戴曉強(qiáng),袁文華（江蘇科技大學(xué),江蘇鎮(zhèn)江212003）

淺談電類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中軟硬件結(jié)合

戴曉強(qiáng),袁文華
（江蘇科技大學(xué),江蘇鎮(zhèn)江212003）

隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，軟件和硬件二者是相輔相成、不可分割的，電類實(shí)驗(yàn)教學(xué)中軟硬件結(jié)合成也為一種趨勢(shì)。通過對(duì)軟、硬件教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)分析,給出軟硬件教學(xué)最佳結(jié)合條件，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性思維、實(shí)際動(dòng)手能力、分析解決問題能力具有重要意義。

電類實(shí)驗(yàn)；軟件教學(xué)；硬件教學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

1　引言

電路實(shí)驗(yàn)，模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)，數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)等為主的基礎(chǔ)性電類實(shí)驗(yàn)主要以鞏固理論知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力為主要職責(zé)，同時(shí)在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面也起著不可替代的作用。而傳統(tǒng)的電類實(shí)驗(yàn)主要以硬件實(shí)驗(yàn)為主，主要使用分立元件搭建實(shí)驗(yàn)電路，驗(yàn)證所學(xué)理論知識(shí)。但是隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子元件向大規(guī)模集成電路方向發(fā)展，集成電路芯片逐漸代替分立元件，在功耗、體積上大幅度減小。使得傳統(tǒng)的電類實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法的弊端日益顯現(xiàn)，已跟不上技術(shù)和社會(huì)的發(fā)展，也不能滿足當(dāng)代大學(xué)生的需求。因此，對(duì)傳統(tǒng)電類實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和內(nèi)容的改革迫在眉睫，只有在教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容跟上技術(shù)和社會(huì)的發(fā)展的腳步，才能夠適應(yīng)當(dāng)代大學(xué)生的教育的需求。軟件教學(xué)在電類實(shí)驗(yàn)中發(fā)展雖然歷程較短，但是其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)日益顯現(xiàn)，其實(shí)用性和重要性也逐漸被教師和學(xué)生認(rèn)同。但是軟件教學(xué)仍然不可完全替代硬件教學(xué)在電類實(shí)驗(yàn)中的位置，因?yàn)橛布虒W(xué)直觀、物理概念清晰、信號(hào)流向清楚，而這些都是軟件教學(xué)無法達(dá)到的。因此，將硬件教學(xué)和軟件教學(xué)有機(jī)的結(jié)合起來，充分的利用各自的優(yōu)點(diǎn)，使電類實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果達(dá)到最優(yōu)。從而真正使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)起到培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的目的[1,2]。

2軟硬件教學(xué)簡(jiǎn)介

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要通過對(duì)具體的電阻、電容、二極管等實(shí)際元器件進(jìn)行連接，組成所需實(shí)驗(yàn)電路，學(xué)生在搭建實(shí)驗(yàn)電路時(shí)需了解各個(gè)元器件的工作原理和特性，以及所需的儀器儀表的工作原理和使用方法，對(duì)鞏固學(xué)生的基本知識(shí)有著不可替代作用。通過比較和分析實(shí)際實(shí)驗(yàn)電路和理論原理的異同及產(chǎn)生誤差的原因，了解理論和實(shí)際電路的差別，從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。由于傳統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠使學(xué)生真正接觸來實(shí)際的元器件以及實(shí)際的儀器儀表，所有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備都是看得見，摸得著的實(shí)物，對(duì)學(xué)生逐步掌握和提高分析問題、解決問題的能力有幫助。

目前大多數(shù)高等院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)采用軟件硬件相結(jié)合方式，但是軟件教學(xué)基本上還處于一種輔助的地位，對(duì)軟件教學(xué)的重視程度還不夠，沒能仔細(xì)研究軟件如何在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中調(diào)度，充分發(fā)揮軟件教學(xué)作用。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品智能化日益完善，電路的集成度越來越高，產(chǎn)品開發(fā)研制周期越來越短，軟件教學(xué)地位會(huì)越來越被高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)所認(rèn)同。

3軟硬件教學(xué)優(yōu)缺點(diǎn)

3.1硬件教學(xué)優(yōu)缺點(diǎn)

硬件教學(xué)作為傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，其優(yōu)點(diǎn)有許多，最大優(yōu)點(diǎn)在于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，但是其缺點(diǎn)也是明顯的，下面分別討論其優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)點(diǎn)：可視可觸性、操作性、實(shí)踐性、科學(xué)規(guī)范性。（2）硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺點(diǎn)：高耗、低效性、實(shí)驗(yàn)過程危害性、局限性、呆板性。

3.2軟件教學(xué)優(yōu)缺點(diǎn)

軟件教學(xué)作為新興教學(xué)方法，其重要性越來越被高校教學(xué)所認(rèn)同。其最大優(yōu)點(diǎn)在于元器件豐富多樣、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。下面分別討論其優(yōu)缺點(diǎn)：

（1）軟件實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)點(diǎn)。顯示直觀性、軟件工具兼容性、豐富性、軟件通俗易學(xué)性、安全性、高效性。

（2）軟件實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺點(diǎn)。相對(duì)硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)，軟件實(shí)驗(yàn)教學(xué)在動(dòng)手能力和儀器操作方面的訓(xùn)練不如硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)。但是它能夠迅速和準(zhǔn)確的驗(yàn)證理論知識(shí)，而無需通過復(fù)雜的連線和調(diào)試，就能直觀的得到所需的結(jié)果，無需考慮客觀條件和其他因素的影響。

4軟硬件教學(xué)結(jié)合及其最佳結(jié)合條件

4.1軟硬件教學(xué)結(jié)合

通過上面描述可知，軟件教學(xué)和硬件教學(xué)各有所長，亦有所短，而且軟件教學(xué)缺點(diǎn)可以由硬件教學(xué)優(yōu)點(diǎn)來彌補(bǔ)，硬件教學(xué)缺點(diǎn)亦可由軟件教學(xué)優(yōu)點(diǎn)來彌補(bǔ)，二者是互補(bǔ)統(tǒng)一的。合理結(jié)合二者，相互取長補(bǔ)短，使之達(dá)到最佳的教學(xué)效果，使得實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生分析、應(yīng)用、動(dòng)手和創(chuàng)新能力等。對(duì)二者如何結(jié)合在下面最佳結(jié)合條件里詳細(xì)闡述。

4.2軟硬件教學(xué)最佳結(jié)合條件

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)構(gòu)化。所謂實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)構(gòu)化是指成立實(shí)驗(yàn)中心，其目的在于使是實(shí)驗(yàn)教學(xué)專職化，著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和動(dòng)手能力。實(shí)驗(yàn)中心能確保軟硬件教學(xué)的師資力量，合理統(tǒng)籌安排軟硬件教學(xué)，確保軟硬件教學(xué)儀器設(shè)備完好、元器件齊全，制定合理的考核制度等等。軟硬件結(jié)合要求有專職教師來研究，針對(duì)不同專業(yè)學(xué)生，合理分配二者比例及制定合理教學(xué)內(nèi)容等。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)代化。實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)代化是指實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、方法、手段要跟上時(shí)代潮流，和社會(huì)接軌。尤其軟件教學(xué)在信息爆發(fā)時(shí)代，需要更新頻率較大。軟硬件教學(xué)結(jié)合一方面要求教師知識(shí)要跟上社會(huì)需求、要多學(xué)多看多想，另一方面要求學(xué)生思想要開拓創(chuàng)新，走在時(shí)代前沿。

（3）充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的來臨，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)溶于社會(huì)的各個(gè)層次和各個(gè)方面，社會(huì)生產(chǎn)和生活都與網(wǎng)絡(luò)密不可分。軟硬件教學(xué)要求一方面實(shí)驗(yàn)中心要把實(shí)驗(yàn)相關(guān)的內(nèi)容知識(shí)、方法手段、常見問題及解決方法、工具等掛到網(wǎng)站上，另一方面要求學(xué)生善于利用網(wǎng)絡(luò)資源，改掉傳統(tǒng)一味依賴教師思想。

（4）改變學(xué)生觀念、習(xí)慣。學(xué)生是學(xué)習(xí)主體，如果學(xué)生意識(shí)不正確，那么一切努力都是白費(fèi)。尤其剛?cè)氪髮W(xué)學(xué)生，實(shí)驗(yàn)意識(shí)還停留在傳統(tǒng)的硬件教學(xué)上，沒有充分意識(shí)到軟件重要性。軟硬件教學(xué)要求先改變學(xué)生意識(shí)，清楚軟件作用，比如軟件可以用來預(yù)習(xí)，在硬件實(shí)驗(yàn)前能通過軟件仿真來驗(yàn)證或設(shè)計(jì)可以達(dá)到事半功倍效果。尤其在綜合設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在設(shè)計(jì)階段如何知道自己設(shè)計(jì)是否合理正確，軟件發(fā)揮作用是可想而知的，而且軟件實(shí)驗(yàn)可以縮短設(shè)計(jì)周期。

5　結(jié)語

軟硬件教學(xué)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)，二者各有千秋，一方不可取代另一方，二者互補(bǔ)取其長，合理統(tǒng)籌安排便可使實(shí)驗(yàn)教學(xué)達(dá)到最佳模式，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)真正成為培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力與分析創(chuàng)新能力的基地，使得學(xué)生能夠適應(yīng)當(dāng)今世界快節(jié)奏、高速度、強(qiáng)密度、大難度，學(xué)習(xí)大量的知識(shí)的要求。

[1]楊建斌.淺談EWB虛擬電子實(shí)驗(yàn)室在教學(xué)中應(yīng)用的優(yōu)越性[J].德宏師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2006,15(05):105-108.

[2]騰麗麗,羅小妮.EWB仿真在《電工電子》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].濟(jì)南職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2007(01):60-62.