朱繼洪　林　枋　周文誼

[摘要]文章在分析獨(dú)立學(xué)院基礎(chǔ)電路實驗教學(xué)的現(xiàn)狀和存在問題的基礎(chǔ)上,提出了一種有利于培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的獨(dú)立學(xué)院基礎(chǔ)電路實驗教學(xué)模式,并完善相應(yīng)的評價體系。該實驗?zāi)Ｊ阶寣W(xué)生能夠感興趣地、自主地探索和學(xué)習(xí),從而更好地實現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]獨(dú)立學(xué)院 基礎(chǔ)電路 實驗教學(xué)模式

[作者簡介]朱繼洪(1982- ),男,江西瑞昌人,贛南師范學(xué)院科技學(xué)院,助理實驗師,主要從事電子科學(xué)與技術(shù)的教學(xué)和研究;林枋(1980- ),男,江西贛州人,贛南師范學(xué)院科技學(xué)院物資設(shè)備與實驗室管理處處長,講師,主要從事高校管理與現(xiàn)代教育技術(shù)研究;周文誼(1982- ),男,江西宜豐人,江西環(huán)境工程職業(yè)學(xué)院信息工程分院,助教,主要從事電子科學(xué)與技術(shù)的教學(xué)與研究。(江西贛州341000)

[課題項目]本文系2008年江西省高校省級教改課題“獨(dú)立學(xué)院基礎(chǔ)電路實驗教學(xué)的改革研究”的研究成果。(課題編號:JXJG-08-89-5)

[中圖分類號]G642.0[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1004-3985(2009)26-0109-02

基礎(chǔ)電路主要包括電路分析、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等課程,其實驗教學(xué)是電子信息、通信工程、自動控制類等專業(yè)進(jìn)行基本訓(xùn)練、科學(xué)實驗的必修基礎(chǔ)性課程,在教學(xué)中引導(dǎo)整個專業(yè)的發(fā)展。獨(dú)立學(xué)院相關(guān)專業(yè)的本科教育培養(yǎng)目標(biāo)定位在把學(xué)生培養(yǎng)成為應(yīng)用型人才,這就要求獨(dú)立學(xué)院在實驗的教學(xué)、內(nèi)容、方法和評測體系等方面必須進(jìn)行自我探索與設(shè)計,形成一套嚴(yán)謹(jǐn)、完善、規(guī)范、科學(xué)的實驗教學(xué)體系。全面實施獨(dú)立學(xué)院基礎(chǔ)電路實驗教學(xué)改革,探索出具有獨(dú)立學(xué)院獨(dú)特的實驗教學(xué)模式,是培養(yǎng)適應(yīng)時代需求和本專業(yè)工作要求的畢業(yè)生的堅實基礎(chǔ)。

一、獨(dú)立學(xué)院基礎(chǔ)電路實驗教學(xué)的現(xiàn)狀分析

獨(dú)立學(xué)院作為一種新的辦學(xué)形式,近幾年得到迅速發(fā)展,各相關(guān)專業(yè)也初具規(guī)模,但其實驗教學(xué)大部分基本仍由原母體院校實驗教學(xué)模式衍生出來,與獨(dú)立學(xué)院培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)有較大差異,基礎(chǔ)電路作為電子、通信、自動化控制類等專業(yè)的基礎(chǔ)課程,其實驗教學(xué)是培養(yǎng)過程中極為重要的組成部分,如果只停留在傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式上,將達(dá)不到完成培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo)定位。傳統(tǒng)的基礎(chǔ)電路實驗教學(xué)模式,偏重于驗證性實驗,實驗功能相對單一,在每一次的實驗過程中,學(xué)生一般只需按照詳細(xì)的實驗講義操作就能夠得到預(yù)定的實驗結(jié)果,學(xué)生完全處在一個被動的學(xué)習(xí)狀態(tài),嚴(yán)重束縛了學(xué)生主動性的發(fā)揮,也不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

二、獨(dú)立學(xué)院基礎(chǔ)電路實驗教學(xué)的改革措施

基礎(chǔ)電路實驗教學(xué)應(yīng)根據(jù)電子類學(xué)科發(fā)展的規(guī)律,面對當(dāng)代社會的需求,結(jié)合獨(dú)立學(xué)院實驗教學(xué)的實際來開設(shè)?；A(chǔ)電路實驗教學(xué)應(yīng)具有直觀性、實驗性、科研性、綜合性等特點。隨著電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,電子設(shè)計自動化EDA技術(shù)的出現(xiàn),把計算機(jī)仿真技術(shù)融合到基礎(chǔ)電路實驗教學(xué)中是一種必然趨勢,不需要所有的實驗都完全依賴于通過操作實體的實驗設(shè)備來得出,既避免了枯燥的實驗,還給學(xué)生一種可以掌控實驗的感覺,使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。

新的實驗教學(xué)模式分為四部分:基本實驗單元、驗證性實驗單元、創(chuàng)新能力實驗單元和綜合實驗單元。各自的側(cè)重點不同,同時在其中穿插計算機(jī)仿真技術(shù),在達(dá)到實驗效果的同時盡量降低實驗的難度,提高學(xué)生對實驗的興趣。

1.基本實驗單元。該實驗單元主要要求學(xué)生掌握識別、檢測各種常見元器件的能力,掌握常見儀器儀表的使用、檢測元器件方法。①在這個單元的實驗當(dāng)中,通常實驗室只有常見的元器件供學(xué)生識別和檢測,學(xué)生此時對元器件和儀器儀表的接觸也很有限,可以穿插計算機(jī)仿真技術(shù)。例如:在Multisim軟件的元器件庫有一個3D_VIRTUAL類,這里面有絕大部分常用元器件的3D模型,學(xué)生不但可以從外觀上識別元器件的形狀,而且還可以查看每個器件的詳細(xì)報告,在儀器一欄中可以查看到常用儀器,在實驗室里未完成的都可以在Multisim軟件中完成,使用安全、方便。這個單元的實驗對于絕大部分的學(xué)生都沒有任何問題,其關(guān)鍵在于要培養(yǎng)學(xué)生實驗的興趣。

2.驗證性實驗單元。該單元主要是驗證課本上的基本定律,并讓學(xué)生熟練掌握實驗的方法和操作規(guī)程。作為驗證性實驗,選用的都是較經(jīng)典的單元電路,實驗中不但要讓學(xué)生提高分析電路的能力,而且還要做一定改進(jìn)和運(yùn)用,如調(diào)整元器件參數(shù)后觀察實驗結(jié)果的變化。這些實驗的開設(shè)可以在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)電路實驗中進(jìn)行選擇,保留少部分非常經(jīng)典的驗證實驗內(nèi)容,將大部分進(jìn)行壓縮,被壓縮的實驗學(xué)生可在Multisim軟件中實現(xiàn),通過仿真技術(shù)對電路進(jìn)行分析和觀察,而且改變元器件的參數(shù)極為方便,學(xué)生只需把主要精力花在電路原理分析上即可。

3.創(chuàng)新能力實驗單元。該單元要盡可能地激發(fā)學(xué)生探索學(xué)習(xí)的興趣,讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)。如讓學(xué)生通過不同的方式自主設(shè)計一個放大電路,規(guī)定好電路主要性能指標(biāo),而且此電路的放大倍數(shù)可調(diào),但對元器件的選擇不做限制,讓學(xué)生先在Multisim軟件中進(jìn)行仿真設(shè)計,通過后再進(jìn)行實際電路的焊接、調(diào)試,設(shè)計成功后形成書面報告。又如讓學(xué)生自主設(shè)計一個方波發(fā)生器,要求頻率和占空比都具有可調(diào)性,仿真成功后再進(jìn)行實際電路的焊接、調(diào)試,最后形成書面報告等。通過若干自主設(shè)計的單元電路實驗,學(xué)生會養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和處理實際問題的能力,并能夠在做每一步時心中有數(shù),為綜合實驗單元實驗打下良好基礎(chǔ)。

4.綜合實驗單元。該單元主要培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立處理問題的能力,除了要求學(xué)生掌握理論知識,還要求學(xué)生加強(qiáng)分析實際電路和處理電路故障的能力,對能力較高的學(xué)生,還要求具有一定的電路設(shè)計能力。綜合性實驗單元實際上是前面各單元實驗的相互結(jié)合。比如在“多路智力競賽搶答器設(shè)計”這個實驗中,就包含了搶答電路設(shè)計、整機(jī)電路設(shè)計等五個部分,前四部分都是小的實驗單元,學(xué)生只有將其處理好,才能夠完成最后的整機(jī)電路設(shè)計。綜合性實驗單元涉及的知識比較全面,不但要求學(xué)生全面地掌握理論知識,還要求具有處理實際電路問題的能力。該實驗難度相對較大,同樣可以通過先軟件仿真,在軟件中每個小部分都通過了之后,再進(jìn)行綜合的電路仿真,成功后再進(jìn)行實際電路的焊接、調(diào)試,形成書面報告。

在綜合實驗單元中,有一些相對簡單的實驗是學(xué)生必須要完成的,學(xué)生也可以選擇兩種方法:一是軟件仿真完成即可;二是軟件仿真完成之后,還必須有實際成功的電路才算完成。相對復(fù)雜的實驗可作為選擇性實驗,學(xué)生根據(jù)自己的能力進(jìn)行選擇,也可以幾個學(xué)生合作完成,這些實驗的知識跨度比較大,特別能夠提高學(xué)生分析電路、排除電路故障、相互協(xié)作的能力。

三、獨(dú)立學(xué)院基礎(chǔ)電路實驗教學(xué)的實現(xiàn)和評價體系的建立

新的實驗教學(xué)模式的結(jié)構(gòu)體系如下圖所示。

可見,新的實驗教學(xué)模式基本沿著預(yù)習(xí)—實驗—處理數(shù)據(jù)—完成報告的步驟,不同的是在這些步驟中穿插了軟件仿真。正是由于軟件仿真的作用,很好地起到了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)、探索興趣的作用。在實際教學(xué)中,有的實驗只要軟件仿真通過即可,有的實驗不僅要通過軟件仿真,還要完成實際操作。這就需要教師把握好度,讓學(xué)生在輕松的氛圍中掌握實驗內(nèi)容。

每一種教學(xué)體系中必須有一種相對應(yīng)的評價體系才能夠使學(xué)生比較好地把握實驗效果。獨(dú)立學(xué)院應(yīng)從操作能力、規(guī)范性、應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力等方面對學(xué)生進(jìn)行評測?；緦嶒瀱卧万炞C性實驗單元涉及的知識和操作相對簡單,應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的操作能力和規(guī)范性,能夠規(guī)范地完成實驗操作和實驗報告就算合格。創(chuàng)新能力實驗單元和綜合實驗單元應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力。對學(xué)生的實驗過程與結(jié)果,可分為多個等級進(jìn)行評價,其中基本實驗單元和驗證性實驗單元是每個學(xué)生都必須通過的,操作能力和規(guī)范性應(yīng)是全部合格,在創(chuàng)新能力實驗單元和綜合實驗單元中,可設(shè)置不同等級,3級以下的不合格,級別越高越優(yōu)秀。(見下表)

四、獨(dú)立學(xué)院基礎(chǔ)電路實驗教學(xué)創(chuàng)新教學(xué)模式的意義

1.有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。改革后的實驗教學(xué)改變了以往單一的實驗形式,使學(xué)生既掌握了新的電子電路設(shè)計軟件,又掌握了新的分析方法,大大提高了學(xué)生的實驗興趣。尤其是利用Multisim軟件做前期的綜合性和設(shè)計性實驗,學(xué)生不再被動地重復(fù)教師的操作,而是主動地去探求解決問題的方法。同樣的設(shè)計要求可以有不同的實現(xiàn)電路,能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,培養(yǎng)他們運(yùn)用知識分析問題和解決問題的能力。更重要的是把復(fù)雜問題簡單化,適合獨(dú)立學(xué)院層次的學(xué)生。

2.有利于學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃犹剿?。在實驗教學(xué)的過程中,教師引導(dǎo)學(xué)生自己去學(xué)習(xí)、設(shè)計實驗,學(xué)生所學(xué)與興趣成正比。

3.有助于教學(xué)效果和實驗設(shè)施利用率的提高。利用計算機(jī)軟件仿真突破了傳統(tǒng)實驗的時間限制,學(xué)生可以利用個人電腦在課后繼續(xù)研究,真正掌握實驗內(nèi)容。實驗場地也不再局限于原有實驗室,而擴(kuò)展到了機(jī)房、電子創(chuàng)新實驗室,做到一機(jī)多用、一室多用,從而大大提高了實驗設(shè)施的利用率。

基礎(chǔ)電路實驗教學(xué)是理論教學(xué)的自然延伸,是提高學(xué)生素質(zhì)、實踐能力的最有效的方法。②實驗教學(xué)只有結(jié)合學(xué)校的實際條件,改革才可能出成效。獨(dú)立學(xué)院基礎(chǔ)電路實驗教學(xué)作為相關(guān)專業(yè)重要教學(xué)部分,對培養(yǎng)學(xué)生動手能力有重要意義。探索出一條以基礎(chǔ)驗證性為基礎(chǔ),以綜合性、設(shè)計性實驗為主體,與獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的實驗教學(xué)模式,對于提高實驗教學(xué)質(zhì)量,提升學(xué)生實踐動手能力有著重要意義。

[注釋]

①馬艷珍.電路基礎(chǔ)課程實踐教學(xué)的改革探索[J].中國職業(yè)技術(shù)教育. 2006(11):42.

②鄒道生.試論獨(dú)立學(xué)院實踐性教學(xué)體系的構(gòu)建[J].教育與職業(yè).2008(10):52.