電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

竇勤耘

(貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院，貴陽(yáng) 550025)

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電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

竇勤耘

(貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院，貴陽(yáng) 550025)

在“十二五”實(shí)驗(yàn)室建設(shè)實(shí)施的有利條件下，在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)，對(duì)原實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行了“刪、減、并”，開(kāi)發(fā)出新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，激發(fā)出創(chuàng)新活力，提升了學(xué)生的科研興趣，也提高了實(shí)驗(yàn)技能以及分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試電路的能力，取得了良好效果。

電子技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革；實(shí)踐

培養(yǎng)高素質(zhì)且具有創(chuàng)新能力的人才是當(dāng)今高等教育改革的主題，在這一新形勢(shì)下，原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法已適應(yīng)不了發(fā)展需要，如何改進(jìn)教學(xué)方法和教學(xué)思路，是一線教師必須思考的問(wèn)題。電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是電類(lèi)專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要的實(shí)驗(yàn)技術(shù)課，隨著學(xué)校實(shí)驗(yàn)硬件的不斷改善，對(duì)電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也進(jìn)行了改革。

1 教改的依據(jù)

依據(jù)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃及“十二五”實(shí)驗(yàn)室建設(shè)平臺(tái)，改革后的電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課在理論和應(yīng)用方面架起了一座橋梁，更有利于學(xué)生從事科學(xué)技術(shù)研究及開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 教改的思路

依據(jù)專(zhuān)業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃，按照“寬口徑，厚基礎(chǔ)，能力強(qiáng)，素質(zhì)高”的培養(yǎng)目標(biāo)，減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的學(xué)時(shí)，增加具有實(shí)用性和趣味性的綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生運(yùn)用各種知識(shí)綜合分析及解決問(wèn)題的能力增強(qiáng)。

第一，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)置，將課帶實(shí)驗(yàn)改革為獨(dú)立設(shè)置實(shí)驗(yàn)課。第二，加強(qiáng)學(xué)生正確使用儀器儀表及測(cè)試方法和技術(shù)的基本訓(xùn)練，對(duì)原有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行“刪、減、并”，為增加新的教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)造條件。第三，在保證學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，對(duì)基本實(shí)驗(yàn)適當(dāng)提高起點(diǎn)，新開(kāi)設(shè)一些實(shí)用的綜合性實(shí)驗(yàn)。第四，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)手段，采用EDA技術(shù)，提高課時(shí)利用率。第五，引入計(jì)算機(jī)技術(shù)，增設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，虛擬實(shí)驗(yàn)與實(shí)際實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的先進(jìn)性。第六，建立開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)技術(shù)的創(chuàng)新，采用半開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)。第七，改革實(shí)驗(yàn)考核及實(shí)驗(yàn)成績(jī)?cè)u(píng)定辦法。

3 教改的方案

根據(jù)各專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，將電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課按2個(gè)學(xué)分32學(xué)時(shí)及課程先后順序、層次高低進(jìn)行設(shè)置，分為基本驗(yàn)證型、提高型和創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)三個(gè)模塊。內(nèi)容從最基本的單元電路開(kāi)始，逐步加深與擴(kuò)展，直到較為復(fù)雜的小型電子電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與裝調(diào)，系統(tǒng)且科學(xué)地增強(qiáng)學(xué)生利用現(xiàn)代化手段設(shè)計(jì)電路和動(dòng)手的能力，提高了學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。

4 應(yīng)用實(shí)例

以設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試一個(gè)全加器電路為例。具體步驟為：

A.全加器的設(shè)計(jì)。

B.仿真。

C.完成虛擬實(shí)驗(yàn)，觀察并分析結(jié)果。

D.下載。

E.安裝調(diào)試。

F.完成實(shí)驗(yàn)操作。

G.將實(shí)際測(cè)試結(jié)果與虛擬仿真實(shí)驗(yàn)比較，分析總結(jié)并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

按照實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的器件每個(gè)自然班分為3組:Ⅰ組提供基本門(mén)電路芯片；Ⅱ組提供中規(guī)模數(shù)據(jù)選擇器芯片；Ⅲ組提供中規(guī)模譯碼器芯片。學(xué)生共有16種設(shè)計(jì)方案，經(jīng)教師指導(dǎo)安裝、調(diào)試、分析總結(jié)得出由最常用的幾種集成芯片實(shí)現(xiàn)的邏輯電路。

Ⅰ組:用基本門(mén)實(shí)現(xiàn)邏輯電路，如圖1所示。

圖1 用基本門(mén)元件實(shí)現(xiàn)的全加器電路Fig.1 The full-adder circuit with the basic gate components

Ⅱ組:用數(shù)據(jù)選擇器中規(guī)模芯片實(shí)現(xiàn)邏輯電路，如圖2所示。

圖2 用數(shù)據(jù)選擇器74LS153實(shí)現(xiàn)的全加器電路Fig.2 Full-adder circuit with the data selector 74LS153

Ⅲ組:用中規(guī)模譯碼器實(shí)現(xiàn)邏輯電路，如圖3所示。

圖3 用2/4線譯碼器實(shí)現(xiàn)的全加器電路Fig.3 Full-adder circuit with 2/4-line decoder

將具有代表性的三種方案進(jìn)行比較:Ⅰ組:元件材料價(jià)格低，線路復(fù)雜，可靠性差，不利于擴(kuò)展，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容增加后，效果將會(huì)更加明顯。Ⅱ組:元件材料價(jià)格較低，線路簡(jiǎn)單，可靠性好，有利于擴(kuò)展。Ⅲ組:元件材料價(jià)格、可靠性及各技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)介于Ⅰ與Ⅱ之間。

5 結(jié)語(yǔ)

電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課加強(qiáng)了電路設(shè)計(jì)性、趣味創(chuàng)新性、實(shí)用綜合性之后，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生到實(shí)驗(yàn)室的主動(dòng)性和積極性。引入EDA技術(shù)、開(kāi)發(fā)應(yīng)用Multisim等軟件實(shí)現(xiàn)了虛擬、仿真，為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的順利開(kāi)設(shè)創(chuàng)造了條件。把綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行部分開(kāi)放，是考慮到綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在實(shí)驗(yàn)課有限的時(shí)間內(nèi)難于完成，采用把課內(nèi)時(shí)間內(nèi)未完成的內(nèi)容放在開(kāi)放時(shí)間里繼續(xù)完成，將課內(nèi)開(kāi)放和課外開(kāi)放相結(jié)合。課外開(kāi)放由學(xué)生自行設(shè)計(jì)方案，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)習(xí)成果采用論文或制作的形式體現(xiàn)，其主觀能動(dòng)性得以充分發(fā)揮，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力及綜合分析解決問(wèn)題的能力，為學(xué)生營(yíng)造了一個(gè)創(chuàng)造潛能和可以自由發(fā)揮的天地，同時(shí)還減緩了設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不足的壓力。

[1] 王愉節(jié)，竇勤耘.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].貴陽(yáng):貴州科技出版社，2010.

[2] 竇勤耘.電工學(xué)實(shí)驗(yàn)與測(cè)量[M].貴陽(yáng):貴州科技出版社，2005.

[3] 竇勤耘，顧宏林.《電工學(xué)》實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2003，1(03):41-42.

[4] 余江，李雪梅.數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2004，(04):19-20.

[5] 夏全福，林雙喜，羅明，等.21世紀(jì)電氣工程及自動(dòng)化系列教材《電工實(shí)驗(yàn)及電子實(shí)習(xí)教程》簡(jiǎn)介[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2002，(04):59.

[6] 田能瑾.面向21世紀(jì)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的思考[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2000，(04):5-7.

[7] 陳善飛.深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革提高學(xué)生實(shí)踐能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2002，(05):46-47.

Innovation and experience for experimental teaching of electronic technology

DOU Qin-yun

(College of Electrical and Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China)

Benefitting from the favorable conditions brought by the “twelfth five-year” laboratory construction, within the limited class hours, we conducted “deletion, abstraction and merge” of the original experiment content, developed a new teaching platform, inspired creativity in the students and increased their interests in scientific research. In the meanwhile, we improved experimental skills and ability of analyzing, designing and debugging the circuit, which has achieved good effect.

Electronic technology; Experimental teaching; Reform; Practice

2017-02-08

竇勤耘(1963-)，女，工學(xué)學(xué)士，正高級(jí)實(shí)驗(yàn)師。

TN0-4

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1674-8646(2017)07-0072-02