《电子技术》实验报告存在的问题及对策
2015-03-28张学文,司佑全
摘要:在《电子技术》实验报告的批阅过程中发现存在诸如:实验报告雷同,实验数据抄袭,缺少理论分析、误差分析,画图、列表符号表达不规范等现象。针对这些问题分析成因,采取加强实验过程监管,实时现场跟进学生的实验进程,确保每位学生实验数据真实有效;制定切实可行,便于操作的评分标准,客观公正,有理有据地量化评价每份实验报告。实践表明,采取这些措施,能有效地解决学生撰写实验报告存在的问题,从而提高实验课教学质量。
文献标识码: A
文章编号:1009-2714( 2015) 03-0097-05
doi:10.3969/j.issn.1009-2714.2015.03.019
收稿日期:2015—04—20
基金项目:湖北师范学院校级教研项目( JH201129,ZD201121)
作者简介:张学文( 1965— ),女,湖北黄冈人,高级实验师.
电子技术是一门具有工程特点和实践性很强的课程,实验是其重要的组成部分。实验报告是实验教学的一个重要环节,是实验过程和实验结果的体现。实验报告在培养学生的能力方面有着重要的作用,加强实验报告的书写工作,培养学生认真钻研的敬业精神,养成仔细观察和详细记录的学习习惯,有利于学生对理论知识的理解和记忆,以及尊重科学、注重研究、强调实践的科研思维的形成。通过书写实验报告能够加强理论和实践的联系,掌握常用电子仪器的使用方法以及电子测量的基本方法,提高记录、处理实验数据的能力以及分析、判断实验结果的能力,培养严谨的学风和实事求是的科学态度,锻炼科技论文写作能力 [1]。同时,教师通过批阅实验报告可以及时发现教学中存在的问题,做到教学互动,切实有效提高实验教学质量。本文针对在实验教学中实验报告撰写存在的部分问题,提出切实可行的改进方法。
1 问题与现状
1.1思想上不重视
学生不明确为什么要书写实验报告,在书写实验报告时没有用心对待,如书写潦草、层次不清、机械地抄写实验指导书等;对实验步骤、细节考虑不周,不会分析和解释实验中出现的现象,不会考虑为什么要这样做,更不会思考实验过程中可能存在的问题,以及如何去解决;且有少数学生抄袭他人的数据,甚至连单位符号,小数点都抄错了。当然无法对整个实验进行更深入地理解和思考。
1.2报告内容不完整
完整的实验报告应包括实验名称(包括方法)、实验日期、实验参与者、实验目的、实验原理、实验器件、实验内容、操作方法或步骤、实验结果、理论分析和结果讨论 [2]。在实验报告批改中发现内容不完整现象比较普遍,比如没有日期、参与者、结果分析、甚至没有实验电路原理图、实验名称和理论分析及实验结果讨论。
1.3报告内容不真实
部分学生没有预习,又不认真听讲,实验时站在一旁当观众,没有实验数据,快到下课时间就编造或抄袭他人的实验成果,照搬教材的实验条件,不认真思考实验过程中的部分变化,记录实验中的条件、测定的数据、观察到的实验现象等;实验结果不按规范记录,对测量数据的有效数字位数随意增减等。
1.4报告格式、内容不规范
不按操作规范随手画电路原理图、实验结果分析图、表格的现象很普遍。没有使用国际通用的电气图形符号,电路交叉点与连接点没有区别开来、三极管没画箭头、电路接地点没画等现象。实验结果记录表格的绘制及标注不规范,没有标题、线条过多,缺少计量,实验结果分析图中没有计量单位、不按规定比例作图等现象比较常见。
1.5相关理论知识欠缺
由于实验课程与理论课程是同步进行,且实验课程按要求结束时间又早于理论课程的学习时间。因此实验课教学进程超前理论课教学现象时有发生,导致学生在不懂理论的情况下做实验。实验教师要花大量时间讲解实验原理,补充相关理论,留给学生实验的时间就减少了。学生刚接触电子技术课程,有些学生连基本的电子元件都分不清楚,而且学生中普遍存在重理论、轻实验,重软件、轻硬件的现象。学生只知道照图接线,至于为什么这样接线完全不清楚,遇到实验结果出不来,不知道怎么去检查,遇到问题只有请老师帮忙。
1.6电子仪器使用缺陷
电子技术实验常用的电子仪器有万用表、示波器、信号源、电子技术实验箱等。在指导实验过程中发现很多学生并不会正确使用示波器,遇到调不出波形就着急,抱怨仪器不好用,或者直接说仪器坏了。对于基础实验室所采用的双踪模拟示波器,面板上开关、旋钮比较多,其协作部件较多,部分学生缺少耐心弄清楚其确切功能,以至于该课程结束还不能完整地独立正确使用双踪示波器。
1.7缺乏评价实验报告的有效机制
目前实验报告在评价方面存在的问题主要有:教师不重视实验报告的评价功能,不能将学生实验报告中存在的问题及时地反馈给学生;学生不能依据实验报告的反馈,发现实验中存在的问题,找出学习上的不足之处。
实验报告评价缺乏切实可行的评价标准,存在诸多随意因素,学生实验成绩没有拉开差距,不能真实地反映学生的实际学习情况,极大地影响了部分学生学习的积极性。
2 提高电子技术实验报告质量的对策
2.1端正学习态度,加强实验课预习指导
首先,要改变学生重理论、轻实验的错误观念,强调电子技术实验是一门实践性很强的课程,通过实验可以很好地促进理论课的学习。教学进度安排应尽可能与理论课程相协调,且提前告诉学生,让他们知道实验课程的进程设置及每一个实验应该要达到的具体要求,提前做好实验操作的准备工作。利用EWB等仿真软件进行仿真实验,可以使同学们充分熟悉实验每一个进程,加强同学们对实验的认知程度。将电子技术实验课件放在对应的教学网站上,供学生下载,按照预习思考题的提示进行预习,可以减少实验过程中的盲目性,达到事半功倍的效果。
2.2培养学生认真完成整个实验过程的习惯
实验课程强调教师少讲、精讲,学生多练,充分培养学生的动手能力。学生自己操作,教师巡回辅导,及时纠正不正确的操作方法,并将实验现象和实验内容进行启发提问。让每个学生都参与实验的全过程,并各自填写实验报告;每个学生的实验报告都需详尽地记录自己小组的实验原理、操作过程、实验结果以及对实验结果的讨论情况。
2.3加强电子仪器正确规范使用训练
在电子技术实验中,需要用基本电子仪器测试电子电路的静态或动态工作情况,通过测量的数据,判断电子电路的工作状态。因此,正确使用电子仪器是理工科学生必须掌握的基本操作技能之一。实验过程中,将电子仪器特别是示波器的使用贯穿到每个实验过程中。示波器的使用中学生感到困难的是以下几种情况 [3]:
2.3.1打开示波器电源开关之后,无任何显示 处理方法:将辉度、聚焦旋钮的位置居中,将扫描方式选择开关打到自动档,调整X轴和Y轴的位移旋钮居中。
2.3.2无信号波形显示 第一步检查示波器的输入通道( CH1或CH2)与函数信号发生器输出端的接线是否接好;第二步看探头与示波器的耦合方式选择是否正确。注意不能选择( GND)状态,否则示波器输入端就被接地关闭,只能看到一条水平基准线,第三步调整垂直方向偏转因数调节旋钮使波形幅度适中,同时调整扫描速度旋钮使波形显示二到三个完整周期。
2.3.3波形不稳定 波形不稳定有两种情况:
波形上下跳动,先检查信号源是否预热充分了,再考虑是否是接地线异常,检查信号发生器、示波器和电源的接地情况,尽量使用较短的连接导线。
波形左右移动:调节扫描速度旋钮;选择与输入信号相同的同步触发信号源;将触发信号耦合方式开关置于内触发位置;调整触发电平旋钮。这样处理之后,波形自然就会稳定。
2.3.4有杂波干扰 实验过程中用示波器观察波形,有时发现有其它杂波干扰,这是因为示波器与信号发生器的接地端没有相连。
2.4加强实验过程管理,现场逐一检查实验结果
通常检查学生实验数据,都是在学生完成全部实验内容后进行,这样导致时间集中,教师精力有限,忙不过来,不可能逐一现场检查,只能检查学生填写在实验记录本上的实验数据,少数学生将其他同学的数据直接抄录,应付检查,实验数据严重失真。根据实验操作台的编号进行定点分配,要求学生对号入座,主体是单人单组,少数组人数为2人。采取分步检查的方法,学生每做完一步实验内容,教师进行现场检查并提问,做好相关步骤的实验成绩考勤登记工作,等全部实验步骤完成后再标注实验数据有效,当次实验报告方可计算成绩。这样从源头上杜绝了学生抄袭实验数据,学生实验积极性大为提高。
每位学生都要有实验记录本。实验中要仔细观察,注意细节,将观察到的所有现象、结果和全部原始数据及时准确地记录下来。只有真实可靠的实验记录才能推断出科学的结论,任何失真的记录都有可能导致失之毫厘、差之千里的结果,不能验证相关理论甚至得到完全相反的结论,引起学习上的困惑。
通过独立操作、分析总结,让学生逐渐明白实验操作的每一步都包含了前人的经验智慧和缜密的思维,自己任何一点失误都可能导致迥然不同的结果,从而逐渐树立严肃认真、实事求是的工作作风。
2.5加强实验报告书写的指导和实验报告质量的监控
抽时间给学生讲解实验报告书写格式、内容要求、图表规范,并且发给他们完整规范的实验报告的具体示例。强调实验报告评分的关键点在于实验数据是否真实、充分,实验内容是否完整,实验结果讨论是否深入。用以往写得较好的实验报告作示范,对学生提出有关报告格式、现象描述、结果记录、数据整理、问题讨论等方面的要求。强调在充分了解实验报告的书写要求及书写方法和技巧之后,才能进行具体实验;指导学生查阅参考资料,理论联系实际,有理有据地分析实验现象和结果,得出简明扼要的正确结论,对出现的问题作合理的解释,独立完成实验报告。在实验过程中出现错误结果时,要帮助学生分析问题,引导其找出原因,并要求在实验报告中体现出来 [4]。
2.6认真批阅实验报告、建立科学合理的考评机制
2.6.1及时批阅和交互式批改实验报告 在指导学生写实验报告时,告诉学生要写好实验报告前提是要做好实验,实验过程是书写实验报告的基础,实验报告是对实验过程的总结和提炼。在进行实验之前,先给学生讲解实验报告的书写要求,提出书写内容的具体事项,向学生交代清楚书写的方法和技巧,将操作中疑难问题弄懂且表述清楚,以培养学生分析问题、解决问题的实际应用能力,同时也锻炼了学生书写能力 [5]。对电子技术实验报告采取全批全改、面批面改、评语批改等交流式批改方式之后,学生积极参与实验的兴趣明显增长,实验技能得到大幅提升。
2.6.2严格执行批阅标准 实行统一的实验报告批阅标准,对每次的实验成绩进行认真登记,纳入期末本学科考试成绩;学生实验报告上交后及时批改,对实验报告中反映的问题和学生提出的疑问要认真记录;下一次实验课应对上一次的实验报告中存在的共性问题进行分析、讲解;对书写规范、分析理据充分的应给予肯定,对存在的问题应指出并提出改进意见;对书写不认真的个别学生应给予教育,要求重写实验报告。
对实验报告采用新的评价标准,根据实验项目及实验的具体内容,采取分项目计分、实行量化评分,减少了打分的随意性。制定切实可行,便于操作的实验报告评分标准。对部分问题有独到见解的应给予充分肯定,实行学业奖励。通过实验报告的实际评价,使学生明不足、知进取。
2.6.3加强实验报告理论分析与实验结果讨论 目前学生实验报告中普遍缺乏理论分析,缺少实验结果讨论。按照理论计算实验结果是什么,实际实验结果是多少,这样才能知道实验结果是否正确。如差动放大电路实验,学生在写报告的时候按照课本上的电路原理图来进行,而实际实验的时候,是按照现成的实验板来完成的,实验板上其它参数和课本相同,不同的是调零电位器课本上是100Ω,实验板上是470Ω,学生实验测得的差模电压放大倍数只有理论值计算值的一半,但他们一点都没有注意到所测数据与电路不相符,因为没有进行理论计算,也没有对实验结果进行讨论,根本就不知道测量数据有什么问题,也就更不知道调零电位器的阻值大小对差模电压放大倍数的影响情况。
2.7制定实验报告书写规范
电路图绘制要规范,原始数据用表格填写,有效数字要准确,如模拟电路实验所用电源电压12V,根据万用表或数字电压表的读数应该记为12.00V。绘制标准曲线图,要求图中将原始数据点标出。电路交叉点与连接点应该区别开来,使用国际通用的电气图形符号,所有的图形、表格都必须用直尺,曲线板绘制。由于电路参数的分散性,参数改变,电路静态、动态参数会随着改变。在电路图中要标注所用元件具体参数值。报告中的电路图和表格必须都有编号,以及说明性文字。表格中的数据必须指定其单位。
实验过程中所测试的数据和波形必须和理论值基本一致,记录波形时,应注意观测输入、输出波形的时间相位关系,观测波形和各种特性曲线应根据实验数据在坐标纸上精确绘制。根据测量数据绘制曲线时,应注意合理选择坐标系;合理选择坐标分度,标明坐标名称和单位。
在记录与处理实验结果的数据时,如果由于设备、操作技术方面的原因而可能影响观察数据的可靠性时,应做简短说明。如电路接线比较多,导线接触电阻的存在、电位器性能变化等问题对实验结果的影响都应该进行说明。
2.8引导学生认真写好讨论
针对部分学生在写实验报告的时候,普遍反映实验讨论或结果分析难写的现象,要求学生在书写实验报告讨论时,应就技术关键、误差来源、结果、存在的问题及建议、主要收获等方面认真思考、分析总结。具体来说,是针对实验结果进行讨论、分析影响实验结果的因素;对以前类似实验进行归纳与总结、理论联系实际、对实验结果进行比较分析 [6],进一步化解实验过程中存在的问题。
通过对实验报告存在的问题进行恰当的分析,寻找其成因及改进的方法,不仅提高了教师的积极性和主动性,同时学生的实验态度和兴趣也较以前有明显改观。对实验过程中出现的现象进行认真观察、记录,明白了为什么要做实验和怎样做实验。总之,书写实验报告是实验教学的一个重要环节。通过教师和学生对实验报告写作这一环节的重视和不断改进,实验课教学质量也得到不断提高。
3 总结
针对电子技术实验报告出现的实验数据抄袭、实验内容不全,图、表符号不规范,不会使用示波器导致观察不到实验现象等问题进行成因分析,采取加强预习环节、加强实验过程监管、实时现场检查、提问了解每一步实验情况,确保每位学生实验数据真实有效;实验报告采取交流式批阅方式,面批、评语式批阅;制定切实可行、便于操作的评分方法,及时客观公正、有理有据地量化评价每份实验报告。在实验报告批阅过程中与学生沟通、探讨、交流及反馈互动,及时发现实验过程中存在的问题,切实有效提高实验教学质量。在实验过程中,强调仪器规范正确使用,实行分步现场检查实验数据和实验报告量化评分,拉开了学生《电子技术实验》成绩的差距,总体平均成绩上升了,促进了实验教学质量的提高。