基于自制實驗設備的模擬電子技術實驗課程改革

黃品高 葉 懋

（桂林電子科技大學，廣西 桂林 541004）

基于自制實驗設備的模擬電子技術實驗課程改革

黃品高 葉 懋

（桂林電子科技大學，廣西 桂林 541004）

隨著課時數(shù)的變更和學生人數(shù)的增加，模擬電子電路實驗課程開設過程中出現(xiàn)了學生動手能力差別較大、對實驗課程內容缺乏總體認識等一些問題，影響了教學效果。文章通過自制模擬電子電路實驗課程的實驗系統(tǒng)，配合實驗教學模式和實驗教學內容的改革，在一定程度上增強了學生的動手能力，提高了學生的實驗積極性，取得了較好的教學效果。

自制實驗設備；模擬電子技術實驗；課程改革

1 引言

模擬電子技術課程是電子類專業(yè)一門十分重要的專業(yè)技術基礎課程[1-2]。它除了是一門具有較強理論性的課程外，還是一門實踐性很強的課程。因此，該課程的實驗教學成為十分重要的環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學生的科學思維方法，開拓學生的創(chuàng)新意識，提高學生的綜合運用能力等方面具有課堂理論教學所無法替代的作用。

2 實驗教學中存在的問題

桂林電子科技大學的模擬電子技術實驗課程隸屬于電子電路實驗中心，采用的是獨立設課的形式，即與理論課的學分分開，成為一門單獨的課程。該方式在10多年的實施過程中，極大地推動了課程教學的進步，取得了良好的教學效果。隨著課程學時的變動以及學生人數(shù)的增加，一些問題在實驗教學過程中開始顯現(xiàn)出來。我校在該課程上的實驗教學狀況，主要有以下兩個方面的問題：

（1）實驗系統(tǒng)采用獨立式單模塊實驗，雖然能對模擬電子技術基礎課程各環(huán)節(jié)內容進行實驗，但很難讓學生對該課程有個系統(tǒng)的認識。

（2）利用導線進行插接完成實驗的模式，雖然能加快學生的實驗進度，但對學生的調試和測量能力訓練不夠。

（3）學生動手能力相差較大。一部分同學完成基礎實驗困難，而另一部分學有余力，不能做到因材施教。

針對以上問題，在充分利用國家實驗示范中心的優(yōu)勢的條件下，中心教師通過自制儀器，對模擬電子電路基礎實驗課程改革進行了探索。

3 改革措施和解決問題的方法

課程改革一般可以從教學內容、教學方法與手段以及教學模式上進行實施。由于模擬電子電路基礎課程是一門經(jīng)典的課程，在當前條件下，教學內容不宜做重大的變更，因此，中心主要通過改變教學模式、教學方法和手段為主，適當調整教學內容的改革途徑。

3.1自制基本儀器設備，突出教學內容系統(tǒng)性

桂林電子科技大學當下所使用的模擬電子技術課程教材，絕大部分內容是關于放大器的，內容可分為BJT分立元件放大器、CMOS分立元件放大器、集成放大器，而反饋、運算電路、甚至包括電源電路，幾乎都離不開放大器。因此，用這些內容實現(xiàn)一個實際的系統(tǒng)，將有助于學生深入理解各種電路的功能以及應用場合。

經(jīng)過仔細設計，中心選用的是一個完整的音頻功率放大器為原型，通過適當改進而實現(xiàn)的實驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)將各種電路做成音頻功率放大器的一部分，加入幾種反饋環(huán)，并增加穩(wěn)壓電源電路，最后構成了一個性能不錯的音頻功放。每套實驗系統(tǒng)中都有這個完整的功放模塊，當學生做實驗是，將自己相應的模塊搭接好，然后插入入實驗平臺上，就可以對整個系統(tǒng)進行測試。這樣學生不僅能完全測試相應的實驗內容，還可以了解自己所做實驗電路在整個系統(tǒng)的中作用，并測試電路對整個系統(tǒng)性能的影響，從而加深對電路系統(tǒng)的認識。

3.2制作綜合性實驗電路板，實現(xiàn)分級擴展教學

學生基礎知識和技能參差不齊。學生基礎知識和技能的不同，容易導致一部分學生完成基本實驗內容都困難，而另一部分學有余力，希望得到更進一步鍛煉。學生人數(shù)增加，教師、教學設備等資源相對緊張。這些都制約了實踐教學效果。

為了解決這個問題，中心通過設計了一系列的實驗電路，并制作了相應的實驗電路板來解決以上問題。針對不同的學生，實驗課程中給出了萬用板搭接一部分電路、集成功放電路板、分立器件和集成電路混合放大器設計電路板、實用功放電路板以及自主設計功放等實驗內容。這些內容由簡單到困難，能夠滿足一般學生、卓越班以及創(chuàng)新基地學生的學習要求。

3.3采用靈活多樣的考核方式

教學內容的擴展必然會導致教學過程監(jiān)控和考核方式的變化。為了適應各類學生的學習，盡可能客觀地評價學生的學習狀況，采用了如下考核方式：

（1）對于基本實驗內容，要求在實驗室完成，并采用試卷出題、學生當場操作完成的方式進行考核。由于這部分內容主要訓練學生的基本動手能力、調試能力以及基本概念，這部分對實驗過程進行嚴格把控，以提高教學效果。

（2）對于擴展內容部分，以項目的形式進行實驗結果驗收。能夠進行擴展內容的學生，大部分已經(jīng)具有一定的學習興趣，并已經(jīng)掌握了部分學習方法，因此需要提供一定的空間，以發(fā)揮其思維能力。實驗電路板和器件在開課后 2周領取，可以在學生創(chuàng)新基地、實驗室或寢室自行完成。完成后，驗收的方式分為以下幾種：

（a）提交設計報告；

（b）現(xiàn)場簡單提問；

（c）現(xiàn)場參數(shù)測試。

實際操作過程中，教師采用以上考核方式的一種或者幾種相結合的方式對學生進行考核。

3.4注重動手能力和設計能力訓練，改革實驗報告方式

實驗報告是實驗中重要的一部分，通常每個實驗都需要遞交規(guī)范的實驗報告。實際調查發(fā)現(xiàn)有兩個問題：一是學生實驗個數(shù)相當多，需要花大量時間進行預習報告和實驗報告書寫；二是過多的實驗報告導致實驗報告質量不高，抄教材甚至互相抄襲。為此，對實驗報告進行如下改革：

（1）對于基本驗證性實驗，提供統(tǒng)一電子模板，學生只需記錄和分析實驗數(shù)據(jù)；

（2）對于綜合性實驗和擴展內容，需要遞交完整的設計報告。

這樣，既可以減輕學生負擔、讓其能投入更多精力到實際實驗中，又兼顧了報告的完整性。

4 改革效果

為了確保正常教學過程的進行，模擬電子電路基礎實驗首先在 4個普通課號、1個卓越計劃班課號（一個課號最多20人）中進行嘗試性的小范圍試驗，實驗人數(shù)97人。課程改革包括了實驗設備、實驗模式和部分實驗內容的擴展等幾方面，通過實驗報告統(tǒng)計、實驗考核結果分析以及問卷調查，該課程改革情況如下：

（1）設計性實驗報告質量明顯提高。實驗報告中，設計過程、測試參數(shù)等相比以前更加詳細、規(guī)范；雷同率顯著減少。

（2）選擴展性實驗內容的學生顯著增加。卓越計劃班的同學全部選擇，普通班約有2/3的學生選做了擴展電路板中的1項。

（3）所有學生都利用了實驗室開放時間段。在開放時間段，一部分學生是完成擴展實驗，一部分是鞏固基礎實驗和練習使用儀器設備。

（4）問卷調查學習情況如下：對問卷中的問題“實驗動手能力和調試能力是否得到增強”，78份問卷肯定了學習效果；對于問題“是否了解了各部分電路的功能和應用場合”，38份問卷選擇是“比較了解”，27份選擇“了解”。

（5）考試通過率輕微上升?？荚嚥捎玫目荚?平時成績的方式?？荚囆问绞窃诮虒W內容范圍內隨機抽取出一份操作題，學生現(xiàn)場完成題目。最終結果是 3人未通過，與往年相比，通過率略微上升。

表1　標準試驗系統(tǒng)結果數(shù)據(jù)

5 結語

桂林電子科技大學模擬電子電路實驗課程通過自制實驗系統(tǒng)和綜合性、設計性以及自主實驗電路板，配合實驗教學模式和教學內容的改革，針對不同的學生群體進行了實驗性開課，增加了學生實驗積極性，在一定程度上提高了實驗教學質量，取得了較好的教學效果。

[1] 晏湧.模擬電子技術實驗教學改革的探索與實踐[J].實驗技術與管理,2012,29(4):288-290.

[2] 程春雨.模擬電子技術實驗教學改革與實踐[J].實驗科學與技術,2014,12(6):71-74.

Reform of analog electronic technology experiment course based on self-built experiment equipment

With the decrease of class hours and the increase of students, some problems occur in the teaching of analog electronic technology experiment course, and influence the teaching effect. By self-building Experiment equipment, and changing teaching mode and teaching content, the manipulative ability and learning initiative of students are enhanced,and better teaching effect is achieved.

Self-built experiment equipment; analog electronic technology experiment; course reform

Q813.11

A

1008-1151(2015)10-0114-02

2015-09-13

學校教改項目（ZJW07231）。

黃品高（1978－），男，湖北天門人，桂林電子科技大學教學實踐部講師，碩士，研究方向為信號與信息處理。