模擬電子技術基礎實驗獨立設課的研究與實踐

俞志英 于凡

摘要：為了更好地發揮模擬電子技術實驗課的教學效果，激發學生的創新實踐能力，模擬電子技術基礎實驗改變以往的教學模式，由依附理論課的課內實驗變成獨立設課實驗。以實踐能力培養為目標安排教學內容，目標更明確、要求更具體。其考核方式更細化、更合理，更能有效、客觀、準確地評價學生的學習效果，更能培養學生的創新能力與實踐能力。

關鍵詞：模擬電子技術基礎;實驗;實踐能力;創新能力;獨立設課

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）13-0157-02

1現狀

模擬電子技術基礎課程是我校自動化、測控、物聯網等專業重要的專業基礎課，其實踐環節-實驗課更是鍛煉學生動手能力、理論應用于實際能力的重中之重，對于學生工程實踐能力、創新能力的培養有著舉足輕重的作用。

一直以來，我校模擬電子技術基礎實驗分散于理論課的教學環節之中進行[1]，實驗目的常常被誤解為在于幫助學生加深對相關理論知識點的理解和掌握。從而使實驗教學處于從屬地位[1][2][3]，其內容和形式上都依附于理論教學，且大多以驗證性實驗為主。實驗內容阻礙學生自主性和動手能力的發揮和發展。實驗安排伸縮性大、隨意性大，實驗教學不能體現自身的連貫性與系統性。尤其考核與成績都是算在理論課考核成績的一部分。在整個成績架構中實驗成績占總成績的20%，學生對其并不足夠重視，實驗出現應付差事、預習不充分、抄襲報告的現象，甚至有部分同學實驗做得不好，不能獨立完成實驗，只能依靠別的同學或者老師的幫助才能完成整個實驗的操作，實驗的結果分析根本不知道正確與否，抱著混的態度，心存僥幸，認為實驗成績不行，并不會足夠影響到自己成績的及格，可以用理論課成績來補分。這樣就不能發揮實驗課的真正作用，不能鞭策學生努力完成實驗，不能提高學生的動手能力和實踐應用能力，更不能培養學生的創新能力。

無法達到工程教育認證要求，培養的人才不能夠滿足社會需求，無法解決行業的實際問題。因此為了培養學生的綜合應用能力，探索實踐教學中實驗獨立設課與考核體系的制定，完善基于實現畢業要求指標的學生工程實踐能力培養目標，建立融知識、能力、素質訓練為一體的電子技術工程教育體系，進一步推動新工科人才協同培養目標建設[4][5][6]。

2 模擬電子技術實驗獨立設課的改革實踐效果

針對目前模擬電子技術基礎實驗存在的問題，對自動化、測控、物聯網三個專業、八個班級實行了理論與實驗課分開設課的教學模式。

本課程是“模擬電子技術基礎”課程的實驗教學環節，具有自身的體系和很強的實踐性。學生通過實驗課程的訓練，可提高動手能力和實踐能力，培養分析和綜合能力以及應用所學知識解決實際問題的能力。通過對常用電子儀器—示波器、函數信號發生器、多用毫伏表等的正確使用，學會用示波器觀測信號波形和測量波形參數的方法;通過集成運算放大器的運算電路，學會使用線性集成運算放大器;通過共射極單管放大器的靜態工作點的測試及調整、測定放大器的電壓放大倍數，學會放大器輸入、輸出電阻的簡便測試方法，觀察靜態工作點變化對放大器輸出波形的影響;利用Multisim軟件仿真共射極單管放大器電路，使學生學會使用仿真軟件對電路進行分析與設計;通過放大器電路中引入負反饋，使學生加深理解負反饋對放大器各項性能的影響，同時學會多級放大器主要指標的測試方法;通過學習方波發生器、正弦波發生器的工作性能及測試方法，學會其調整方法。學生在進行了本課程的實驗訓練后，鞏固了模擬電子技術理論知識，真正能將知識運用于實踐。本課程為“模擬電子技術基礎”課程配套的實驗課，需要與該課程同時開設或在其后開設。

按照實踐能力培養目標制定了新版實驗教學大綱，安排實驗教學內容[1]。目標更明確、要求更具體。

本課程的課程目標如下：

課程目標1. 能夠正確使用示波器、信號發生器、萬用表、交流毫伏表、穩壓電源等常用電子儀器;

課程目標2. 能夠理解模擬電子電路靜態和動態性能指標的測試方法;

課程目標3. 能夠根據需求設計、搭建模擬電路并調試，能夠分析、尋找和排除實驗電路中故障;

課程目標4. 能夠正確處理實驗數據，進行誤差分析，并寫出符合要求的實驗報告;

課程目標5. 能夠使用Multisim軟件對模擬電路進行仿真、分析和輔助設計。

特別是在完成重點理論知識點的驗證性實驗基礎上，可以安排更多的自成體系的綜合性實驗和設計性實驗，培養學生工程設計能力、科學研究能力。

作為一門獨立授課的課程，實驗的教學過程與以往的教學過程相比，教授的內容更詳盡，要求得更細化、具體，在考核與分數分配方面也做了相應的調整。實驗考核成績由平時實驗（占40%），獨立測驗（占20%）和期末閉卷考試（占40%）組成。

平時實驗根據大綱要求設立了五個重點實驗，每個實驗8分，共計40分;在平時實驗積累的基礎上為了更好地考核學生的動手能力與創新能力而設計了獨立測驗，它又分為實際電路的理論筆試占10%，實際電路的實物接線操作占10%;期末閉卷考試的卷面按百分制出題，最后按40% 換算成實際分數。這就是整個實驗的分數構成情況。從考核分數的構成不難看出，獨立設課后，整個實驗教學自成一個完整的體系，從平時設計能力的培養，到最后獨立設計能力的檢測，其中也不乏對理論的測試，形成了一個能力培養的完整鏈條。

平時實驗的考核相對來說更細化了[7][8]，如圖1所示。突出強調了預習的重要性、實踐操作獨立完成的重要性、實驗報告的完整性、數據處理與結果分析的正確性、圖表繪制與思考題回答的準確性、文字書寫的工整性與可辨識性。每次實驗課前教師會抽出15分鐘時間，對該次實驗要用到的理論知識點進行提問，針對學生的回答情況對其進行打分，還有預習報告寫的完善情況也在考核之內，例如：有沒有理論值的計算、有沒有電路的設計等;實驗過程中，學生儀器操作的熟練程度、電路搭建與數據測量的正確與否，以及是否能獨立完成整個實驗過程給出相應的成績;實驗結束后，實驗報告是否完整（一份完整的實驗報告能讓外行人讀懂實驗到底做了哪些工作），數據處理過程、表格與圖的繪制、對結果的分析是否正確，以及字跡是否清晰、工整。這些都是相應的考核點。

平時實驗5個，每個實驗8分，主要從學生實驗預習、實驗操作、實驗報告等方面加以考核，評分標準為：

經過幾個學期的獨立設課教學實踐，通過獨立測驗和期末閉卷考試成績分析可以看出，學生的成績分布基本合理。獨立測驗部分的理論筆試那10分，部分學生失分太多，說明學習態度還不太端正。沒有把理論知識與實際聯系起來，使理論與實際相脫節，不能學以致用。通過學生期末答卷反映出的問題主要有：1）第一題是填空題，基本都是跟儀器、器件使用相關的考題，部分學生失分較多，說明雖然本學期實驗單獨設課，仍有部分學生不重視實驗，實驗前不認真預習，預習報告只是抄抄實驗講義或者其他同學的，每次實驗都要用到的示波器、毫伏表等常用電子儀器仍然不太會使用，不能區分什么情況該用什么儀器，以及相近儀器的適用區別。對于某個具體的儀器，在使用中注意的事項更是沒有掌握。通過這項考核，會給后續學習該課程的同學以警示，使他們更重視常用儀器的使用環節。2）第二題有關故障分析與判斷部分失分較多，部分學生不能很好地用所學理論知識解釋實驗現象，獨立排除故障，分析與解決問題能力需進一步加強。這與學生沒能將理論與實際電路建立起聯系是有關的，單純的做實驗，不會用理論知識去思考實驗過程中遇到的現象，有些學生遇到問題，不主動獨立思考解決問題，而是尋找老師和同學的幫助，雖然實際中問題解決了，但是一考試遇到類似的問題，又無從下手，沒有真正掌握分析問題、解決問題的方法與技巧。第三題是考核學生對實驗數據的分析與處理能力，相關的實驗內容是平時做過的，仍然有不少學生得分很低，說明平時實驗數據處理與總結報告有抄襲現象。在實驗報告的批改中也會有所發現，有的學生數據處理相當的完美，有的同學沒有數據處理的過程，只是將別人的結果抄襲來，其并沒有真正理解數據處理的理論依據，也不考慮整個實驗每個人的原始數據會因實驗箱的不同、誤差的不同而不同，自然處理的結果也就不能完全相同了。通過這道題的實驗考試，學生能更重視平時實驗數據處理的獨立完成，以及掌握數據處理的理論依據的重要性。

模擬電子技術基礎實驗獨立設課總體上效果不錯，學生相比以前更重視實驗了，實驗考核的環節多了，能更有效、客觀、準確地評價學生的學習效果。從而更能掌握學生的學習情況，改進教學與實驗內容。在實際教學中，注意課賽的結合，將電子競賽測評的題目引入到實驗中，開拓學生的視野，注重知識的積累。學生在各類電子競賽中的成績也顯著提高了，獲得了很多國家級獎項。

3 結論

實驗獨立設課后，該課程的教學目標更明確，教學手段更有效，考核方式更具體、更細化、更能反映學生的動手能力、更能體現學生知識點的掌握程度。較以前的教學模式，學生更能學到知識、更能重視實踐環節。從而更能培養學生的科技創新能力和工程實踐能力，為畢業設計、電子設計競賽，乃至走向工作崗位奠定堅實的基礎。也能從中掌握教學模式的優缺點，為后續教學方法的改革提供有力的依據。

參考文獻：

[1] 沈為民，黃杰，徐賁，等.獨立設課的專業實驗組織教學研究與實踐[J].實驗室科學，2012，15（2）：144-147.

[2] 蔡軍，馮輝宗.高校控制類實驗獨立設課的研究與實踐[J].實驗科學與技術，2010，8（3）：68-69，179.

[3] 黃大明，秦鋼年，文冰，等.專業實驗獨立設課的研究與實踐[J].實驗室研究與探索，2007，26（11）：85-87，94.

[4] 韓靜，梁春英，梁清梅，等.基于OBE教育理念的《數字電子技術》課程教學改革方法探究[J].教育教學論壇，2020（10）：249-250.

[5] 任小中，蘇建新，邱明.新工科背景下符合專業認證的人才培養方案構建[J].教育現代化，2019，6（43）：1-2.

[6] 李靖宇，劉建利.以創新實驗為抓手實施全程育人與創新思維培養[J].教育現代化，2019，6（43）：15-16，28.

[7] 尹進田，劉麗，王曉芳.電類專業電工電子實驗獨立設課教學改革實踐[J].科技視界，2016（9）：88.

[8] 謝時儉，徐安排，趙璠.“電子技術實驗”獨立設課的教學模式改革與實踐[J].電腦知識與技術，2009，5（29）：8246-8247.

【通聯編輯：光文玲】