電子信息綜合專業(yè)實(shí)驗(yàn)存在問題及改進(jìn)方法

宋濤 肖漢光 鐘年丙

摘要：根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)際現(xiàn)狀指出當(dāng)前電子信息實(shí)驗(yàn)課普遍存在的一些不良現(xiàn)象，分析了導(dǎo)致這些現(xiàn)象的主觀和客觀原因，根據(jù)實(shí)驗(yàn)課經(jīng)驗(yàn)提出相應(yīng)的改進(jìn)策略和方法，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：電子信息;啟發(fā)式教學(xué);主觀能動(dòng)性

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）06-0250-02

一、實(shí)驗(yàn)課現(xiàn)狀

電子信息綜合專業(yè)實(shí)驗(yàn)是電子信息類本科生必修的實(shí)驗(yàn)課，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)[1-2]，意在讓學(xué)生將學(xué)生所學(xué)的數(shù)電模電、計(jì)算機(jī)硬件、單片機(jī)等課程知識(shí)融會(huì)貫通，通過設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，掌握電子元器件、掌握電路原理、掌握硬件開發(fā)和軟件編程，最終習(xí)得一種重要技能，既是對(duì)本科所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一個(gè)鞏固和落實(shí)，也是對(duì)今后的繼續(xù)學(xué)習(xí)或工作打下基礎(chǔ)。然而事實(shí)上實(shí)驗(yàn)效果并非如此，主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：（1）學(xué)生并沒有將實(shí)驗(yàn)課當(dāng)作一種很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，而覺得是一種任務(wù)和負(fù)擔(dān)，對(duì)實(shí)驗(yàn)課同理論課一樣缺乏興趣，為了上課而上課;（2）學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程過于敷衍，僅僅按照老師所講的原理圖和步驟操作實(shí)驗(yàn)，缺乏自主設(shè)計(jì)的意識(shí)，缺少自己的思考和主觀能動(dòng)性;（3）不明白實(shí)驗(yàn)原理，不理解各種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的原因，出現(xiàn)問題不知道如何排查錯(cuò)誤，不善于對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)和分析;（4）由于實(shí)驗(yàn)通過分組的形式完成，存在分工不明確，很多組員沒有沒有有效地參與實(shí)驗(yàn)。這些現(xiàn)象導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課對(duì)學(xué)生知識(shí)和動(dòng)手能力沒有什么實(shí)質(zhì)性的提高，無法達(dá)到教學(xué)效果。

二、存在問題的原因分析

造成上述實(shí)驗(yàn)課存在的問題有其原因：（1）中國(guó)教學(xué)普遍存在的一個(gè)問題就是習(xí)慣于老師講課，學(xué)生聽課，無論對(duì)與錯(cuò)，均以老師所講為標(biāo)準(zhǔn)，是一種灌輸式教育方法，學(xué)生缺乏主觀能動(dòng)性;（2）進(jìn)入大學(xué)后，由于失去了高中時(shí)代的強(qiáng)力的監(jiān)督和管理，相當(dāng)部分的學(xué)生缺乏自我約束能力，學(xué)習(xí)積極性不高，不愿意花太多的時(shí)間來學(xué)習(xí);（3）受學(xué)校實(shí)驗(yàn)條件的影響，如實(shí)驗(yàn)設(shè)備不夠用、實(shí)驗(yàn)耗材缺失，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中部分學(xué)生難以真正參與其中;（4）實(shí)驗(yàn)開展時(shí)間以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排存在不合理的方面，如電子信息專業(yè)課程主要在大二大三完成學(xué)習(xí)，大四上學(xué)期進(jìn)入了考研和找工作關(guān)鍵期，學(xué)生難以集中投入精力做實(shí)驗(yàn);并且由于距離理論課程學(xué)習(xí)時(shí)間，學(xué)生沒有及時(shí)開展實(shí)驗(yàn)，很多知識(shí)回憶已經(jīng)比較困難;另外由于理論課程設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致知識(shí)存在一定的脫節(jié)現(xiàn)象，如學(xué)生在學(xué)習(xí)完計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)后學(xué)習(xí)以ARM為主的片上系統(tǒng)，而沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)一c51為主的單片機(jī)，學(xué)生對(duì)單片機(jī)的一些基本知識(shí)，如單片機(jī)I/O口結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、基本單片機(jī)系統(tǒng)的組成等都不甚了解，導(dǎo)致有關(guān)單片機(jī)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)很難理解和動(dòng)手設(shè)計(jì)。

三、實(shí)驗(yàn)課改進(jìn)方法

在這諸多原因中，既存在學(xué)生的主觀原因，也存在學(xué)校和老師的客觀原因[3-4]，以致最終難以達(dá)到預(yù)想的實(shí)驗(yàn)效果。針對(duì)這些現(xiàn)象和原因，有必要針對(duì)性地采取相應(yīng)的措施，以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果，提高學(xué)生的能力。

1.針對(duì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)淡薄、主觀能動(dòng)性差的問題，需要加強(qiáng)學(xué)生的預(yù)習(xí)工作。提倡學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)很好的辦法，要提前告知實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并布置適當(dāng)?shù)念}目，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目查漏補(bǔ)缺，有忘記的或者以前遺漏的知識(shí)通過查閱書籍或網(wǎng)上查找資料做前期準(zhǔn)備工作，并通過習(xí)題加以輔助;更為重要的是落實(shí)預(yù)習(xí)，要采取多種方式檢查預(yù)習(xí)情況，逐步做到不預(yù)習(xí)不準(zhǔn)進(jìn)實(shí)驗(yàn)室。例如可采用提問檢查，進(jìn)實(shí)驗(yàn)室前檢查筆記等形式;也可以權(quán)力下放到小組長(zhǎng)，由他們檢查后匯報(bào)。對(duì)于無故不預(yù)習(xí)的學(xué)生，可采取停做實(shí)驗(yàn)先預(yù)習(xí)，課外補(bǔ)做實(shí)驗(yàn)的辦法。這樣要求幾次就逐步走向正規(guī)了。

2.實(shí)驗(yàn)老師需要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。老師應(yīng)當(dāng)提前多次操作實(shí)驗(yàn)，一方面檢查實(shí)驗(yàn)儀器可能存在的問題，一方面發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中容易發(fā)生的錯(cuò)誤，在向?qū)W生講解實(shí)驗(yàn)的基本原理時(shí)，還要著重講解儀器的使用方法和容易發(fā)生的故障，以及本次實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵所在，這樣能減少盲目操作造成儀器的損壞，又能使教師不陷于被動(dòng)地解答學(xué)生的問題之中。實(shí)驗(yàn)中通常一次難以達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果，對(duì)于電子類實(shí)驗(yàn)可能是元器件選擇錯(cuò)誤、參數(shù)選擇錯(cuò)誤或者電路原理圖有誤，通過這種情況下學(xué)生會(huì)顯得很茫然，不知所措，不知問題出在哪里，這時(shí)實(shí)驗(yàn)老師應(yīng)當(dāng)啟發(fā)學(xué)生問題排查方法，如何由實(shí)驗(yàn)結(jié)果逆向查找產(chǎn)生不合理結(jié)果的原因，而不是簡(jiǎn)單地告訴學(xué)生錯(cuò)在哪里。這樣引導(dǎo)，學(xué)生反映收獲大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止學(xué)到一點(diǎn)知識(shí)，更重要的是鍛煉了自己獨(dú)立工作的能力和分析、解決問題的能力。同時(shí)老師也解脫了因排除故障而所致的忙亂，有了指導(dǎo)學(xué)生的主動(dòng)權(quán)。

3.實(shí)驗(yàn)要講究開放性，不能將學(xué)生的思維禁錮在教材上或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書上。在課程講授過程中我們十分強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與，因?yàn)閷W(xué)生的參與程度決定了課程講授的教學(xué)效率，我們需要通過設(shè)問、討論的方式與學(xué)生進(jìn)行雙向交流，結(jié)合自身從事科學(xué)研究的體會(huì)，安排一些開放性的問題，進(jìn)行10分鐘左右的問題討論，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生從多角度、深層次理解重要知識(shí)點(diǎn)，深入思考大膽質(zhì)疑，養(yǎng)成探究開放的意識(shí)和習(xí)慣，做到天高任鳥飛的效果。例如要基于光敏電阻的光電導(dǎo)效應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)開關(guān)電路實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，那么這樣的電路有很多種，都能達(dá)到驗(yàn)證效果，老師可以提供一種參考電路，學(xué)生在理解了電路原理之后就會(huì)帶著自己的想法對(duì)電路進(jìn)行更改，既能達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果也能驗(yàn)證自己的理解和想法。“教”是為了“不教”，在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中，強(qiáng)調(diào)并通過多種方式使學(xué)生能夠生動(dòng)活潑地學(xué)習(xí)，能夠自主地去分析問題、研究問題、解決問題。

4.實(shí)驗(yàn)課時(shí)間和內(nèi)容安排要精心設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程一般分為幾個(gè)階段：第一階段是講授專業(yè)課程的教師在完成一定的教學(xué)任務(wù)后，就需要與實(shí)驗(yàn)室老師聯(lián)系安排實(shí)驗(yàn)課程，安排好時(shí)間和地點(diǎn)并及時(shí)通知上課的學(xué)生。第二階段，由實(shí)驗(yàn)室老師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)工作。一般在學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，實(shí)驗(yàn)室老師都會(huì)給學(xué)生講述實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的基本要求，例如實(shí)驗(yàn)課程的目的、任務(wù)、方法、要求和注意的事項(xiàng)等。然后學(xué)生們分組或單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)。最后一個(gè)階段，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)記錄的資料進(jìn)行整理，并按照規(guī)定的要求撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，按時(shí)交給實(shí)驗(yàn)老師。實(shí)驗(yàn)老師根據(jù)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)的表現(xiàn)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量來給學(xué)生評(píng)出具體的優(yōu)良等級(jí)，作為期末考試的平時(shí)成績(jī)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，實(shí)驗(yàn)老師要細(xì)心地指導(dǎo)學(xué)生，保證學(xué)生都能以極大的熱情投入到實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)活動(dòng)中，并對(duì)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題進(jìn)行分析和討論，使學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)室形成一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的學(xué)習(xí)氛圍。一般來說，一門專業(yè)課程需要安排許多次實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)任務(wù)，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師需要認(rèn)真負(fù)責(zé)地指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)工作，并及時(shí)登記學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)。作為這門課程的平時(shí)成績(jī)，并作為期末考試總評(píng)成績(jī)的重要組成部分。

5.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。為了全面鍛煉和提高學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新意識(shí)，需要把專業(yè)實(shí)驗(yàn)課講授重點(diǎn)放在引導(dǎo)學(xué)生把握該實(shí)驗(yàn)所屬學(xué)科的思維方式和研究方法上，而不僅僅是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟的講解。創(chuàng)新是當(dāng)前中國(guó)學(xué)生最缺乏的一種能力，長(zhǎng)期的灌輸式教育已將學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)磨滅，而一個(gè)優(yōu)秀的學(xué)生一個(gè)優(yōu)秀的人才最需要的就是創(chuàng)新意思和思維。而實(shí)驗(yàn)正是激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的有效手段。通常基于一個(gè)實(shí)驗(yàn)原理可以做很多實(shí)驗(yàn)，例如基于光電耦合器和單片機(jī)可以設(shè)計(jì)一個(gè)頻率計(jì)，那么基于該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理就可以為自行車設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的速度計(jì)、里程表。因此，實(shí)驗(yàn)課要采用啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生放開思維，在了解實(shí)驗(yàn)的基本原理的基礎(chǔ)上充分挖掘?qū)W生的想象力，設(shè)計(jì)出更加新穎和有趣味的實(shí)驗(yàn)甚至能設(shè)計(jì)出一些具有實(shí)用價(jià)值的產(chǎn)品出來。

6.競(jìng)賽與實(shí)驗(yàn)互補(bǔ)。學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)積極性不高主要由于缺乏學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，比較盲目。各類競(jìng)賽是大學(xué)生能參與的重要活動(dòng)之一，如大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，大學(xué)生物理創(chuàng)新競(jìng)賽等，參與競(jìng)賽的同學(xué)經(jīng)常為缺乏實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器而苦惱。因此，可結(jié)合各類電子競(jìng)賽，加大實(shí)驗(yàn)室的開放力度，通過制定相應(yīng)的措施為學(xué)生課余時(shí)間使用實(shí)驗(yàn)設(shè)備提供方便，鼓勵(lì)和支持學(xué)生充分利用實(shí)驗(yàn)室所具備的實(shí)驗(yàn)資源。一方面為學(xué)生競(jìng)賽提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器，一方面激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的熱情和積極性。此外，做好實(shí)驗(yàn)不僅需要使用實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備，還需要做好設(shè)計(jì)和仿真，因此需要學(xué)生學(xué)習(xí)好常用的設(shè)計(jì)仿真軟件，例如keil、Mutisim、proteus、Altium Designer Winter等。讓學(xué)生完整地完成電路設(shè)計(jì)、繪圖制板、程序編寫、焊接、功能調(diào)試等過程。充分利用好這些工具軟件不僅能提高設(shè)計(jì)效率、節(jié)省開發(fā)時(shí)間，還能讓學(xué)生獲得很好的成就感，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

四、總結(jié)

電子信息綜合專業(yè)實(shí)驗(yàn)是電子信息類學(xué)生非常重要的課程，是對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)一個(gè)檢驗(yàn)，也是對(duì)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力和創(chuàng)新能力的一個(gè)鍛煉，因此有必要針對(duì)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)課存在的各種問題，通過有效的措施和手段調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性、提高該門課程的效果，最終達(dá)到培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生動(dòng)手和實(shí)踐能力的目的。

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