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摘 要：讨论了高等学校实验室设备的功能需求，认为实验设备并不是功能越多、操作越方便越好，实验设备不能取代学生观察实物和动手操作，单一功能设备比多功能设备更方便学生学习。并自制了电工电子基础实验教学设备，提高实验教学质量，锻炼了学生的动手能力，彰显了学校办学特色，也为学校节省了资金。
关键词：实验设备；自制；动手能力；电路基础
Experience of experimental teaching equipment which is self-made by universities
Hu Fang, Zhao Liangfang
China three gorges university, Yichang, 443002, China
Abstract: This paper discuss the functional requirements of experimental teaching equipment use in universities. Authors hold that it is not the more function the experimental teaching equipment and easier to operate the better. Student has the right to observe the physical equipment and join them together by themselves. Equipment which has single function is more convenient for learning than those are multifunction. Authors make the experimental teaching equipment of basic experiment of electrical and electronic by themselves. This improves the quality of experimental teaching, exercises the practical abilities of students, demonstrates the characteristics education of CTGU and save money for school.
Key words: experimental equipment; self-made; practical ability; foundation of circuit
实验教学是培养学生巩固理论知识、提高分析问题和解决问题的能力、锻炼学生动手能力和创新能力的重要手段，而实验设备是实现上述目的必备物质基础。我们必须精心设计实验方案，配置仪器设备，加强实验设备管理与维护，保证实验教学的顺利进行和教学质量的逐步提高。
1 实验设备的功能需求
1.1 实验设备不能剥夺学生观察实物的权利
现在，许多厂家生产的实验设备越做越精美，将不太美观的元件都藏在面板下面，学生做实验时，只能看到元件符号，看不到实物，这显然是本末倒置了。学生通过实验认识实验对象，了解其特性是实验的重要内容，不能让学生做完所有的电子实验后连一只电阻都没见过。实验设备都应该是开放式的，一些设备如果只能放在实验箱体内，那么实验箱体也要开启式的，方便学生观察实物。
1.2 实验设备不能剥夺学生动手连接的机会
一些实验设备的生产厂家从方便学生做实验的角度考虑，将所有的实验对象包括电源、仪表等都做成一体，学生做实验时只需打开电源开关就可记录实验数据，一个实验几分钟就可完成。学生做实验的目的之一是让他们掌握基本的实验方法和手段，当学生在将来的工作中需要做实验时，他自己能设计实验方案，选择实验仪器、连接实验电路等。如果现在的实验设备让学生什么都不用做就能得到实验结果，那么学生自己的实验能力就不能提高。
1.3 单一功能设备比多功能设备更方便学生学习
多功能往往是许多实验设备厂家追求的目标，总希望一台实验设备能做尽量多的实验，结构也越做越复杂。例如某一厂家生产的模拟电路实验箱，能做几十个实验，箱子做得很大，上面密密麻麻地画满元件符号和连接线路，学生看着就眼晕。由于要安排太多的元件，许多元件的实物并不在符号所在的位置，印刷电路图板的布线也很细很复杂，容易出现故障。一旦出现故障，修理也很困难。从学生的角度看，初次接触某一实验的学生总是希望实验对象越简单越好，这样更容易理解，更方便学生学习。所以实验设备的复杂程度要适可而止。
1.4 最好的实验设备是无实验设备
无为而治是治的最高境界、无字真经是经的最高境界。同样，没有实验设备的实验才是实验的最高境界。当我们在研究工作中要做某一创新实验时，决不会去找某一种实验箱，因为那上边不会有我们想做的创新实验电路，而是自己在万用实验板或面包板上搭接实验电路。我们要培养的正是学生的这种自主创新能力，所以在平时的实验中也要逐步进行这种能力的锻炼，逐步减少对实验设备的依赖。例如只将实验元件在实验板上做简单的固定，其余都让学生自己连接，或者在电子技术课程开始时直接发给学生所有的电子元件、万用实验板或面包板，完全由学生自己在寝室搭接好实验电路，再带到实验室来用实验的仪器仪表测试实验数据。
2 自制实验设备的意义
实验室的仪器设备大致分为两类，一类是实验工具，如示波器、信号发生器、稳压电源、万用表等；另一类是实验对象，如模拟电子技术实验箱、数字电子技术实验箱、通信原理实验箱等。对于实验工具，学生只要能熟练使用就达到了教学目标，而实验对象是要求学生深入学习体会的，经过实验，学生必须对实验对象的原理、功能、特性等清清楚楚，所以实验对象是关键。
大多实验设备可以从市场上直接购买。从表面上看，专业厂家生产的实验设备外形美观、功能齐全、操作方便。但实验设备是给学生用的，从学生学习的角度看，很多实验设备外观漂亮，但将很多实验元件都藏在实验箱体内，学生看不到实验对象，没有感性认识，这是硬伤；功能复杂的实验箱，让学生看得眼花瞭乱，会增加学生理解的难度；操作简便的实验设备，所有连接线都已做好，学生不能只动手，失去锻炼的机会。
自制实验设备可以按照实验内容制作一个个功能单一的实验对象，由于功能单一，实验设备的复杂程度低，元器件布局简单，连接方便，学生学习更直观。自制实验设备由高等学校实验教师和任课教师共同设计制作，更能体现教学需求，密切理论教学和实践教学的联系。自制的实验设备简单可靠，不易出现故障，即使出现故障，实验教师也可自己维修，保障了实验设备完好率。自制实验设备的费用仅为购买同样功能的设备费用的1/4，可为学校节约大笔经费。自制设备能调动教师的积极性，提高教师本身的业务素质。
3 自制实验设备的过程
3.1 自制实验设备的必要性
我校电路基础实验室所使用的自制实验电路板是1995年和2000年分批制作的，各有20套。1995年是1个实验1块板，且实验电路板偏小不利于学生操作。2000年制作的是将多个实验集成在1块板上，造成布线密、线条细、易发生断裂故障，学生也不容易看懂。近几年，由于学校扩招，学生实验人数增加，我校对实验室进行扩建，实验组数由原来的20组增加到40组，只好同时使用上述2种不同的实验板，给教学带来了较多的麻烦。另一方面，这2种实验板已经过10多年高强度的使用，实验板已经老化，2009年春我们申请了改建电路基础实验板的项目。
3.2 自制实验电路板的规划
我们申请的项目中要自制7种不同的实验板，每种做45块，其中5块备用。这7种不同的实验板可满足电路基础实验室所承担的电工学、电路基础、模拟电子技术、数字电子技术4门课程实验教学的需要。这7种实验电路板是这样规划的：第一种是将许多型号的电阻、电容和二极管单个从小到大分二排排列，再用接线柱和焊接片固定在环氧树脂和有机玻璃制成的长方形板反面，板的正面印有对应电器元件符号和参数大小。有机玻璃用来保护电路板的印刷字符，使其经久耐用。此种电路板主要用于做电工学、电路基础实验，学生根据不同原理图选择不同的元件，然后自己连接电路完成相应的实验。第二种也采用环氧树脂和有机玻璃材料来制作，分别将镇流器、启辉器、灯管、1组电容和1组船型开关排列在板的正面，然后用接线柱、焊接片和螺丝固定，板上同样也印有对应电器元件符号，这种电路板主要用于学生组装日光灯电路和对感性负载进行功率补偿的两个强电实验。其余5种将采用2mm厚的高品质双面覆铜板制成，第三、第四、第五、第六分别用来做模拟电子技术的单管放大电路、多级负反馈放大电路、差动放大电路、直流稳压电源电路的实验，第七种是带有逻辑功能的实验板，用它可完成所有的数字电子技术实验。
3.3 领导重视、群策群力
项目申请后，得到了学院领导的高度重视，组织召开了教学指导委员会会议，对自制设备方案进行了可行性论证，提出了自制实验板要考虑学科发展，彰
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显学校特色等意见,并决定把我们的自制项目作为重点支持。学校的重视极大地鼓舞了实验教学人员的士气,激励了我们工作的热情。我们分工协作,精心设计,充分考虑各个细节,参数设置要精确、测试点要清楚、实验板布线要科学合理、印字字符要清晰,还应考虑基础实验室高强度运作下,设备的耐用性。经过一段时间的艰苦劳动,终于成功完成了这7块实验板的制作。特别是新的数字电子技术实验板出来后,它以漂亮的外观、合理的设计赢得了学校专家的一致好评。为使实验板更美观和经久耐用,学校临时决定给它配置外壳箱,做成数字电子技术实验箱的样式。唯一不足之处是,有的实验箱上近30个发光二极管做的指示灯,设计时为了美观,采用了高亮发光二极管。试用时发现,当这些二极管点亮时,从实验箱上面看下去非常刺眼,不方便学生做实验,于是我们更换了全部发光二极管。
4 结束语
我们经过半年多的设计制作，成功地完成了电路基础实验室自制设备项目，通过了学校专家组的验收，得到了他们的高度评价。这7种自制实验设备已在实验教学中使用一年半，从使用中可以看出，新自制的实验设备极大地改善了实验教学条件，增强了设备的可操作性，使实验教学效果明显提升。降低了设备维修量，提高了使用效率，这也是我们全体制作人员希望的结果，是对我们付出艰苦劳动的最好回报。我们通过自制实验教学设备，既为学校节省了大笔建设资金，又彰显了学校培养“应用型、创新型人才”的办学特色。我们从完成这项工作中得到启迪：要敢于面对困难，感受科学研究的压力和成功的乐趣，并在实践中获得更多的经验，为教育事业服务。
参考文献
[1] 傅德月.通讯专业校内实训基地建设探讨[J].实验科学与技术，2008，4
[2] 周莹.创新性实验的项目化管理初探[J].中国现代教育装备，2009，5
关键词：实验设备；自制；动手能力；电路基础
Experience of experimental teaching equipment which is self-made by universities
Hu Fang, Zhao Liangfang
China three gorges university, Yichang, 443002, China
Abstract: This paper discuss the functional requirements of experimental teaching equipment use in universities. Authors hold that it is not the more function the experimental teaching equipment and easier to operate the better. Student has the right to observe the physical equipment and join them together by themselves. Equipment which has single function is more convenient for learning than those are multifunction. Authors make the experimental teaching equipment of basic experiment of electrical and electronic by themselves. This improves the quality of experimental teaching, exercises the practical abilities of students, demonstrates the characteristics education of CTGU and save money for school.
Key words: experimental equipment; self-made; practical ability; foundation of circuit
实验教学是培养学生巩固理论知识、提高分析问题和解决问题的能力、锻炼学生动手能力和创新能力的重要手段，而实验设备是实现上述目的必备物质基础。我们必须精心设计实验方案，配置仪器设备，加强实验设备管理与维护，保证实验教学的顺利进行和教学质量的逐步提高。
1 实验设备的功能需求
1.1 实验设备不能剥夺学生观察实物的权利
现在，许多厂家生产的实验设备越做越精美，将不太美观的元件都藏在面板下面，学生做实验时，只能看到元件符号，看不到实物，这显然是本末倒置了。学生通过实验认识实验对象，了解其特性是实验的重要内容，不能让学生做完所有的电子实验后连一只电阻都没见过。实验设备都应该是开放式的，一些设备如果只能放在实验箱体内，那么实验箱体也要开启式的，方便学生观察实物。
1.2 实验设备不能剥夺学生动手连接的机会
一些实验设备的生产厂家从方便学生做实验的角度考虑，将所有的实验对象包括电源、仪表等都做成一体，学生做实验时只需打开电源开关就可记录实验数据，一个实验几分钟就可完成。学生做实验的目的之一是让他们掌握基本的实验方法和手段，当学生在将来的工作中需要做实验时，他自己能设计实验方案，选择实验仪器、连接实验电路等。如果现在的实验设备让学生什么都不用做就能得到实验结果，那么学生自己的实验能力就不能提高。
1.3 单一功能设备比多功能设备更方便学生学习
多功能往往是许多实验设备厂家追求的目标，总希望一台实验设备能做尽量多的实验，结构也越做越复杂。例如某一厂家生产的模拟电路实验箱，能做几十个实验，箱子做得很大，上面密密麻麻地画满元件符号和连接线路，学生看着就眼晕。由于要安排太多的元件，许多元件的实物并不在符号所在的位置，印刷电路图板的布线也很细很复杂，容易出现故障。一旦出现故障，修理也很困难。从学生的角度看，初次接触某一实验的学生总是希望实验对象越简单越好，这样更容易理解，更方便学生学习。所以实验设备的复杂程度要适可而止。
1.4 最好的实验设备是无实验设备
无为而治是治的最高境界、无字真经是经的最高境界。同样，没有实验设备的实验才是实验的最高境界。当我们在研究工作中要做某一创新实验时，决不会去找某一种实验箱，因为那上边不会有我们想做的创新实验电路，而是自己在万用实验板或面包板上搭接实验电路。我们要培养的正是学生的这种自主创新能力，所以在平时的实验中也要逐步进行这种能力的锻炼，逐步减少对实验设备的依赖。例如只将实验元件在实验板上做简单的固定，其余都让学生自己连接，或者在电子技术课程开始时直接发给学生所有的电子元件、万用实验板或面包板，完全由学生自己在寝室搭接好实验电路，再带到实验室来用实验的仪器仪表测试实验数据。
2 自制实验设备的意义
实验室的仪器设备大致分为两类，一类是实验工具，如示波器、信号发生器、稳压电源、万用表等；另一类是实验对象，如模拟电子技术实验箱、数字电子技术实验箱、通信原理实验箱等。对于实验工具，学生只要能熟练使用就达到了教学目标，而实验对象是要求学生深入学习体会的，经过实验，学生必须对实验对象的原理、功能、特性等清清楚楚，所以实验对象是关键。
大多实验设备可以从市场上直接购买。从表面上看，专业厂家生产的实验设备外形美观、功能齐全、操作方便。但实验设备是给学生用的，从学生学习的角度看，很多实验设备外观漂亮，但将很多实验元件都藏在实验箱体内，学生看不到实验对象，没有感性认识，这是硬伤；功能复杂的实验箱，让学生看得眼花瞭乱，会增加学生理解的难度；操作简便的实验设备，所有连接线都已做好，学生不能只动手，失去锻炼的机会。
自制实验设备可以按照实验内容制作一个个功能单一的实验对象，由于功能单一，实验设备的复杂程度低，元器件布局简单，连接方便，学生学习更直观。自制实验设备由高等学校实验教师和任课教师共同设计制作，更能体现教学需求，密切理论教学和实践教学的联系。自制的实验设备简单可靠，不易出现故障，即使出现故障，实验教师也可自己维修，保障了实验设备完好率。自制实验设备的费用仅为购买同样功能的设备费用的1/4，可为学校节约大笔经费。自制设备能调动教师的积极性，提高教师本身的业务素质。
3 自制实验设备的过程
3.1 自制实验设备的必要性
我校电路基础实验室所使用的自制实验电路板是1995年和2000年分批制作的，各有20套。1995年是1个实验1块板，且实验电路板偏小不利于学生操作。2000年制作的是将多个实验集成在1块板上，造成布线密、线条细、易发生断裂故障，学生也不容易看懂。近几年，由于学校扩招，学生实验人数增加，我校对实验室进行扩建，实验组数由原来的20组增加到40组，只好同时使用上述2种不同的实验板，给教学带来了较多的麻烦。另一方面，这2种实验板已经过10多年高强度的使用，实验板已经老化，2009年春我们申请了改建电路基础实验板的项目。
3.2 自制实验电路板的规划
我们申请的项目中要自制7种不同的实验板，每种做45块，其中5块备用。这7种不同的实验板可满足电路基础实验室所承担的电工学、电路基础、模拟电子技术、数字电子技术4门课程实验教学的需要。这7种实验电路板是这样规划的：第一种是将许多型号的电阻、电容和二极管单个从小到大分二排排列，再用接线柱和焊接片固定在环氧树脂和有机玻璃制成的长方形板反面，板的正面印有对应电器元件符号和参数大小。有机玻璃用来保护电路板的印刷字符，使其经久耐用。此种电路板主要用于做电工学、电路基础实验，学生根据不同原理图选择不同的元件，然后自己连接电路完成相应的实验。第二种也采用环氧树脂和有机玻璃材料来制作，分别将镇流器、启辉器、灯管、1组电容和1组船型开关排列在板的正面，然后用接线柱、焊接片和螺丝固定，板上同样也印有对应电器元件符号，这种电路板主要用于学生组装日光灯电路和对感性负载进行功率补偿的两个强电实验。其余5种将采用2mm厚的高品质双面覆铜板制成，第三、第四、第五、第六分别用来做模拟电子技术的单管放大电路、多级负反馈放大电路、差动放大电路、直流稳压电源电路的实验，第七种是带有逻辑功能的实验板，用它可完成所有的数字电子技术实验。
3.3 领导重视、群策群力
项目申请后，得到了学院领导的高度重视，组织召开了教学指导委员会会议，对自制设备方案进行了可行性论证，提出了自制实验板要考虑学科发展，彰
(下转页)
(上接页)
显学校特色等意见,并决定把我们的自制项目作为重点支持。学校的重视极大地鼓舞了实验教学人员的士气,激励了我们工作的热情。我们分工协作,精心设计,充分考虑各个细节,参数设置要精确、测试点要清楚、实验板布线要科学合理、印字字符要清晰,还应考虑基础实验室高强度运作下,设备的耐用性。经过一段时间的艰苦劳动,终于成功完成了这7块实验板的制作。特别是新的数字电子技术实验板出来后,它以漂亮的外观、合理的设计赢得了学校专家的一致好评。为使实验板更美观和经久耐用,学校临时决定给它配置外壳箱,做成数字电子技术实验箱的样式。唯一不足之处是,有的实验箱上近30个发光二极管做的指示灯,设计时为了美观,采用了高亮发光二极管。试用时发现,当这些二极管点亮时,从实验箱上面看下去非常刺眼,不方便学生做实验,于是我们更换了全部发光二极管。
4 结束语
我们经过半年多的设计制作，成功地完成了电路基础实验室自制设备项目，通过了学校专家组的验收，得到了他们的高度评价。这7种自制实验设备已在实验教学中使用一年半，从使用中可以看出，新自制的实验设备极大地改善了实验教学条件，增强了设备的可操作性，使实验教学效果明显提升。降低了设备维修量，提高了使用效率，这也是我们全体制作人员希望的结果，是对我们付出艰苦劳动的最好回报。我们通过自制实验教学设备，既为学校节省了大笔建设资金，又彰显了学校培养“应用型、创新型人才”的办学特色。我们从完成这项工作中得到启迪：要敢于面对困难，感受科学研究的压力和成功的乐趣，并在实践中获得更多的经验，为教育事业服务。
参考文献
[1] 傅德月.通讯专业校内实训基地建设探讨[J].实验科学与技术，2008，4
[2] 周莹.创新性实验的项目化管理初探[J].中国现代教育装备，2009，5