電子設(shè)計(jì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與探索

西北民族大學(xué)電氣工程學(xué)院　蘇玉萍

電子設(shè)計(jì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究與探索

西北民族大學(xué)電氣工程學(xué)院蘇玉萍

各高校開(kāi)展開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種全新的嘗試。文章分析了電子設(shè)計(jì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的重要性，從開(kāi)放實(shí)驗(yàn)課題、開(kāi)放形式和成績(jī)?cè)u(píng)定等方面對(duì)電子設(shè)計(jì)開(kāi)放式教學(xué)進(jìn)行總結(jié)，希冀與國(guó)內(nèi)院校探討開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)，共同提高電子類學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐創(chuàng)新能力。

電子設(shè)計(jì)；開(kāi)放實(shí)驗(yàn)；教學(xué)

一、引言

電子設(shè)計(jì)能力是高等學(xué)校培養(yǎng)電子類專業(yè)學(xué)生能力的一個(gè)重要方面，培養(yǎng)學(xué)生能在科研機(jī)構(gòu)或企事業(yè)單位從事電子設(shè)計(jì)、研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)等方面工作。學(xué)生應(yīng)具備較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)操作能力，但由于實(shí)驗(yàn)課時(shí)等各類原因限制，各高校只能選擇做一些具有代表性的實(shí)驗(yàn)，一些具有探索性和趣味性的實(shí)驗(yàn)無(wú)法開(kāi)設(shè)。選擇開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，打破實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和時(shí)間的限制，注重培養(yǎng)學(xué)生的自主性和創(chuàng)造性，有利于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能和科研創(chuàng)新能力。

二、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)課題的選擇

根據(jù)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)選擇不同層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，可將開(kāi)放實(shí)驗(yàn)分為專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、科研創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，安排不同年級(jí)的學(xué)生選做相關(guān)部分的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，達(dá)到因材施教的目的。對(duì)低年級(jí)學(xué)生要求重點(diǎn)選擇基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，對(duì)二年級(jí)或三年級(jí)學(xué)生可以選取一些綜合性實(shí)驗(yàn)或趣味性實(shí)驗(yàn)。對(duì)高年級(jí)學(xué)生重點(diǎn)培養(yǎng)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

1、專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

專業(yè)基礎(chǔ)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)主要面向?qū)W生普及電子類知識(shí)，內(nèi)容涉及萬(wàn)用表、示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、數(shù)字交流毫伏表、穩(wěn)壓電源等常用儀器的使用方法；基本元器件的識(shí)別和用法，包括電阻、電容、二極管、三極管、穩(wěn)壓管、數(shù)碼管，蜂鳴器、繼電器、光耦、晶閘管等；基本電子線路的測(cè)量方法和安裝能力，查找和排除器件故障的能力；正確記錄、處理、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、寫(xiě)出完整的設(shè)計(jì)報(bào)告的能力。學(xué)生剛?cè)雽W(xué)對(duì)電子器件有濃厚的興趣，可安排到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。

2、綜合性實(shí)驗(yàn)

在學(xué)習(xí)了電子類基礎(chǔ)課程后，學(xué)生已經(jīng)初步掌握了電子類的相關(guān)知識(shí)，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)可以針對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，可以讓學(xué)生從電路設(shè)計(jì)、制作、焊接到最終提交報(bào)告，完成一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程?；蛘邔W(xué)校可以采購(gòu)電子散件，例如音響散件，萬(wàn)用表散件、收音機(jī)散件等，使學(xué)生了解其工作原理，完成電路焊接、調(diào)試、文檔整理等各個(gè)環(huán)節(jié)，從而系統(tǒng)地掌握電子設(shè)計(jì)各項(xiàng)技能。也可以增加一些趣味性實(shí)驗(yàn)，比如電子狗，裝入電池后，在聲控、磁控、光照滿足任一條件下小狗即可行走，并伴有小狗的全叫聲。這樣既提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，又提高了學(xué)習(xí)興趣。

3、科研創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)

針對(duì)高年級(jí)學(xué)生，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的選取可以是與教師科研相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，也可以是學(xué)生自己提出的有創(chuàng)意的研究課題。學(xué)校每年都要組織學(xué)生參加國(guó)家、省級(jí)教育機(jī)構(gòu)舉辦的各種競(jìng)賽活動(dòng)，例如電子設(shè)計(jì)、節(jié)能減排、藍(lán)橋杯、挑戰(zhàn)杯等科技大賽，比賽內(nèi)容往往比較新穎和獨(dú)特，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)也可以將這些比賽內(nèi)容轉(zhuǎn)化為開(kāi)放實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。既擴(kuò)大了開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的廣度，也使學(xué)生接觸到前沿的知識(shí)，開(kāi)闊了學(xué)生視野。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)放形式

1、實(shí)驗(yàn)時(shí)間開(kāi)放

設(shè)有專門(mén)的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室全天開(kāi)放，部分教學(xué)實(shí)驗(yàn)室在滿足基本教學(xué)的情況下也可適當(dāng)開(kāi)放，學(xué)生可以在課堂之余去實(shí)驗(yàn)室完成開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，安排指導(dǎo)教師值班并負(fù)責(zé)答疑，極大地提高了實(shí)驗(yàn)室的利用率。

2、實(shí)驗(yàn)元器件開(kāi)放

在開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室中集中設(shè)置元器件柜子，將常用的電阻、電容等價(jià)格較為便宜的器件分門(mén)別類存放，學(xué)生在做好相關(guān)登記的情況下可以自由取用。部分特殊器件價(jià)格在老師把關(guān)的情況下允許學(xué)生自行采購(gòu)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后統(tǒng)一報(bào)銷，將元器件或作品上交。這樣既減輕了老師的工作量，也能使學(xué)生全方位了解所用的器材、會(huì)估算其價(jià)格，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自理能力。

3、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地開(kāi)放

實(shí)驗(yàn)室配置一些常用電子類工具，比如烙鐵，焊絲，螺絲刀，鉗子等。學(xué)生自帶電腦，可以在實(shí)驗(yàn)室完成器件的焊接和調(diào)試工作。也可以在宿舍或其他實(shí)踐基地完成。

四、成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

開(kāi)放實(shí)驗(yàn)不同于傳統(tǒng)的課堂實(shí)驗(yàn)，時(shí)間和場(chǎng)地較為靈活，對(duì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的評(píng)價(jià)不能只重視結(jié)果，需要建立一套立體化評(píng)價(jià)方式。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的考核包括平時(shí)成績(jī)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績(jī)以及答辯成績(jī)，將這三項(xiàng)按照一定比例確定最終成績(jī)。

平時(shí)成績(jī)考核包括學(xué)生的出勤、實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)紀(jì)律、實(shí)際操作能力等多方面因素。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)定包括數(shù)據(jù)原始記錄、方案設(shè)計(jì)合理程度、思路是否清晰、結(jié)果和分析討論的深入程度、報(bào)告嚴(yán)謹(jǐn)規(guī)范程度等。

答辯成績(jī)由學(xué)生對(duì)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行陳述，指導(dǎo)老師或答辯組成員提出問(wèn)題，學(xué)生回答給出相應(yīng)成績(jī)。如果有實(shí)物或設(shè)計(jì)作品，可以通過(guò)演示，檢查焊接、實(shí)現(xiàn)功能的情況綜合給出答辯成績(jī)。

五、建立和完善規(guī)章制度

實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放的同時(shí)不僅增加了儀器設(shè)備維護(hù)的工作量， 也增加了元器件的損耗量。因此建立儀器設(shè)備登記借用制度、元器件領(lǐng)用管理辦法等是非常有必要的。建立了良好的制度， 必須貫徹執(zhí)行。另外要建立健全電子設(shè)計(jì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)作品檔案管理制度， 對(duì)設(shè)計(jì)新穎的作品要建檔保存， 同時(shí)， 要搜集其他院校優(yōu)秀獲獎(jiǎng)作品資料， 找出差距，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

六、加強(qiáng)對(duì)在職人員的培訓(xùn)

電子設(shè)計(jì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)也是對(duì)老師和實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員綜合素質(zhì)和能力的檢驗(yàn)。要確保開(kāi)放實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，必須要具有實(shí)驗(yàn)技能水平高的實(shí)驗(yàn)室工作人員，安排現(xiàn)有人員到企業(yè)學(xué)習(xí)或聘請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的專家到現(xiàn)場(chǎng)傳授經(jīng)驗(yàn)，提高他們的專業(yè)技能水平。同時(shí)要加強(qiáng)常規(guī)儀器設(shè)備的維護(hù)、維修、多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的培訓(xùn)，不斷提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)隊(duì)伍的業(yè)務(wù)能力。

七、結(jié)語(yǔ)

我校電子設(shè)計(jì)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中選用了自動(dòng)魚(yú)食投放、智能

澆水花盆、家庭防盜報(bào)警系統(tǒng)、語(yǔ)音控制小車等設(shè)計(jì)課題，學(xué)生對(duì)這些課題很感興趣。開(kāi)放實(shí)驗(yàn)實(shí)施以來(lái)，取得了顯著的成績(jī)，學(xué)生在各類大賽中獲得了諸多獎(jiǎng)項(xiàng)，提高了動(dòng)手實(shí)踐創(chuàng)新能力。由于一些原因，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的普及率不夠高，部分開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)生參與意識(shí)不強(qiáng)，希冀在學(xué)校層面建立一套激勵(lì)學(xué)生積極參與開(kāi)放實(shí)驗(yàn)的措施。將開(kāi)放實(shí)驗(yàn)納入學(xué)生實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，通過(guò)學(xué)分的形式或者采取與各類競(jìng)賽相結(jié)合的形式激勵(lì)和督促學(xué)生參與開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，也可以在申請(qǐng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目時(shí)優(yōu)先考慮，將學(xué)生參加開(kāi)放實(shí)驗(yàn)變成一種自發(fā)的行為。

［1］邊曉明，吳嶺清.電子設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放模式探索［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù).2010，Vol.8（6）：73-76.

［2］肖看，尹仕，嚴(yán)國(guó)萍.創(chuàng)新型電工電子全開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式探索與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2010，Vol.29（4）：79-82.

［3］劉喬壽，黃沛昱.電子信息類開(kāi)放實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索.2013， Vol.32（7）：157-159.

［4］馬鈞，何純芳.開(kāi)放性電子創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)踐［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào).2013，Vol.35（4）：112-113.

蘇玉萍（1979—），女，甘肅白銀人，工學(xué)碩士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，主要從事電子相關(guān)方向的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研工作。