刘雨青 吴燕翔 曹莉凌

上海海洋大学 上海 201306

电子技术实验综合了模拟电子技术和数字电子技术两门专业基础课程的实验，是我校电气工程及其自动化专业的基础类实验课程，是培养学生独立分析和解决实际问题，建立工程设计理念的重要环节。传统的实验教学主要以教师演示，学生验证为主，实验内容陈旧，实验过程固定，无法激发学生的学习兴趣和创新意识。目前电子技术发展日新月异，新器件层出不穷，客观上促进了实验教学内容和模式的改革，以任务驱动方式重新设计基础性实验内容，增加综合设计性和研究创新性实验比例，探索和建立一种“创新型”实验教学模式，以学生自主学习、自主实践与创新为主体[1]，教师指导为主导，充分发挥学生的主创能力，培养具备实践能力和创新思维的工程应用型人才。

1 实验项目的设计与教学体系的构建

1.1 设计任务驱动的基础性实验

电子技术基础性实验多为验证实验，如单管放大电路、组合逻辑设计、触发器等，目的在于验证所学的理论知识并加深理解，学生在实验过程中不需要思考和分析，只是机械、被动地按照教师的讲解进行操作。而任务驱动实验项目是将实验教学内容中的基础性和经典性实验重新设计和整合，将每个实验设计成具体的任务，把理论知识要点巧妙地隐含在每个任务之中，提出设计要求，并以问答方式给出设计提示。学生每人一组，在预习实验时，需要先查找相关的实验资料，根据设计要求，确定实验方案，设计实验步骤，并进行Multisim仿真分析，经教师审阅后再进行实验。在实验过程中，根据自己的设计方案搭建硬件电路，实验数据的记录要随时与理论计算和仿真结果进行对比，发现问题要善于运用理论知识来思考和解决，真正体会理论指导实验，实验验证理论的快乐。最后是实验结果的分析，要求写出的实验报告具有个性和独创性。具体实施方案如图1所示。任务驱动基础实验内容设计采用从易到难、软硬件结合的方式，让每个学生循序渐进地融入和掌握实验，从动手实验中发现自己的创新潜能，使学生初步具备分析和设计电子电路的能力。

图1 任务驱动基础性实验教学实施方案

1.2 增设引进新技术的综合设计性实验

综合设计性实验选择具有工程背景或实际应用价值的实验项目，要求学生自主设计完成一个内容相对综合、难度相对较高的实验任务[2]，如设计函数发生器、功率放大器、直流稳压电源、竞赛抢答器、汽车尾灯控制电路等，也可选取电子竞赛中的实用电路。实验任务以技术指标的方式给出，并给出部分电路设计原理图或设计指导，要求学生两人一组，通过查找资料，相互讨论和研究，在课外用Altium Designer完成整个实验原理图的设计，选择元器件和实验仪器，课内只进行电路调试、测量和数据处理等环节。在实验中引入EDA虚拟实验，学生在动手实验前先仿真，验证设计方案，调试和确定元器件参数，从而避免实验的盲目性，还可认识很多新器件[3]。这样不仅弥补了传统综合设计性实验中实验学时数不足的问题，还可以给学生一个充分展现自我思维和创新的空间，学生能提出自己独特的设计方案和实验方法，充分发挥学生自我创新的设计潜质和对知识的综合运用能力，真正做到“学以致用”。

1.3 开设研究创新性实验项目

创新性实验是学生综合运用所学知识进行系统开发、新技术应用研究的高层次实验教学环节[4]，题目由小型的电子系统设计、电子设计竞赛题目以及教师的科研子课题单元等构成，如红外线检测系统、出租车计价器、水温控制系统等，借鉴电子设计竞赛的模式进行。学生2～3人一组，题目任选，也鼓励学生自拟题目，按照设计要求完成从拟订实验方案和论证，新器件选用，系统安装和调试，最后形成电子小产品的整个设计流程(如图2所示)。整个实验以学生在课外完成为主，实验室预约开放，使学生有充分的时间和机会完成自己的设计，验证自己的想法。教师重在对学生设计方案和方法的指导，强调学生的自主开发、自主研究和电子系统综合设计能力、创新能力、科学研究能力的培养。通过实践，增强学生的工程应用和综合设计能力，为选拔优秀学生参加大学生电子设计大赛、挑战杯课外学术科技作品竞赛及申请大学生创新项目等提供平台。

图2 研究创新性实验项目教学实施方案

1.4 “创新型”实验教学体系的构建

根据工程应用创新型人才培养目标，以实践和创新能力培养为主线，建立一个由简单到综合，由基础到创新，分层次、模块化、相互衔接的实验教学体系，使电子技术实验教学与理论教学既有机结合又相对独立。新的教学模式可分为3个层次：基础层、综合设计层和研究创新层(如图3所示)。

图3 “创新型”实验教学体系

基础层主要以任务驱动教学模式改革传统验证性实验内容，是实验教学体系的基础，是大二学生的必修实验课程，重点培养学生基本实验技能、基本分析方法和分析解决问题的能力。综合设计层是为大二、大三学生设计的，包含综合设计性实验、课程设计和电子工艺实训，主要从学生独立设计的角度出发，让学生了解小型电子系统设计的整个流程，锻炼他们的综合设计能力及创新思维。研究创新层可进行学生电子设计创新、各类大赛的集训、毕业设计和学生自选实验，全部在课外进行，还可为学生参与教师的科研、科技制作提供平台，主要面向大三、大四学生开设，以学生为主体，通过查找资料，自行设计、制作和调试，最终达到电子系统的设计和实现，重点培养学生的科技创新能力。

2 实验教学考核与评价机制的设计

对学生的实验考核注重实践能力的考查，总体分为两个部分，即：总成绩=平时实验成绩(占60%)+期末考试成绩(占40%)。

平时成绩由所有单个实验成绩组成。单个实验成绩=现场操作(占50%)+实验报告(占50%)。在每次实验过程中，教师通过对学生的辅导，全面了解学生的总体情况，然后对每个学生的现场操作按照A+，A，B+，B，C五个等级进行打分。实验报告包括预习报告、实验情况、实验数据分析处理及实验总结等，教师根据具体书写情况，给出A+，A，B+，B，C五个等级的成绩。重视平时单个实验的记录，督促学生认真对待每一项实验，能给学生比较全面、客观的评定。期末考试成绩采用理论与操作相结合、基础知识与综合运用相结合的方式。期末成绩=现场操作(占50%)+理论(占50%)。现场操作的题目从本学期已做过的实验中选取，将平时的实验项目分成30～40个小题目，包括实验线路搭建、实验数据测量以及实验结果分析和记录三部分，学生考试时随机抽取1题，在

15～20 min内独立完成实验线路连接、调试并得出结论，由教师检查实验线路和测试结果。现场操作考试考查学生对完成某一规定实验项目的仪器操作水平、数据测量方法与实验中解决问题的能力。理论测试来自所做实验题目的相关理论知识考查，或回答问题或理论计算，考查学生理论知识的掌握情况。最后教师按考核标准综合评定成绩。这样既考查了学生应用理论知识解决实际问题的能力，也考查了学生独立动手操作的能力。

3 结束语

为了提高电子技术实验课程的教学质量，培养创新型人才，我们对电子技术实验进行了改革和探索。设计了任务驱动的基础实验内容，增加综合设计性实验的比例，并将现代电子技术的新器件和新技术引入实验教学中，激发学生兴趣，鼓励学生进行科技创新，并建立了循序渐进的创新型实验教学体系，提出了完善的实验教学考核与评价机制。电子技术实验采用理论与实践结合，软件与硬件结合，课内与课外结合的教学模式，重在培养学生的系统综合设计能力、工程实践和创新能力。实践表明教学效果显著，为学生的创新思维发展提供了良好的氛围，是提高学生综合素质的有效方式。

[1]段玉生,周雨阳,刘艳.利用现代教育技术促进电工电子实验课程创新[J].电气电子教学学报,2010,32(S2):119-121.

[2]肖看,尹仕,严国萍.创新型电工电子全开放实验教学模式探索与实践[J].实验室研究与探索,2010,29(4):79-82.

[3]朱晓瑞.电子技术实验教学模式新探索[J].长春教育学院学报,2009,25(5):134-135.

[4]高云霞,侯永海,金余义.电工电子实验教学改革的探索与实践[J].科技情报开发与经济,2009,19(20):162-164.