自主引導性模擬電子線路實驗平臺的探究

韋慶進，彭建盛

（河池學院 物理與電子工程系，宜州 546300）

0 引言

理工科學生實驗實踐是培養學生理論聯系實際，提高學生實踐動手能力和科技創新能力的重要環節。為了提高實訓效率,對實驗平臺有必要進行整合和優化，加強實踐基地建設，規范實踐管理，進一步完善實踐課程體系，使我院學生實踐水平與應用型人才培養目標相符合。在此指導思想下，研制出了基于自主引導性模擬電子線路實驗系統。通過該系統改善實踐質量，提高學生的實踐動手能力，進而增強學生的就業競爭力。也符合教育部推動關于“卓越工程師教育培養計劃”的實施。

1 模擬電子線路實驗初衷的現狀

模擬電子線路是電子、通信、計算機和自動控制等專業的基礎能力，很多電子線路的效果都需要一步步地保證正確，才能最終發出正確信號。比如“檢波”、“反相”等電子抽象性概念多，對初學者實踐綜合能力要求較強。目前大部分高校的模擬電子線路實驗主要集中在驗證性實驗，實驗實踐動手操作部分也是以模塊集成化實驗設備為主，需要動腦少，僅僅是通過實驗指導書的接線方式，把實驗連線搭接完成基本上就可以完成實驗了。在學完實驗課程之后，不少學生還不能分析和調試實際電路，也不能分清集成電路等元器件引腳，甚至不會用最常用的電子儀器儀表（如萬用表和示波器等）。電子實驗又不允許出現過多的誤操作，將電子元件燒壞或帶來安全隱患。模擬電子線路實驗的問題主要表現在以下三個方面。

1. 1 實驗設備缺乏創新性

目前大部分高校的模擬電子線路實驗設備大同小異，都是把常用的、現有的電路做好在一些模塊上，然后組裝成實驗箱或者實驗臺，這樣封裝好的模塊比較容易使用，但是在工業化的產品中布線肯定不會這么簡潔。對于不太積極主動學習的學生，在不深入鉆研的情況下，根本搞不清楚模塊上的元器件是有什么作用，具體電路的工作原理是怎么樣，哪些測試點是關鍵測試點，實驗的結果應該會是怎么樣等問題。只適合做一些有限的和驗證性的一些實驗，不利于擴展學生的思維和創新性，也不適合有能力的學生做進一步設計開發性的實驗。

1.2 實驗指導書呆板

很多高校的模擬電路實驗箱或者實驗平臺都是由專門的實驗儀器制造廠商供應，一般在提供實驗箱的同時，也配有相應的實驗指導書。

由于實驗儀器設備供應商沒有經常參與模擬電子線路實驗，在課程理論與實驗實踐就會存在很大的差異。學生在進入實驗室進行實驗的時候，很多實驗指導教師僅能夠根據供應商提供的實驗指導書來教導學生。在這樣的實訓，學生的思維經常會被一些模塊化的電路所定視化，沒辦法拓展學生學習求知的思維。這樣的實驗指導書也只能夠隨實驗設備配套使用，通用性不強。隨著電子技術的發展，模擬電子線路實驗也要進行相應地更新，即使指導老師（技師）有增加或者改進實驗的想法，也會因實驗設備的模塊化而無法做更大的更改。

1.3 實驗完成的質量

學生每次進入實驗室進行實踐實驗，受模塊化的電路影響，只能夠進行機械化簡單的連線，然后就開始通過一些測試儀器來對實驗過程中的各個信號進行測量。教師在整個實驗的指導過程中，主要通過觀察學生的實驗操作和考察學生得到的測試結果來判定學生對整個實驗的掌控情況，然后來評出學生的實踐實驗成績。在學生的實驗操作過程中，對學生的實驗操作和知識的掌握能力沒有辦法完全掌控，學生在整個模擬電子線路實驗過程中的完成質量也無法得到保障，學生的實驗實踐效果也無法提高到“工程師”級的水平。

2 自主引導性模擬電子線路實驗對策和方法

自主引導性模擬電子線路實驗，在于強調“自主引導”，要求實驗者盡可能不受設備和實驗指導書等事物的約束，拓展思維空間，更具所需的理論知識，自行設計和制作創新性的實驗。為了更好地給學生打好專業基礎，根據多年的實踐，總結實驗經驗，提出了一些積極有效的改革措施，以達到能自主引導學生完成模擬電子線路實驗的目的。

2.1 實驗指導方面

努力提高教師指導水平，不斷更新指導觀念，更加注重“以學生為本”的觀念。要求理論課授課教師同時指導該課程的實驗，實驗指導老師也上理論課，從教師層面上加強理論聯系實際從而更加推動學生動手操作與理論的結合。為了進一步提高教師的實驗實踐水平，除了對教師在科研項目上有所要求之外，還采取送老師到企業研發一線學習，讓老師直接參與產品的研發與生產，同時接受行業最熱門和最前沿的知識，增加實驗指導的理論深度和趣味性。

2.2 實驗平臺方面

研制出“自主引導性模擬電子線路實驗箱”，彌補傳統實驗設備不利于開發學生創新思維的不足。自主引導性模擬電子線路實驗箱提供實驗所需要的“+5V” 、“+12V”和“-12V～+12V可調”直流電源；提供“20Hz～20MHz”的正弦波、方波、和三角波幅度從“0～12V可調”的信號源；去掉目前常用的模塊化設計，用面包板代替，從而使結構更加緊湊實驗內容更加靈活。用該實驗箱做實驗，要求實驗者將分立元件在面包板上搭建實驗電路，強迫實驗者親密接觸電子元件，從而加深對電路的認識和理解。同時實驗電路也不再受實驗設備和指導書的約束，只要配上相應的電子元件，可以做很多以想做而前無法做的實驗。極大地增加了實驗設備開放性實驗和電路開發的使用，極大地滿足了自主引導實驗。在實驗教學提供強有利的實訓平臺同時，對電類專業的學生從大學開始就對每一位學生分發一套基礎電路制作工具和素材。

2.3 實驗指導書方面

我們編寫的實驗指導書，除了“常用儀器使用”和“電子元器件認識和搭建實驗電路” 等基礎必做實驗外，還提供一些常規的電路和實驗，以滿足非電子專業教學大綱要求完成的常規實驗；對于電子專業學生，除了完成常規實驗外，我們提供參考實驗思路和實驗要求，需學生利用課外時間查找資料，設計電路，最終在實驗箱上完成“綜合設計性實驗”；對完成實驗大綱后，還有興趣、有能力的專業尖子生，我們引導他們從“報警門鈴”、“趣味彩燈”等簡單趣味電子線路入手，由淺入深，甚至可以自議實驗電路和實驗內容，完成一些小制作。進一步加深對模擬電路各知識點的理解，熟悉電子線路設計與制作過程，增加電子線路硬件調試的經驗和水平，為電子競賽和畢業就業做好準備。本實驗指導書能因材施教，較好地滿足自主引導實驗，擴展學生思維的需要。

2.4 實驗考核方面

實驗評分包括三個方面內容：一方面是平時成績，主要是根據學生的實驗預習情況和平時實驗情況給予評分；另一方面是實驗報告成績，主要是對學生實驗報告的規范性，如實驗數據和數據處理及結果分等進行評價；第三方面是實驗考核成績，根據實驗大綱的要求，制定相應的實驗考核方案，具體方案如下：

對于非電子專業學生，側重考核學生對常用實驗儀器的使用和驗證性實驗方法的掌握程度。考核方法是：根據所開設實驗，抽取其中的10～15個小內容作為10～15個不同的小題目，并排好序號。考核時，要求學生單人獨自抽簽，在規定時間（20分鐘）內完成，老師根據操作熟練程度和實驗結果，現場打分給出考核分數。

對于電子專業學生，側重考核學生電子線路設計與制作和硬件調試水平。具體考核方法是：結合“綜合設計性實驗”， 給出實驗要求，讓學生利用課外時間完成查找資料、設計電路、制作和硬件調試，最終完成作品的制作。考核時，學生根據要求，在老師面前獨立完成測試工作，并簡要說明電路的結構，設計制作和調試過程以及心得體會等。而老師則根據學生對驗儀器的使用的熟練程度和作品完成情況給予考核分數。

3 結束語

自主引導性模擬電子線路實驗，充分發揮了實驗者的自主性，而盡可能地減少實驗指導書和指導教師的“引導”，充分體現了“以學生為本”的實訓理念，極大地刺激了學生的積極性和主動性；自主引導性模擬電子線路實驗箱的靈活性，極易開展“設計性”、“綜合性”和“開放性” 實驗；通過面包板來搭建電路實驗，更加接近產品研發等工程實踐；順應“因材施教”的理念，更好地實施素質教育，培養出來的學生得到社會的認可，增強了學生就業的競爭力。

[1] 賴國松, 鄒涌. 新時期高校系級教學管理工作改革研究[J]. 湖北師范學院學報(自然科學版), 2003, (03).

[2] 張天菊. 高校基礎實驗教學改革的探索[J]. 太原科技,2001, (03).

[3] 查珍, 周元祥. 改革實驗教學培養復合型人才[J]. 合肥工業大學學報(社會科學版), 2004, (02) .

[4] 馮永平. 新世紀高校教學管理制度的改革與創新[J]. 高等農業教育, 2002, (02).

[5] 蔡青. 論高校教學管理的現代化[J]. 中州大學學報,2002, (01).

[6] 鄧華, 嚴志谷. 高等教育走向大眾化過程中的教學質量保證[J]. 湖北師范學院學報(自然科學版), 2001, (04).