电路电子实验课程教学改革探索与实践

严 梅，游春豹，丁易新，顾凌明，范秀丽

(安徽工业大学 电气与信息工程学院，安徽 马鞍山 243002)

电路电子实验课程是电类专业的专业基础课，其教学内容包括电路实验、数电实验、模电实验。其教学目标是让学生掌握仪表仪器的使用，学会基本电气参数的测量方法，能够进行电路组装和调试，故障分析与排除、实验数据处理。电路电子实验课程对于培养学生电路电子方面的实验能力、实践能力和创新能力具有重要作用，在电类人才培养体系中处于重要位置[1-2]。如何更好达成教学目标，提高课程的教学质量，是任课教师一直以来不断探索解决的一个重要问题。本文首先分析总结了当前部分高校在电路电子实验课程教学过程中存在的共性问题，然后介绍了安徽工业大学电路电子实验课程组为提高教学质量进行的一系列教学改革探索及其所取得的改革成效。

一、电路电子实验课程教学中存在的问题

第一，教学过程以教师灌输为主，学生主动性不够。电路电子实验课程的教学过程大多是，教师先做讲解和演示，然后学生根据教师的讲解，利用给定的元器件和电路图，进行电路连接、数据测量和记录。最后学生要按要求对数据进行处理，完成规定格式的实验报告。实验报告是作为教师评判学生成绩的唯一依据。整个过程中学生都处于被动地位。学生往往都不用动脑，只用动手，只需要依葫芦画瓢，按部就班地做，最后完成一份完整的实验报告即可[3-4]。教学效果难以提高。

第二,对实验方法、实验设备的使用方法重视不够。实验方法、实验仪器设备的使用是实验课的核心，也是学生在实际工作中最需要的知识。然而很多教师在讲解时往往对其重视不够，课程内容成为理论课的延续和重复。这使得学生只会做当前教师所讲解的实验，难以做到举一反三。例如，教师讲解完积分电路实验后，对于反比例电路实验学生还是不会做。学生的实验能力得不到有效提高。

第三，验证性实验较多，设计性实验、综合性实验比例不足。电路电子实验课程中实验的安排，大多是紧跟理论课的内容，通常都是针对理论课中一次知识点的验证性实验[5]。设计性实验较少。学生要做的只是凑出课本中的实验结果而已，不同的学生其实验结果大同小异。这在一方面使得很多学生将实验课看成是一种形式从而消极对待，影响了学生的创新积极性，创新能力得不到提高；另一方面与真实的工作场景也严重脱节，实际工作中通常都是要自行设计电路，而且电路具有一定复杂性，对应课程中的多个知识点。学生的工程实践能力得不到有效锻炼。

二、电路电子实验课程教学改革探索

我校高度重视电路电子实验课程的建设，为了使学生有更好的实验条件，于2017年购置了包括RIGOL直流电源、数字示波器、信号发生器、MOCL-II数电实验箱等在内的一批新的实验设备。我校的电路电子实验课程包括A1和A2两部分，分别在一个学年的上下学期开课，授课对象为全校电类大二本科生，电路电子实验课程组一直致力于提高课程教学质量，进行了一系列课程教学改革探索。

第一，增加预习环节，让学生带着问题来做实验，提高教学效果。教师在一节课结束后，布置下节课的实验任务，并给出思考题。需要学生在开始一次实验之前要对实验内容进行预习，完成预习报告成绩的50%。实验完成后学生要在预习报告的基础上增加数据记录、处理结果、思考题，补充完成实验报告。

第二，整合已有实验内容，增加附加实验，提高学生的实验能力。将实验方法、仪器设备使用类似的实验整合成一个章节，将其中涉及到的实验方法、仪器设备使用方法抽取出来作为讲解的重点，电路的特性则可以少讲或不讲，让学生自己测量。例如整合反比例电路、积分电路等，重点讲解示波器、信号发生器的使用以及相应的测量、验证方法，从而让学生掌握如何针对这一类电路进行实验。另一方面将已有实验作为基础实验，在此基础上增加附加实验。附加实验的实验方法、仪器设备的使用与基础实验一致，所使用的电路、元器件不同。例如为二极管伏安特性测量实验，增加干电池的伏安特性测量实验。考虑到我校学生的整体基础，课程组要求学生必须在完成基础实验后，才能进行附加实验，在评定成绩时，附加实验作为加分项，占实验成绩的30%。从而让学生学会举一反三，培养学生的实验能力。

第三，任务驱动，增加设计性实验，提高学生的工程实践能力和创新能力。考虑到原有实验设备对实验内容的限制，如传统的实验板电路模式相对固定，针对放大电路只能实现一级放大，学生可设计、可发挥的空间有限，课程组对现有实验设备进行了升级改造，教学过程中淘汰了以前一直使用的放大电路实验板，改为使用面包板，对需要测量验证或者设计的电路让学生自行设计和插接电路。在此基础上课程组一方面将已有的验证性实验变成一个个任务，模拟实际需求，以任务来驱动实验内容。例如针对积分电路的验证性实验，本课程组将其改造为让学生设计一个具有特定积分常数的积分电路，并要其通过实验进行验证。另一方面增加新的设计性实验、综合性实验，包括待测含源二端网络设计实验，n进制计数器设计等，要求学生自行设计测量方案和测量电路。这种形式与工作实际更加贴切，可以让学生完成实验后更有成就感，提高对实验课的兴趣，提高工程实践能力。

第四，增加开放性实验，鼓励学生创新。与原有教学模式在固定时间、地点、教师安排固定实验内容不同，开放性实验允许学生自主选择实验时间、实验内容，教师负责给予有针对性的指导。课程组在每个学期课程教学内容结束后划定固定的时段(约1周)作为开放性实验时段。学生参与开放性实验前需要自行提供可行实验方案，方案需经实验指导教师的审核。在开放性实验时段学生可以复习已做实验，也可以自主选题，做任何自己想做的实验。课程组通过多项措施鼓励学生创新，自主选题。对于学生自主选题的实验，教师会针对学生的实验方案、实验过程、实验数据处理、实验报告全程给予指导。其次自主选题的学生在预约过程中优先占用时间，最后教师将从自主选题的学生中物色各类竞赛的参赛选手，其在选拔过程中将被优先考虑。

第五，改革考核内容和评分标准，让考核起到更好的导向作用。课程组在原有考核只看实验报告的基础上，增加单独的期末考试环节，考试的内容为一个综合性实验。例如，让学生设计一个y=kx+b的电路并要其通过实验进行验证。课程组预先准备了一个100题左右的题库，考试时要求学生从中随机抽取。学生这门课的考核成绩包括期末考试成绩、平时成绩两部分，期末考试成绩占总成绩的70%，平时成绩占30%，其中平时成绩包括预习报告和实验报告两部分。在对学生平时成绩和考试结果进行打分时，除了实验结果是否正确，实验报告撰写是否规范之外，学生能否正确使用仪器设备，实验方法是否正确，在实验过程中体现的工程实践能力、创新能力都将作为重要的评分依据。

三、电路电子实验课程教学改革成效

经过课程组的一系列改革措施，教学效果得到了明显改善，课程组历年的评教结果都在学院名列前茅。在2017年全国大学生电子设计竞赛中，3支参赛队伍荣获国家一等奖，3支参赛队伍荣获国家二等奖，获奖数位列全省第一。在2019年在安徽省教育厅、大学生电子设计竞赛安徽区组委会联合主办的首届电子类专业水平测试赛中，我院37位参赛选手取得了非常优异的成绩，有6名获得一等奖，9名获得二等奖，10名获得三等奖，获奖率达到68%。学生在电子电路方面的工程实践能力、创新能力也得到了显著提高。

四、结语

电路电子实验课程对于培养学生在电路电子方面的实验能力、工程实践能力、创新能力具有重要作用。安徽工业大学电路电子实验课程组为提高教学质量进行了一系列改革探索与实践，有效地提高了电子电路课程的教学质量，提高了学生的实验能力、工程实践能力、创新能力。考虑到目前在考核评价过程中，对于学生实验方法掌握、仪器设备的使用能力评价还比较主观，下一步课程组还将继续进行改革探索。