高校電子電路課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新路徑探索

□蔣嘯天

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來臨，促進(jìn)電子通信行業(yè)的快速發(fā)展，電子信息技術(shù)正向網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化方向發(fā)展，電子信息類專業(yè)大學(xué)生是信息化社會(huì)“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的生力軍，是電子信息產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新的中堅(jiān)力量，為適應(yīng)信息化社會(huì)對(duì)應(yīng)用型和創(chuàng)新型人才的需求，必須提高大學(xué)生實(shí)踐能力、研究能力和創(chuàng)新能力，積極探索電子電路課程實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新的有效路徑。電子電路課程是高校電子信息類專業(yè)重要的必修課程，是以后學(xué)習(xí)數(shù)字信號(hào)處理、通信原理以及高頻電子線路等后續(xù)課程的基礎(chǔ)。電子電路課程實(shí)驗(yàn)是電子信息類專業(yè)一門重要的實(shí)驗(yàn)課程，集電子電路設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、電路仿真與調(diào)試于一體，電子電路設(shè)計(jì)與制作能力的高低是大學(xué)生實(shí)踐能力的綜合體現(xiàn)。電子電路課程實(shí)驗(yàn)以電子產(chǎn)品為載體，要求學(xué)生通過事前預(yù)習(xí)、查閱資料、方案設(shè)計(jì)、電路安裝、電路調(diào)試、電路檢測(cè)等環(huán)節(jié)鞏固電路理論知識(shí)，驗(yàn)證電路理論的正確性，掌握電子電路基本實(shí)驗(yàn)方法，熟悉實(shí)驗(yàn)儀器使用方法，了解實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)，遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，學(xué)生在教師指導(dǎo)下進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊(cè)操作流程，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒁蠛腿蝿?wù)，正確使用儀器設(shè)備，熟悉實(shí)驗(yàn)流程以及注意事項(xiàng)等，準(zhǔn)確識(shí)別和選用電子元器件，學(xué)會(huì)運(yùn)用電子測(cè)量?jī)x器，按照設(shè)計(jì)好的電路圖在面包板上搭接實(shí)用電路，認(rèn)真記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并及時(shí)保存，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在電路板上及時(shí)完成安裝和焊接電路，確保電子電路安裝的準(zhǔn)確性與合理性。開展電子電路課程實(shí)驗(yàn)，能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電路理論與實(shí)驗(yàn)的興趣，提高大學(xué)生電子電路設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試與檢測(cè)能力，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與能力同步增長(zhǎng)。推動(dòng)電子電路課程實(shí)驗(yàn)由簡(jiǎn)到繁、層層遞進(jìn)，由簡(jiǎn)單電路實(shí)驗(yàn)向復(fù)雜電路實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，由單一電路實(shí)驗(yàn)向綜合電路實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，由課程電路實(shí)驗(yàn)向綜合型專題實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目演變，為以后專業(yè)綜合性實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)打好基礎(chǔ)，增強(qiáng)電子信息產(chǎn)品設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力，提高運(yùn)用電子電路知識(shí)與技能分析問題和解決問題的實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。

一、電子電路課程實(shí)驗(yàn)操作方法

(一)電子電路課程實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)開始前，在教師指導(dǎo)下學(xué)生根據(jù)課程實(shí)驗(yàn)要求做好參數(shù)設(shè)定、模塊設(shè)計(jì)、整體分析、電路圖構(gòu)建等各項(xiàng)工作。選定電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目之前做好系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能調(diào)查研究，了解設(shè)計(jì)要求，通過查找資料和理論推算，確定單元電路各種參數(shù)數(shù)值,完成繪制電路框架設(shè)計(jì)圖，每一種電路設(shè)計(jì)過程也不盡相同，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同設(shè)計(jì)要求，從科學(xué)性、合理性和實(shí)用性等方面進(jìn)行篩選，確保電路設(shè)計(jì)最佳方案，明確功能要求，實(shí)現(xiàn)功能目標(biāo)。復(fù)雜電路都是由許多小的功能模塊組成的，確定總體設(shè)計(jì)方案之后，開始詳細(xì)設(shè)計(jì)每個(gè)功能模塊，確定需要的主要器件，畫出設(shè)計(jì)框圖，根據(jù)設(shè)計(jì)框圖，將各個(gè)部分的組件進(jìn)行連接和組裝，組成一個(gè)符合要求并且完整的電路，畫出單元電路圖，整合各單元電路，畫出整體電路圖，并給出相應(yīng)的元器件分布圖、接線圖等，安裝元器件，連接線路，焊接電路板圖，保證電路設(shè)計(jì)的科學(xué)性、穩(wěn)定性和完善性。

(二)電子電路課程實(shí)驗(yàn)調(diào)試與檢測(cè)。任何一個(gè)電子電路在組裝好之后，都要進(jìn)行電路調(diào)試與檢測(cè)，將整個(gè)電子電路分成小模塊，然后根據(jù)元件不同的單元功能對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行單獨(dú)調(diào)試，選擇配套儀器檢查，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。根據(jù)電路設(shè)計(jì)圖紙對(duì)所有電路進(jìn)行測(cè)試，利用相關(guān)儀器儀表測(cè)量各種參數(shù)，觀察電路中電子元件是否正常工作，檢測(cè)電路運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)值變化，運(yùn)用示波器觀察輸入、輸出信號(hào)的波形形狀、信號(hào)幅值、相位關(guān)系、頻率等參數(shù)值的變化是否與理論計(jì)算參考值相符。通電前，檢查電子電路的線路連接是否正確，是否出現(xiàn)多接、漏接、錯(cuò)接等現(xiàn)象，檢查各種元器件的安裝是否正確；通電后，觀察各項(xiàng)性能指標(biāo)是否正常，元件是否出現(xiàn)過熱、異味等不良情況，判斷是否存在電路故障，有沒有出現(xiàn)冒煙的現(xiàn)象，如果有異常情況，可能是出現(xiàn)了短路或者元器件負(fù)載過高，應(yīng)立即斷電檢查，準(zhǔn)確定位故障單元，找出故障的根源所在，完成電路通路連接。

二、電子電路課程實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新路徑

(一)調(diào)整課程實(shí)驗(yàn)開設(shè)時(shí)間。通常電子電路基礎(chǔ)理論和電子電路實(shí)驗(yàn)(上)和(下)分為3個(gè)學(xué)期開設(shè)，第三學(xué)期開設(shè)電子電路基礎(chǔ)理論和電子電路實(shí)驗(yàn)(上)，同一學(xué)期進(jìn)行理論教學(xué)和電子電路實(shí)驗(yàn)(上)學(xué)習(xí)與考試，學(xué)習(xí)效果較好；第四學(xué)期再開設(shè)電子電路實(shí)驗(yàn)(下)實(shí)驗(yàn)，電子電路基礎(chǔ)理論已經(jīng)在第三學(xué)期上完，學(xué)生已經(jīng)忘記電子電路基礎(chǔ)理論內(nèi)容，課程實(shí)驗(yàn)效果可能不太好。建議調(diào)整電子電路課程實(shí)驗(yàn)(上)和(下)時(shí)間，第三學(xué)期同時(shí)安排電子電路基礎(chǔ)理論課程以及電子電路實(shí)驗(yàn)(上)和(下)，第8～9周安排電子電路實(shí)驗(yàn)(上)及考試，電子電路基礎(chǔ)理論第15周上課結(jié)束，第16周開始理論課程考試，第17～18周安排電子電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(下)及考試，同一學(xué)期開設(shè)3門課程及實(shí)驗(yàn)課，雖然時(shí)間比較緊張，但電子電路基礎(chǔ)理論、單元實(shí)驗(yàn)和課程綜合實(shí)驗(yàn)同一學(xué)期同步開設(shè)，能夠做到理論緊密聯(lián)系實(shí)際，教學(xué)效果比較好。

(二)改革課程實(shí)驗(yàn)考核方法。為保證電子電路課程實(shí)驗(yàn)順利完成，學(xué)生應(yīng)當(dāng)注重課前實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，鞏固課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，做好實(shí)驗(yàn)前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，才能達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)效果。建立多元化教學(xué)考核體系，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)過程管理與考核，學(xué)生不僅要關(guān)注實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果，更要重視實(shí)驗(yàn)過程的學(xué)習(xí)與平時(shí)實(shí)驗(yàn)技能的訓(xùn)練。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真做好每一次電路實(shí)驗(yàn)，按照學(xué)生學(xué)號(hào)隨機(jī)抽選，實(shí)驗(yàn)題目各不一樣，避免學(xué)生相互抄襲。電子電路實(shí)驗(yàn)成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)成績(jī)兩部分組成，按不同權(quán)重計(jì)算平均分，平時(shí)成績(jī)占比30%，實(shí)驗(yàn)考核成績(jī)占70%，平時(shí)成績(jī)主要由課前預(yù)習(xí)、方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)陳述、學(xué)生出勤等環(huán)節(jié)組成，實(shí)驗(yàn)成績(jī)由電路圖設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)儀器整理、故障排除、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫等環(huán)節(jié)組成。此外，鼓勵(lì)大學(xué)生參加電子設(shè)計(jì)大賽、互聯(lián)網(wǎng)大賽以及機(jī)器人大賽等創(chuàng)新項(xiàng)目，形成平時(shí)成績(jī)與實(shí)驗(yàn)成績(jī)相結(jié)合、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)與課外實(shí)踐相結(jié)合、理論成績(jī)與實(shí)驗(yàn)成績(jī)相結(jié)合的考核體系，全面客觀地評(píng)價(jià)大學(xué)生電子電路實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)過程與考核結(jié)果。

(三)實(shí)現(xiàn)由課程實(shí)驗(yàn)向綜合性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)拓展。加強(qiáng)綜合性和創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目訓(xùn)練與實(shí)踐，由課程實(shí)驗(yàn)逐步向綜合性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)拓展。課程實(shí)驗(yàn)可以培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)驗(yàn)技能與專業(yè)素養(yǎng)，通常由教師現(xiàn)場(chǎng)演示，介紹電子設(shè)備與儀器使用與電路測(cè)量方法，通過實(shí)物實(shí)驗(yàn)，增加感性認(rèn)識(shí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生動(dòng)手能力，使得學(xué)生基本掌握電子電路課程實(shí)驗(yàn)方法和主要電子儀器設(shè)備的使用方法；開展綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在確定實(shí)驗(yàn)課題項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，增加實(shí)驗(yàn)深度與難度，提高學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)與技能完成電子電路設(shè)計(jì)的綜合能力。學(xué)生根據(jù)創(chuàng)新性項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)任務(wù)和要求，自己動(dòng)手動(dòng)腦，自主學(xué)習(xí)與研究，通過查閱文獻(xiàn)資料，確定電路設(shè)計(jì)方案，選定電子元器件，自行設(shè)計(jì)電路圖，及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、繪制圖表、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果等，鍛煉了大學(xué)生信息收集加工與綜合運(yùn)用能力，培養(yǎng)了大學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力；開展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，鼓勵(lì)大學(xué)生積極參加各級(jí)學(xué)科競(jìng)賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目，通過舉辦各類電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽和參與學(xué)校科研項(xiàng)目，以項(xiàng)目和競(jìng)賽推動(dòng)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目開展，積累和提升實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)與技能，這是大學(xué)生自主研究和實(shí)踐探索電子科學(xué)技術(shù)實(shí)際運(yùn)用的過程，也是社會(huì)選拔實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力突出優(yōu)秀人才的過程，標(biāo)志著電子電路實(shí)驗(yàn)技能已經(jīng)進(jìn)入自主創(chuàng)新階段。

(四)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)室是開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的重要場(chǎng)所。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室開放性管理，師生共同參與實(shí)驗(yàn)室管理，實(shí)行開放時(shí)間全天候，學(xué)生可以通過網(wǎng)上預(yù)約系統(tǒng)，預(yù)約實(shí)驗(yàn)中心網(wǎng)站登記，實(shí)現(xiàn)授權(quán)開門和遠(yuǎn)程監(jiān)控，學(xué)生自覺遵守實(shí)驗(yàn)室規(guī)章制度、操作流程以及注意事項(xiàng)，可以自己選器件、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，隨時(shí)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)、制圖、安裝、焊接、調(diào)試等各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，大學(xué)生通過自主實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新研究品嘗勞動(dòng)的艱辛與實(shí)踐的樂趣，享受到成功的喜悅與收獲，能夠培養(yǎng)科學(xué)研究意識(shí)與創(chuàng)新思維，提高實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。為了適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代飛速發(fā)展和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的需要，必須加強(qiáng)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，教師把電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展新技術(shù)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理念教育融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，滿足各層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，不僅要符合電子技術(shù)課程實(shí)驗(yàn)的要求，適應(yīng)電子電路的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、檢測(cè)以及使用需要，而且還要滿足綜合性和創(chuàng)新性試驗(yàn)項(xiàng)目的需要，應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)大學(xué)生積極投身科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中，選擇“創(chuàng)新”課題項(xiàng)目以及各級(jí)各類電子設(shè)計(jì)比賽項(xiàng)目進(jìn)行訓(xùn)練與創(chuàng)新。

三、結(jié)語

綜上所述，電子電路課程實(shí)驗(yàn)是教學(xué)活動(dòng)的重要組成部分，是理論教學(xué)的升華與延伸，電子電路課程實(shí)驗(yàn)是實(shí)現(xiàn)電路理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力的有效路徑。電子電路課程實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)技能和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度，提高學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力。電子科技水平高低是國(guó)家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志，電子通信行業(yè)是我國(guó)重要的產(chǎn)業(yè)，適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代高速發(fā)展的需要，需要大量的電子信息產(chǎn)品設(shè)計(jì)和維護(hù)人才，面對(duì)國(guó)內(nèi)外科技競(jìng)爭(zhēng)壓力，必須提高我國(guó)電子信息產(chǎn)品質(zhì)量和科技水平的核心競(jìng)爭(zhēng)能力，大力培養(yǎng)具有實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力高素質(zhì)的電子科學(xué)技術(shù)人才。