高職院校實驗室設(shè)備的自主開發(fā)
——以模擬電路試驗箱為例

文/余海潮，武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院

當(dāng)前高職院校的實驗室設(shè)備多以招標(biāo)采購為主，市場上也有好多專門為高校提供教學(xué)設(shè)備的供應(yīng)商，如浙江的天煌教儀，亞龍教儀，清華科教等企業(yè)。我校前幾年曾經(jīng)采購了一批模擬電路實驗?zāi)K，電路板上不僅有元件焊反、錯焊、漏焊等情況，甚至連PCB的布線都有錯誤，造成實驗無法進行下去，實驗室無法使用。本來建設(shè)這個實驗室是為了改善《模擬電子技術(shù)》課程的實踐教學(xué)條件，結(jié)果因為這些電路模塊無法使用，而且還占用了實驗室，實訓(xùn)資源更緊張了。

1 自主開發(fā)模擬電路試驗箱的其他意義

1.1 學(xué)校使用的模擬實驗設(shè)備故障率高，售后服務(wù)周期長，反應(yīng)慢

現(xiàn)行實踐設(shè)備采購和售后維修模式，對實踐設(shè)備的調(diào)整，基于開放式實踐教學(xué)需要對實驗?zāi)K進行調(diào)整和二次開發(fā)比較困難。如果使用自己制造的產(chǎn)品，我們可以充分考慮產(chǎn)品的質(zhì)量，去掉一些不必要的功能，在提高質(zhì)量的同時又降低成本。

1.2 填補市場空缺

市場上的模擬電子技術(shù)實驗箱只適合本科生的教學(xué)，而且項目固定，學(xué)生僅僅只能完成測量，不適應(yīng)高職專業(yè)教學(xué)需要。高職教育屬于職業(yè)教育，對學(xué)生能力要求不同，而且為了滿足實踐教學(xué)開放式教學(xué)需求，提高學(xué)生動手能力，通過自主開發(fā)模擬電路實驗?zāi)K，將高職教學(xué)需要加入到產(chǎn)品的設(shè)計與規(guī)劃，通過總結(jié)多年來該課程的教學(xué)經(jīng)驗，針對高職生學(xué)習(xí)這門課程的實際情況去設(shè)計實驗項目，方便實施自主開放式教學(xué)。

1.3 建立產(chǎn)學(xué)研，實現(xiàn)校企深度融合

自主開發(fā)試驗箱，并不是要閉門造車，而是以我為主，可以邀請專門生產(chǎn)教學(xué)設(shè)備的企業(yè)共同參與，畢竟學(xué)校沒有制造產(chǎn)品的經(jīng)驗。公司利用學(xué)校在教學(xué)上的實際經(jīng)驗，同時利用了學(xué)校的人力、財力、物力來開發(fā)，學(xué)校利用了企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)、實際經(jīng)驗、設(shè)備材料。一旦產(chǎn)品開發(fā)成功，不光是學(xué)校可用，企業(yè)還會利用自己的銷售渠道把產(chǎn)品推向市場，實現(xiàn)量產(chǎn)，可以進一步的實現(xiàn)校企深度融合，學(xué)校可以開設(shè)校中廠，進行生產(chǎn)，企業(yè)負(fù)責(zé)銷售。

2 自主開發(fā)模擬電路實驗箱的可行性分析

2.1 學(xué)校可以在專業(yè)教學(xué)團隊中組建模擬電路試驗箱開發(fā)的優(yōu)秀團隊

團隊成員可以吸納一些中青年骨干教師，因為實驗箱的開發(fā)不僅要求教學(xué)經(jīng)驗豐富，而且還要求很強的產(chǎn)品開發(fā)能力。并且可以在設(shè)備的教學(xué)功能上貼合課程要求以及開放式自主實驗要求，力求融入完整的人才培養(yǎng)方案中。

2.2 學(xué)校自主開發(fā)可以合百家之長

高職院校可以利用和實驗室供應(yīng)商構(gòu)成的供求關(guān)系，可以輕松地拿到各個廠家的模擬電路實驗箱的樣品。廣泛參考調(diào)查市場上同類產(chǎn)品的功能、特點，借鑒他們的優(yōu)點，運用到我們的產(chǎn)品設(shè)計中。

2.3 電路模塊化設(shè)計讓開發(fā)更簡單

當(dāng)前的電子技術(shù)實驗箱多是以模塊式為主，以開放式平臺加功能模塊的方式設(shè)計實踐系統(tǒng)，并且提供開放式接口供給后續(xù)設(shè)計及課堂開發(fā)。電路功能模塊化，可以大大降低我們開發(fā)的難度，實現(xiàn)開發(fā)團隊分工協(xié)作。我們還可以一家合作單位的實驗箱為基準(zhǔn)，設(shè)計大小相同的模塊，以便能夠良好的安裝。

2.4 學(xué)校自主開發(fā)有充分的用戶體驗

可以組織學(xué)校所有教授《模擬電子技術(shù)》課程的老師對所設(shè)計的實驗電路進行討論，優(yōu)化方案，并且利用校內(nèi)實驗設(shè)施進行部分生產(chǎn)及調(diào)試。

3 開發(fā)模擬電路實驗箱應(yīng)注意的問題

3.1 電路板采用貼片

為適應(yīng)實踐教學(xué)的可靠要求，設(shè)計中采用可靠的方式，模塊電路板采用雙層布線，使用先進的SMT生產(chǎn)工藝和貼片元件，不用跳線，使用貼片元件也是為了適應(yīng)當(dāng)前電子技術(shù)的發(fā)展，以貼片技術(shù)為主，讓學(xué)生做模擬電路實驗時，還能充分認(rèn)識現(xiàn)代電子工藝。

3.2 電路設(shè)計與仿真一致

設(shè)計適合高職《模擬電子技術(shù)》課程實踐教學(xué)或教學(xué)一體化的實驗，并設(shè)計相應(yīng)的實驗電路，按照知識單元，分模塊化設(shè)計，電路設(shè)計采用的元件不僅要在市場上能供應(yīng)充足，而且要盡可能的和Multisim或其他電路仿真軟件的元件庫保持一致，以便于單元電路的功能驗證能同時在仿真軟件和模塊電路上實現(xiàn)。

3.3 模塊電路設(shè)計系統(tǒng)化

在設(shè)計模塊化電路的同時，要考慮《模擬電子技術(shù)》課程的知識的系統(tǒng)性和高職教學(xué)需求，可以多個模塊組合成一個系統(tǒng)，要求不同模塊之間能夠電路匹配，可以保證模塊的可替代性，保證學(xué)生開放式實驗甚至學(xué)生自主開發(fā)實驗?zāi)K的需要。模擬電路實驗箱不僅能滿足一般理論課程驗證性實驗的需求，而且還要能夠滿足實訓(xùn)的需要，電路模塊還能夠獨立使用，這樣可以避免場地的限制和其他實驗儀器設(shè)備的限制，實現(xiàn)使用率最大化。

3.4 模塊電路要耐用，便于維護

為保證開放式實驗的教學(xué)現(xiàn)狀，為充分考慮產(chǎn)品的耐用性，一些頻繁操作的器件，如開關(guān)，可調(diào)定位器，按鈕等，盡可能的使用高質(zhì)量的軍品。也要考慮元件是市場上供應(yīng)充足的普遍性元件，同時元件易拆易換。

3.5 模擬電路實驗指導(dǎo)書信息化

實驗指導(dǎo)書從應(yīng)用性角度出發(fā)，刪減一些深入的理論分析，增加操作指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自主實踐。結(jié)合信息化教學(xué)手段，制作信息化的實驗指導(dǎo)書，通過信息化手段，學(xué)生可以獲取實驗操作步驟的PPT說明和操作視頻。

4 小結(jié)

學(xué)校自主開發(fā)實驗設(shè)備是基于高職院校各方面的綜合情況而考量，有的學(xué)校在這方面做得很好，不僅能滿足自己需要，還能外銷。自主開發(fā)實驗箱不是要拋開專業(yè)的實驗教學(xué)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，反而是這些企業(yè)提供幫助，開發(fā)為學(xué)校專業(yè)發(fā)展量身定做的實驗、實訓(xùn)設(shè)備。最大的問題可能是資金，項目經(jīng)費的來源，建議以課題的形式先立項，完成樣品的開發(fā)制作，再著手下一步的計劃。