开放式电子技术综合实验教学的探索与实践

李 颖

(电子科技大学 电子工程学院，成都 611731)

开放式电子技术综合实验教学的探索与实践

李 颖

(电子科技大学 电子工程学院，成都 611731)

开放式实验教学对于提高学生的自主学习能力、研究能力及创新能力起着非常重要的作用。文中结合电子科技大学电子技术综合实验课程面向的学生人数多、实验内容综合性强的特点，针对实行大面积开放式教学所带来的问题，提出了切实可行的开放式教学下的实验室运行模式、实验内容设置和考核方式。经过几年的实践，提高了学生的学习积极性，更好地促进了学生创新能力的培养。

开放式教学；电子技术综合实验；创新能力；实践

1 电子技术综合实验教学改革的必要性

开放式实验教学就是从实验室条件与环境出发，以实验教学课程体系为本，通过开放的实验教学平台，构建的高等学校开放、创新性实验教学模式。

电子技术综合实验是我校“五层次”实验教学体系中综合层的一门课程，是面向全校电子信息类专业中3 000多名学生开出的一门必修实验课。该课程以FPGA 应用和单片机应用为技术核心，要求学生自己查阅文献资料, 自己设计实验方案和独立完成一个功能完整的小型数字系统设计。由于学生人数太多，电子技术综合实验课过去一直采用按行政班排课，每周一次课的实验方式。实验内容也是每个班固定一个题目。这种实验教学模式下，教师通常将设计分成几个模块并逐一进行讲解，学生按照要求每次上课时完成一个模块的设计，使得学生在完成系统设计时缺乏连续性、系统性；同时，这种模式使得学生没有独立思考、探索的过程[3]，完全按照教师的思路完成设计，不利于学生创新能力的培养。

2 开放式教学的实验室运行模式

开放式实验教学的目的在于培养学生自主学习，思考和发现新问题，独立分析和解决问题的能力，逐步提高学生科研和创新综合能力。根据电子技术综合实验的教学要求及我校学生人数多的特点，将电子技术综合实验教学的开放式实验教学模式定为教师指导与学生自主实验相结合的模式，具体为：每个实验室每周新开课一个班，每个班完成该课程的时间集中为2周，2周内集中上课时间为6-8个学时，集中上课时间主要是教师布置任务，进行方案分析，讨论设计中关键技术等；其余时间实验室全天开放，学生自主到实验室完成设计。由于每周新开一个班，每个班持续2周时间，也避免了一个班有其他课程时实验室完全闲置的情况出现，大大提高了实验室的利用率。

在实验室开放时间内，每个实验室有任课教师轮流值班指导、答疑。教师在开展开放性实验研究活动中，正确指导学生如何搜集与实验相关的资料，根据情况提出实验中的详细要求，使学生接触、感受和体验科学研究的乐趣。因此，对学生设计过程中遇到的问题不是简单地告诉他，改哪里，而是引导学生分析为什么会出现这样的问题，问题会出现在哪里，引导学生通过自己的思考解决问题，提高他们分析问题和解决问题的能力。

另外，可以让研究生参与开放实验教学的指导，由于研究生有参与科研的实际经验，且来自不同专业的研究生有着不同的知识结构，可以拓宽本科学生的思路，也可以弥补指导教师不足所带来的问题。

3 开放式教学的实验内容的设置

由于不同专业、不同年级的学生之间，甚至同年级同专业的学生之间在能力上、兴趣上存在着差别[4]。 因此，在实验教学内容的设置上采取实验基本内容与创新内容相结合，提供了一系列由浅入深的实验项目供学生选择。目的是希望所有学生通过自己的努力，都能够实现一个具有完整功能的小系统，使每个学生在完成课程内容后都能够体会到成就感，从而提高学生的学习兴趣。

例如：对于FPGA应用类实验提供的实验题目有数字跑表、交通灯控制、多功能数字钟、智力抢答器、数字频率计、数字相位测量仪、出租车计费系统设计、DDS信号发生器、FIR滤波器。同时，每个实验题目设计要求包括基本要求和扩展要求两部分。学生根据自选题目的技术要求，可以采用各种方案从基本功能到扩展功能进行创新设计。

丰富多样的设计题目为学生的设计作品提供了更大的发挥空间。同时，减少了学生设计作品出现雷同的现象，从而约束更多的学生真正投入到实验课的过程中去，也为指导教师做出有效、客观和统一公正的评价提供了技术保障。也体现了因材施教的个性化教学原则,遵循人才发展的认知规律[5]。

4 开放式教学的实验考核方式

开放式实验教学是为了提高教学质量，最大限度地调动学生的能动性[6]。成绩考核也是教学过程的一个重要的中间环节，通过考核可以及时了解学生学习需求、学习效果[7]。由于开放实验教学过程是一种松散式管理，而且电子技术综合实验又属于综合性设计性实验，很难通过一次简单的操作考试来评价学生的设计成果。因此，在开放式电子技术综合实验的考核中采用过程与考试并重的综合考核的形式。考核评价分为以下四个环节:

(1)根据学生选择的实验题目及实现的功能的难易程度，确定不同的难度系数。

(2)作品展示和答辩。学生在完成系统的硬件实现以后，需要向指导教师讲述作品的实现原理并演示作品的功能。之后，教师针对学生所完成的作品会提出若干个问题，由学生当场进行答辩，根据作品完成结果和答辩情况给出相应成绩。

(3)设计报告。设计报告反映了整个设计过程，类似于一个小论文。设计报告应包括设计方案的论证、系统功能的划分、各模块的设计和仿真、系统仿真、仿真结果和结果分析，设计实现、调试和测试。通过撰写设计报告可以锻炼学生撰写科技论文的能力。

(4)电路设计测试。为了检测学生是否是独立完成系统设计而统一安排的一个测试环节。根据学生的设计题目，制定与其设计相关的一些单元电路设计的题目，要求其在规定时间内当场独立完成。

将以上各环节的分数按比例计入总成绩，并乘以不同的难度系数得到最终的成绩。通过全方位的综合考核，教师基本上能够对学生给出一个科学、公正的评价。

5 结束语

面向几千名学生实行大面积开放式教学，需要从实验室运行模式、实验内容设置、考核方式等一系列问题上不断进行改革与探索。通过电子技术综合实验实行大面积开放式教学的实践，大部分学生的自主学习能力、分析问题、解决问题的能力得到很大提高。但是，对于部分学习自觉性、积极性较差的同学，还很难适应这种教学模式，如何提高这部分同学的学习积极性，使更多地同学能够从开放式教学中受益，更好地培养学生的创新能力，还需要在今后的实践中不断探索。

[1]李颖，习友宝． 实验教学示范中心实验室运行机制与管理模式的探索与实践[J]． 实验室研究与探索，2009，28( 4) : 88-90．

[2]胡仁杰.营造开放的实验教学环境——开展开放式自主实验教学[J]．实验室研究与探索，2006，25(7): 822-826.

[3]唐续，赵芳斌.单片机与EDA 综合实验教学整合的探索与实践[J]．实验室研究与探索，2014，33(1): 252-254.

[4]李颖．提高开放实验室功效 培养学生创新能力[J]． 实验科学与技术，2013，11(4): 296-297．

[5]皮之军.开放式实验教学模式的研究与探索[J]．实验技术与管理，2010,27(5): 27-29.

[6]白云，柴钰.加强开放式实验教学 培养学生的创新能力[J]．实验室研究与探索，2010，29(8): 109-112.

[7]薛华.电子技术实验开放式教学模式的改革[J]．实验科学与技术，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 颖(1972-)，女，硕士，高级工程师，研究方向：电路与系统。

G642.423

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2014.06.039