邵婷婷 曹新亮 董軍堂

電子類專業(yè)是高等院校開設的培養(yǎng)應用型技術人才的工科專業(yè)，就業(yè)率及就業(yè)質量的高低，取決于學生的動手實踐能力和創(chuàng)新能力。為適應日漸嚴峻的就業(yè)形勢，近年來，各級教育部門紛紛制訂措施加強工科專業(yè)的實踐教學環(huán)節(jié)。其中電子類專業(yè)主要包括驗證性實驗課、設計性實驗和綜合性設計實驗三大實踐教學環(huán)節(jié)。驗證性實驗課著眼于基本理論的驗證，加深對已有理論的理解[1]，但對加強動手實踐操作以及創(chuàng)新能力創(chuàng)新意識的培養(yǎng)遠遠不夠，減少驗證性實驗，增開設計性、綜合性實驗，已經(jīng)成為當今高校實驗改革的主體并將日趨成熟和完善[2]。多年來，我們對電子類設計性實驗內(nèi)容和考核辦法不斷更新。實踐證明，該教學模式取得了較好的教學效果，但尚有許多不足需要改進，比如設計選題需要不斷調(diào)整以適應電子行業(yè)技術的不斷更新，實驗耗材量大實驗室管理困難以及指導教師工作量大，精力有限，指導效果受限等諸多問題。

1.設計性實驗的作用和特點

⑴設計性實驗的作用。隨著高等教育的不斷擴招，大學生的就業(yè)形勢也日漸嚴峻[3]，作為工科專業(yè)的電子類專業(yè)，用人單位對學生的理論水平和動手能力要求也逐漸提高[4]。為了與時俱進，培養(yǎng)出適合新時期發(fā)展所需要的創(chuàng)新型、實用型高素質合格人才，實驗教學起著理論和其他教學環(huán)節(jié)不可替代的作用[5]。而設計性實驗是實驗教學的最高層次，是提高實驗教學質量最有效的途徑[6]。通過設計性實驗的訓練，可以實現(xiàn)以學生自我訓練為主的教學模式，提高學生的創(chuàng)新思維和實際動手能力，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和勇于開拓的創(chuàng)新意識，充分調(diào)動學生學習的主動性、積極性和創(chuàng)造性[7]。

⑵電子類設計性實驗的特點。電子類設計性實驗教學主要包括電子技術課程設計和綜合設計，其中課程設計主要是針對模擬電子技術和數(shù)字電子技術等課程，運用所學理論與實踐緊密結合，實現(xiàn)一個單元電路或者簡單系統(tǒng)；綜合設計則是將模擬電子技術、數(shù)字電子技術、單片機以及高頻電路等相關課程的理論結合起來，實現(xiàn)一個較為復雜的系統(tǒng)。電子類設計性實驗具有系統(tǒng)性、實用性和創(chuàng)新性等明顯特點。

2.電子類課程設計實驗教學的方法和步驟

⑴選題與方案論述。首先學生自由組合3-4人分作一組，指導教師提前根據(jù)教學內(nèi)容擬定多出預定組數(shù)20%的設計題目，每組學生派出代表進行抽簽選取，學生也可自選題目，但需要進行可行性匯報，經(jīng)指導教師審核同意方可。

設計題目確定之后，學生根據(jù)所學基礎理論知識，利用現(xiàn)有的圖書館及數(shù)字資源，查找相關資料，并找尋實現(xiàn)方案。由于電子類的設計實驗同一題目有不同的實現(xiàn)方案，為了讓學生了解更多的知識，我們要求同一組至少要有2-3種實現(xiàn)方案。每組選派代表上講臺給全班同學講述本設計題目的實現(xiàn)原理及方案，臺下的指導教師及同學均可提問、提建議，綜合考慮性能指標、實現(xiàn)難易程度以及實驗室耗材儲備等，確定最終的實現(xiàn)方案。該部分的成績在最終的考核中占20%。

⑵軟件仿真。電子類設計性實驗均涉及硬件電路，設計方案雖然論述可行，但根據(jù)設計的指標需要計算確定電路的結構及元件參數(shù)，該參數(shù)是否可以達到預計的要求，如果通過傳統(tǒng)的實驗來驗證，不僅延長了設計時間，也需要大量的元器件，設計成本過高[8]。利用軟件，比如multisim、proteus等，可對設計的電路或系統(tǒng)分析、仿真，大大提高了效率，也可確定出一個最佳的方案。該部分的成績在最終的考核中占20%。

⑶硬件焊接調(diào)試。軟件仿真通過之后，接下來學生需要進入實驗室，從實驗人員處領取所需元器件進行硬件的焊接和調(diào)試。該環(huán)節(jié)是電子類設計性實驗的關鍵，也是學生鍛煉動手實踐能力，養(yǎng)成嚴謹科研作風，提高尋找問題、思考問題以及解決問題能力，和培養(yǎng)創(chuàng)新能力的重要途徑。焊接技術的好壞，可直接影響電路的美觀、穩(wěn)定性和抗干擾性。調(diào)試是整個設計的重中之重，也是理論結合實際的關鍵，可占到設計時間的2/3。

初次焊好的電路一般不能正常運行，總會存在各種各樣的問題，學生需要耐心按照信號尋跡法、對分法、分割法等調(diào)試方法尋找故障點，并加以解決[9]。該部分的成績在最終的考核中占40%。如果設計的系統(tǒng)涉及軟件的編寫和調(diào)試，該類題目的考核會適當減小仿真部分而加大調(diào)試部分的比重。

⑷撰寫報告。報告中需要學生將設計過程中實現(xiàn)的方案原理、發(fā)現(xiàn)的問題、解決的方法以及尚未解決的疑惑進行總結歸納，并得出日后設計方面的經(jīng)驗教訓。通過實驗總結，學生可以整理思路，形成科學的思維方式，養(yǎng)成良好的科研習慣[10]。該部分的成績在最終的考核中占20%。

3.電子類課程設計實驗教學方法的經(jīng)驗和不足

多年來，我們電子類的課程設計一直按照上述實驗教學和考核的方法進行，學生的積極主動性大為改觀，教學實驗場面如火如荼。但是該教學方法也存在許多方面需要改進，以期取得更佳的效果。

⑴實驗題目需要不斷更新。電子類相關行業(yè)的技術日新月異，競爭也越來越激烈，課程設計實驗教學也要不斷與時俱進。

⑵實驗耗材量大，實驗室管理困難。電子類課程設計實驗題目眾多，所需元器件多且雜，雖然開放實驗室已經(jīng)執(zhí)行很多年，不同班級的學生不同時間進入同一開放實驗室，器件找尋困難，嚴重影響設計進度。

⑶指導教師工作量大，精力有限，指導效果受限。設計性實驗對教師和學生都提出了較高要求，有一定難度[11]。不同組的設計題目不同，內(nèi)容復雜，需要指導教師有廣泛的知識和技術儲備，投入更多的精力，否則指導效果會大打折扣。

結束語

電子類課程設計實驗是電子類專業(yè)實踐教學的重要環(huán)節(jié)，是學生鍛煉動手實踐操作的重要手段，也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識和嚴謹科研作風的重要途徑。通過設計性實驗，不僅加深了學生對已學理論的理解，也訓練了學生在制作過程中對新知識的學習以及發(fā)現(xiàn)問題解決問題的綜合能力。

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