模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綜合改革設(shè)計(jì)與實(shí)踐

吳春紅，徐玉菁

（東南大學(xué)成賢學(xué)院，江蘇南京，210088）

模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綜合改革設(shè)計(jì)與實(shí)踐

吳春紅，徐玉菁

（東南大學(xué)成賢學(xué)院，江蘇南京，210088）

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，模擬電路實(shí)驗(yàn)作為一門(mén)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程，對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)影響較大。本文結(jié)合課程團(tuán)隊(duì)在教學(xué)和管理實(shí)踐過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)的方式方法等進(jìn)行改革，引入項(xiàng)目教學(xué)法，開(kāi)展“EDA”仿真教學(xué)，輔以多媒體視頻教學(xué)，全方位激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。

模擬電路實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)改革；項(xiàng)目教學(xué)法

0　引言

模擬電路是電子信息類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課程，具有理論性、實(shí)踐性和工程性。課程的研究對(duì)象是電子器件以及由電子器件構(gòu)成的基本電路，具有較強(qiáng)的可操作性。“模擬電路實(shí)驗(yàn)”是的相關(guān)專(zhuān)業(yè)的核心實(shí)驗(yàn)課，是后續(xù)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)，是加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，提高學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能和動(dòng)手實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。

1　模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

課前預(yù)習(xí)，停留在照抄指導(dǎo)教材中實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理等內(nèi)容，基本是流于形式，應(yīng)付差事。實(shí)驗(yàn)課上，老師詳細(xì)的講解，導(dǎo)致學(xué)生懶于思考，機(jī)械地照搬教師的講解進(jìn)行操作；遇到問(wèn)題不去思考，而是直接找老師幫忙解決，以盡快得到實(shí)驗(yàn)要求的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為目標(biāo)；課后的實(shí)驗(yàn)報(bào)告也多是教材中的內(nèi)容，獨(dú)立思考的結(jié)果和原創(chuàng)性的內(nèi)容不多。整個(gè)實(shí)驗(yàn)下來(lái)使得模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果差，很大程度上流于形式。

2　革新實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

為滿足新形勢(shì)下，應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需求，在教學(xué)活動(dòng)中的主體轉(zhuǎn)移到學(xué)生上。模擬電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革本著“以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用”的原則，擺正“教”與“學(xué)”的位置。模擬電路實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革從優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、探索性引入項(xiàng)目教學(xué)法、開(kāi)展互聯(lián)網(wǎng)多媒體課堂、增添輔助實(shí)現(xiàn)手段、輔助教學(xué)環(huán)節(jié)、考核機(jī)制方面來(lái)進(jìn)行。

2.1優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，推進(jìn)分層次教學(xué)

2.1.1驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)又稱(chēng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，主要是以實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為載體，培養(yǎng)學(xué)生熟悉基本儀器和器件的使用，掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能和基本的實(shí)驗(yàn)方法，加深對(duì)相關(guān)理論與技術(shù)的理解。

2.1.2驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)增加設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)。在學(xué)生完成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加一定的設(shè)計(jì)性內(nèi)容，包括電路和實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，水到渠成地把學(xué)生的思維由驗(yàn)證引導(dǎo)到設(shè)計(jì)層面上來(lái)，有利于提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)的能力，同時(shí)也有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，增強(qiáng)對(duì)模擬電路學(xué)習(xí)的自信心。

2.1.3綜合型實(shí)驗(yàn)。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要是面向工程實(shí)際應(yīng)用的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生在設(shè)計(jì)、測(cè)試、工藝等方面的素質(zhì)。以常用的電路原型拋磚引玉，提出功能需求，學(xué)生需要主動(dòng)思考并自行設(shè)計(jì)滿足要求的電路，主觀能動(dòng)性得到充分調(diào)動(dòng)。

通過(guò)綜合型實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)和最新技術(shù)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)級(jí)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的探索精神和創(chuàng)新意識(shí)。

我院開(kāi)設(shè)的多波形信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容只給出框架性要求，鼓勵(lì)學(xué)生用不同的方案去實(shí)現(xiàn)。

2.2創(chuàng)新教學(xué)方法、增添輔助教學(xué)手段

2.2.1引入項(xiàng)目教學(xué)法、培養(yǎng)大工程教育理念

項(xiàng)目教學(xué)法就是以培養(yǎng)學(xué)生綜合實(shí)踐和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，按照項(xiàng)目管理的原理和思路，學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目的教學(xué)過(guò)程。

項(xiàng)目教學(xué)法通過(guò)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的形式進(jìn)行教學(xué)，根據(jù)項(xiàng)目的目標(biāo)和內(nèi)容，可以分解為若干個(gè)子項(xiàng)目任務(wù)，每個(gè)子項(xiàng)目有相應(yīng)的目標(biāo)和任務(wù)說(shuō)明書(shū)。具體到本課改的實(shí)際情況，現(xiàn)階段拿出一個(gè)實(shí)驗(yàn)用項(xiàng)目教學(xué)法來(lái)實(shí)施，學(xué)生自由組合4人一組，分工協(xié)作，合作完成一個(gè)完整的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。教師承擔(dān)的是“技術(shù)總監(jiān)”的角色，并對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行把關(guān)和最終結(jié)果進(jìn)行測(cè)評(píng)，以項(xiàng)目要求達(dá)到的總體技術(shù)指標(biāo)作為考核依據(jù)，對(duì)每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組、每個(gè)參加的學(xué)生、每一個(gè)階段進(jìn)行量化考評(píng)，結(jié)合項(xiàng)目報(bào)告書(shū)的撰寫(xiě)，給出該次實(shí)驗(yàn)的成績(jī)。

2.2.2引入EDA工具，突破硬件條件限制

EDA 是英文“Electronics Design Automation”（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）的縮寫(xiě)，是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺(tái)，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成功的電子CAD 通用軟件包。

本課題采用EDA 技術(shù)中使用最為廣泛的EWB仿真軟件。該軟件具有直觀的操作界面，具有齊全的元件庫(kù)，含有多種虛擬儀器，可以使設(shè)計(jì)者完成各類(lèi)電路設(shè)計(jì)與仿真分析。利用該軟件可以直觀地在顯示器屏幕上實(shí)現(xiàn)電子電路的設(shè)計(jì)、仿真、分析，且可實(shí)現(xiàn)與在專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室使用真實(shí)的元件、儀器相同的效果。

同時(shí)，使用EDA技術(shù)，可以解決實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中的兩大局限和困擾：

一是，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，實(shí)驗(yàn)元件，實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境都有很大的局限性，使用EDA技術(shù)，可以突破實(shí)驗(yàn)室硬件的限制，同時(shí)也可以減少實(shí)驗(yàn)室的壓力，開(kāi)闊學(xué)生的視野。

二者，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，學(xué)生無(wú)法在課內(nèi)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、個(gè)人的興趣愛(ài)好，均可以在課外通過(guò)軟件仿真實(shí)現(xiàn)操作和嘗試，擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)課堂，有效利用學(xué)生的課余時(shí)間，充分發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的主體地位。

2.2.3開(kāi)展在線教學(xué)視頻點(diǎn)播、“線上線下”結(jié)合

視頻教學(xué)是課程教學(xué)的一種輔助手段，利用多媒體手段，教師可以生動(dòng)地描述課程內(nèi)容和相關(guān)學(xué)習(xí)資料，將實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、儀器操作、實(shí)驗(yàn)過(guò)程等通過(guò)視頻的形式，生動(dòng)形象地展示給學(xué)生，可以把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)明化，抽象的問(wèn)題形象化，使學(xué)生便于理解和接受。

學(xué)生可以根據(jù)個(gè)人的實(shí)際情況，有針對(duì)性地觀看相關(guān)內(nèi)容的視頻教學(xué)；可以更好地解決實(shí)驗(yàn)課前預(yù)習(xí)和課后的疑難知識(shí)的補(bǔ)缺，做到課內(nèi)課外結(jié)合，“線上線下”結(jié)合的良性互動(dòng)，達(dá)到事半功倍的目的?，F(xiàn)階段做好了實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和EDA軟件使用三部分的視頻課程制作。

2.3改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核和評(píng)價(jià)體系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的考核評(píng)價(jià)涉及到實(shí)驗(yàn)教學(xué)預(yù)設(shè)能力目標(biāo)實(shí)現(xiàn)情況，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施和改革效果的重要依據(jù)之一，需要把實(shí)驗(yàn)過(guò)程評(píng)價(jià)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合，制定相應(yīng)的考核評(píng)價(jià)機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)。

2.3.1嘗試學(xué)生自我申報(bào)評(píng)價(jià)成績(jī)等級(jí)。實(shí)驗(yàn)課程不同于理論課程的學(xué)習(xí)，教師對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中動(dòng)手能力的掌握難以做到精準(zhǔn)無(wú)誤，學(xué)生才是教學(xué)過(guò)程的主體，對(duì)自身情況最了解的，開(kāi)展學(xué)生自我評(píng)價(jià)為課程成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)提供一定的依據(jù)，也可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，更客觀地認(rèn)識(shí)自己。

2.3.2引入項(xiàng)目陳述答辯的考核形式。對(duì)于引入項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求采用項(xiàng)目書(shū)的形式撰寫(xiě)一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告，詳細(xì)說(shuō)明項(xiàng)目的理論分析、設(shè)計(jì)電路、測(cè)試過(guò)程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及小組分工等內(nèi)容。按照論文答辯的形式由小組成員進(jìn)行陳述，教師提問(wèn)等環(huán)節(jié)，最終給出該次實(shí)驗(yàn)的成績(jī)。

2.3.3綜合方式打分、取消紙質(zhì)考試。本課題取消了模擬電路實(shí)驗(yàn)的紙質(zhì)考試，打破常規(guī)的一考定終身的原則，采取過(guò)程化考核。為了全面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和動(dòng)手能力，具體來(lái)講就是儀器儀表的使用能力、搭接電子線路的能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的能力、報(bào)告撰寫(xiě)和陳述表達(dá)的能力。采取出勤情況10%、課堂實(shí)驗(yàn)情況40%、實(shí)驗(yàn)報(bào)告20%、項(xiàng)目完成情況30%比例進(jìn)行統(tǒng)一考評(píng)。

3　結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)課程作為培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力的必修課，需要做到調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、適合實(shí)驗(yàn)中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理方法、豐富有效的多形式教學(xué)方法相結(jié)合，以有利于培養(yǎng)學(xué)生的職場(chǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高實(shí)踐創(chuàng)新能力為目的。經(jīng)過(guò)一年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，證明了堅(jiān)持鞏固基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)加入設(shè)計(jì)性環(huán)節(jié)，放手進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作綜合型設(shè)計(jì)，收到了良好的教學(xué)效果，借助多媒體視頻手段，學(xué)生使用儀器設(shè)備的能力顯著提高，全面提高了模擬電路實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。

［1］ 朱昌平.構(gòu)建“五位一體”實(shí)踐創(chuàng)新立體培養(yǎng)體系的探索［J］.上海：實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，28（8）：8-11，29.

［2］ 丁金昌.實(shí)踐導(dǎo)向的高職教育課程改革與創(chuàng)新［J］.武漢：高等工程教育研 2015（1）：119-124.

［3］ 張琛.《模擬電路制作與調(diào)試》課程項(xiàng)目教學(xué)法研究［J］. 機(jī)電信息，2011，11（ 6） ： 10-11.

［4］童詩(shī)白，華成英. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）［M］.北京：高等教育出版社.

Design and practice of comprehensive reform of analog circuit experiment teaching

Wu Chunhong，Xu Yujing
（southeast university chengxian college，Nanjing，210088，Jiangsu）

Experimental teaching is an important part of the application of talent training，analog circuit experiment as a basic experimental course，the impact of the follow-up courses to learn more.Combined with curriculum team in the process of teaching and management practice experience summary，aimed at the experimental content，teaching methods reform，introduces the project teaching method，carry out the teaching of EDA simulation，assisted by multimedia video teaching，full range inspired the students interest in learning，improve the students' practical ability.

analog circuit experiment；experimental reform；project teaching method