高職非電類機械專業電子技術課程實驗教學改革研究

林優禮

（三明職業技術學院 福建 三明365000）

高職非電類機械專業電子技術課程實驗教學改革研究

林優禮

（三明職業技術學院 福建 三明365000）

在根據多年教學經驗提出的電子技術實驗教學路線圖的基礎上，對實驗教學內容、實驗教學模式、實驗教學管理進行了改革，提煉出有助于激發興趣、模塊有機聯系、涵蓋主干知識、易于系統綜合、鋪墊畢業設計的實驗教學內容；實行了“虛實結合，虛實交替”的實驗教學模式；在實驗教學管理的實驗室開放、課內外互補、評價考核方面進行了探索。

高職；非電類機械專業；電子技術課程；實驗教學

高等職業教育定位于培養高級技能型專業人才，這一定位確定了“技術應用型”的核心地位。對于高職教育中實踐性很強的電子技術課程教學，如何讓學生在學習過程中掌握扎實的實踐技能和培養綜合運用及創新能力，使之廣受用人單位歡迎，實驗教學無疑是解決問題的關鍵。對實驗教學內容、教學模式和管理方式進行改革，是解決問題的突破口。以非電類機械專業電子技術課程為例，對電子技術實驗教學改革進行探索。

實驗教學內容的改革

根據多年教學經驗，筆者擬定了電子實驗教學的路線圖：1激發興趣式實驗→有機模塊實驗→整合有機模塊的綜合實驗→為畢業設計打基礎的拓展實驗。

興趣是最好的老師。實踐證明，一旦學生的學習興趣被有效激發，教學效果是事半功倍的。路線圖的第一步就是為激發興趣而設，這一步不是通常的講解各類常用儀表、工具的原理和使用，而是每人發一份比較簡單但又有一定實用和趣味功能的散裝套件（如流水燈套件、音樂門鈴套件）。要求學生將各元件在印刷電路板上“對號入座”，檢查無誤后進行焊接。在“對號入座”的過程中，自然地遇到了元件識別、阻值測量、萬用表使用、電烙鐵使用、焊接操作等問題。實踐表明，采用“對號入座”法，在學生一心想裝配成功的強烈欲望驅使下，相關問題教師只要講解、示范一兩遍，大部分學生都能基本掌握。元件焊接完成后，有相當一部分學生裝配順利，成功的喜悅洋溢在臉上，濃厚的學習氛圍迷漫在實驗室。

路線圖第二步需要依據專業培養方案、課程標準和教學內容精心設計。非電類專業電子技術課程有“常用元器件→模擬電路→數字電路→功率控制接口”的教學主線。其中，模擬電路中的放大、振蕩、直流電源等電路，數字電路中的邏輯門電路、計數器、譯碼器等電路構成了知識的主干。由于實驗教學后期要進入綜合性、拓展性實驗，因此，如果設計一個能涵蓋上述主干知識的綜合性實驗模塊作為路線圖第二步的實驗項目，那么，這樣的實驗模塊設計就很有科學性、有機性和針對性。所以，選擇了放大電路（分立、集成）調整與測試、555時基電路典型應用、輸出電壓可調的穩壓電源、組合邏輯電路的設計與測試、計數器邏輯功能測試與應用和計數、譯碼、顯示綜合應用六個實驗項目作為路線圖中有機模塊的組成部分。需要說明的是，路線圖第二步是實驗教學的重點和難點，在課時安排上要留有余地。

路線圖第三步是整合有機模塊的綜合實驗。選擇了教材中第114頁的一個框圖（見圖1）作為實驗項目，這是一個轉速檢測系統的框圖。首先，沒有具體的電路原理圖，這是一個綜合性的設計實驗；其次，從框圖中看出，該轉速檢測系統涵蓋了各有機模塊；再次，該框圖易于拓展。這樣的實驗內容設計，不但將各分立實驗項目有機地結合在一起，而且難易適中，易于學生進行綜合性、拓展性的設計實驗。

圖1 轉速檢測系統框圖

路線圖第四步，拓展上述轉速檢測系統，使其成為具有其他功能的實用系統。例如，在計數器后接入驅動電路，就有了自動控制功能，知識點由弱電范疇進入強電領域，極大地拓展了學生的視野，為畢業設計打下了堅實的基礎。實際教學中曾給出如流水線計件電路設計、水位自動控制和顯示電路設計等畢業設計課題，由于上述有科學性、有機性和針對性的實驗教學內容改革，學生在最終的畢業設計作業完成得令人滿意。

實驗教學模式的改革

實驗教學中采用了基于“虛實結合，虛實交替”的實驗教學模式。

虛實手段相結合 一方面，EDA技術是電子技術類教學改革的重要方向，以Multisim、Proteus和OrCAD/Pspice為主的虛擬實驗平臺正在越來越多地運用于電子技術實驗教學中；另一方面，雖然虛擬實驗具有傳統實驗沒有的優點，但虛擬實驗還只能是傳統實驗的一種補充、完善和擴展，還不能完全對傳統實驗進行替代，學生的虛擬實驗還必須建立在一定程度的實際動手能力的基礎上。傳統實驗和虛擬實驗特點的比較如表1所示。

表1 傳統實驗和虛擬實驗特點比較表

實驗教學初始階段屬基礎性、驗證性實驗。選定少量實驗項目，讓學生先做1~2次傳統實驗（見圖2a），從而對常用實驗設備、儀器有真實和直接的感受，再進行虛擬實驗時，學生就容易掌握虛擬儀器的面板符號、按鈕功能、標度以及使用方法。中程和后期階段，先做虛擬實驗（見圖2b），再做1~2次真實實驗。這種方式由于虛擬實驗比重大于傳統實驗比重，就不太擔心設備不足、實驗失誤、儀表損壞、耗材缺失、課時有限等，可不限時間、地點地做實驗，這種方式更多地應用于設計性、綜合性的實驗中。對路線圖中第四步的為畢業設計打基礎的拓展實驗，一般采用全虛擬的實驗方式（見圖2c），這是因為這樣的實驗往往元器件昂貴，對設備、儀器性能要求高，沒有開展傳統實驗的實際條件。虛實結合手段的科學設計和運用，能夠很快地使學生具有虛擬環境與實際環境的轉換能力和應用能力，可為學生進一步的拓展學習打下基礎。

圖2 實驗教學分階段圖

虛實指導相結合 在實驗教學路線圖第1、2步，以各種有效手段進行傳統的全程指導，讓學生盡快適應實驗室環境下的學習方法，此為實導。在實驗教學路線圖第2、3、4步，在物色好悟性高、表現出色的3~5名學生作為實驗指導助手的基礎上，將實驗指導放開。學生不但不能依賴實驗指導書，而且，只能得到教師給予的方向性引導，教師不具體解釋，不動手操作，鼓勵指導助手參與解決問題，此為虛導。實踐證明，這種虛實結合的指導模式，能夠讓學生主動學習、積極自疑、設法解惑、斬獲成果。學生學習的主動性和能動性得到充分的挖掘。

實驗教學管理模式的改革

實驗室開放 在設計性、綜合性實驗階段，學生的實踐技能水平有了很大提高，不易出現低級錯誤，儀表人為損壞的概率比較低，實驗室在學生自己管理下可以開放了。實驗室開放后，有些學生重做了曾失敗過的實驗，鞏固了知識；有些學生自設了課題進行實驗，綜合能力得到提高。開放實驗室解決了課時不足、時間固定的問題，極大地增加了學生實踐鍛煉的機會，是實驗教學改革中不可或缺的環節。

課內外互補 介紹著名的電子技術專業網站和專業論壇，引導學生到電子網站和論壇查元件、問問題、尋電路、究原理、交同仁、知技術、懂方法，為進一步學習電子技術提供便捷的途徑和方法，使學生在更高的平臺上獲取知識和方法。另外，在時間、條件允許時，也可將課程設計、技能鑒定和課外電子制作作為電子技術實驗教學的有益補充。

考核方式彈性化 實驗考核由四部分構成：平時成績40% +實驗報告30%+期末實驗30%+創新（含論文）10%。其中，創新10%屬加分項，為鼓勵學生創新而設。當學生在實驗中有獨到的、涉及課外知識的方法和設計時，教師都給予加分。如果有撰寫論文的情況，加分幅度還可更大。期末實驗考核考題來自自編題庫。題庫中的考題除了精心編寫的典型題外，許多就是平時實驗中遇到的問題。抽簽選題時，通常是一人一題，不允許換題。但是鼓勵一人抽兩題，都做對給予額外加一題（或步驟）分30%的加分，一對一錯只給一題分（或步驟）的90%，都錯則不給分。以鼓勵為導向的彈性分的設立可以在一定程度上調動學生的學習積極性。

實驗教學改革效果

近年來的電子技術實驗教學取得了良好的效果。隨著學生學習興趣的提高，時常能看到學生主動學習、探究學習的現象。在階段性實驗后或實驗課程結束后，許多學生總是希望下一次的實驗快點到來和要求多安排實驗課時。參加課外電子制作的學生報名踴躍，學習范圍在不斷延伸，遠遠超出教材范疇，如Protel軟件學習、電路板刻蝕方法等。學生學習成績也顯著提高。將2006年（改革前）與2010年（改革后）同一專業、同一試卷期末考試成績進行對比，平均分提高了9.3分。雖然是機械專業，但選擇電子電氣類畢業設計課題的學生約占1/3，而且，畢業設計的效率和質量比改革前提高了許多。由3名學生組隊參加的省內電子技能比賽，取得1人二等獎，2人三等獎，團體總分第一的成績。在電子群崗位工作的畢業生，由于其良好的上崗能力和遷移能力受到社會好評，畢業生就業率名列我院前茅，我系多次被評為畢業生就業工作先進單位。

結語

電子技術實驗教學若要激發起學生的興趣，需要精心設計實驗教學內容，使各部分內容能有機聯系、涵蓋知識主線、易于綜合和拓展。這樣，就為有效地培養學生的實踐技能和綜合運用能力打下了堅實的基礎；充分利用虛擬實驗平臺，改革教學模式，提高實驗效率是電子技術實驗教學改革的重要方面；輔以實驗管理模式的改革，能使電子技術實驗教學改革的效果更加完善。

[1]王連英.基于Multisim的電子仿真實驗與設計[M].北京：北京郵電大學出版社，2010.

[2]劉繼平.電子技術[M].北京：機械工業出版社，2007.

[3]宋瑩瑩，王宏民，白玉成.高校電子技術實驗教學模式與方法改革[J].職業教育研究，2010，（11）：137-138.

[4]北京天創科儀科技有限公司.虛擬儀器與傳統儀器相比的優點優勢[OL].（2007-01-24）.[2011-03-27].http：//www.hb17. net/news.asp?id=160.

[5]瞿曌，鄧居祁，殷科生.虛擬實驗的特點與實現[J].現代遠距離教育，2007，（4）：60-61.

G718文獻標識碼：A文章編號：1672-5727（2012）03-0122-02

林優禮（1959—），男，福建閩清人，三明職業技術學院副教授，研究方向為電子技術及檢測技術。