电子专业程序设计类课程实验教学法初探

2014-05-14文代琼

实验科学与技术 2014年2期

文代琼

(宜宾学院实验与教学资源管理中心，四川宜宾 644000)

电子类实验课程是一门实践性很强的专业实践课，是学生将课本知识深化理解和应用的过程，更是创新型人才培养的关键，在培养学生的动手能力、实践能力以及综合素质方面发挥着重要的作用［1］。为了培养适应新课程改革需要的教育教学人才，必须在教学理念、教学方法及教学模式等方面进行改革。本文根据目前宜宾学院实验教学现状、自己的工作经历、实验教学实践经验等，总结出了如何提高电子专业学生程序设计类实验教学效果的一些方法和经验［2］。

1 宜宾学院电子类实验教学现状

通过对我校电子类实验课程的设置、实验方法、学生实验完成情况等相关方面的调查研究发现:(1)我校实验教学在实验项目设置上按照实验的难易程度，循序渐进的原则进行。实验项目设置包括:验证型、设计型和综合型实验。在实验条件上，我校选择了与各种课程相适应的实验箱，各个实验模块已经确定，学生对硬件设计改变的空间很小，在一定程度上限制了提高型、科研型实验项目的开展。(2)通过对电子类本科生关于单片机原理及应用实验上课目的的调查研究发现，70.5 的学生上课的目的是完成教学计划规定的课程，得到相应的学分;20.3 的学生是想通过实验提高自己的动手能力;9.2 的学生不知道自己现在学的课程在将来工作中的用途。由此可见学生正确的实验观念还比较薄弱。

2 提高实验教学质量方法初探

通过近几年实践教学的经验认为，可通过以下4个方面来提高实验教学质量。

2.1 紧密联系理论教学

在实验教学过程中，发现学生不知道怎样将理论知识应用于实验。于是，我们在实验开始之前用小于20 min的时间重点指出本次的实验目的，对实验相关的理论知识进行简单复习，尤其是实验控制原理及关键控制语句的使用，提醒学生实验过程中的注意事项。这样学生就能够将实验程序与理论知识串联起来，循序渐进，融会贯通了［3］。

2.2 创新实验教学方法

目前，广泛采用了多媒体教学、仿真实验教学、操作演示教学等教学手段［4－5］。在比较抽象的程序设计中我们也可以灵活地运用这些教学方法，以达到更好的教学效果。在实验室，用Keil 51编写汇编语言程序，先通过仿真，再下载到实验箱上运行，为了让学生清楚地看见在实验箱上的操作方法和运行结果，可以通过摄像头等工具，使学生直观地观察到程序执行过程中对应的存储器、寄存器、控制对象等的变化;同时，也学会软件和实验设备的正确使用方法，减少设备的损坏率。再加上实验教师的讲解，使抽象的实验教学变得活灵活现。通过这种直观的教学方法，提高了学生的学习兴趣、加深了印象。

2.3 加强实验操作指导

我校的这类实验设备，基本都带有参考程序，该类实验箱全部采用模块化结构。实验时只需进行简单连线，下载相应的程序即可。采用这种教学模式虽然可以降低教师的工作量，但不利于学生动手能力的培养。现以《步进电机控制》实验项目为例，说明我们采用的实验教学方法。实验的要求是:编写并调试出一个实验程序按图1所示控制步进电机旋转，硬件接线如图2所示。实验开始先向学生重点讲解步进电机的种类、工作原理、控制方法、实验程序编写时的注意事项及实验要求等，引导学生编写程序从最核心的部分开始，完成基本功能。本实验要求的基本功能是能让步进电机转动，这一点功能是最核心的，80 的学生都能独立完成。在这个基础上逐渐地完善功能［2］，实现反转，实现转动加速、减速、恒速等的控制，甚至实现对转动角度的控制，各名学生根据自己的情况选择完成不同的功能，能完成所有功能的学生就是动手能力相对较好的。最后在实验操作成绩评定时，根据学生对各功能的完成情况评分。

图1 步进电机旋转速度控制图

图2 步进电机硬件接线图

参考程序［6－7］如下:

通过这个实验，90 的学生能了解步进电机的工作原理，掌握用单片机控制步进电机的硬件设计方法，熟悉步进电机驱动程序的设计与调试，达到实验的基本目的。而对动手能较强、知识掌握较好的学生有也有充分发挥的空间。既保证了实验的基本要求，又兼顾了实践创新人才的深入学习。

教学中，可选择恰当时机，让学生参考源程序。但在实验操作指导时，不能一发现问题就马上帮助学生纠正［8］，这样虽然能完成实验，学生未经思考问题出在哪里、也不知道怎样解决问题，造成下次实验还会出现同样的错误。因此，应该让学生自己多去思考，在多次错误中纠正错误、汲取经验。当学生通过自身反复努力依然无法解决难题，老师再给予一定的提示，培养独立发现并解决问题的能力。

2.4 正确引导，激发学习热情

(1)认清实验教学本质。电子类毕业的学生将来会从事与电子相关的工作，其中一部分会成为工程师、技术骨干。在当今激烈的竞争环境中，通过大学教育，学习先进的科学知识，培养自己的动手能力、实践能力、创新能力，才能使自己在将来的就业竞争中处于优势地位。

实验教学是提高动手能力的根本途径，通过实验教学的训练，逐步掌握电子电路的调试、设计、开发的方法。为参加大学生电子设计竞赛积累能量，展示自己的才华。

(2)扩展知识面，提高学习兴趣。通过调查发现，学生受知识面及社会实践经验的限制，他们对实验课程普遍不感兴趣的重要原因在于，对目前所学课程的用途不了解，不知道现在所学的内容在将来有什么用、能用在什么地方。因此，要求实验教师要有较丰富的实践经验，能够在实验过程中适当穿插一些与本次实验课程相关的工程应用，使学生知道自己所学的内容在实际生活中是有用武之地的，增强学生对知识在宏观上的认识，提高学生的学习兴趣。同时对实验教师也是个锻炼，达到教学相长的目的。

(3)鼓励创新，参加各种竞赛。教育部历年举办全国性电子竞赛，以启发学生的创新思维、培养学生创新精神。参加过这类竞赛并获奖的同学，是他们大学阶段非常值得骄傲的事情。学生通过积极参与竞赛，不但能够锻炼自己的动手能力，而且对就业及未来发展也非常重要。