應(yīng)用型電子電路實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革探討

楊輝媛

摘 要：針對(duì)目前應(yīng)用型電子電路課程教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，從電子電路的教學(xué)現(xiàn)狀入手，在深入分析課程內(nèi)容現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化安排，并通過綜合實(shí)踐教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、工程實(shí)訓(xùn)模式，來綜合提高學(xué)生實(shí)踐能力、設(shè)計(jì)能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力。為高校本科生電子電路課程建設(shè)的實(shí)施提供一種參考做法。

關(guān)鍵詞：電子電路；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)改革

0 引言

近年來，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展對(duì)“電子電路實(shí)驗(yàn)”教學(xué)提出了新的要求。為適應(yīng)現(xiàn)代教育的需要，原有的教學(xué)理念、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容等都需要進(jìn)行改革和創(chuàng)新。在以培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才為目標(biāo)的教學(xué)體系中，課程體系和教學(xué)內(nèi)容的更新和優(yōu)化，尤其是改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)成功。國家非常重視地出臺(tái)了許多相關(guān)政策性文件，要加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作教育，充分利用國內(nèi)外資源，不斷拓展校際之間、校企之間、高校與科研院所之間的合作，加強(qiáng)各種形式的實(shí)踐教學(xué)基地和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)”，每年投入大量建設(shè)經(jīng)費(fèi)，大力建設(shè)校企合作人才培養(yǎng)基地和實(shí)踐教育基地。吉首大學(xué)是位于湘鄂渝黔邊區(qū)大湘西區(qū)域內(nèi)一所具有地方性、民族性特色的省屬綜合性大學(xué)，歷年來十分重視校外實(shí)踐教學(xué)基地的建設(shè)和充分發(fā)揮實(shí)踐教學(xué)基地的作用。由于地域局限，因而建設(shè)什么樣的校外實(shí)踐教學(xué)基地和如何高效地利用校外實(shí)踐教學(xué)基地達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)是我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及模式中值得思考與探索的問題。

1 電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀分析

1.1 對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視不夠

針對(duì)轉(zhuǎn)行社會(huì)對(duì)大學(xué)生的要求，許多高校都重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，然而有些高校只重視專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，卻忽視了基礎(chǔ)類的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，認(rèn)為只要上好專業(yè)課的實(shí)驗(yàn)，自然就可以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的目的，于是對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的管理不夠，對(duì)學(xué)生要求不高，許多高校都把實(shí)驗(yàn)課列入電子電路課程中的一部分，沒有以一門獨(dú)立課程來考核學(xué)生。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，開始學(xué)生還可以接受一些知識(shí)，但隨著電路集成化及復(fù)雜程度的提高，學(xué)生感到了困難，隨之學(xué)習(xí)的興趣越來越少，主動(dòng)操作便是一句空話，學(xué)生也就是為了應(yīng)付理論考試，很少獨(dú)立操作。同時(shí)，隨著課時(shí)的壓縮，導(dǎo)致教師把重點(diǎn)放在知識(shí)的傳授上，對(duì)于實(shí)踐環(huán)節(jié)只用很少的課時(shí)，這對(duì)提高學(xué)生的動(dòng)手能力是極為不利的。

1.2 電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容安排不盡合理

傳統(tǒng)的電子電路實(shí)驗(yàn)，主要是測(cè)試和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都詳盡地列出實(shí)驗(yàn)原理、要求、步驟等，實(shí)驗(yàn)教材采用示范性編寫方式，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一，形式固定，通過這些實(shí)驗(yàn)可以加深對(duì)電路原理和邏輯器件的認(rèn)識(shí)和理解，然而對(duì)這些實(shí)驗(yàn)，學(xué)生習(xí)慣按部就班，依樣畫葫蘆，這樣大大地限制了他們的主動(dòng)性、探索性、創(chuàng)造性的發(fā)揮。同時(shí)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊，缺乏新的氣息，學(xué)生已知道實(shí)驗(yàn)結(jié)論，對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏興趣，馬虎應(yīng)付，當(dāng)出現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)結(jié)論不同的數(shù)據(jù)，部分同學(xué)不去找實(shí)驗(yàn)失敗的原因，而是隨便刪改或抄襲他人數(shù)據(jù)。這樣，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)素質(zhì)極為不利。

1.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系陳舊，未充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)作用

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)體系是依附理論課教學(xué)的，理論課這學(xué)期上什么內(nèi)容，基本上實(shí)驗(yàn)課做與此相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法都是由學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)教材，課堂上，教師花大量的時(shí)間對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、儀器使用、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)等作具體的介紹，實(shí)驗(yàn)過程還要對(duì)每一組學(xué)生實(shí)驗(yàn)作具體指導(dǎo)。這樣，教師成了整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的主體，而學(xué)生只是按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上寫明的步驟操作，懶于思考和分析，主觀能動(dòng)性無法發(fā)揮，而且，教師和學(xué)生之間的溝通減少，教師習(xí)慣于套用某種固定的教學(xué)模式，求異性差，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。一般地，理論課教學(xué)以傳授知識(shí)為主，通過理論課學(xué)習(xí)使學(xué)生建立起較系統(tǒng)、全面的電路框架和模型，培養(yǎng)學(xué)生思維及分析問題的能力，掌握必備的理論知識(shí)。而電子電路實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目的應(yīng)當(dāng)是培養(yǎng)學(xué)生熟悉、應(yīng)用常用實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題能力和創(chuàng)造精神。如果實(shí)驗(yàn)課僅依附于理論教學(xué)，而不根據(jù)自身教學(xué)目的建立自己的教學(xué)體系，則培養(yǎng)出來的學(xué)生很難具有實(shí)驗(yàn)技能基礎(chǔ)扎實(shí)、重視并興趣于實(shí)驗(yàn)，也就不具有對(duì)實(shí)際中的電路有敏銳的觀察力及分析解決問題的能力。

2 改革教學(xué)方法和教學(xué)手段

2.1 結(jié)合科研成果與企業(yè)經(jīng)驗(yàn)，拓展學(xué)生視野

我們結(jié)合課題組在電子電路方面的科研特長，將最新的科研成果穿插在課內(nèi)進(jìn)行介紹。開拓學(xué)生的視野，使他們知道一些最新的技術(shù)成果，同時(shí)也為學(xué)生后續(xù)的各類設(shè)計(jì)課程做了鋪墊。 教學(xué)中也充分利用教師長期在企業(yè)工作以及與不同企業(yè)科研合作的經(jīng)歷，將校外各類企業(yè)在電子電路技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品方面的情況穿插介紹給學(xué)生，這是一種很好的理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方式。

2.2 充分利用軟件資源，提高實(shí)際能力

在每一種電子電路器件或電能變換電路的介紹中加入其應(yīng)用實(shí)例，可通過MATLAB的電氣模塊PSB對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，或者利用專用仿真PSPICE軟件進(jìn)行。讓學(xué)生自己動(dòng)手去設(shè)計(jì)或開發(fā)一個(gè)實(shí)用電路模型，對(duì)電路的運(yùn)行效果進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。由于受到實(shí)驗(yàn)室條件的限制，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇面較窄，加上操作中因?qū)嶒?yàn)設(shè)備無法動(dòng)態(tài)顯示電路波形，而且電子電路器件容易損壞，教師應(yīng)該采用虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)方式，部分實(shí)驗(yàn)采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，部分實(shí)驗(yàn)采用仿真與實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)結(jié)合，并要求對(duì)兩者誤差做出對(duì)比分析。

2.3 充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用

課堂教學(xué)中，教師應(yīng)該進(jìn)行換位思考，充分引導(dǎo)學(xué)生的同步思維，提高教學(xué)效率。在重點(diǎn)和難點(diǎn)處穿插提問，給學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)自由發(fā)揮的空間，并注意將作業(yè)中常見問題、答疑中典型問題以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的建議，反饋到課堂中去。教學(xué)中強(qiáng)調(diào)授課內(nèi)容的條理性，將每節(jié)課內(nèi)容分成若干組成部分，在課件中以目錄的形式體現(xiàn)出講解內(nèi)容的順序性。以直流變換器章節(jié)為例，其由電路的結(jié)構(gòu)、工作原理分析、量化計(jì)算、電路特點(diǎn)及復(fù)習(xí)等部分組成。其中工作原理分析作為重點(diǎn)部分在目錄中突出標(biāo)注，使學(xué)生跟上講授節(jié)奏。

2.4 電子電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容安排應(yīng)以綜合性實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主

綜合性實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、開發(fā)智力和創(chuàng)新意識(shí)而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。要求學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)能靈活掌握，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)專業(yè)理論知識(shí)的應(yīng)用能力，鍛煉學(xué)生綜合實(shí)驗(yàn)技能，積累科學(xué)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，形成具有綜合知識(shí)內(nèi)容的綜合性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過綜合性實(shí)驗(yàn)，將這些知識(shí)有機(jī)的串聯(lián)起來，達(dá)到了培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)和創(chuàng)新能力的目的。

綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。主要是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決問題的能力、科學(xué)的研究和創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力是在認(rèn)識(shí)能力、應(yīng)用能力培養(yǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行更高層次的能力培養(yǎng)。我們?cè)趯?shí)踐教學(xué)方法中采用了開放式的實(shí)踐教學(xué)模式，學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)出實(shí)驗(yàn)室。綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課一改過去教師扶著學(xué)生走的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法，而讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)原理圖、硬件電路及流程圖。并親自動(dòng)手焊接、調(diào)試電路。這對(duì)學(xué)生是一種全新的實(shí)驗(yàn)方式，在這里將給學(xué)生一定的自主權(quán)，使他們面對(duì)實(shí)際問題來發(fā)揮自己的聰明才智，檢驗(yàn)自己的學(xué)識(shí)水平，在解決實(shí)際問題中來提高自己分析問題和解決問題的能力。學(xué)生學(xué)會(huì)了查閱文件資料，撰寫論文，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，最后拿出自己的設(shè)計(jì)制作實(shí)驗(yàn)成果，為今后科學(xué)研究打下基礎(chǔ)。

此外適時(shí)一些適合的工程實(shí)訓(xùn)，注重培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和動(dòng)手能力，強(qiáng)化工程應(yīng)用能力和實(shí)操訓(xùn)練是工科院校教學(xué)實(shí)踐的內(nèi)容。物理與信息工程學(xué)院建立了“電子電工實(shí)驗(yàn)中心”實(shí)訓(xùn)基地。它突出行業(yè)特點(diǎn)，整個(gè)工程實(shí)訓(xùn)過程也就是鞏固理論、擴(kuò)展知識(shí)面、增加動(dòng)手能力和開拓智力的過程。它使以往所學(xué)的知識(shí)在緊張的思維設(shè)計(jì)、巧妙的具體使用中得到升華。學(xué)生在實(shí)訓(xùn)基地中既可接受實(shí)際操作的職業(yè)素質(zhì)訓(xùn)練和職業(yè)技能訓(xùn)練，又可以對(duì)現(xiàn)代電子電路控制系統(tǒng)建立真實(shí)的感官認(rèn)識(shí)和工程應(yīng)用技能操作訓(xùn)練，對(duì)未來所從事的行業(yè)充滿信心，可以更好地找到理論與實(shí)踐的結(jié)合點(diǎn)。

3 結(jié)論

實(shí)踐證明，幾年來，實(shí)驗(yàn)中心依照“基礎(chǔ)、綜合、設(shè)計(jì)和實(shí)訓(xùn)”的多層次、模塊化的實(shí)踐教學(xué)方式，突出了以創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為重點(diǎn)的專業(yè)課程的教學(xué)特色；體現(xiàn)了實(shí)踐教學(xué)改革內(nèi)容體系的創(chuàng)新。通過對(duì)電子電路課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與改革，已初見成效，使機(jī)電、電子科學(xué)、信息工程學(xué)院的電子電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的實(shí)踐意識(shí)、操作技能、工程應(yīng)用等專業(yè)綜合素質(zhì)得到了很大提高，使實(shí)踐教學(xué)步入多元化、科學(xué)化的軌道，拓展了學(xué)校的發(fā)展空間。

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