模拟电子技术实验教学模式与实践

摘要:模拟电子技术是一门实践性很强的专业技术基础课，实验教学对培养学生综合运用知识和实践创新能力至关重要。实践表明:首先要建立基础性、综合性、设计性实验有机结合的不同层次的实验教学模式，逐步形成由浅入深、各具特色、并逐层深化的实验教学体系。其次，要不断创新教学方法和手段，只有从不断优化实验内容、建立实验教学自主学习网站平台、采用扩展式教学方法、开展虚拟仿真实验教学体系建设、加大实验室开放力度等方面入手，才能全面提高模拟电子技术实验教学质量。

关键词:模拟电子技术实验;教学改革;实验教学模式;教学方法和手段

引言

模拟电子技术是电气工程及其自动化、计算机和电子信息类等专业的一门重要专业技术基础课，其内容几乎涵盖了电子学科的每个领域，知识面宽，信息量丰富，且具有很强的实践性。课程学习要求学生既要扎实掌握抽象的理论知识，也要具备灵活运用理论知识解决实际问题的能力。因此，通过实验教学来加深学生对理论知识的理解、培养和提高综合运用知识、实践创新能力至关重要［1－3］。长期以来，模拟电子技术实验教学一直采用教师预先设置的内容讲解，学生按照规定的实验步骤、方法进行数据测量和分析，实验过程中不是十分重视学生对知识的进一步思考和拓展创新，这种现象一方面不利于激发学生做实验的积极性和主动性，另一方面大大限制了学生的创新思维和自主设计能力的培养。如何全面提高模拟电子技术实验教学的质量一直是实验技术人员关注和探讨的主要问题，多年的教学实践证明，建立不同层次的实验教学模式，不断优化实验教学内容，创新实验教学方法和手段，是提高电子技术实验教学质量的有效途径。

1建立不同层次实验教学模式

随着我国高等教育改革的不断深化，现代高等院校实验教学的理念和指导思想也发生显著的变化，认为实验教学应该从共性化逐步向个性化转变，必须根据受教育者不同的学习阶段不同的学习特点，提供与之相适应的教学模式［4］，加强学生实际应用和创新思维能力培养，以适应现代科学发展对人才的要求。所谓不同层次实验教学模式是指实验教学的总体要有步骤分阶段完成。形成一个由浅入深、各具特色、并逐层深化的实验教学体系，具体的来讲就是基础性、综合性、设计性实验的有机结合。层次不同其教学目标也是不同的，使学生在掌握基本的实验技能、实验方法的基础上，逐步培养其灵活运用理论知识分析解决问题的能力以及科研创新能力。在实验教学内容和方法上建立合理的知识、技能结构层次，达到使学生从启发到独立思考的目的。

1．1基础性实验技能化

基础性实验的教学主要针对课程基本理论教学设计的实验教学环节，教学重点是仪器的使用、基本操作的标准化和对基本现象的理解。要根据不同的专业方向和要求设置完整、系统的基础实验教学内容，主要以演示性实验和验证性实验为主，使学生熟悉实验的内容及过程，掌握实验所要用的各种仪器以及这些仪器的原理、使用方法和在实验中所能达到的目的，学会实验过程中数据读取和分析，在提高学生基本实验技能的同时，注重培养学生科学、严谨、实事求是的工作作风。

1．2综合性实验训练化

综合性实验主要训练学生综合运用所学的基本理论和专业知识的能力，在学生具有一定理论知识和基本实验技能的基础上，集成多个基本知识点和实验方法，完成一个简单应用单元的设计、制作和功能测试，使学生掌握正确的设计原理和方法。在教学方法上，综合性实验与基础性实验有很大区别。综合性实验教师只给出若干个题目和实验的目的要求，提供一些基本结构或原理，做一些必要的设计方法和思路的指导，要求学生运用所学的专业知识提出设计方案，通过实验手段检测验证设计方案的科学合理性，并进行不断的改进和完善来体现出自己的设计思想，达到综合训练的目的。

1．3设计性实验能力化

设计性实验的目标是培养学生独立运用专业知识解决实际问题的综合能力，也是学生创新思维和科研能力培养的重要环节。设计性实验与综合性实验的主要区别在于实验内容的难度和工作量都大大增加，学生要通过设计性实验完成一个或多个复杂系统的设计、制作和功能测试，类似于完成一个可操作使用或具有实际应用价值的产品。设计性实验可包括必做和自主设置2类，必做是指教学计划设置的必须完成的设计性实验教学内容，例如课程设计、毕业论文等。自主设置是指在教学计划之外学生自主申请寻求的一些设计性实验内容，例如国家或学校组织的各类科技竞赛、创新创业大赛、科技论文及一些教师的科研课题等。指导方式主要是以引导为主，让学生学会在困境中寻找克服困难的途经，鼓励学生在困难面前增强信心继续在自由的空间里思考、创造、发挥，让他们从反复再反复的实践中得到锻炼提高。

2不断优化实验教学内容

建立不同层次实验教学模式的关键是实验教学内容设置是否科学合理，只有不断地完善和优化实验教学内容，才能构建完整的基础性—综合性—设计性实验教学体系，达到知识、能力全面提高的目的。模拟电子技术课程所包含的知识点多且散碎，如半导体器件、晶体管放大电路、反馈电路、振荡电路、稳压电源等等。在实验教学中，我们十分重视实验教学内容的合理设置和优化，例如将振荡电路实验和直流稳压电源实验作为基础性实验，将这2个实验多个知识点的应用集成作为直流稳压电源驱动的正弦波振荡器综合性实验。再例如在运算放大器基础性实验的基础上，将知识点进行扩展，建立了用运算放大器组成万用电表的设计与调试综合性实验。对于设计性实验，则是利用课程设计、毕业设计、科研课题等渠道不断的提炼和优化实验教学内容，例如多功能波形发生器，有源滤波器的设计等。对于完善的实验教学内容，编写了相关的实验指导书，逐步建立规范化的实验教学内容体系。

3创新实验教学方法和手段

教学方法和手段是提高实验教学质量的可靠保障，现代科学技术的发展为实验教学方法和手段的改革提供了良好的平台，例如网络、多媒体、计算机及专业设计软件等。对于模拟电子技术课程实验教学，我们认为应该从以下几方面进行尝试和改革，不断创新行之有效的实验教学方法和手段。

3．1建立实验教学自主学习网络平台

实验课前的预习是实验教学能否顺利和高质量完成的关键，为了让学生在实验课前能更好更快的了解实验的原理、方法、实验条件及实验操作重点，实验教学平台网站的建立是最好的方法［5］。近年来，我们也在探索依托校园网来建立一个综合全面的模拟电子实验教学自主学习网络平台，将实验课的教学计划，教学课件共享在网站上供学生预习，这样使得学生在课堂上有限的时间里更高效的完成实验操作。此外，还可以通过视频、录像的方式，将每个实验的操作方法和注意事项，采用边操作边讲解的形式来展示出来，供学生下载观看，类似于网络课堂的形式，使得学生相比看文字更能直观地了解实验的操作，提高实验教学的效果。另外，对于综合性、设计性实验的题目可以放在实验教学平台上供学生来选择，对于每个题目提供一些简单的介绍和资料供学生更好的选择适合他们的题目，也可对学生选择情况进行统计和分析，对于选择频率高或低的题目，分析其原因，针对性地进行及时合理的优化和调整。同时网站上提供在线交流服务，例如提供论坛和讨论板块，让学生可以畅所欲言，相互学习，教师也可以进行在线答疑，使得学习交流形式多元化和效率更高。

3．2采用扩展式的教学方法

课堂上教师对实验的讲解是实验教学环节中的重要环节，对实验操作和原理掌握不熟练的学生尤为重要。实验的讲解，不同的教师都有自己一套独特的授课方法，不同的专业、不同的实验类型的授课方法也千差万别，但要求是一样的，那就是让学生能理解、有兴趣，真正达到实验教学的目的。所谓扩展式教学法就是指在讲授时，内容不能仅仅局限于此次实验课的知识点，在讲解每一个知识点的时候要用通俗的语言来告诉学生，为什么要学这个，学这个知识点的意义何在，让学生能带着目的性去学习，这样必然能吸引每个学生的注意力。比如基本放大电路实验，告诉学生为什么要把这个实验放在模拟电子技术实验的前面，为什么要先学习基本放大电路的原理等等。另一方面，如果每个知识点都能和实际应用或者将来其他专业课程的学习联系起来，就会让学生对知识点有较宏观理解和把握，带着疑问和兴趣有目的性的去做实验。

3．3开展虚拟仿真实验教学体系建设

综合、设计性实验要求学生设计一个较复杂完整的小型系统，学生希望能尽快完成自己设计、测试并在实际中电路运行实现的结果，常规的实验耗费时间长且工作量大，计算机虚拟仿真技术的引入为学生们快速、高效、低成本的完成实验提供了良好的平台［6］。作为专门用于模拟电子线路仿真与设计的EDA［7］(ElectronicDesignAutomation电子设计自动化)工具软件已广泛的用于虚拟仿真实验教学。利用Multisim［8］先进的电路仿真和设计功能模型库，学生可以迅速根据自己的设想构建简单的电路，清晰的仿真过程加深了学生对基本概念的理解和记忆。同时，Multisim仿真软件提供了大量的实际应用电路模型，可以帮助学生熟悉典型电路的实验原理、实验步骤和基本测试仪器的使用，特别是在电路分析和参数调节过程中，学生可以对电路进行故障设置，观察故障条件下电路的各种故障现象，使学生加深对各种电路原理的理解，无需担心元器件和电子仪器的损坏，这一点在实验中是难以做到的。但是，仿真电路各个器件往往是处于一种理想的状态，但是实际电路在运行中是不可能达到理想的，这就导致了实验结果的不同。对于这种情况，更有利于学生去分析和解决问题，加深对实际电路运行状况的深入理解。

3．4加大实验室开放力度

模拟电子技术的综合、设计性实验往往需要的时间相对较长，实验室开放可以使学生利用空余时间到实验室完成实验教学任务，如遇到什么问题和难题，也可以随时询问实验教师，学生也可以选择自己感兴趣的课题来实验室开展实验研究，为各类科技竞赛提供实验平台保障。同时，实验室开放也有利于提高实验室资源共享和设备利用率，促进实验教学质量和水平的提高。

4结语

实验教学改革极大财政经济期刊地推动了医学期刊在线模拟电子技术实验教学的不断完善和发展。寻求科学、合理、有效实验教学模式、内容、手段和方法，需要不断去思考、实践和总结，但最终的目的是力求更好的为学生服务，全面提高实验教学质量。

作者：陈辉 郭世宁 单位：西安科技大学 通信与信息工程学院

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