電子技術(shù)系列課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐

1、電子技術(shù)系列課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革與實(shí)踐    摘要：介紹了電子技術(shù)系列課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的措施和方法，并對(duì)工作中的一些經(jīng)驗(yàn)做法進(jìn)行了總結(jié)，實(shí)踐證明，效果良好。 關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)方法；階梯式 中圖分類號(hào): G423.07文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 電子技術(shù)系列課程包括模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電工學(xué)（電子技術(shù)）以及電工與電子技術(shù)等課程，是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的基礎(chǔ)技術(shù)課程。電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程是面向全校所有工科專業(yè)開設(shè)，每年大約有工科各專業(yè)近8萬(wàn)人次學(xué)生進(jìn)行電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)。近年來(lái)，實(shí)踐中心在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面都做了大量

2、的工作，并取得了較好的成效，如電工電子實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)成為了校級(jí)示范中心，獲得省級(jí)教學(xué)成果三等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，主編國(guó)家級(jí)“十一五”規(guī)劃教材三部，其中一部獲得省級(jí)優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)，獲得校級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)十余項(xiàng)，學(xué)生電子大賽每年都獲得省級(jí)一等獎(jiǎng)多項(xiàng)及國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)等等。 1 硬件建設(shè)一流，實(shí)驗(yàn)環(huán)境優(yōu)良 在國(guó)家教育部本科教學(xué)評(píng)估期間 ，學(xué)校投資近300萬(wàn)元更新擴(kuò)建了數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，分2次建設(shè)了2個(gè)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA實(shí)驗(yàn)室。2005年又投資80萬(wàn)元，建設(shè)了電子實(shí)踐訓(xùn)練中心，組建了電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和老實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的更新，使實(shí)驗(yàn)中心的硬件上了一個(gè)大臺(tái)階。目前，電工電子實(shí)驗(yàn)中心擁有E

3、DA實(shí)驗(yàn)室6間，面積99 m2，模擬電子、數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)室14間，面積231m2，電工電子實(shí)驗(yàn)室等22間，面積600m2，為做好電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)給予了極大的支持。 2 創(chuàng)新了“階梯式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法 在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，做了大量的改革試點(diǎn)工作，總結(jié)了階梯式教學(xué)方法，把電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)層次的教學(xué)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由單元到系統(tǒng)，使學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)到具有一定的設(shè)計(jì)能力和系統(tǒng)概念等。 2.1 認(rèn)知基礎(chǔ)層 認(rèn)知基礎(chǔ)層實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，主要目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)基本的實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)會(huì)使用實(shí)驗(yàn)室常用儀器儀表，常用半導(dǎo)體器件的測(cè)試以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫，并注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)興趣的培養(yǎng)等。首先，在課堂教學(xué)中，采用CAI多媒體課件

4、，以圖片的形式向?qū)W生展示各種常用電子器件，并播放一些電子產(chǎn)品如電視機(jī)組裝、測(cè)試生產(chǎn)線的短片，使學(xué)生對(duì)其有一定的感性認(rèn)識(shí)等。其次，實(shí)驗(yàn)室設(shè)置了實(shí)驗(yàn)儀器、儀表、半導(dǎo)體二極管和三極管特性測(cè)試等，與以前做法不同之處是：實(shí)驗(yàn)中心給學(xué)生準(zhǔn)備好了整套電路元件及電路原理圖，如音頻功率放大器、數(shù)碼顯示電路等，讓學(xué)生自己按照電路原理圖利用業(yè)余時(shí)間在面包板上插接，在剛接觸該課程時(shí)讓學(xué)生進(jìn)行這方面的訓(xùn)練，盡管學(xué)生不知其所以然，但卻表現(xiàn)出了極大的熱情，收到了較好的效果，達(dá)到了讓學(xué)生對(duì)電子技術(shù)由感性認(rèn)識(shí)到具有濃厚的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)熱情之目的。 2.2 驗(yàn)證設(shè)計(jì)層 這層實(shí)驗(yàn)是保留了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，開出的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也

5、比較多，主要是基本放大電路、運(yùn)算放大電路、正弦波振蕩電路、功率放大器、門電路、觸發(fā)器和計(jì)數(shù)器等，做法是在學(xué)習(xí)機(jī)上按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求連線，按照要求做出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)果，直到寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在注重驗(yàn)證理論的同時(shí)，更注重了學(xué)生自己設(shè)計(jì)選擇參數(shù)的內(nèi)容，盡量減少驗(yàn)證性內(nèi)容，增多設(shè)計(jì)性內(nèi)容以開發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)能力和綜合分析問題的能力。 2.3 開放系統(tǒng)層 該層次為提高層。電子技術(shù)器件多、概念多、電路多、內(nèi)容多，分析方法也多，使得學(xué)生學(xué)習(xí)完該課程以后，學(xué)到的知識(shí)不會(huì)應(yīng)用，感覺沒有學(xué)到什么東西，前后內(nèi)容很難聯(lián)系在一起，沒有系統(tǒng)概念，為此，增添了該部分內(nèi)容。在學(xué)習(xí)完教材內(nèi)容的最后一個(gè)教學(xué)周，讓學(xué)生設(shè)計(jì)并在面包板上實(shí)現(xiàn)一個(gè)小

6、系統(tǒng)電路。步驟是老師給出任務(wù)書、學(xué)生設(shè)計(jì)出電路原理圖、最后再按照教師準(zhǔn)備好的方案發(fā)給學(xué)生套件，讓學(xué)生在面包板上插接調(diào)試電路直至實(shí)現(xiàn)其要求的結(jié)果。如電子秒表的綜合實(shí)驗(yàn)，它包括多諧振蕩電路、計(jì)數(shù)器、顯示譯碼、數(shù)碼顯示等部分，基本把數(shù)字電路部分的主要內(nèi)容都聯(lián)系到了一起，是一個(gè)既容易實(shí)現(xiàn)又能夠引起學(xué)生興趣的一個(gè)電路。另外，也有許多同學(xué)是利用仿真軟件Multisim實(shí)現(xiàn)的，效果也不錯(cuò)。 3 研制了“便攜式”電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，積極開展第二課堂 實(shí)驗(yàn)室是高等學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的重要基地；實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué) 摘要：介紹了電子技術(shù)系列課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的措施和方法，并對(duì)工作中的一些經(jīng)驗(yàn)做法進(jìn)行了總

7、結(jié)，實(shí)踐證明，效果良好。 關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)驗(yàn)方法；階梯式 中圖分類號(hào): G423.07文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： 電子技術(shù)系列課程包括模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電工學(xué)（電子技術(shù)）以及電工與電子技術(shù)等課程，是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的基礎(chǔ)技術(shù)課程。電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程是面向全校所有工科專業(yè)開設(shè)，每年大約有工科各專業(yè)近8萬(wàn)人次學(xué)生進(jìn)行電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)。近年來(lái)，實(shí)踐中心在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面都做了大量的工作，并取得了較好的成效，如電工電子實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)成為了校級(jí)示范中心，獲得省級(jí)教學(xué)成果三等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，主編國(guó)家級(jí)“十一五”規(guī)劃教材三部，其中一部獲得省級(jí)優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)，獲得校

8、級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)十余項(xiàng)，學(xué)生電子大賽每年都獲得省級(jí)一等獎(jiǎng)多項(xiàng)及國(guó)家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)等等。 1 硬件建設(shè)一流，實(shí)驗(yàn)環(huán)境優(yōu)良 在國(guó)家教育部本科教學(xué)評(píng)估期間 ，學(xué)校投資近300萬(wàn)元更新擴(kuò)建了數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室，分2次建設(shè)了2個(gè)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA實(shí)驗(yàn)室。2005年又投資80萬(wàn)元，建設(shè)了電子實(shí)踐訓(xùn)練中心，組建了電工電子實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。新實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和老實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的更新，使實(shí)驗(yàn)中心的硬件上了一個(gè)大臺(tái)階。目前，電工電子實(shí)驗(yàn)中心擁有EDA實(shí)驗(yàn)室6間，面積99 m2，模擬電子、數(shù)字電子實(shí)驗(yàn)室14間，面積231m2，電工電子實(shí)驗(yàn)室等22間，面積600m2，為做好電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)給予了極大的支持。 2 創(chuàng)新了“

9、階梯式”實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法 在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，做了大量的改革試點(diǎn)工作，總結(jié)了階梯式教學(xué)方法，把電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)層次的教學(xué)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由單元到系統(tǒng)，使學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)到具有一定的設(shè)計(jì)能力和系統(tǒng)概念等。 2.1 認(rèn)知基礎(chǔ)層 認(rèn)知基礎(chǔ)層實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)，主要目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)基本的實(shí)驗(yàn)方法，學(xué)會(huì)使用實(shí)驗(yàn)室常用儀器儀表，常用半導(dǎo)體器件的測(cè)試以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫，并注重對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)興趣的培養(yǎng)等。首先，在課堂教學(xué)中，采用CAI多媒體課件，以圖片的形式向?qū)W生展示各種常用電子器件，并播放一些電子產(chǎn)品如電視機(jī)組裝、測(cè)試生產(chǎn)線的短片，使學(xué)生對(duì)其有一定的感性認(rèn)識(shí)等。其次，實(shí)驗(yàn)室設(shè)置了實(shí)驗(yàn)儀器、儀表、半導(dǎo)體二極管和

10、三極管特性測(cè)試等，與以前做法不同之處是：實(shí)驗(yàn)中心給學(xué)生準(zhǔn)備好了整套電路元件及電路原理圖，如音頻功率放大器、數(shù)碼顯示電路等，讓學(xué)生自己按照電路原理圖利用業(yè)余時(shí)間在面包板上插接，在剛接觸該課程時(shí)讓學(xué)生進(jìn)行這方面的訓(xùn)練，盡管學(xué)生不知其所以然，但卻表現(xiàn)出了極大的熱情，收到了較好的效果，達(dá)到了讓學(xué)生對(duì)電子技術(shù)由感性認(rèn)識(shí)到具有濃厚的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電子技術(shù)熱情之目的。 2.2 驗(yàn)證設(shè)計(jì)層 這層實(shí)驗(yàn)是保留了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，開出的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也比較多，主要是基本放大電路、運(yùn)算放大電路、正弦波振蕩電路、功率放大器、門電路、觸發(fā)器和計(jì)數(shù)器等，做法是在學(xué)習(xí)機(jī)上按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書要求連線，按照要求做出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)果，直到寫出

11、實(shí)驗(yàn)報(bào)告。在注重驗(yàn)證理論的同時(shí)，更注重了學(xué)生自己設(shè)計(jì)選擇參數(shù)的內(nèi)容，盡量減少驗(yàn)證性內(nèi)容，增多設(shè)計(jì)性內(nèi)容以開發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)能力和綜合分析問題的能力。 2.3 開放系統(tǒng)層 該層次為提高層。電子技術(shù)器件多、概念多、電路多、內(nèi)容多，分析方法也多，使得學(xué)生學(xué)習(xí)完該課程以后，學(xué)到的知識(shí)不會(huì)應(yīng)用，感覺沒有學(xué)到什么東西，前后內(nèi)容很難聯(lián)系在一起，沒有系統(tǒng)概念，為此，增添了該部分內(nèi)容。在學(xué)習(xí)完教材內(nèi)容的最后一個(gè)教學(xué)周，讓學(xué)生設(shè)計(jì)并在面包板上實(shí)現(xiàn)一個(gè)小系統(tǒng)電路。步驟是老師給出任務(wù)書、學(xué)生設(shè)計(jì)出電路原理圖、最后再按照教師準(zhǔn)備好的方案發(fā)給學(xué)生套件，讓學(xué)生在面包板上插接調(diào)試電路直至實(shí)現(xiàn)其要求的結(jié)果。如電子秒表的綜合實(shí)驗(yàn)，它包

12、括多諧振蕩電路、計(jì)數(shù)器、顯示譯碼、數(shù)碼顯示等部分，基本把數(shù)字電路部分的主要內(nèi)容都聯(lián)系到了一起，是一個(gè)既容易實(shí)現(xiàn)又能夠引起學(xué)生興趣的一個(gè)電路。另外，也有許多同學(xué)是利用仿真軟件Multisim實(shí)現(xiàn)的，效果也不錯(cuò)。 3 研制了“便攜式”電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，積極開展第二課堂 實(shí)驗(yàn)室是高等學(xué)校實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力的重要基地；實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué) 開放、為學(xué)生提供實(shí)踐學(xué)習(xí)條件是教育教學(xué)改革的重要內(nèi)容。實(shí)行實(shí)驗(yàn)室開放是充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源、提高儀器設(shè)備利用率的有效措施。山東理工大學(xué)電工電子實(shí)驗(yàn)中心自教學(xué)評(píng)估以來(lái)開始全面開放，至今已取得較好的教學(xué)效果。堅(jiān)持層次開放、循序漸進(jìn)的原則。層次開放指實(shí)驗(yàn)室在完

13、成教學(xué)計(jì)劃安排的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)外，根據(jù)不同的教學(xué)目的、教學(xué)對(duì)象和教學(xué)條件，采取多種開放形式，使用不同的教學(xué)方法，完成各種開放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 首先，對(duì)于教學(xué)計(jì)劃內(nèi)規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開放實(shí)驗(yàn)采用提前預(yù)約，自我選擇形式?？梢愿鶕?jù)自己的時(shí)間和學(xué)習(xí)情況選擇實(shí)驗(yàn)，提高了學(xué)生選課的積極性及學(xué)習(xí)熱忱，使學(xué)生能夠在指導(dǎo)教師的幫助下有目的、有準(zhǔn)備的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，較好的實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)預(yù)期目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)全部采取單人單組的形式，確保每一位學(xué)生都能夠有充分的動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)。 其次，對(duì)于教學(xué)計(jì)劃外規(guī)定的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，對(duì)于有興趣學(xué)習(xí)電子技術(shù)的同學(xué)，發(fā)給實(shí)驗(yàn)中心與廠家聯(lián)合研制的“便攜式”電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)箱，帶到教室、宿舍，憑興趣、愛好，在老師指導(dǎo)下做有關(guān)電

14、子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，收到學(xué)生歡迎。 4 積極撰寫論文，出版實(shí)驗(yàn)教材 有一個(gè)穩(wěn)定的高水平教學(xué)隊(duì)伍，團(tuán)隊(duì)在實(shí)施研究與改革的同時(shí)，及時(shí)將成功的經(jīng)驗(yàn)付諸文字，發(fā)表在有影響的期刊和會(huì)議上。認(rèn)真總結(jié)多年來(lái)的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，從山東理工大學(xué)的實(shí)際出發(fā)，編寫了實(shí)驗(yàn)教材電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)，該教材2011年2月由機(jī)械工業(yè)出版社正式出版發(fā)行，通過兩屆學(xué)生使用，效果很好，據(jù)出版社介紹，目前有多所學(xué)校選用，反映使用情況也很好。 5 采用多媒體等立體教學(xué)方法 采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法及現(xiàn)代的教學(xué)方法相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)，取得了不錯(cuò)的效果。 5.1采用多媒體教學(xué) 所有規(guī)定實(shí)驗(yàn)，都做了PPT課件，并且根據(jù)專業(yè)不同，班級(jí)不同而有所不同，每使

15、用完一次都有所改進(jìn)更新等。 5.2采用虛實(shí)結(jié)合的方式教學(xué) 有些實(shí)驗(yàn)，采用虛擬電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)Multisim在計(jì)算機(jī)上先仿真做，再到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上接線實(shí)驗(yàn)，既保證了設(shè)備的安全。又提高了實(shí)驗(yàn)成功率及熟悉度，在計(jì)算機(jī)上做更是激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情。 5.3利用網(wǎng)站、EMAL等網(wǎng)絡(luò)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué) 建設(shè)了全開放式的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，教學(xué)網(wǎng)站材料齊全，內(nèi)容豐富，使用簡(jiǎn)單，利于互動(dòng)和學(xué)生自學(xué)等特點(diǎn)。 （1）實(shí)驗(yàn)文件齊全。包括實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、預(yù)約實(shí)驗(yàn)信息表等內(nèi)容，這些文件對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以起到指導(dǎo)作用。 （2）開放的虛擬實(shí)驗(yàn)室。網(wǎng)站上掛上了精心制作的Multisim實(shí)驗(yàn)實(shí)例26個(gè)，包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用例子等，作為虛擬實(shí)驗(yàn)室

16、欄目展出，由于沒有Multisim網(wǎng)絡(luò)版，該部分內(nèi)容學(xué)生只能下載后使用，目前正研制網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)演示示例。 （3）EDA學(xué)習(xí)園地。在該欄目放置了常用EDA軟件的使用方法介紹。包括Multisim的安裝、啟動(dòng)和使用；PROTEL和MAX+PLUS軟件的使用等。為學(xué)生自學(xué)EDA軟件提供了方便的學(xué)習(xí)平臺(tái)。 （4）常用EDA軟件下載。網(wǎng)站上提供了Multisim、PROTEL和MAX+PLUS軟件供學(xué)生下載使用。 （5）半導(dǎo)體器件介紹及其手冊(cè)下載。網(wǎng)站上具有常用半導(dǎo)體器件介紹，以圖、文、表和PPT圖片的形式介紹了二極管、三極管、電阻和電容器器等元器件，并提供了TTL74系列和CMOS4000系列使用手冊(cè)下載

17、，可以大大方便學(xué)生學(xué)習(xí)元器件的使用和選擇。 （6）實(shí)驗(yàn)中心設(shè)立了公共電子郵箱，公布了部分老師的QQ號(hào)，多方位建立聯(lián)系學(xué)生的渠道，使需要幫助的同學(xué)能夠及時(shí)得到指導(dǎo)。 6 存在的問題 一是開放實(shí)驗(yàn)室，增加了綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，加大了學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，耗占了學(xué)生的不少業(yè)余時(shí)間；二是加大了實(shí)驗(yàn)室低值易耗品的損耗，增加了投入。 7 結(jié)語(yǔ) 電子技術(shù)發(fā)展迅速，電子技術(shù)應(yīng)用廣泛，電子技術(shù)課程是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，如何利用好有限時(shí)間，搞好這門課程的教學(xué)工作，是從事電教老師的一大課題。因此，必須要進(jìn)一步深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，不斷探索，搞好電子技術(shù)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)一步完善網(wǎng)站建設(shè)及豐富教學(xué)資源，加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，使實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)成為