程教育已經(jīng)列入我國職業(yè)化教育重點(diǎn)發(fā)展方向），在加強(qiáng)人文素質(zhì)培養(yǎng)，提高工程實(shí)踐教育方面愈加重視，但沒有比較成功的模式，還處于由過去的專業(yè)教育向通識(shí)教育、基本技能、技術(shù)培養(yǎng)教育轉(zhuǎn)型的過程中。怎樣在強(qiáng)調(diào)通識(shí)（才）教育的同時(shí)，解決好專業(yè)教育與實(shí)際工作應(yīng)用能力培養(yǎng)的矛盾，實(shí)驗(yàn)室開放實(shí)踐教學(xué)是高等學(xué)校特別是地方工科院校今后在人才培養(yǎng)模式改革上著重研究和實(shí)踐的課題。

1 創(chuàng)“新”觀念，明確目的

創(chuàng)“新”觀念就是以學(xué)生為本，樹立適合新形勢(shì)下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，并積極地與國家的發(fā)展、新形勢(shì)下的教學(xué)任務(wù)相輔相成，不斷改革與更新。

（1）在工程教育中，如何培養(yǎng)綜合性、創(chuàng)新型人才是我們高校教育工作者的一項(xiàng)重要工作。在歐美一些發(fā)達(dá)國家工程教育是很重要的課題，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐及創(chuàng)新能力放在教學(xué)的首位，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力貫穿整個(gè)本科教學(xué)之中；給學(xué)生提供實(shí)踐、動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使學(xué)生們能夠在學(xué)校期間就初步具備工程實(shí)踐技能和經(jīng)驗(yàn)。

（2）在教學(xué)大綱中明確提出對(duì)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力培養(yǎng)的目的要求，明確指出培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力是素質(zhì)教育的重點(diǎn)之一，確定培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的實(shí)施途徑。根據(jù)一些新課程實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，吸收國內(nèi)外課程改革的成果，進(jìn)行多元的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。確定培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的主要“載體”，即“開放實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備等教學(xué)資源、開放的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容”就是工程實(shí)踐活動(dòng)的內(nèi)容，積極地引導(dǎo)學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室來開展實(shí)踐活動(dòng)；增加研究性，創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)課題，使學(xué)生在實(shí)踐活動(dòng)中提高綜合能力。

2 實(shí)驗(yàn)室開放的目的

衡量高校對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)不是科研搞了很多，學(xué)生招了不少，重要的是高校如何育人，培養(yǎng)人才服務(wù)社會(huì)的能力。實(shí)驗(yàn)室開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)應(yīng)用型、綜合型人才的良好過程。

實(shí)驗(yàn)室開放實(shí)踐教學(xué)，是高等學(xué)校堅(jiān)持以知識(shí)傳授、學(xué)生能力培養(yǎng)、學(xué)生素質(zhì)提高三者協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念，堅(jiān)持以實(shí)驗(yàn)知識(shí)創(chuàng)新、實(shí)驗(yàn)技術(shù)和手段創(chuàng)新、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為教學(xué)宗旨。實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合性開放是教學(xué)理念和教學(xué)觀的深入和發(fā)展，也是實(shí)踐教學(xué)手段的進(jìn)步和提高，同時(shí)對(duì)培養(yǎng)高素質(zhì)的理工科工程型人才具重要意義。

3 電工、電子實(shí)驗(yàn)室開放是電工電子實(shí)踐教學(xué)的深入

長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)（省級(jí)示范）中心自從2010年以來，致力于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，深入開展了電工原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容的實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)，這種開放式實(shí)踐教學(xué)得到了同學(xué)們的認(rèn)可，特別是在電源設(shè)計(jì)、紅外線無線收發(fā)電路制作等綜合實(shí)驗(yàn)方面豐富了同學(xué)的理論水平，極大地增強(qiáng)了同學(xué)們的動(dòng)手能力，也為同學(xué)們的專業(yè)學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（1）電工、電子實(shí)踐教學(xué)的改革是教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式的改革。多年來電工電子實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容陳舊、形式單一。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在新形勢(shì)下開展多種形式的實(shí)驗(yàn)室開放實(shí)踐教學(xué)給學(xué)生進(jìn)行興趣愛好、工程實(shí)訓(xùn)、科技制作等活動(dòng)建立了平臺(tái)，并與社會(huì)實(shí)際接軌，為社會(huì)保障服務(wù)。

（2）在新形勢(shì)下，國家加大教育投入力度，特別是吉林省高校強(qiáng)省政策實(shí)施，高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備得到充分的保障，開展實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)活動(dòng)，使這些設(shè)備得到了充分有效的利用，為學(xué)生提供了創(chuàng)新型的實(shí)踐平臺(tái)。

（3）加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)。新形勢(shì)下的實(shí)驗(yàn)教師，應(yīng)是素質(zhì)高、能力強(qiáng)的綜合型實(shí)驗(yàn)人員。優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)師資結(jié)構(gòu)是當(dāng)今高等教育改革前行的方向，也是必然趨勢(shì)。

（4）實(shí)驗(yàn)室開放效果的進(jìn)一步拓展

1）是對(duì)長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)“十二五”發(fā)展規(guī)劃綱要的發(fā)展及深入；

2）是以“學(xué)生為本”的具體實(shí)踐，也是因材施教更好的方式；

3）充分利用了實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)資源，為同學(xué)們所應(yīng)用；

4）能夠提高同學(xué)們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；

5）培養(yǎng)同學(xué)們的科學(xué)思維觀，提高科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)。

4 培養(yǎng)工程型人才，建立實(shí)驗(yàn)室開放的良好機(jī)制

4.1 實(shí)驗(yàn)室開放實(shí)踐教學(xué)的總體規(guī)劃

（1）面向全學(xué)校的本本科生進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)教學(xué)；

（2）面向電子信息專業(yè)的本科生進(jìn)行綜合性實(shí)驗(yàn)、開放性實(shí)驗(yàn)；

（3）面向電氣、電子專業(yè)的本科生、碩士研究生進(jìn)行學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；

（4）面向?qū)W科建設(shè)，學(xué)生參與教師的科研活動(dòng)。

4.2 制度保障

（1）遵守具體的開放實(shí)驗(yàn)時(shí)間和完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；

（2）遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度和實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程；

（3）實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的預(yù)習(xí)；

（4）實(shí)驗(yàn)室要填寫實(shí)驗(yàn)記錄和設(shè)備使用情況記錄；

（5）認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)際操作和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

4.3 組織形式

（1）在規(guī)定時(shí)間內(nèi)公布具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的時(shí)間；

（2）確定參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生信息并發(fā)放實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書；

（3）按照開放的時(shí)間和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容組織指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，并批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告；

（4）負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的日常維護(hù)。

5 實(shí)驗(yàn)室開放內(nèi)容的總體設(shè)計(jì)

5.1 實(shí)驗(yàn)室開放實(shí)踐教學(xué)方法

按照基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)、綜合型實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)的多層次立體式實(shí)踐教學(xué)體系，采取“基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)統(tǒng)一式管理、細(xì)致式教學(xué)；綜合型實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)集中式管理、引導(dǎo)式教學(xué)；創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)開放式管理，啟發(fā)式教學(xué)”等管理模式，合理安排實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生獨(dú)立完成綜合實(shí)驗(yàn)等系列實(shí)踐環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

（1）基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)：教學(xué)內(nèi)容為基本電子器件的應(yīng)用性實(shí)驗(yàn)，電路由學(xué)生自行安裝與測(cè)試，培養(yǎng)學(xué)生電子器件基本應(yīng)用電路的安裝與測(cè)試能力，培養(yǎng)正確書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告的能力。同時(shí)運(yùn)用多媒體教學(xué)手段，演示電路的規(guī)范安裝與測(cè)試方法，授課與訓(xùn)練結(jié)合，從而加深學(xué)生對(duì)電子技術(shù)基本理論的理解，提高學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的興趣。

（2）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)：教學(xué)內(nèi)容為低頻、高頻、數(shù)字電路中各單元電路的設(shè)計(jì)及小系統(tǒng)設(shè)計(jì)。采用積木式、模塊化結(jié)構(gòu)，將設(shè)計(jì)的單元電路組合成小系統(tǒng)電路，完成應(yīng)用電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。采用CAI課件，適當(dāng)壓縮理論課學(xué)時(shí)，增加實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)，以中大規(guī)模器件為主，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行各種電子電路設(shè)計(jì)、裝配與測(cè)試的能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

（3）綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)：教學(xué)內(nèi)容包括電子信息類專業(yè)的信號(hào)檢測(cè)、控制、傳輸與處理等應(yīng)用性較強(qiáng)的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。采用中大規(guī)模集成電路、專用集成電路與可編程邏輯器件，強(qiáng)調(diào)各種設(shè)計(jì)方案的實(shí)現(xiàn)與創(chuàng)造性思維能力的發(fā)揮，鼓勵(lì)創(chuàng)新與突破。

（4）設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)：教學(xué)內(nèi)容包括與電子信息學(xué)科相關(guān)的科研課題或?qū)W生自擬的課題。要求學(xué)生自擬設(shè)計(jì)方案并自行設(shè)計(jì)電路，應(yīng)用新技術(shù)、新器件，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、科學(xué)研究能力與新技術(shù)、新器件應(yīng)用的能力，要求學(xué)生發(fā)表研究論文。

5.2 實(shí)驗(yàn)室開放具體實(shí)踐教學(xué)科目的建立

第一部分：電工原理類。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排如下：（1）疊加定理研究；（2）受控源的外特性及其轉(zhuǎn)移參數(shù)測(cè)定；（3）直流雙口網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)的測(cè)量；（4）負(fù)阻抗變換器測(cè)試方法研究；（5）電源等效變換及最大功率傳輸特性研究；（6）互感電路的耦合系數(shù)測(cè)量；（7）單相鐵心變壓器特性的測(cè)試；（8）三相電路功率的測(cè)量；（9）Y/△變換電路研究。

第二部分：模擬電子技術(shù)類。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排如下：（1）三極管特性測(cè)試；（2）射極跟隨器；（3）二階有源低通濾波器；（4）基本運(yùn)算放大器的應(yīng)用；（5）波形發(fā)生器；（6）OTL功率放大器；（7）直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)；（8）八直流穩(wěn)壓電源的組裝；（9）直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試。

第三部分：數(shù)字電子技術(shù)類。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排如下：（1）移位寄存器及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)；（2）并、串行數(shù)模轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)；（3）數(shù)據(jù)選擇器及多路開關(guān)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)；（4）并、串行模數(shù)轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)；（5）555時(shí)基電路綜合應(yīng)用；（6）節(jié)日流水燈的設(shè)計(jì)與制作；（7）電子秒表實(shí)驗(yàn)；（8）紅外線無線收發(fā)電路制作；（9）搶答器實(shí)驗(yàn)。

6 實(shí)驗(yàn)室開放的效果及影響

開放的實(shí)踐教學(xué)在2014年長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)進(jìn)行的審核式本科教學(xué)評(píng)估中得到了專家的認(rèn)可和好評(píng)。長(zhǎng)期、系統(tǒng)、綜合的實(shí)驗(yàn)室開放實(shí)踐教學(xué)，對(duì)于學(xué)生本人有著深刻的、良好的影響，對(duì)于為社會(huì)培養(yǎng)工程技術(shù)人才有著重要意義。

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