电子技术实验教学改革与实践
2017-07-05窦勤耘
窦勤耘
(贵州大学电气工程学院,贵阳 550025)
电子技术实验教学改革与实践
窦勤耘
(贵州大学电气工程学院,贵阳 550025)
在“十二五”实验室建设实施的有利条件下,在有限的学时内,对原实验内容进行了“删、减、并”,开发出新的实验教学平台,激发出创新活力,提升了学生的科研兴趣,也提高了实验技能以及分析、设计、调试电路的能力,取得了良好效果。
电子技术;实验教学;改革;实践
培养高素质且具有创新能力的人才是当今高等教育改革的主题,在这一新形势下,原有的实验内容及方法已适应不了发展需要,如何改进教学方法和教学思路,是一线教师必须思考的问题。电子技术实验是电类专业一门重要的实验技术课,随着学校实验硬件的不断改善,对电子技术实验教学也进行了改革。
1 教改的依据
依据专业培养计划及“十二五”实验室建设平台,改革后的电子技术实验课在理论和应用方面架起了一座桥梁,更有利于学生从事科学技术研究及开发创新能力的培养。
2 教改的思路
依据专业的培养计划,按照“宽口径,厚基础,能力强,素质高”的培养目标,减少验证性实验的学时,增加具有实用性和趣味性的综合性、设计性实验,使学生运用各种知识综合分析及解决问题的能力增强。
第一,改革实验教学体系的设置,将课带实验改革为独立设置实验课。第二,加强学生正确使用仪器仪表及测试方法和技术的基本训练,对原有实验进行“删、减、并”,为增加新的教学内容创造条件。第三,在保证学生基本实验技能的基础上,对基本实验适当提高起点,新开设一些实用的综合性实验。第四,改进实验手段,采用EDA技术,提高课时利用率。第五,引入计算机技术,增设设计性实验,虚拟实验与实际实验相结合,充分体现实验技术的先进性。第六,建立开放实验室和创新实验室,进行实验技术的创新,采用半开放式实验教学。第七,改革实验考核及实验成绩评定办法。
3 教改的方案
根据各专业培养计划,将电子技术实验课按2个学分32学时及课程先后顺序、层次高低进行设置,分为基本验证型、提高型和创新型实验三个模块。内容从最基本的单元电路开始,逐步加深与扩展,直到较为复杂的小型电子电路系统的设计与装调,系统且科学地增强学生利用现代化手段设计电路和动手的能力,提高了学生分析和解决问题的能力。
4 应用实例
以设计、安装、调试一个全加器电路为例。具体步骤为:
A.全加器的设计。
B.仿真。
C.完成虚拟实验,观察并分析结果。
D.下载。
E.安装调试。
F.完成实验操作。
G.将实际测试结果与虚拟仿真实验比较,分析总结并提交实验报告。
按照实验室现有的器件每个自然班分为3组:Ⅰ组提供基本门电路芯片;Ⅱ组提供中规模数据选择器芯片;Ⅲ组提供中规模译码器芯片。学生共有16种设计方案,经教师指导安装、调试、分析总结得出由最常用的几种集成芯片实现的逻辑电路。
Ⅰ组:用基本门实现逻辑电路,如图1所示。
图1 用基本门元件实现的全加器电路Fig.1 The full-adder circuit with the basic gate components
Ⅱ组:用数据选择器中规模芯片实现逻辑电路,如图2所示。
图2 用数据选择器74LS153实现的全加器电路Fig.2 Full-adder circuit with the data selector 74LS153
Ⅲ组:用中规模译码器实现逻辑电路,如图3所示。
图3 用2/4线译码器实现的全加器电路Fig.3 Full-adder circuit with 2/4-line decoder
将具有代表性的三种方案进行比较:Ⅰ组:元件材料价格低,线路复杂,可靠性差,不利于扩展,实验内容增加后,效果将会更加明显。Ⅱ组:元件材料价格较低,线路简单,可靠性好,有利于扩展。Ⅲ组:元件材料价格、可靠性及各技术经济参数介于Ⅰ与Ⅱ之间。
5 结语
电子技术实验课加强了电路设计性、趣味创新性、实用综合性之后,充分调动了学生到实验室的主动性和积极性。引入EDA技术、开发应用Multisim等软件实现了虚拟、仿真,为设计性实验的顺利开设创造了条件。把综合性、设计性实验进行部分开放,是考虑到综合性、设计性实验内容在实验课有限的时间内难于完成,采用把课内时间内未完成的内容放在开放时间里继续完成,将课内开放和课外开放相结合。课外开放由学生自行设计方案,在教师的指导下,学习成果采用论文或制作的形式体现,其主观能动性得以充分发挥,提高了学生的动手能力及综合分析解决问题的能力,为学生营造了一个创造潜能和可以自由发挥的天地,同时还减缓了设计性、综合性实验学时不足的压力。
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Innovation and experience for experimental teaching of electronic technology
DOU Qin-yun
(College of Electrical and Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China)
Benefitting from the favorable conditions brought by the “twelfth five-year” laboratory construction, within the limited class hours, we conducted “deletion, abstraction and merge” of the original experiment content, developed a new teaching platform, inspired creativity in the students and increased their interests in scientific research. In the meanwhile, we improved experimental skills and ability of analyzing, designing and debugging the circuit, which has achieved good effect.
Electronic technology; Experimental teaching; Reform; Practice
2017-02-08
窦勤耘(1963-),女,工学学士,正高级实验师。
TN0-4
B
1674-8646(2017)07-0072-02