電子技術設計性實驗裝置研制

閆永亮，韓萬祥，閻 俊，韓海燕

（河北工程大學 信息與電氣工程學院，河北 邯鄲 056038）

電子技術課程包括模擬電子技術和數字電子技術，是高校理工科專業的專業基礎課，是培養高級應用型人才硬件能力的一門重要技術基礎課程，其實踐性和工程性都很強。電子技術實驗是提高學生實踐綜合能力的一個重要手段。為了培養學生的創新能力，我校逐漸加大綜合性實驗、設計性實驗的比重［1］。但現有的實驗設備已不能滿足設計性實驗教學的需要，為了加強學生對電子技術實驗的實際操作水平，提高學生分析問題、解決問題的能力，研制了電子技術設計性實驗裝置，作為現有實驗臺的延伸平臺，增加設計性實驗的數量。

1 電子技術設計性實驗裝置研制的指導思想

該電子技術設計性實驗裝置定位為實驗臺驗證性實驗、綜合性實驗的補充，主要設置設計性實驗，其研制的指導思想具體體現在以下幾個方面：

（1）前瞻性。在滿足當前實驗教學要求的同時，還應考慮可持續發展性。現今新技術層出不窮，實驗內容也不斷更新，不能只管眼前，要有前瞻性，設計時要考慮適應增加的新實驗內容。

（2）穩定性。要想使學生在實驗中提高能力，實驗裝置必須可靠穩定。本科教學體系中實驗學時有限，如果實驗裝置不可靠，學生在實驗過程中出現接觸不良等故障，實驗課的效率就會降低。實驗裝置在制作時應采用質量好、穩定可靠的器件，以確保實驗課能夠順利進行，不因裝置問題而浪費學生的實驗學時［2］。

（3）實用性。為了學生更好地理解抽象的理論知識，在制作實驗裝置時應盡可能多的增加實驗項目，對一些應用比較少的元器件可作為外接器件，在實驗裝置上布置常用元器件，以確保設計性能順利實施。

（4）安全性。為使學生在實驗過程中不出現安全事故，實驗裝置應在安全電壓范圍內工作，安全第一始終作為裝置設計的重要指標［3］。

2 電子技術設計性實驗裝置的總體構成

電子技術設計性實驗裝置（見圖1）采用了全部元器件按功能分區并各自獨立的組成模式，整個裝置上未添加任何連線，學生做實驗時可根據實驗題目選擇合適的元器件設計電路，通過導線可方便地連成實驗電路。因為集成電路和電子元器件更新換代很快，在實驗裝置的設計中增加了芯片插座以備擴充之用，盡可能多地提供電子技術設計性實驗所需的元器件［4－5］。

元器件各功能區包括：

（1）電源接口區，能提供交流30V、直流±12V的外接電源插孔；

（2）元器件區，提供多種分立元件，包括常用電阻、常用電容、電位器、二極管、三極管、繼電器、可控硅、整流橋、蜂鳴器、駐極體、光敏電阻、白熾燈、開關、鍍金導體插孔等；

（3）集成塊底座區，包括多個8管腳、14管腳、16管腳集成塊底座。

圖1 電子技術設計性實驗裝置

依據多年實驗教學中總結出的經驗，在實驗裝置總體布局及元器件的編排上做到多而不亂，編排有序，使用時利用10～30cm的導線即可連成電路，連接的電路簡潔直觀，使學生在實驗過程中用起來相當方便，既鍛煉了學生的動手能力，又節約了時間。

3 電子技術設計性實驗裝置的主要特點

（1）直觀性強。裝置表面顯示元器件符號，元器件在背面放置，裝置背面采用透明有機玻璃板覆蓋，這樣既安全，又能將部分在背面焊接的元器件看清楚，學生可以對元器件有直觀的認識，而且容易查找故障，方便維修［6］。

（2）接觸性好。元器件的管腳外延連接插孔座，插孔座為焊接式，克服了元器件及實驗插孔座接觸不良的現象，提高了實驗效率。同時，插孔座采用鍍金導體插孔，耐氧化，美觀大方，接觸性好。

（3）操作性強。元器件采用功能區布置，位置合理，插接方便，學生做實驗時可根據實驗題目或者自己感興趣的問題選擇適當的元器件設計電路，通過導線可方便地連成實驗電路，便于學生獨立操作實驗，提高實際動手能力［7］。

（4）擴展性好。提供的元器件種類豐富，可更換集成塊完成10多個設計性實驗，擴展性好。該裝置也可作為電子技術課程設計時電路設計的驗證板使用。

4 電子技術設計性實驗裝置的應用效果

通過一年多時間、多個專業學生的使用，該設計性實驗裝置取得了較好的實驗教學效果，在驗證性實驗、綜合性實驗的基礎上，培養了學生的創新意識，得到教師和學生的普遍好評。該實驗裝置的好處主要體現在以下幾個方面：

（1）使用該裝置提高了學生的實驗興趣，加強了學生獨立操作能力的培養。依據學生為主體，教師為主導的思路，學生可根據自己的興趣愛好設計電子技術應用電路，通過自己動手搭建電路，加深了對電路原理的深層次理解。學生在實驗過程中難免會出現錯誤，通過查閱科技文獻查找原因，可以提高學生查找問題、分析問題和解決問題的能力，培養學生嚴肅認真的科學態度和科學作風。采用該實驗裝置，鍛煉了學生的動手能力，滿足了學生的求知愿望，培養了學生的創新意識和創新思維，提高了學生的實驗興趣。

（2）該裝置具有較強的靈活性和擴展性。電子技術的發展日新月異，實驗教學內容需要不斷地調整、更新，以適應科學技術的發展。該裝置含有豐富的元件型號，可以提供10個以上較新穎的設計性實驗題目，具有較強的靈活性。對于比較復雜的電路在一塊裝置板上布置不下時，可以采用兩塊或者更多的裝置板擴展使用（注意要共地），也非常方便。另外，該裝置還可以為實驗室開放提供必要的硬件條件，學生可以在課余時間自行設計一些感興趣的電路，在該裝置上做一些創新性的實驗，進一步提高學生的實驗興趣［8－10］。

（3）該裝置便于實驗管理人員的管理與維修。進行設計性實驗時，學生實驗題目選擇以及時間的安排具有繁雜與不確定性，同時每個班實驗進度不同，會增加實驗管理人員的工作量，但該裝置一次可提供多個設計性實驗，實驗管理人員只需在實驗前后檢查一下實驗裝置的情況，將損壞的元器件更換即可，大大降低了實驗管理人員的工作強度。同時裝置的邊框是開放式結構，便于工作人員的維護與維修［11］。

5 結束語

該電子技術實驗裝置外形小巧，價格低廉，既增添了實驗教學設備，又節省了資金投入，還解決了電子技術實驗分組多的難題，而且為硬件維護和實驗內容的擴展提供了便利的條件，同時還提高了研制人員的綜合業務水平［12－13］。

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［1］嚴世勝，鐘承堯，王列峰.新型模擬電子技術實驗裝置的研制［J］.海南師范大學學報：自然科學版，2012，25（3）：283－285.

［2］徐建一，劉文武.電工電子學教學實驗裝置的研制與開發［J］.實驗技術與管理，2005，22（10）：76－78.

［3］張進宏，劉依真.工科非電子類專業的電子綜合實驗系統研制［J］.實驗技術與管理，2012，29（8）：70－72.

［4］錢偉康，方宗達.一種新型的模塊式電子技術實驗裝置［J］.實驗室研究與探索，2002，21（6）：97－99.

［5］馬曉虹，尹向雷.數字電子技術實驗教學中學生創新能力培養的探索［J］.中國現代教育裝備，2012，147（11）：85－86.

［6］郝國法，梁柏華，王濤.DZJS－1型電子技術實驗平臺的研制［J］.實驗室研究與探索，2005，24（2）：48－49.

［7］張學軍.電子綜合實驗系統設計與實現［J］.實驗技術與管理，2005，22（5）：55－58.

［8］張曉暉，陳新華.“數字電子技術”實驗教學的改革與實踐［J］.實驗室研究與探索，2008，27（10）：120－121.

［9］黃小波 林麗純.電子技術實驗室的實驗教學改革與實踐［J］.廣東工業大學學報：社會科學版，2006，6（增刊）：159－160.

［10］秦進平，劉海成，張凌志，等.電類專業數字系統綜合實驗平臺研制［J］.實驗技術與管理，2012，29（6）：75－78.

［11］許雪瑩.模擬電子技術教學實驗裝置的研制［J］.實驗技術與管理，2000，17（3）：50－51.

［12］馬楚儀，張廷鋒.電子技術綜合設計性實驗平臺的建設與實踐［J］.中國現代教育裝備，2009（13）：120－122.

［13］劉新年，趙彥釗.綜合型實驗的教學方法與實踐［J］.高校實驗室工作研究，2005（3）：15－17.