吳 霞，沈小麗，李 敏，施 閣

（中國計量學院 機電工程學院，浙江 杭州310018）

“電路與電子技術(shù)實驗”是一門實踐性很強的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。為了改變傳統(tǒng)的以驗證、演示為主的實驗教學狀況，使實驗環(huán)節(jié)能真正達到提高學生動手能力、及綜合應(yīng)用能力為目的，我們課程組對實驗課程進行了全方位的改革。我們倡導以學生為主體的學習活動，通過實踐環(huán)節(jié)的設(shè)計使學生養(yǎng)成自主學習的習慣，讓學生的學習更具有實踐性。在實踐教學中使學生得到系統(tǒng)的工程意識和技能的訓練，學會理論聯(lián)系實際、解決實際問題，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和團隊協(xié)作意識。

1 改革傳統(tǒng)的實驗教材

進入21世紀以來，有很多高校的辦學規(guī)模在逐步擴大，建立新校區(qū)，購買新設(shè)備。然而，實驗教學改革的重點是實驗教學觀念的改革，而不僅僅是實驗設(shè)備的更新。為了使實驗教學真正發(fā)揮培養(yǎng)學生實踐能力的作用，實驗教學的改革應(yīng)該是從實驗內(nèi)容到實驗教學模式的全面改革。如果按照傳統(tǒng)的實驗教材進行實驗，既有完整的電路圖、詳細實驗步驟說明和實驗數(shù)據(jù)記錄表格，學生只要按照實驗指導書一步一步進行就可完成實驗的話，仍然起不到對實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。學生做完實驗，沒有真正了解實驗結(jié)果的意義是傳統(tǒng)驗證性實驗中普遍存在的問題。事實上，傳統(tǒng)的實驗教材已經(jīng)束縛了學生的實踐創(chuàng)新設(shè)計能力，為了改變這類現(xiàn)象，我們編寫了一本《電路與電子技術(shù)仿真與實踐》教程，已經(jīng)正式出版。該教程是以設(shè)計性實驗項目為主線，以Multisim10仿真軟件為主，實驗內(nèi)容涵蓋驗證性、設(shè)計性、綜合性。本教程具有以下主要特點。

（1）強調(diào)仿真工具在實驗教學中的應(yīng)用。全書貫穿使用電子仿真工作平臺Multism10，每個實驗項目均有仿真實例。利用仿真軟件工具能夠完成從最初的概念建模到最終成品的完整過程，即手冊資料查閱、電路原理圖設(shè)計、電路仿真分析、電子產(chǎn)品調(diào)試、成品制造等電子工程項目全過程，培養(yǎng)學生利用計算機仿真軟件對電路進行分析的能力。

（2）強調(diào)實驗的預(yù)習環(huán)節(jié)。要求學生在進實驗室之前對所設(shè)計內(nèi)容利用仿真工具進行驗證，并對電路的實驗預(yù)期結(jié)果有正確的判斷。本教程的教學理念是課堂教學以學生為中心，強調(diào)實踐環(huán)節(jié)以學生自主學習的教學模式；要求學生必須進行實驗前的預(yù)習，強調(diào)Multism仿真軟件在實驗過程中的應(yīng)用，學生進入實驗室前，所有實驗都要有仿真結(jié)果，然后再進入實驗室完成實驗。強調(diào)學生自主參與實驗的意識，對學生的創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)很有幫助。教師在實驗過程中起到是導演的角色，改變以往學生在實驗環(huán)節(jié)中過分依賴教師的習慣。

（3）教材內(nèi)容安排既有驗證性實驗、又有設(shè)計性實驗任務(wù)。每個實驗項目內(nèi)容、實例由淺入深，并給出了相應(yīng)的預(yù)習提示及實驗注意事項。指導教師可根據(jù)學生所學專業(yè)、學時數(shù)和課程內(nèi)容選擇相應(yīng)的實驗任務(wù)，學有余力的學生可選擇一些難度大的實驗任務(wù)。

2 積極開展設(shè)計性實驗項目活動

我們提倡在實驗課堂教學中，教師在布置實驗任務(wù)時注意要與學生做畢業(yè)設(shè)計論文的內(nèi)容和要求應(yīng)有嚴格區(qū)別，要注意把握較難的實驗項目的完成，必須適當引導學生如何去做，教師在實驗課堂指導和設(shè)計內(nèi)容時要有明確的導向。

例如我們在開設(shè)實驗項目 “直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計”提出實驗任務(wù)是：要求學生分別在Multisim10仿真工作平臺和實驗室完成以下任務(wù)，試用整流二極管、三端穩(wěn)壓器7815、集成運算放大器741、電阻、電位器設(shè)計一個輸出電壓可調(diào)15V～20V的直流穩(wěn)壓電源。觀察其輸出波形、并測試輸出電壓為17V時，可調(diào)電位器的阻值［1］。

我們采取如下教學方法，在實驗前指導教師給予必要的提示：①實驗前給出學生實現(xiàn)實驗任務(wù)的簡要流程框圖，給予學生正確的引導；②在網(wǎng)絡(luò)課堂上張貼課前預(yù)習提示，也可以提供一些實驗預(yù)習課件，供學生參考，使學生逐步適應(yīng)設(shè)計性實驗項目的教學模式；③要求學生課余時間查找相關(guān)器件。如查找三端穩(wěn)壓器7815的管腳圖、使用方法及主要參數(shù)。掌握整流濾波環(huán)節(jié)的電壓與濾波前的電壓關(guān)系式；④教師提供參考電路。當所需電壓高于穩(wěn)壓器的輸出電壓時，由于LM7800集成穩(wěn)壓器的輸出電壓是不可調(diào)的，有時可用外接電路來進行。可采用圖1所示電路，它能使輸出電壓高于固定輸出電壓。圖中輸出電壓可通過R2來調(diào)節(jié)，其中的運算放大器組成電壓跟隨器，R1、R2、R3組成升壓調(diào)壓取樣電路；⑤學生自行設(shè)計實驗方案。我們要求學生盡可能地選用不同的設(shè)計方案來實現(xiàn)設(shè)計課題。學生通過查找相關(guān)資料，通過比較論證設(shè)計實現(xiàn)方案，并進行仿真結(jié)果等；⑥在綜合性實驗項目中，教師可再放手讓學生自行查找相關(guān)資料，自行設(shè)計。

圖1 輸出電壓可調(diào)的直流穩(wěn)壓電路

3 擴展實驗教學活動外延

1）教學理念：實驗教學活動不僅僅只在實驗室中進行，教師要領(lǐng)導學生擴大實驗教學活動外延，充實學生第二課堂的業(yè)余時間，讓學生的業(yè)余生活豐富多彩。

2）改革模式：將實驗教學活動設(shè)計為“課前預(yù)習→課前方案設(shè)計→課前計算機仿真→部分實驗項目開展課堂小組討論→實驗項目在課堂實驗室實施完成→課堂外實驗室開放”教學模式［2］。

3）措施：在改革實踐中我們認識到，為了使實驗內(nèi)容的改革能夠真正落實，實驗教學模式的改革是必不可少的。為適應(yīng)設(shè)計性實驗教學內(nèi)容的改革，新模式將實驗過程分為如下六個階段。

（1）課前預(yù)習：完成查找實驗中有關(guān)元器件的信息的任務(wù)（在實驗室外進行）。

（2）課前方案設(shè)計：完成實驗線路與實驗過程的設(shè)計（在實驗室外進行）。

（3）課前計算機仿真：用計算機完成所設(shè)計實驗線路的仿真（在實驗室外進行）仿真。

（4）開展小組課堂討論：針對一些教難的綜合性實驗項目開展。

（5）進入實驗室完成相應(yīng)實驗的硬件設(shè)計（在實驗室內(nèi)進行）。

（6）課堂外實驗室開放：可以彌補程度差學生在課堂內(nèi)完成不了的實驗任務(wù)，同時也方便了一些程度好的學生完成高難度的實驗任務(wù)。

4 積極開展網(wǎng)絡(luò)課堂教學活動

通過引進網(wǎng)絡(luò)教學平臺Blackboard，網(wǎng)絡(luò)教學平臺由美國Blackboard公司研發(fā)，是一個以互聯(lián)網(wǎng)為介質(zhì)的課程管理系統(tǒng)，其實質(zhì)就是一個虛擬的學習環(huán)境。教師把課程的相關(guān)內(nèi)容放到網(wǎng)絡(luò)教學平臺，學生即可進行自主學習［3］。它彌補了傳統(tǒng)教學的課時少、授課信息量小的缺憾，使學生的學習從課堂內(nèi)延伸到課堂外，保證了學生知識的完整性。實現(xiàn)了教師對學生實驗的課外指導，加強了師生之間、學生之間的交流互動，提高了學生參與實驗的主動性。課程組已連續(xù)使用了2年半時間，受到了學生的好評。其網(wǎng)絡(luò)課程教學模型見圖2。

圖2 網(wǎng)絡(luò)課程教學模型設(shè)計

5 開展小組合作式學習模式活動

在教學活動中開展教師講授和學生小組合作模式相結(jié)合的教學模式。幫助學生改變傳統(tǒng)的學習模式。每學期安排4－5次小組合作討論形式，教師講授必須掌握和要求的內(nèi)容，講授難點和重點；培養(yǎng)學生自主學習與終生學習能力為目標。

課堂教學引入小組合作式的教學模式，課堂上讓學生做主角，教師在課堂教學中起到導演作用，即時點評學生的討論主題。教師在開學初將全班按4－6人分一個學習小組（按照學生的性別、性格、能力、興趣、學習成績、寢室類別等因素編組）。小組成員要有明確的責任分工、互助性學習，鍛煉了學生的團隊合作精神很受學生歡迎。教師針對一些比較難的實驗項目，在實驗課堂中開展以小組為單位的課堂討論教學模式，在BB網(wǎng)絡(luò)課堂上布置實驗任務(wù)，要求每個小組設(shè)計不同的實驗方案，并在實驗前上交仿真報告，制作PPT文件，將PPT方案上傳到網(wǎng)絡(luò)課堂中。每組派一個代表在實驗前介紹自己的設(shè)計方案，評比后選出最佳設(shè)計方案、最佳PPT獎和最佳演講獎。然后，以小組為單位到實驗室進行實驗實施，最后根據(jù)實驗結(jié)果的好壞評比最佳團隊獎。這種以小組合作式的實驗改革學生自主學習的積極性非常高，有利于讓學生互相學習，取長補短。并將個人之間的競爭轉(zhuǎn)化為小組之間的競爭，在小組合作學習的過程中，學生能夠更獨立更主動的參與到學習新知識中去，激發(fā)了學生的學習動力，也充分的發(fā)掘了學生的個人潛力，比傳統(tǒng)教學方式中學生被動接受知識更能順應(yīng)社會的發(fā)展。

小組合作學習改變了傳統(tǒng)教學方式中以教師為中心的不足，做到了以學生為中心多向交流，實現(xiàn)了師生之間、學生之間多向互動的、多元的信息交流方式，從而真正地促進每個學生的學習進步，充分體現(xiàn)了新時代的教育理念。

6 改革課程測評模式

實驗課程考試方法可以對課程的教學質(zhì)量起到調(diào)控作用。課程組積極進行實驗考試方法的改革。認真對待實驗課程考試，近年來積累了許多考試經(jīng)驗。從有利于學生掌握知識，鞏固所學內(nèi)容，提高能力和素質(zhì)的目的出發(fā)，采取一系列的實驗改革措施。我們的考試以實驗平時和實驗考試操作兩方面進行，合計計分來作為考試成績。

（1）平時占成績的40

根據(jù)學生的平時實驗表現(xiàn)、實驗預(yù)習報告成績、實驗操作成績、實驗報告成績、實驗課堂提問等因素，綜合評價學生的平時成績。

（2）實驗考試，占成績的60%。我們通過多種考試形式來檢驗學生。近年來我們進行了一些考試改革的嘗試。

方法一：開卷考試，教師事先提前一周布置實物制作類的任務(wù)書。每個班有25%的比例學生報名，每3人組成一個考試小組，參加實物制作類考試。這種考試方法，解決了傳統(tǒng)考試的弊端，減輕同學對考試心理負擔，對同學起到很好的作用。為了避免小組成員之間的互相依賴，每人有15分的面試題，面試題的題型有多種多樣，覆蓋實驗大綱要求，其中有多選題、填空題、正誤判斷、名詞解釋、簡答與問答題等。實物制作類的考試時間2個小時，提前1周下達實驗任務(wù)。小組成員可以分工協(xié)作，按照實驗任務(wù)指標完成最終結(jié)果，由監(jiān)考老師驗收。

方法二：題庫試卷＋實驗操作，有10套題庫，選擇其中5套，由學生抽簽選擇試題，根據(jù)試卷內(nèi)容完成相應(yīng)的實驗操作，回答思考題?？荚囶}庫的題型足以反映當今考試的形式特點。試題答卷的答案有明確的評分標準。考試分數(shù)公布后，允許學生有組織有序地進行查分。

［1］ 吳霞.用Orcad PSpice9.2仿真分析輸出電壓可調(diào)的直流穩(wěn)壓電源［J］.上海：實驗室研究與探索，2006，25（7）：8062－808

［2］ 吳霞.電路與電子技術(shù)實驗系列課程教學改革［J］.南京：電氣電子教學學報，2004，26（3）：82－84

［3］ 吳霞等.運用BB網(wǎng)絡(luò)平臺建設(shè)"電路與電子技術(shù)實驗"課程的實踐與探索［J］.蘭州：蘭州理工大學學報，2008，34論文集：42－44