電子信息綜合專業實驗存在問題及改進方法

宋濤 肖漢光 鐘年丙

摘要：根據實驗教學實際現狀指出當前電子信息實驗課普遍存在的一些不良現象，分析了導致這些現象的主觀和客觀原因，根據實驗課經驗提出相應的改進策略和方法，以提高實驗教學效果。

關鍵詞：電子信息;啟發式教學;主觀能動性

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）06-0250-02

一、實驗課現狀

電子信息綜合專業實驗是電子信息類本科生必修的實驗課，是一門實踐性很強的實驗[1-2]，意在讓學生將學生所學的數電模電、計算機硬件、單片機等課程知識融會貫通，通過設計性實驗，掌握電子元器件、掌握電路原理、掌握硬件開發和軟件編程，最終習得一種重要技能，既是對本科所學專業知識的一個鞏固和落實，也是對今后的繼續學習或工作打下基礎。然而事實上實驗效果并非如此，主要表現在如下幾個方面：（1）學生并沒有將實驗課當作一種很好的學習機會，而覺得是一種任務和負擔，對實驗課同理論課一樣缺乏興趣，為了上課而上課;（2）學生實驗過程過于敷衍，僅僅按照老師所講的原理圖和步驟操作實驗，缺乏自主設計的意識，缺少自己的思考和主觀能動性;（3）不明白實驗原理，不理解各種實驗現象的原因，出現問題不知道如何排查錯誤，不善于對實驗進行總結和分析;（4）由于實驗通過分組的形式完成，存在分工不明確，很多組員沒有沒有有效地參與實驗。這些現象導致實驗課對學生知識和動手能力沒有什么實質性的提高，無法達到教學效果。

二、存在問題的原因分析

造成上述實驗課存在的問題有其原因：（1）中國教學普遍存在的一個問題就是習慣于老師講課，學生聽課，無論對與錯，均以老師所講為標準，是一種灌輸式教育方法，學生缺乏主觀能動性;（2）進入大學后，由于失去了高中時代的強力的監督和管理，相當部分的學生缺乏自我約束能力，學習積極性不高，不愿意花太多的時間來學習;（3）受學校實驗條件的影響，如實驗設備不夠用、實驗耗材缺失，導致實驗中部分學生難以真正參與其中;（4）實驗開展時間以及實驗內容的安排存在不合理的方面，如電子信息專業課程主要在大二大三完成學習，大四上學期進入了考研和找工作關鍵期，學生難以集中投入精力做實驗;并且由于距離理論課程學習時間，學生沒有及時開展實驗，很多知識回憶已經比較困難;另外由于理論課程設計不合理，導致知識存在一定的脫節現象，如學生在學習完計算機原理與接口技術后學習以ARM為主的片上系統，而沒有系統地學習一c51為主的單片機，學生對單片機的一些基本知識，如單片機I/O口結構和特點、定時/計數器、基本單片機系統的組成等都不甚了解，導致有關單片機設計的實驗很難理解和動手設計。

三、實驗課改進方法

在這諸多原因中，既存在學生的主觀原因，也存在學校和老師的客觀原因[3-4]，以致最終難以達到預想的實驗效果。針對這些現象和原因，有必要針對性地采取相應的措施，以改進實驗教學的效果，提高學生的能力。

1.針對學生自主學習意識淡薄、主觀能動性差的問題，需要加強學生的預習工作。提倡學生預習實驗是一個很好的辦法，要提前告知實驗項目，并布置適當的題目，學生根據實驗項目查漏補缺，有忘記的或者以前遺漏的知識通過查閱書籍或網上查找資料做前期準備工作，并通過習題加以輔助;更為重要的是落實預習，要采取多種方式檢查預習情況，逐步做到不預習不準進實驗室。例如可采用提問檢查，進實驗室前檢查筆記等形式;也可以權力下放到小組長，由他們檢查后匯報。對于無故不預習的學生，可采取停做實驗先預習，課外補做實驗的辦法。這樣要求幾次就逐步走向正規了。

2.實驗老師需要重視實驗教學方法。老師應當提前多次操作實驗，一方面檢查實驗儀器可能存在的問題，一方面發現實驗中容易發生的錯誤，在向學生講解實驗的基本原理時，還要著重講解儀器的使用方法和容易發生的故障，以及本次實驗的關鍵所在，這樣能減少盲目操作造成儀器的損壞，又能使教師不陷于被動地解答學生的問題之中。實驗中通常一次難以達到實驗效果，對于電子類實驗可能是元器件選擇錯誤、參數選擇錯誤或者電路原理圖有誤，通過這種情況下學生會顯得很茫然，不知所措，不知問題出在哪里，這時實驗老師應當啟發學生問題排查方法，如何由實驗結果逆向查找產生不合理結果的原因，而不是簡單地告訴學生錯在哪里。這樣引導，學生反映收獲大，遠遠不止學到一點知識，更重要的是鍛煉了自己獨立工作的能力和分析、解決問題的能力。同時老師也解脫了因排除故障而所致的忙亂，有了指導學生的主動權。

3.實驗要講究開放性，不能將學生的思維禁錮在教材上或實驗指導書上。在課程講授過程中我們十分強調學生的參與，因為學生的參與程度決定了課程講授的教學效率，我們需要通過設問、討論的方式與學生進行雙向交流，結合自身從事科學研究的體會，安排一些開放性的問題，進行10分鐘左右的問題討論，引導啟發學生從多角度、深層次理解重要知識點，深入思考大膽質疑，養成探究開放的意識和習慣，做到天高任鳥飛的效果。例如要基于光敏電阻的光電導效應設計一個開關電路實驗進行驗證，那么這樣的電路有很多種，都能達到驗證效果，老師可以提供一種參考電路，學生在理解了電路原理之后就會帶著自己的想法對電路進行更改，既能達到實驗效果也能驗證自己的理解和想法?！敖獭笔菫榱恕安唤獭?，在整個教學活動中，強調并通過多種方式使學生能夠生動活潑地學習，能夠自主地去分析問題、研究問題、解決問題。

4.實驗課時間和內容安排要精心設計。實驗課程教學過程一般分為幾個階段：第一階段是講授專業課程的教師在完成一定的教學任務后，就需要與實驗室老師聯系安排實驗課程，安排好時間和地點并及時通知上課的學生。第二階段，由實驗室老師帶領學生進行實驗課程的教學工作。一般在學生動手進行實驗前，實驗室老師都會給學生講述實驗課程教學的基本要求，例如實驗課程的目的、任務、方法、要求和注意的事項等。然后學生們分組或單獨進行試驗。最后一個階段，在實驗結束后，對記錄的資料進行整理，并按照規定的要求撰寫實驗報告，按時交給實驗老師。實驗老師根據學生在做實驗時的表現和實驗報告的質量來給學生評出具體的優良等級，作為期末考試的平時成績。在進行實驗的過程中，實驗老師要細心地指導學生，保證學生都能以極大的熱情投入到實驗課程教學活動中，并對實驗課程教學過程中出現的現象和問題進行分析和討論，使學生們在實驗室形成一個良好的實驗課程教學的學習氛圍。一般來說，一門專業課程需要安排許多次實驗課程的教學任務，實驗指導教師需要認真負責地指導學生進行實驗工作，并及時登記學生的實驗課程成績。作為這門課程的平時成績，并作為期末考試總評成績的重要組成部分。

5.創新實驗設計。為了全面鍛煉和提高學生的思維能力和創新意識，需要把專業實驗課講授重點放在引導學生把握該實驗所屬學科的思維方式和研究方法上，而不僅僅是實驗內容、實驗原理、實驗步驟的講解。創新是當前中國學生最缺乏的一種能力，長期的灌輸式教育已將學生的創新意識磨滅，而一個優秀的學生一個優秀的人才最需要的就是創新意思和思維。而實驗正是激發和培養學生創新意識的有效手段。通?；谝粋€實驗原理可以做很多實驗，例如基于光電耦合器和單片機可以設計一個頻率計，那么基于該實驗的實驗原理就可以為自行車設計一個簡易的速度計、里程表。因此，實驗課要采用啟發式教學，引導學生放開思維，在了解實驗的基本原理的基礎上充分挖掘學生的想象力，設計出更加新穎和有趣味的實驗甚至能設計出一些具有實用價值的產品出來。

6.競賽與實驗互補。學生對于實驗積極性不高主要由于缺乏學習動機，比較盲目。各類競賽是大學生能參與的重要活動之一，如大學生電子設計競賽，大學生物理創新競賽等，參與競賽的同學經常為缺乏實驗設備和儀器而苦惱。因此，可結合各類電子競賽，加大實驗室的開放力度，通過制定相應的措施為學生課余時間使用實驗設備提供方便，鼓勵和支持學生充分利用實驗室所具備的實驗資源。一方面為學生競賽提供實驗設備與儀器，一方面激發學生對實驗課的熱情和積極性。此外，做好實驗不僅需要使用實驗儀器和設備，還需要做好設計和仿真，因此需要學生學習好常用的設計仿真軟件，例如keil、Mutisim、proteus、Altium Designer Winter等。讓學生完整地完成電路設計、繪圖制板、程序編寫、焊接、功能調試等過程。充分利用好這些工具軟件不僅能提高設計效率、節省開發時間，還能讓學生獲得很好的成就感，激發學習興趣。

四、總結

電子信息綜合專業實驗是電子信息類學生非常重要的課程，是對學生所學知識一個檢驗，也是對學生知識運用能力和創新能力的一個鍛煉，因此有必要針對當前實驗課存在的各種問題，通過有效的措施和手段調動學生的實驗積極性、提高該門課程的效果，最終達到培養和鍛煉學生動手和實踐能力的目的。

參考文獻：

[1]程菊花.電子信息工程實驗教學改革的探索[J].實驗室研究與探索，2005，24（8）：84-86.

[2]袁向平.現代企業文化，電子技術實驗教學改革心得[J].2009，（24）：182-183.

[3]趙興浩，等.電子信息類綜合實驗課的教學設計[J].2009，（2）：56-59.

[4]李樹濤，章兢，黎福海，等.電子信息類專業課研究型教學模式的改革與創新[J].高等教育研究學報，2011，34（4）：77-79.