電子技術設計性實驗教學探索

摘 要： 本文進行了針對傳統實驗教學模式存在的問題，如何在電子技術實驗教學中開展設計性實驗教學的探索與實踐。

關鍵詞： 實驗教學 電子技術實驗 設計性實驗

實驗教學是高等學校教學體系的重要組成部分，也是影響教學質量的重要環節，在培養高素質人才中起著舉足輕重的作用。電子技術是一門實踐性很強的課程，因此其實驗課顯得尤為重要。通過電子技術實驗課程的學習，不僅要使學生掌握電子技術必要的基本理論知識和基本實驗知識與實驗技能，更重要的是培養學生獨立思考、分析問題、解決問題的能力及自主創新能力。

一、傳統教學模式存在的問題

長期以來，電子技術實驗課大多采用傳統教學模式，主要以驗證性實驗為主，學生以固定的班級為單位，在同一時間里用同一種教材，做同一個以驗證性實驗為主的實驗。學生按指導書或教師規定的實驗步驟進行“廣播操式”的實驗，這種教學模式置學生于被動學習和機械操作的狀態，無法調動學習積極性，他們不知道為什么這樣做，也不知道實驗結果說明了什么，即使得出很離譜的數據也心安理得。實驗課的考核一般以實驗報告的平均分計算成績，學生在實驗中急于得出實驗數據，對實驗中碰到的各種問題不分析解決，有的干脆抄襲別人的數據，還有的忙著趕抄上次實驗的實驗報告。“實驗做得好不如實驗報告抄得好”，這種以實驗報告成績定優劣，只注重結果而忽視過程的考核方式，不但有失公平，而且無法達到掌握基本實驗知識與實驗技能，培養獨立思考、分析問題、解決問題的能力及自主創新能力的教學目的。

針對傳統實驗教學模式的不足，我們在電子技術實驗課程中開展了設計性實驗教學模式的探索與實踐。

二、設計性實驗教學的探索與實踐

設計性實驗是指結合課程教學或獨立于課程教學，在給定實驗目的要求和實驗條件的前提下，由學生自行設計實驗方案并加以實現的探索性實驗，旨在提高學生在實驗中的主動性，調動學生的學習積極性，著重培養學生獨立思考、分析問題、解決問題的能力及自主創新能力。關于設計性實驗教學，我們進行了以下探索。

1. 精選實驗內容

根據教學基本要求，結合實驗教學大綱，對實驗內容進行整合，從中精選出十多個實驗，這些實驗內容分為三類：基礎實驗、自主設計性實驗和綜合設計性實驗，可以根據不同專業、不同課時的教學要求，從中選出若干個實驗進行教學。

2.精編實驗指導書

為適應設計性實驗教學的要求，重新精心編寫實驗指導書，對傳統實驗指導書中的實驗原理、使用的儀器設備型號和詳細的實驗步驟及實驗數據表格等內容進行必要的整合取舍，并根據教學基本要求和設計性實驗的內容將實驗指導書分為基礎實驗、自主設計性實驗和綜合設計性實驗三部分。

在基礎實驗中，我們充分考慮學生的水平差異大，且多數學生除了在普通物理實驗課時獲得一點對電類實驗的認識之外，還是第一次比較深入地認識電子技術實驗的特點，因此我們選擇電路簡單、實驗原理易懂、便于上手的傳統實驗；在編寫講義時基本采用傳統的實驗教材的編寫方法，對實驗的電路、原理、步驟、測量數據等內容做出詳細的說明，以方便學生自學，使學生通過基礎實驗了解常用電子元件、電路及各種電量的測量方法，同時學會各種實驗儀器和設備的基本使用方法，為后續實驗奠定技術基礎。

在自主設計性實驗中，我們以簡單的單元電路為例，詳細地講解如何根據實驗目的和要求，結合現有條件設計實驗，并完成實驗。編寫順序是：①根據實驗目的，理解實驗原理；②根據實驗目的設計實驗原理圖，并根據理論知識及電路參數，計算有關測試量的理論值；③設計實驗的詳細步驟及測試數據的表格、測繪波形圖等，確定測試數據、波形等所需的儀器；④進行實驗測試；⑤把實驗測試結果與理論值比較，分析誤差原因，提出改進措施或思路。通過自主設計性實驗，學生學會如何根據實驗目的和要求設計實驗，為綜合設計性實驗提供必要的基礎。

綜合設計性實驗部分，指導書的編寫相對比較簡單，只提出實驗的目的要求和條件、后續的工作包括實驗原理圖、實驗電路的設計、元件參數的確定、實驗步驟及測試數據的表格等由學生完成。在綜合設計性實驗中，學生必須根據要求設計電路，自行設計實驗來對所設計電路進行測試，以檢驗設計的電路是否符合要求。為了幫助學生預習和準備，對不同實驗給出相應的思考題或者給學生一些提醒，以幫助學生理解實驗原理，確定電路方案，設計實驗步驟，以便完成實驗。該部分實驗相對比較難，可根據不同專業的要求選做。

指導書的附錄中給出：①電子技術實驗箱的使用說明；②常用集成塊的引腳、功能圖；③常用電子儀器的使用簡介等內容。

3.調整評價體系

要對設計性實驗是否成功作出客觀合理的評價，除了要對實驗結果進行考核之外，還應更注重對實驗過程的考核。

針對自主設計性實驗指導書中只給出實驗的目的和要求，其他的內容均要求學生獨立完成的特點，把考查學生的實驗效果分成以下三個方面：第一，從實驗報告上考查學生設計實驗的能力。主要考查學生對實驗的原理是否理解，是否設計了合理的實驗步驟，是否設計了合適的記錄實驗波形、數據的圖表。第二，在實驗中，考察學生的實驗動手能力和分析問題解決問題的能力。通過觀察學生在實驗中能否熟練正確連接電路，能否正確地使用有關儀器和設備，能否自主地進行實驗，能否自行解決實驗中出現的一些簡單的問題如檢查電源、信號源是否正常、檢查連線是否通斷、檢查元件是否損壞等，從而對學生的實驗動手能力和分析問題、解決問題的能力作出客觀的評價。第三，考察實驗是否成功，主要考查學生是否通過努力成功地完成了一個實驗。

我院在電子技術實驗教學中開展設計性實驗教學模式的探索起步雖然比較晚，但通過這些年的探索與實踐，同時借鑒其他兄弟院校的成功經驗，取得可喜的成績，學生在全國大學生電子設計賽、挑戰杯全國大學生課外學術科技作品競賽中，連續多年取得一等獎、二等獎項多個。這無疑是對我們付出的努力的肯定，也是我們繼續努力的動力。

三、存在的問題

設計性實驗由于由學生自行設計實驗，他們設計的方案、方法、步驟、電路不盡相同，因此在實驗過程中會出現各種各樣、無法預料的問題，這對實驗指導教師提出了更高的要求。

由于學生水平參差不齊，部分學生基礎差，有的課前沒有預習準備或預習準備不充分，因此有的無法獨立完成實驗，這就需要教師騰出更多的時間和精力輔導，甚至自始至終需要教師的指導，“嚴重影響正常教學秩序”。如果只配備跟傳統教學模式相同人數的教師的話，將難于顧及其他學生，無法對其他學生的實驗過程進行細致的考察，導致影響對其實驗成績的準確評定。

即使沒有出現“影響正常教學秩序”的學生（這是不可能的），在學生人數相同的情況下，也需要投入更多的教師，才能對學生的實驗過程進行較細致的考察，以便對學生的實驗動手能力和分析問題解決問題的能力及實驗成績作出客觀公正的評價。

如果在實驗教學中無法投入更多教師的話，則必須對學生分組安排實驗，但這會帶來其他問題如：造成教師負擔過重、影響教師、學生其他課程的安排等。

出現的這些問題，一方面需要調動學生學習的積極性和主動性極，課前認真預習、充分做好準備，另一方面需要有關部門的理解、支持和配合，同時需要教師付出更多的努力和奉獻，從而得以較好解決。

參考文獻：

[1]陳木鑫.數字電子技術教學改革探索.改革與開放，2013（1）：4.