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电子设计开放实验教学研究

摘要:各高校开展开放式实验教学是一种全新的尝试。文章分析了电子设计开放实验的重要性,从开放实验课题、开放形式和成绩评定等方面对电子设计开放式教学进行总结,希冀与国内院校探讨开放实验教学,共同提高电子类学生动手实践创新能力。

关键词:电子设计;开放实验;教学

一、引言

电子设计能力是高等学校培养电子类专业学生能力的一个重要方面,培养学生能在科研机构或企事业单位从事电子设计、研究、技术开发等方面工作。学生应具备较强的实验操作能力,但由于实验课时等各类原因限制,各高校只能选择做一些具有代表性的实验,一些具有探索性和趣味性的实验无法开设。选择开放实验,打破实验内容和时间的限制,注重培养学生的自主性和创造性,有利于提高学生的实验操作技能和科研创新能力。

二、开放实验课题的选择

根据开放实验的特点选择不同层次的实验教学内容,可将开放实验分为专业基础实验、综合性实验、科研创新性实验,安排不同年级的学生选做相关部分的实验项目,达到因材施教的目的。对低年级学生要求重点选择基础实验,对二年级或三年级学生可以选取一些综合性实验或趣味性实验。对高年级学生重点培养创新性实验。

1、专业基础实验

专业基础开放实验主要面向学生普及电子类知识,内容涉及万用表、示波器、函数信号发生器、数字交流毫伏表、稳压电源等常用仪器的使用方法;基本元器件的识别和用法,包括电阻、电容、二极管、三极管、稳压管、数码管,蜂鸣器、继电器、光耦、晶闸管等;基本电子线路的测量方法和安装能力,查找和排除器件故障的能力;正确记录、处理、分析实验数据、写出完整的设计报告的能力。学生刚入学对电子器件有浓厚的兴趣,可安排到实验室进行基础实验的学习。

2、综合性实验

在学习了电子类基础课程后,学生已经初步掌握了电子类的相关知识,开放实验可以针对简单的实际问题,可以让学生从电路设计、制作、焊接到最终提交报告,完成一个系统的设计过程。或者学校可以采购电子散件,例如音响散件,万用表散件、收音机散件等,使学生了解其工作原理,完成电路焊接、调试、文档整理等各个环节,从而系统地掌握电子设计各项技能。也可以增加一些趣味性实验,比如电子狗,装入电池后,在声控、磁控、光照满足任一条件下小狗即可行走,并伴有小狗的全叫声。这样既提高了学生的动手能力,又提高了学习兴趣。

3、科研创新性实验

针对高年级学生,开放实验项目的选取可以是与教师科研相关的实验项目,也可以是学生自己提出的有创意的研究课题。学校每年都要组织学生参加国家、省级教育机构举办的各种竞赛活动,例如电子设计、节能减排、蓝桥杯、挑战杯等科技大赛,比赛内容往往比较新颖和独特,开放实验也可以将这些比赛内容转化为开放实验内容。既扩大了开放实验的广度,也使学生接触到前沿的知识,开阔了学生视野。

三、实验教学开放形式

1、实验时间开放

设有专门的开放实验室,开放实验室全天开放,部分教学实验室在满足基本教学的情况下也可适当开放,学生可以在课堂之余去实验室完成开放实验,安排指导教师值班并负责答疑,极大地提高了实验室的利用率。

2、实验元器件开放

在开放实验室中集中设置元器件柜子,将常用的电阻、电容等价格较为便宜的器件分门别类存放,学生在做好相关登记的情况下可以自由取用。部分特殊器件价格在老师把关的情况下允许学生自行采购,实验结束后统一报销,将元器件或作品上交。这样既减轻了老师的工作量,也能使学生全方位了解所用的器材、会估算其价格,有助于培养学生的自理能力。

3、实验场地开放

实验室配置一些常用电子类工具,比如烙铁,焊丝,螺丝刀,钳子等。学生自带电脑,可以在实验室完成器件的焊接和调试工作。也可以在宿舍或其他实践基地完成。

四、成绩评定标准

开放实验不同于传统的课堂实验,时间和场地较为灵活,对开放实验项目的评价不能只重视结果,需要建立一套立体化评价方式。开放实验的考核包括平时成绩、实验报告成绩以及答辩成绩,将这三项按照一定比例确定最终成绩。平时成绩考核包括学生的出勤、实验态度、实验纪律、实际操作能力等多方面因素。实验报告评定包括数据原始记录、方案设计合理程度、思路是否清晰、结果和分析讨论的深入程度、报告严谨规范程度等。答辩成绩由学生对自己的设计进行陈述,指导老师或答辩组成员提出问题,学生回答给出相应成绩。如果有实物或设计作品,可以通过演示,检查焊接、实现功能的情况综合给出答辩成绩。

五、建立和完善规章制度

实验室开放的同时不仅增加了仪器设备维护的工作量,也增加了元器件的损耗量。因此建立仪器设备登记借用制度、元器件领用管理办法等是非常有必要的。建立了良好的制度,必须贯彻执行。另外要建立健全电子设计开放实验作品档案管理制度,对设计新颖的作品要建档保存,同时,要搜集其他院校优秀获奖作品资料,找出差距,总结经验。

六、加强对在职人员的培训

电子设计开放实验也是对老师和实验技术人员综合素质和能力的检验。要确保开放实验顺利进行,必须要具有实验技能水平高的实验室工作人员,安排现有人员到企业学习或聘请有经验的专家到现场传授经验,提高他们的专业技能水平。同时要加强常规仪器设备的维护、维修、多媒体、网络技术应用的培训,不断提高实验技术队伍的业务能力。

七、结语

我校电子设计开放实验教学过程中选用了自动鱼食投放、智能浇水花盆、家庭防盗报警系统、语音控制小车等设计课题,学生对这些课题很感兴趣。开放实验实施以来,取得了显著的成绩,学生在各类大赛中获得了诸多奖项,提高了动手实践创新能力。由于一些原因,开放实验的普及率不够高,部分开放实验项目学生参与意识不强,希冀在学校层面建立一套激励学生积极参与开放实验的措施。将开放实验纳入学生实践教学环节中,通过学分的形式或者采取与各类竞赛相结合的形式激励和督促学生参与开放实验,也可以在申请大学生创新创业项目时优先考虑,将学生参加开放实验变成一种自发的行为。

作者: 苏玉萍 单位:西北民族大学电气工程学院

参考文献:

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[3]刘乔寿,黄沛昱.电子信息类开放实验教学模式[J].实验室研究与探索.2013,Vol.32(7):157-159.

[4]马钧,何纯芳.开放性电子创新实验教学的探索与实践[J].电气电子教学学报.2013,Vol.35(4):112-113.

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