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摘要 实验教学在电子技术类专业教学中占有重要地位,是培养学生掌握科学实验方法和技能,提高动手能力与创新能力的重要手段。传统实验教学培养的人才已不适应经济和科技飞速发展的现代社会的需求,必须不断改革实验教学,提高实验教学的质量,培养出适应社会需求的应用型专业技术人才。
关键词 电子技术;实验教学;综合实践能力;创新能力;数字化仿真
实验教学在高校人才培养中具有特殊的作用和功能,现代的自然科学可以说就是实验科学。电子技术是实践性和技术性很强的课程,是直接面向应用的技术基础课,课程特点要求理论和实际紧密结合。实验教学作为高等学校教学的重要环节,其作用不仅在于向学生传授实验知识、验证理论、培养实验技能,更重要的是体现理论和实验
相结合的过程。
一、改革实验大纲与实验教学计划
教学大纲是开展教学的依据,各门实践课程都应有规范化的教学大纲和明确具体的质量标准。随着教学改革的不断进行,科学技术的不断发展,必须对原有的教学计划和教学大纲进行修订,适当增加实验课时,以充分体现理论教学与实验教学平等地位。同时,对实验课的考试、考核方法,也应进行改革,增大实验课考试、考核成绩在
整个课程考试、考核成绩中的比例。
二、建设基于网络的数字化仿真实验室
基于网络的数字化仿真实验室是现代科学技术的综合体,它涉及计算机技术、通信技术、多媒体技术、网络技术、控制技术等知识领域。计算机技术的应用,使科学研究和生产实践的方法和规模发生了变革,过去,人们采取“设计—制作—实验—重新制作—实验”的传统实验技术,现在取而代之的是“设计—仿真—实验—制作”的研究方法。依据实验课程体系和培养目标,可把电子技术实验分为四个模块:基本技能实验模块、系统单元实验模块、系统综合实验模块和系统设计实验模块:①基本技能实验:实验内容包括电参量的测试、仪器设备的操作等,采用实物实验或远程控制实验设备的实验方式。使学生学会基本电路的设计、仿真的基础知识,具备创新能力和较强的动手能力,即培养学生的基本工程素养;②系统单元实验:实验内容包括电路故障诊断、单元电路设计等,采用仿真和实物实验相结合的实验方法,培养学员综合运用所学知识分析、解决问题的能力。主要让学生根据所学的知识加以应用,循序渐进,为进一步提高学生的创造力提供可能;③系统综合实验:实验内容侧重于小规模电路系统设计与调试,实验方法以仿真实验为主,实物实验为辅,进一步培养学员综合运用所学知识分析、解决问题的能力,让学生理论结合实际,掌握设计和开发的技巧,提高学生的综合素质;④系统设计实验:通过实验使学生在设计研究上达到一定的水平,并且能体现出一定的创造力。实验主要采用仿真实验方法,实验内容可选取电子钟设计等工程案例。
基于网络的实验教学并不意味着用纯粹的虚拟仿真实验代替实物实验,而是需要两者的优势互补。通过实物实验培养学生的基本实践能力和初步设计能力;通过虚拟实验和仿真实验,给学生提供一个自由的、自主学习的空间和培养设计、创新能力的良好环境。从资源共享看,基于网络的实验教学实现了信息资源和硬件资源的共享,提高了办学效率,真正使实验教学成为紧跟时代潮流与实现人才培养目标的有力支柱。
三、建立开放式实践和仿真实验室
对电子技术实验课程的教学体系应进行开放式改革,教学内容以设计性实验为主,实验室开放。同时建立开放式仿真实验室,让学生自己设计实验电路的参数,在计算机上进行仿真设计,然后装调实验电路,测量技术指标。提高学生对设计性实验的兴趣,调动学生学习的积极性,这样学生的设计能力和实际动手能力可以得到明显提高。同时要加强工程训练,以培养实际动手能力和工程设计能力为主要目的。
四、建立四个层次的实验教学模式
(一)基础实验
教学内容为基本电子器件的应用性实验,电路由学生自行安装与测试,旨在培养学生电子器件基本应用电路的安装与测试能力,培养正确书写实验报告的能力。运用多媒体教学手段,演示电路的规范安装与测试方法,授课与训练结合,使学生学会基本的计算机操作能力,为电路的仿真打下基础。加深学生对电子技术基本理论的理解,提高学生对基础实验的兴趣。
(二)设计性实验
教学内容为低频、高频、数字电路中各单元电路的设计及小系统设计。采用积木式、模块化结构,将设计的单元电路组合成小系统电路,完成应用电路系统的设计。操作时可先对设计的电路进行仿真,并采用CAI课件,适当压缩理论课学时,增加实验课学时,以中、大规模器件为主,引入EDA。目的是培养学生进行低频、高频、数字电路中各种电子电路设计、装调与测试的能力,培养学生理论联系实际的能力与书写设计性实验报告的能力。
(三)综合设计性实验
教学内容包括信号检测、控制、传输与处理等应用性较强的综合设计性实验。采用中大规模集成电路、专用集成电路与可编程逻辑器件,培养学生进行电路综合设计、装调与测试的能力,以及运用计算机仿真设计的能力,强调各种设计方案的实现与创造性思维能力的发挥,鼓励创新与突破。要求书写综合性实验报告。
(四)设计研究性实验
教要求学生自拟设计方案并自行设计电路,应用新技术、新器件,在现代电子创新设计实验室与EDA机房进行实验。目的是培养学生创新设计能力、科学研究能力与新技术、新器件的应用能力。
关键词 电子技术;实验教学;综合实践能力;创新能力;数字化仿真
实验教学在高校人才培养中具有特殊的作用和功能,现代的自然科学可以说就是实验科学。电子技术是实践性和技术性很强的课程,是直接面向应用的技术基础课,课程特点要求理论和实际紧密结合。实验教学作为高等学校教学的重要环节,其作用不仅在于向学生传授实验知识、验证理论、培养实验技能,更重要的是体现理论和实验
相结合的过程。
一、改革实验大纲与实验教学计划
教学大纲是开展教学的依据,各门实践课程都应有规范化的教学大纲和明确具体的质量标准。随着教学改革的不断进行,科学技术的不断发展,必须对原有的教学计划和教学大纲进行修订,适当增加实验课时,以充分体现理论教学与实验教学平等地位。同时,对实验课的考试、考核方法,也应进行改革,增大实验课考试、考核成绩在
整个课程考试、考核成绩中的比例。
二、建设基于网络的数字化仿真实验室
基于网络的数字化仿真实验室是现代科学技术的综合体,它涉及计算机技术、通信技术、多媒体技术、网络技术、控制技术等知识领域。计算机技术的应用,使科学研究和生产实践的方法和规模发生了变革,过去,人们采取“设计—制作—实验—重新制作—实验”的传统实验技术,现在取而代之的是“设计—仿真—实验—制作”的研究方法。依据实验课程体系和培养目标,可把电子技术实验分为四个模块:基本技能实验模块、系统单元实验模块、系统综合实验模块和系统设计实验模块:①基本技能实验:实验内容包括电参量的测试、仪器设备的操作等,采用实物实验或远程控制实验设备的实验方式。使学生学会基本电路的设计、仿真的基础知识,具备创新能力和较强的动手能力,即培养学生的基本工程素养;②系统单元实验:实验内容包括电路故障诊断、单元电路设计等,采用仿真和实物实验相结合的实验方法,培养学员综合运用所学知识分析、解决问题的能力。主要让学生根据所学的知识加以应用,循序渐进,为进一步提高学生的创造力提供可能;③系统综合实验:实验内容侧重于小规模电路系统设计与调试,实验方法以仿真实验为主,实物实验为辅,进一步培养学员综合运用所学知识分析、解决问题的能力,让学生理论结合实际,掌握设计和开发的技巧,提高学生的综合素质;④系统设计实验:通过实验使学生在设计研究上达到一定的水平,并且能体现出一定的创造力。实验主要采用仿真实验方法,实验内容可选取电子钟设计等工程案例。
基于网络的实验教学并不意味着用纯粹的虚拟仿真实验代替实物实验,而是需要两者的优势互补。通过实物实验培养学生的基本实践能力和初步设计能力;通过虚拟实验和仿真实验,给学生提供一个自由的、自主学习的空间和培养设计、创新能力的良好环境。从资源共享看,基于网络的实验教学实现了信息资源和硬件资源的共享,提高了办学效率,真正使实验教学成为紧跟时代潮流与实现人才培养目标的有力支柱。
三、建立开放式实践和仿真实验室
对电子技术实验课程的教学体系应进行开放式改革,教学内容以设计性实验为主,实验室开放。同时建立开放式仿真实验室,让学生自己设计实验电路的参数,在计算机上进行仿真设计,然后装调实验电路,测量技术指标。提高学生对设计性实验的兴趣,调动学生学习的积极性,这样学生的设计能力和实际动手能力可以得到明显提高。同时要加强工程训练,以培养实际动手能力和工程设计能力为主要目的。
四、建立四个层次的实验教学模式
(一)基础实验
教学内容为基本电子器件的应用性实验,电路由学生自行安装与测试,旨在培养学生电子器件基本应用电路的安装与测试能力,培养正确书写实验报告的能力。运用多媒体教学手段,演示电路的规范安装与测试方法,授课与训练结合,使学生学会基本的计算机操作能力,为电路的仿真打下基础。加深学生对电子技术基本理论的理解,提高学生对基础实验的兴趣。
(二)设计性实验
教学内容为低频、高频、数字电路中各单元电路的设计及小系统设计。采用积木式、模块化结构,将设计的单元电路组合成小系统电路,完成应用电路系统的设计。操作时可先对设计的电路进行仿真,并采用CAI课件,适当压缩理论课学时,增加实验课学时,以中、大规模器件为主,引入EDA。目的是培养学生进行低频、高频、数字电路中各种电子电路设计、装调与测试的能力,培养学生理论联系实际的能力与书写设计性实验报告的能力。
(三)综合设计性实验
教学内容包括信号检测、控制、传输与处理等应用性较强的综合设计性实验。采用中大规模集成电路、专用集成电路与可编程逻辑器件,培养学生进行电路综合设计、装调与测试的能力,以及运用计算机仿真设计的能力,强调各种设计方案的实现与创造性思维能力的发挥,鼓励创新与突破。要求书写综合性实验报告。
(四)设计研究性实验
教要求学生自拟设计方案并自行设计电路,应用新技术、新器件,在现代电子创新设计实验室与EDA机房进行实验。目的是培养学生创新设计能力、科学研究能力与新技术、新器件的应用能力。