電子設計開放實驗教學的研究與探索

西北民族大學電氣工程學院　蘇玉萍

電子設計開放實驗教學的研究與探索

西北民族大學電氣工程學院蘇玉萍

各高校開展開放式實驗教學是一種全新的嘗試。文章分析了電子設計開放實驗的重要性，從開放實驗課題、開放形式和成績評定等方面對電子設計開放式教學進行總結，希冀與國內院校探討開放實驗教學，共同提高電子類學生動手實踐創新能力。

電子設計；開放實驗；教學

一、引言

電子設計能力是高等學校培養電子類專業學生能力的一個重要方面，培養學生能在科研機構或企事業單位從事電子設計、研究、技術開發等方面工作。學生應具備較強的實驗操作能力，但由于實驗課時等各類原因限制，各高校只能選擇做一些具有代表性的實驗，一些具有探索性和趣味性的實驗無法開設。選擇開放實驗，打破實驗內容和時間的限制，注重培養學生的自主性和創造性，有利于提高學生的實驗操作技能和科研創新能力。

二、開放實驗課題的選擇

根據開放實驗的特點選擇不同層次的實驗教學內容，可將開放實驗分為專業基礎實驗、綜合性實驗、科研創新性實驗，安排不同年級的學生選做相關部分的實驗項目，達到因材施教的目的。對低年級學生要求重點選擇基礎實驗，對二年級或三年級學生可以選取一些綜合性實驗或趣味性實驗。對高年級學生重點培養創新性實驗。

1、專業基礎實驗

專業基礎開放實驗主要面向學生普及電子類知識，內容涉及萬用表、示波器、函數信號發生器、數字交流毫伏表、穩壓電源等常用儀器的使用方法；基本元器件的識別和用法，包括電阻、電容、二極管、三極管、穩壓管、數碼管，蜂鳴器、繼電器、光耦、晶閘管等；基本電子線路的測量方法和安裝能力，查找和排除器件故障的能力；正確記錄、處理、分析實驗數據、寫出完整的設計報告的能力。學生剛入學對電子器件有濃厚的興趣，可安排到實驗室進行基礎實驗的學習。

2、綜合性實驗

在學習了電子類基礎課程后，學生已經初步掌握了電子類的相關知識，開放實驗可以針對簡單的實際問題，可以讓學生從電路設計、制作、焊接到最終提交報告，完成一個系統的設計過程。或者學校可以采購電子散件，例如音響散件，萬用表散件、收音機散件等，使學生了解其工作原理，完成電路焊接、調試、文檔整理等各個環節，從而系統地掌握電子設計各項技能。也可以增加一些趣味性實驗，比如電子狗，裝入電池后，在聲控、磁控、光照滿足任一條件下小狗即可行走，并伴有小狗的全叫聲。這樣既提高了學生的動手能力，又提高了學習興趣。

3、科研創新性實驗

針對高年級學生，開放實驗項目的選取可以是與教師科研相關的實驗項目，也可以是學生自己提出的有創意的研究課題。學校每年都要組織學生參加國家、省級教育機構舉辦的各種競賽活動，例如電子設計、節能減排、藍橋杯、挑戰杯等科技大賽，比賽內容往往比較新穎和獨特，開放實驗也可以將這些比賽內容轉化為開放實驗內容。既擴大了開放實驗的廣度，也使學生接觸到前沿的知識，開闊了學生視野。

三、實驗教學開放形式

1、實驗時間開放

設有專門的開放實驗室，開放實驗室全天開放，部分教學實驗室在滿足基本教學的情況下也可適當開放，學生可以在課堂之余去實驗室完成開放實驗，安排指導教師值班并負責答疑，極大地提高了實驗室的利用率。

2、實驗元器件開放

在開放實驗室中集中設置元器件柜子，將常用的電阻、電容等價格較為便宜的器件分門別類存放，學生在做好相關登記的情況下可以自由取用。部分特殊器件價格在老師把關的情況下允許學生自行采購，實驗結束后統一報銷，將元器件或作品上交。這樣既減輕了老師的工作量，也能使學生全方位了解所用的器材、會估算其價格，有助于培養學生的自理能力。

3、實驗場地開放

實驗室配置一些常用電子類工具，比如烙鐵，焊絲，螺絲刀，鉗子等。學生自帶電腦，可以在實驗室完成器件的焊接和調試工作。也可以在宿舍或其他實踐基地完成。

四、成績評定標準

開放實驗不同于傳統的課堂實驗，時間和場地較為靈活，對開放實驗項目的評價不能只重視結果，需要建立一套立體化評價方式。開放實驗的考核包括平時成績、實驗報告成績以及答辯成績，將這三項按照一定比例確定最終成績。

平時成績考核包括學生的出勤、實驗態度、實驗紀律、實際操作能力等多方面因素。

實驗報告評定包括數據原始記錄、方案設計合理程度、思路是否清晰、結果和分析討論的深入程度、報告嚴謹規范程度等。

答辯成績由學生對自己的設計進行陳述，指導老師或答辯組成員提出問題，學生回答給出相應成績。如果有實物或設計作品，可以通過演示，檢查焊接、實現功能的情況綜合給出答辯成績。

五、建立和完善規章制度

實驗室開放的同時不僅增加了儀器設備維護的工作量， 也增加了元器件的損耗量。因此建立儀器設備登記借用制度、元器件領用管理辦法等是非常有必要的。建立了良好的制度， 必須貫徹執行。另外要建立健全電子設計開放實驗作品檔案管理制度， 對設計新穎的作品要建檔保存， 同時， 要搜集其他院校優秀獲獎作品資料， 找出差距，總結經驗。

六、加強對在職人員的培訓

電子設計開放實驗也是對老師和實驗技術人員綜合素質和能力的檢驗。要確保開放實驗順利進行，必須要具有實驗技能水平高的實驗室工作人員，安排現有人員到企業學習或聘請有經驗的專家到現場傳授經驗，提高他們的專業技能水平。同時要加強常規儀器設備的維護、維修、多媒體、網絡技術應用的培訓，不斷提高實驗技術隊伍的業務能力。

七、結語

我校電子設計開放實驗教學過程中選用了自動魚食投放、智能

澆水花盆、家庭防盜報警系統、語音控制小車等設計課題，學生對這些課題很感興趣。開放實驗實施以來，取得了顯著的成績，學生在各類大賽中獲得了諸多獎項，提高了動手實踐創新能力。由于一些原因，開放實驗的普及率不夠高，部分開放實驗項目學生參與意識不強，希冀在學校層面建立一套激勵學生積極參與開放實驗的措施。將開放實驗納入學生實踐教學環節中，通過學分的形式或者采取與各類競賽相結合的形式激勵和督促學生參與開放實驗，也可以在申請大學生創新創業項目時優先考慮，將學生參加開放實驗變成一種自發的行為。

［1］邊曉明，吳嶺清.電子設計創新實驗室開放模式探索［J］.實驗科學與技術.2010，Vol.8（6）：73-76.

［2］肖看，尹仕，嚴國萍.創新型電工電子全開放實驗教學模式探索與實踐［J］.實驗室研究與探索.2010，Vol.29（4）：79-82.

［3］劉喬壽，黃沛昱.電子信息類開放實驗教學模式［J］.實驗室研究與探索.2013， Vol.32（7）：157-159.

［4］馬鈞，何純芳.開放性電子創新實驗教學的探索與實踐［J］.電氣電子教學學報.2013，Vol.35（4）：112-113.

蘇玉萍（1979—），女，甘肅白銀人，工學碩士，高級實驗師，主要從事電子相關方向的實驗教學和科研工作。