高职院校实验室设备的自主开发——以模拟电路试验箱为例

文/余海潮，武汉铁路职业技术学院

当前高职院校的实验室设备多以招标采购为主，市场上也有好多专门为高校提供教学设备的供应商，如浙江的天煌教仪，亚龙教仪，清华科教等企业。我校前几年曾经采购了一批模拟电路实验模块，电路板上不仅有元件焊反、错焊、漏焊等情况，甚至连PCB的布线都有错误，造成实验无法进行下去，实验室无法使用。本来建设这个实验室是为了改善《模拟电子技术》课程的实践教学条件，结果因为这些电路模块无法使用，而且还占用了实验室，实训资源更紧张了。

1 自主开发模拟电路试验箱的其他意义

1.1 学校使用的模拟实验设备故障率高，售后服务周期长，反应慢

现行实践设备采购和售后维修模式，对实践设备的调整，基于开放式实践教学需要对实验模块进行调整和二次开发比较困难。如果使用自己制造的产品，我们可以充分考虑产品的质量，去掉一些不必要的功能，在提高质量的同时又降低成本。

1.2 填补市场空缺

市场上的模拟电子技术实验箱只适合本科生的教学，而且项目固定，学生仅仅只能完成测量，不适应高职专业教学需要。高职教育属于职业教育，对学生能力要求不同，而且为了满足实践教学开放式教学需求，提高学生动手能力，通过自主开发模拟电路实验模块，将高职教学需要加入到产品的设计与规划，通过总结多年来该课程的教学经验，针对高职生学习这门课程的实际情况去设计实验项目，方便实施自主开放式教学。

1.3 建立产学研，实现校企深度融合

自主开发试验箱，并不是要闭门造车，而是以我为主，可以邀请专门生产教学设备的企业共同参与，毕竟学校没有制造产品的经验。公司利用学校在教学上的实际经验，同时利用了学校的人力、财力、物力来开发，学校利用了企业的生产技术、实际经验、设备材料。一旦产品开发成功，不光是学校可用，企业还会利用自己的销售渠道把产品推向市场，实现量产，可以进一步的实现校企深度融合，学校可以开设校中厂，进行生产，企业负责销售。

2 自主开发模拟电路实验箱的可行性分析

2.1 学校可以在专业教学团队中组建模拟电路试验箱开发的优秀团队

团队成员可以吸纳一些中青年骨干教师，因为实验箱的开发不仅要求教学经验丰富，而且还要求很强的产品开发能力。并且可以在设备的教学功能上贴合课程要求以及开放式自主实验要求，力求融入完整的人才培养方案中。

2.2 学校自主开发可以合百家之长

高职院校可以利用和实验室供应商构成的供求关系，可以轻松地拿到各个厂家的模拟电路实验箱的样品。广泛参考调查市场上同类产品的功能、特点，借鉴他们的优点，运用到我们的产品设计中。

2.3 电路模块化设计让开发更简单

当前的电子技术实验箱多是以模块式为主，以开放式平台加功能模块的方式设计实践系统，并且提供开放式接口供给后续设计及课堂开发。电路功能模块化，可以大大降低我们开发的难度，实现开发团队分工协作。我们还可以一家合作单位的实验箱为基准，设计大小相同的模块，以便能够良好的安装。

2.4 学校自主开发有充分的用户体验

可以组织学校所有教授《模拟电子技术》课程的老师对所设计的实验电路进行讨论，优化方案，并且利用校内实验设施进行部分生产及调试。

3 开发模拟电路实验箱应注意的问题

3.1 电路板采用贴片

为适应实践教学的可靠要求，设计中采用可靠的方式，模块电路板采用双层布线，使用先进的SMT生产工艺和贴片元件，不用跳线，使用贴片元件也是为了适应当前电子技术的发展，以贴片技术为主，让学生做模拟电路实验时，还能充分认识现代电子工艺。

3.2 电路设计与仿真一致

设计适合高职《模拟电子技术》课程实践教学或教学一体化的实验，并设计相应的实验电路，按照知识单元，分模块化设计，电路设计采用的元件不仅要在市场上能供应充足，而且要尽可能的和Multisim或其他电路仿真软件的元件库保持一致，以便于单元电路的功能验证能同时在仿真软件和模块电路上实现。

3.3 模块电路设计系统化

在设计模块化电路的同时，要考虑《模拟电子技术》课程的知识的系统性和高职教学需求，可以多个模块组合成一个系统，要求不同模块之间能够电路匹配，可以保证模块的可替代性，保证学生开放式实验甚至学生自主开发实验模块的需要。模拟电路实验箱不仅能满足一般理论课程验证性实验的需求，而且还要能够满足实训的需要，电路模块还能够独立使用，这样可以避免场地的限制和其他实验仪器设备的限制，实现使用率最大化。

3.4 模块电路要耐用，便于维护

为保证开放式实验的教学现状，为充分考虑产品的耐用性，一些频繁操作的器件，如开关，可调定位器，按钮等，尽可能的使用高质量的军品。也要考虑元件是市场上供应充足的普遍性元件，同时元件易拆易换。

3.5 模拟电路实验指导书信息化

实验指导书从应用性角度出发，删减一些深入的理论分析，增加操作指导，引导学生自主学习，自主实践。结合信息化教学手段，制作信息化的实验指导书，通过信息化手段，学生可以获取实验操作步骤的PPT说明和操作视频。

4 小结

学校自主开发实验设备是基于高职院校各方面的综合情况而考量，有的学校在这方面做得很好，不仅能满足自己需要，还能外销。自主开发实验箱不是要抛开专业的实验教学设备生产企业，反而是这些企业提供帮助，开发为学校专业发展量身定做的实验、实训设备。最大的问题可能是资金，项目经费的来源，建议以课题的形式先立项，完成样品的开发制作，再着手下一步的计划。