李 穎

(電子科技大學 電子工程學院，成都 611731)

開放式電子技術綜合實驗教學的探索與實踐

李 穎

(電子科技大學 電子工程學院，成都 611731)

開放式實驗教學對于提高學生的自主學習能力、研究能力及創(chuàng)新能力起著非常重要的作用。文中結合電子科技大學電子技術綜合實驗課程面向的學生人數多、實驗內容綜合性強的特點，針對實行大面積開放式教學所帶來的問題，提出了切實可行的開放式教學下的實驗室運行模式、實驗內容設置和考核方式。經過幾年的實踐，提高了學生的學習積極性，更好地促進了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

開放式教學；電子技術綜合實驗；創(chuàng)新能力；實踐

1 電子技術綜合實驗教學改革的必要性

開放式實驗教學就是從實驗室條件與環(huán)境出發(fā)，以實驗教學課程體系為本，通過開放的實驗教學平臺，構建的高等學校開放、創(chuàng)新性實驗教學模式。

電子技術綜合實驗是我?！拔鍖哟巍睂嶒灲虒W體系中綜合層的一門課程，是面向全校電子信息類專業(yè)中3 000多名學生開出的一門必修實驗課。該課程以FPGA 應用和單片機應用為技術核心，要求學生自己查閱文獻資料, 自己設計實驗方案和獨立完成一個功能完整的小型數字系統設計。由于學生人數太多，電子技術綜合實驗課過去一直采用按行政班排課，每周一次課的實驗方式。實驗內容也是每個班固定一個題目。這種實驗教學模式下，教師通常將設計分成幾個模塊并逐一進行講解，學生按照要求每次上課時完成一個模塊的設計，使得學生在完成系統設計時缺乏連續(xù)性、系統性；同時，這種模式使得學生沒有獨立思考、探索的過程[3]，完全按照教師的思路完成設計，不利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 開放式教學的實驗室運行模式

開放式實驗教學的目的在于培養(yǎng)學生自主學習，思考和發(fā)現新問題，獨立分析和解決問題的能力，逐步提高學生科研和創(chuàng)新綜合能力。根據電子技術綜合實驗的教學要求及我校學生人數多的特點，將電子技術綜合實驗教學的開放式實驗教學模式定為教師指導與學生自主實驗相結合的模式，具體為：每個實驗室每周新開課一個班，每個班完成該課程的時間集中為2周，2周內集中上課時間為6-8個學時，集中上課時間主要是教師布置任務，進行方案分析，討論設計中關鍵技術等；其余時間實驗室全天開放，學生自主到實驗室完成設計。由于每周新開一個班，每個班持續(xù)2周時間，也避免了一個班有其他課程時實驗室完全閑置的情況出現，大大提高了實驗室的利用率。

在實驗室開放時間內，每個實驗室有任課教師輪流值班指導、答疑。教師在開展開放性實驗研究活動中，正確指導學生如何搜集與實驗相關的資料，根據情況提出實驗中的詳細要求，使學生接觸、感受和體驗科學研究的樂趣。因此，對學生設計過程中遇到的問題不是簡單地告訴他，改哪里，而是引導學生分析為什么會出現這樣的問題，問題會出現在哪里，引導學生通過自己的思考解決問題，提高他們分析問題和解決問題的能力。

另外，可以讓研究生參與開放實驗教學的指導，由于研究生有參與科研的實際經驗，且來自不同專業(yè)的研究生有著不同的知識結構，可以拓寬本科學生的思路，也可以彌補指導教師不足所帶來的問題。

3 開放式教學的實驗內容的設置

由于不同專業(yè)、不同年級的學生之間，甚至同年級同專業(yè)的學生之間在能力上、興趣上存在著差別[4]。 因此，在實驗教學內容的設置上采取實驗基本內容與創(chuàng)新內容相結合，提供了一系列由淺入深的實驗項目供學生選擇。目的是希望所有學生通過自己的努力，都能夠實現一個具有完整功能的小系統，使每個學生在完成課程內容后都能夠體會到成就感，從而提高學生的學習興趣。

例如：對于FPGA應用類實驗提供的實驗題目有數字跑表、交通燈控制、多功能數字鐘、智力搶答器、數字頻率計、數字相位測量儀、出租車計費系統設計、DDS信號發(fā)生器、FIR濾波器。同時，每個實驗題目設計要求包括基本要求和擴展要求兩部分。學生根據自選題目的技術要求，可以采用各種方案從基本功能到擴展功能進行創(chuàng)新設計。

豐富多樣的設計題目為學生的設計作品提供了更大的發(fā)揮空間。同時，減少了學生設計作品出現雷同的現象，從而約束更多的學生真正投入到實驗課的過程中去，也為指導教師做出有效、客觀和統一公正的評價提供了技術保障。也體現了因材施教的個性化教學原則,遵循人才發(fā)展的認知規(guī)律[5]。

4 開放式教學的實驗考核方式

開放式實驗教學是為了提高教學質量，最大限度地調動學生的能動性[6]。成績考核也是教學過程的一個重要的中間環(huán)節(jié)，通過考核可以及時了解學生學習需求、學習效果[7]。由于開放實驗教學過程是一種松散式管理，而且電子技術綜合實驗又屬于綜合性設計性實驗，很難通過一次簡單的操作考試來評價學生的設計成果。因此，在開放式電子技術綜合實驗的考核中采用過程與考試并重的綜合考核的形式?？己嗽u價分為以下四個環(huán)節(jié):

(1)根據學生選擇的實驗題目及實現的功能的難易程度，確定不同的難度系數。

(2)作品展示和答辯。學生在完成系統的硬件實現以后，需要向指導教師講述作品的實現原理并演示作品的功能。之后，教師針對學生所完成的作品會提出若干個問題，由學生當場進行答辯，根據作品完成結果和答辯情況給出相應成績。

(3)設計報告。設計報告反映了整個設計過程，類似于一個小論文。設計報告應包括設計方案的論證、系統功能的劃分、各模塊的設計和仿真、系統仿真、仿真結果和結果分析，設計實現、調試和測試。通過撰寫設計報告可以鍛煉學生撰寫科技論文的能力。

(4)電路設計測試。為了檢測學生是否是獨立完成系統設計而統一安排的一個測試環(huán)節(jié)。根據學生的設計題目，制定與其設計相關的一些單元電路設計的題目，要求其在規(guī)定時間內當場獨立完成。

將以上各環(huán)節(jié)的分數按比例計入總成績，并乘以不同的難度系數得到最終的成績。通過全方位的綜合考核，教師基本上能夠對學生給出一個科學、公正的評價。

5 結束語

面向幾千名學生實行大面積開放式教學，需要從實驗室運行模式、實驗內容設置、考核方式等一系列問題上不斷進行改革與探索。通過電子技術綜合實驗實行大面積開放式教學的實踐，大部分學生的自主學習能力、分析問題、解決問題的能力得到很大提高。但是，對于部分學習自覺性、積極性較差的同學，還很難適應這種教學模式，如何提高這部分同學的學習積極性，使更多地同學能夠從開放式教學中受益，更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，還需要在今后的實踐中不斷探索。

[1]李穎，習友寶． 實驗教學示范中心實驗室運行機制與管理模式的探索與實踐[J]． 實驗室研究與探索，2009，28( 4) : 88-90．

[2]胡仁杰.營造開放的實驗教學環(huán)境——開展開放式自主實驗教學[J]．實驗室研究與探索，2006，25(7): 822-826.

[3]唐續(xù)，趙芳斌.單片機與EDA 綜合實驗教學整合的探索與實踐[J]．實驗室研究與探索，2014，33(1): 252-254.

[4]李穎．提高開放實驗室功效 培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力[J]． 實驗科學與技術，2013，11(4): 296-297．

[5]皮之軍.開放式實驗教學模式的研究與探索[J]．實驗技術與管理，2010,27(5): 27-29.

[6]白云，柴鈺.加強開放式實驗教學 培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力[J]．實驗室研究與探索，2010，29(8): 109-112.

[7]薛華.電子技術實驗開放式教學模式的改革[J]．實驗科學與技術，2014,12(1): 120-121.

Exploration and Practice of Open Teaching for Electronic Technology Comprehensive Experiment

LI Ying

(School of Electronic Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China)

Open experiment teaching plays an important role for improving the students’ learning ability, research ability and cultivating students’ innovative ability. In University of Electronic Science and Technology of China, most of the students need to learn electronic technology comprehensive experiments which are comprehensive. In order to solve large-scale open teaching problems, the feasible operation mode of laboratory, experiment contents, evaluation are discussed. The better results have been obtained by teaching practice on improving the learning enthusiasm of students and cultivating the students’ innovative ability over past years.

open teaching; electronic technology comprehensive experiment; innovative ability; practice

2013-07-02

李 穎(1972-)，女，碩士，高級工程師，研究方向：電路與系統。

G642.423

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2014.06.039