模拟电子技术实验教学方法初探3篇
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- 2021-03-28
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针对仪器类专业卓越工程师教育培养计划的要求，提出了我院测控技术与仪器专业模拟电子技术实验课程改革的具体措施，探索了创建新型实验室实践教学体系。该教学体系以实际工程问题为背景，充分调动学生的主观能动性，实现了基础训练、综合训练、团队合作三个阶段的创新教学过程。该教学体系弥补了以往实验教学中存在的不足，为培养技术扎实、富有创新能力的工程技术人才提供了基础。
为了贯彻《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-年)》和《国家中长期人才发展规划纲要(2010-年)》，国家推出了“卓越工程师教育培养计划”[1]。我院测控技术与仪器专业于2013年成功入选该计划，这对本专业模拟电子技术实践教学方面提出了更高的要求。围绕“仪器专业系列课程与创新实践国家优秀教学团队”建设，我院明确“人才培养是根基，教学与科研并重，科研服务于教学”的办学理念，积极探索我院高效合理的实践教学管理模式，大幅度增加了综合设计类实验的比重，全面探索卓越工程师背景下模拟电子技术综合设计改革[2,3]。
一模拟电子技术实验教学体系
传统的模拟电子实验实践教学模式是以实验项目为基础，学生按实验教材提供的实验方法和实验步骤，在教师的指导下完成实验内容，实验过程缺乏与工程实际的联系不利于激发学生的学习兴趣[4]。为了奠定未来卓越工程师的模拟电子技术理论和实践能力[5]，我院提出的模拟电子技术实验教学体系是要以工程项目为导向，工程实践和团队合作为突破口，个性化教学为目的[6]，形成了一个较完整的模拟电子技术实验教学体系，如图1所示。
(一)课内基础实验
该教学体系中课内基础实验中采用课堂辅导和现场答疑等形式开展教学工作。主要内容与理论课程相结合，考核方式为每次实验报告、随堂提问和实验考试。通过基础训练项目，学生可基本学会使用多种常用电子仪器，掌握Multisim仿真软件，掌握若干基本电路，以及电子线路焊接和调试等基本技能，进而让学生深入理解所学的模拟电子技术基本知识、基本方法，提高了学生基本实验技能。
(二)课外实验项目
在学生掌握一定模拟电子技术基础内容之后，对于原有余力的学生，可进一步选择课外实验项目，如低频信号发生器、音频功率放大器等等。通过这些指定实验项目的设计调试，加强了学生的电路设计调试的基本功，培养了学生独立解决实际问题的能力和激发学生的创新意识，为下一步综合实践提供了必要的训练。课外实验项目的来源主要通过以下几种途径获得：(1)与后续课程相结合，扩展现有模拟电子技术的教学内容，形成符合各自教学需求的课外实验项目。(2)与教师科研项目相结合，将科研成果进行优化提炼，转化为适合本科阶段教学目的的课外实验项目。(3)与学生兴趣相结合，提出合适本科阶段，能够达到培养学生目的的课外实验项目。课外实验项目采用学生自行选择，自主掌握实验时间和地点。课外实验项目所需的未学知识以自学为主，教学过程中以学生为主体，教师采用分阶段指导模式，除此之外，一般不介入学生的实验过程。
(三)模拟电子技术综合实践
综合实践项目在题材、内容选择上应保证理论联系实际，兼顾课程知识点覆盖与扩展，难易适当且循序渐进。在本层实践教学中，由指导教师根据实验项目内容提出设计要求，由学生充分发挥主观能动性独立思考，综合设计，“在做中学，在学中做”。教师主要在学时的实验方案与设计路线上进行指导，积极引导学时在实验过程中发现问题、分析问题、解决问题。达到学时在实验活动中由“要我做实验”转变为“我要做实验”的目的，这种调整充分激发了学生学习的主观能动性[8]。通过强化实验实践教学，拓宽学生实践内容，可进一步提升学生学习兴趣和创新能力。综合实践项目实例：选频放大电路设计该实践项目需要学生完成四项内容：①线性稳压电源：输出电压可调的线性电源，为后续电路提供电源;②信号发生器：可产生方波、三角波、锯齿波和正弦波;③带通滤波器：对第二项内容输出的正弦波进行滤波;④放大器：对带通滤波器输出的信号进行放大。该项目四项内容依次进行，互相支撑，相互影响，形成一个选频放大的系统放大电路，基本涵盖了模拟电子技术理论部分的内容。学生通过该项目的训练后，使学生对于综合问题的解决能力得到大幅提升，进一步加深学生对工程性的认识，引导学生从注重学习成绩向提高动手能力，理论实践双丰收进行转化。
(四)团队合作
学生通过综合实践项目的训练，学生主动参与各种实践类项目，通过学生之间的自愿组队，成功申报了国家级、省级和校级的“大学生创新创业实践项目”;积极参与了各个层次的电子设计大赛;部分学生加入了重点实验室，参与教师的科研项目[9,10]。通过本层实践教学，引导更多的大学生积极投身科技创新活动中，突出培养学生的动手能力、实践能力和创新能力，提高了学生针对于实际往年提进行电子设计、制作和调试的综合能力。
二实践效果与存在问题
遵循厚基础和创新精神、实践能力培养的理念，在每个平台完成一种工程能力培养的基础上，分阶段提升学生工程(认知+探究)、工程(实验+设计)、工程(实施+创新)能力，体现了渐进性。经过本实验教学体系的培训后，学生能够积极参加各种级别的电子设计大赛，取得的成绩也非常不错，国家级和省级电子大赛的成绩在吉林省高校学院级别中名列前茅。主要存在的问题在于培训体系没有完全建立，综合实践项目较少，没有根据学生水平设置不同层次的实践项目。
三结语
我院提出的模拟电子技术实验教学改革的实践证明，切实提高学生工程实践能力和创新认识，需要从根本上解决教学中从基本知识向设计能力培养的转变，需要形成一个实践教学体系。随着本次实验教学改革的不断深入，需要持续更新难度合适，层次分明、内容新颖的实验项目，完善综合实践项目培训体系。
模拟电子技术实验教学方法初探2为了培养面向21世纪高素质创新人才的教育目标，分析目前高校模拟电子技术实验课程的现状及存在问题，针对模拟电子技术实验教学体系，根据实践经验对其改革和发展思路进行探索
面向21世纪，随着科技进步，电子技术的飞速发展，模拟电子技术实验已经不仅仅是高等院校相关专业开设的一门技术基础实验课程，同时更是一项非常重要的专业技能，然而，目前在实验教学中，我们发现，学生实验能力不强、实验教学效果不理想是普遍存在的问题。分析其原因，认为有以下几点：
1、学生整体素质差别较大
面对高校普遍的扩大招生，学生的总体素质参差不齐。学生对理论知识的理解能力，学习能力，动手能力等都有很大的不同，个别学生专业基础较差，难免经常犯错误。
2、教学管理不受重视
受传统实验教学模式影响，人们对实验教学不重视，实验教学一直依附于理论教学。实验教学内容陈旧多为一些验证性实验，教学方法则是以老师为中心，从实验原理到实验方法、实验步骤、注意事项甚至到实验过程中可能出现的问题都要无所不包地进行讲解。实验课上学生不会动脑筋思考解决，这样的实验很难会有什么好的效果。
3、实验考核体系落后
以往实验课考核以实验报告和出勤为主，造成学生不注重实验过程而只注重实验结果。学生在实验中急于得出实验数据，对实验中碰到的问题不去分析解决，甚至得出明显错误的数据自己都不知道
4、实验指导教师欠缺。
实验课中，由于学生的问题层出不穷，教师则疲于奔命，实验指导教师除了要帮学生解决实验过程碰到的各种问题，还要对他们犯的各种低级错误进行解释、纠正，无法对各个学生的实验过程给予更多关注，因而也只能不注重实验过程而只注重实验结果。
为适应现代电子技术飞速发展的需要，培养面向21世纪高素质创新人才，为了提高模拟电子技术实验的教学效果，改革势在必行，关于模拟电子技术实验教学改革的几点建议：
1、实验课单独开设
实验单独设课，单独考核，这样不仅提高了实验课的地位，能使教师和学生足够重视，同时还能对全部实验统一规划，使各个实验有机结合形成循序渐进的能力培养过程。同时实验的开设应与理论课相配合，即先理论后实验。这样处理对改善理论课教学和实验的效果都有好处。
2、开设多样化实验项目
实验项目一般可分成验证性，演示性，设计性、综合性，其中综合性、设计型实验是实验课中的'重点和难点，也是实验教学改革的核心部分。所以这类课的教学不应效仿验证性实验课的教学，而应积极引导学生学习新方法、使用新器件、大胆设计、突出新颖、培养创新能力。
3、丰富多样化教学手段
目前随着信息化程度的逐渐提高，计算机已经成为实验不可缺少的工具，它可以充分发挥个人的想像力，对电路进行模拟、分析、计算和调试，可以帮助学生更好地完成设计任务，同时也是实验指导教师很好的教学工具，当有些内容不适合用语言描述时，就可以利用多媒体技术实现动态演示，即提高了学生对实验的认识同时也提高了教学的质量。虽然多媒体教学模拟实验具有很多优点，但从人才培养的角度来看，多媒体教学应成为实验的有益补充，但决不可代替实际的实验。
4 、开放式实验教学
开放式实验教学，并非每天开放实验室，在实验时间和实验内容上最大限度地满足学生的需要，给学生创造一个良好的实验条件和氛围，学生如果对所学的内容有浓厚的兴趣，便会由被动变为主动，充分发挥学生的创造性思维能力。
5 、完善实验考核制度
实验的考核，我们可以采用理论笔试和实践操作相结合，再加上平时成绩的方式进行考核，其中可以适当调整实践操作的分数。这样就可以重点考察学生的电子实验知识的掌握程度以及故障的分析能力，而实践部分采用现场操作，考察学生关于仪器的使用、电路的分析能力、调试能力、报告记录以及排除故障的能力等等。而且对学生的创新能力也有极大的提高，并推动电子实验教学改革。
6、丰富教学内容
为了锻炼学生的动手能力，培养学生对实验的兴趣。采用一些辅助教学内容来激励学生学习模拟电子技术的兴趣，提高其电子技术的应用能力，比如开展电子设计大赛、专用实习周、组建无线电小组等等。极大地调动了学生对实践性教学的积极性，使学生受到了实践的考验和锻炼，而且明显和有效地提高了学生分析问题、解决问题的能力。这些措施不仅增强学生学习的乐趣而且也锻炼了学生的实践能力，为其走向社会打下良好的基础。
7、加强实验教师队伍的建设
建立一支具有较强理论和实践能力的教师队伍，不仅可以提高队伍的科研能力，促进自身学术水平的不断提高，而且能够对各个学生的实验过程给予更多关注，更好的指导。
结束语
实验教学作为高校教学的重要组成部分，实验教学是培养学生的动手能力、分析问题能力和解决问题能力的重要阵地，实验教学的改革也是高等教育改革的一个组成部分，在学生能力培养和综合素质提高方面有其独特的作用。高质量的教学实验对人才综合素质的培养起到无可替代的作用，良好的工作习惯和科学的工作作风在这里形成，只有不断提高实验教学质量，才能为国家培养具有创新意识、创新精神和创新能力的合格人才。
模拟电子技术实验教学方法初探3模电实验课程是培养学生理论联系实际、动手操作技能、设计和创新思维的重要环节。文章分析、总结了模电实验教学中出现的问题及其主要因素,并对解决问题的方法进行了探讨。
“模拟电子技术”是高等院校相关专业开设的一门技术基础课程,它是所有相关后续专业课程的基础,它对巩固学生所学知识、提高学生观察和分析问题的能力、培养学生动手解决实际问题起着重要作用。
一、模电实验教学的重要性及其意义
教育的重点是素质教育,素质教育的重点是培养学生的创新精神和实践能力。在基础课程的教学中,这点尤其重要。那么,在基础课程的教学过程中,如何在传授知识的同时,提高学生的实际动手能力、分析和解决问题的能力呢?主要的手段就是实验。实验是对理论学习最有益的直接补充,在学习过程中将实验教学和理论教学进行同步结合,让学生通过观察实验现象来反思理论,或者带着理论学习的问题从实验中寻找答案,这种理论与实践结合的方式,能极大地提高学生研究探索的兴趣。
二、现今模电实验教学效果不理想的成因分析
在目前的模拟电子技术的实验教学过程中,我们可以发现,学生实验能力不强的现状仍没有得到根本解决。总结原因,可以归纳为以下几点:
1.在高校普遍扩招的影响下,学生的学习能力和自觉性也相对减弱了。
2.虽然理工专业基础课一般都有相关的实验课程,但长期以来,由于人们对实验教学不重视,实验教学一直依附于理论教学。实验教学内容多为一些验证性实验,多年来一直沿用至今,没有把实验课与培养学生的创新能力紧密联系在一起。
3.在教学方法上是以老师为中心,课上老师从实验原理到实验方法、实验步骤、注意事项甚至到实验过程中可能出现的问题都要无所不包地进行讲解。学生课上只是完全机械、被动地按照教师的讲解进行操作,即使遇到问题也不动脑筋思考,而是急于让老师帮着解决。这样的实验教学不仅不能发挥学生的主观能动性,而且还束缚了学生科学思维能力的发展,极不利于培养学生的工程实践能力。
4.模拟电子技术课程涉及面广、内容多、概念多,理论性、实践性都很强;新技术飞速发展引起教学内容不断扩充,使得教学内容和有限教学学时之间的矛盾日益突出;由于许多实验教师长期局限于单科实验,缺乏横向交流,造成知识面狭窄,很难满足综合性实验的要求,并且在一定程度上影响了学生全面素质的发展,阻碍了高校整体教学质量的提升。
三、关于模拟电子技术实验教学改革的几点建议
为适应现代电子技术飞速发展的需要,更好地培养21世纪创新型电子技术人才,模拟电子技术实验教学改革势在必行。
1.针对不同性质的实验采取不同的教学手段。实验项目一般可分成基础性实验,设计、综合性实验两类。基础性实验主要是让学生进一步巩固课堂教学知识,熟悉基本实验方法和实验技能,通过实验掌握常用实验仪器的使用方法以及一些常见实验数据的测试方法。而设计性、综合性实验则是要求学生能够综合几种不同功能的电路,制作出实现某些特定要求的一个小系统,它是在学生有一定的理论知识和实验技能,并能熟练使用相关的仪器、仪表的基础上进行的。
基础性实验的开设要做到与理论课程同步,要求学生课前预习,课上出现问题引导学生自己去思考,对于基础较好、实践能力较强的学生可以要求其根据试验目的,自拟实验步骤。通过完成验证型实验可以帮助学生培养用实践检验理论的好习惯。
在完成几个单元验证实验后,可以让学生做一个综合了几个单元电路的设计性实验。由简到繁的设计过程可以让学生充分了解设计工作的思路,通过实际操作让学生了解各部分电路之间的耦合、阻抗匹配等问题。另外,也可给出设计性实验的基本要求,让学生自己查阅资料、自由选题、自己设计及安装调试电路,独立处理实验数据及分析实验结果。
2.增加课程设计来提高学生动手能力。仅仅凭借实验课来提高学生的实践动手能力还是不够的,我们还必须在实验课的基础之上开设课程设计,进一步提高学生的设计能力。课程设计可以以选修课的方式进行:指导该门课程的教师可以给出题目和要求,每周留出一定的答疑时间,将选修该课的学生分成小组,每个小组选定相同或不同的题目,让他们在课余时间查阅的文献资料,设计实验方案,独立进行实验操作,最终完成实验并得到相应的实验结果,写出设计报告。整个过程学生是主体,教师起指导的作用,一般不直接回答和解决学生的问题。最后,还可以开展实验报告会,让学生在多媒体教室中讲解自己的实验报告,解答学生和教师的提问,使每个学生对不同题目的设计性实验都有一定的了解,相互交流和沟通,扩展知识面,开拓视野
3.利用EDA软件及校园网实现远程教学。利用Multisim仿真软件进行模电实验教学,不仅可以弥补实验仪器、元器件短缺以及规格不符合要求等因素,还能利用软件中提供的各种分析方法,帮助学生更快、更好地掌握教学内容,摆脱实验室方面对学生的束缚,让学生在实验中大胆地发挥自己的综合能力和创新能力。再加上校园网和EDA软件的网络化功能,完全可以实现具有实时互动效果的远程实验教学。学生可随时随地远程登录访问,实现远程申请实验、完成实验(发送设置参数,接收实验结果的数据)、提交报告、在线答疑等。
4.加强实验教师队伍的建设。建立一支理论课、实验教学并兼顾科研的教师队伍。教师在完成教学的同时要兼顾科研,掌握学科发展的新动向、了解新技术,促进自身学术水平的不断提高,而科研的部分成果简化后可作为新的教学和实验内容,促进教学内容水平的提高。
四、结语
实验教学作为高等学校教学工作的重要组成部分,在学生能力培养和综合素质提高方面有其独特的作用。高质量的教学实验对人才综合素质的培养起到不可替代的作用,良好的工作习惯和科学的工作作风在这里形成,并将伴随人的一生。我们要不断优化实验课程教学体系,不断提高实验教学质量,为国家培养具有创新意识、创新精神和创新能力的合格大学生。
【模拟电子技术实验教学方法初探3篇】
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