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[摘要]文章在分析独立学院基础电路实验教学的现状和存在问题的基础上,提出了一种有利于培养学生动手能力和创新能力的独立学院基础电路实验教学模式,并完善相应的评价体系。该实验模式让学生能够感兴趣地、自主地探索和学习,从而更好地实现应用型人才的培养目标。
[关键词]独立学院 基础电路 实验教学模式
[作者简介]朱继洪(1982- ),男,江西瑞昌人,赣南师范学院科技学院,助理实验师,主要从事电子科学与技术的教学和研究;林枋(1980- ),男,江西赣州人,赣南师范学院科技学院物资设备与实验室管理处处长,讲师,主要从事高校管理与现代教育技术研究;周文谊(1982- ),男,江西宜丰人,江西环境工程职业学院信息工程分院,助教,主要从事电子科学与技术的教学与研究。(江西赣州341000)
[课题项目]本文系2008年江西省高校省级教改课题“独立学院基础电路实验教学的改革研究”的研究成果。(课题编号:JXJG-08-89-5)
[中图分类号]G642.0[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2009)26-0109-02
基础电路主要包括电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等课程,其实验教学是电子信息、通信工程、自动控制类等专业进行基本训练、科学实验的必修基础性课程,在教学中引导整个专业的发展。独立学院相关专业的本科教育培养目标定位在把学生培养成为应用型人才,这就要求独立学院在实验的教学、内容、方法和评测体系等方面必须进行自我探索与设计,形成一套严谨、完善、规范、科学的实验教学体系。全面实施独立学院基础电路实验教学改革,探索出具有独立学院独特的实验教学模式,是培养适应时代需求和本专业工作要求的毕业生的坚实基础。
一、独立学院基础电路实验教学的现状分析
独立学院作为一种新的办学形式,近几年得到迅速发展,各相关专业也初具规模,但其实验教学大部分基本仍由原母体院校实验教学模式衍生出来,与独立学院培养应用型人才的目标有较大差异,基础电路作为电子、通信、自动化控制类等专业的基础课程,其实验教学是培养过程中极为重要的组成部分,如果只停留在传统的实验教学模式上,将达不到完成培养应用型人才的目标定位。传统的基础电路实验教学模式,偏重于验证性实验,实验功能相对单一,在每一次的实验过程中,学生一般只需按照详细的实验讲义操作就能够得到预定的实验结果,学生完全处在一个被动的学习状态,严重束缚了学生主动性的发挥,也不利于培养学生分析问题和解决问题的能力。
二、独立学院基础电路实验教学的改革措施
基础电路实验教学应根据电子类学科发展的规律,面对当代社会的需求,结合独立学院实验教学的实际来开设。基础电路实验教学应具有直观性、实验性、科研性、综合性等特点。随着电子技术和计算机技术的发展,电子设计自动化EDA技术的出现,把计算机仿真技术融合到基础电路实验教学中是一种必然趋势,不需要所有的实验都完全依赖于通过操作实体的实验设备来得出,既避免了枯燥的实验,还给学生一种可以掌控实验的感觉,使学生产生学习兴趣。
新的实验教学模式分为四部分:基本实验单元、验证性实验单元、创新能力实验单元和综合实验单元。各自的侧重点不同,同时在其中穿插计算机仿真技术,在达到实验效果的同时尽量降低实验的难度,提高学生对实验的兴趣。
1.基本实验单元。该实验单元主要要求学生掌握识别、检测各种常见元器件的能力,掌握常见仪器仪表的使用、检测元器件方法。①在这个单元的实验当中,通常实验室只有常见的元器件供学生识别和检测,学生此时对元器件和仪器仪表的接触也很有限,可以穿插计算机仿真技术。例如:在Multisim软件的元器件库有一个3D_VIRTUAL类,这里面有绝大部分常用元器件的3D模型,学生不但可以从外观上识别元器件的形状,而且还可以查看每个器件的详细报告,在仪器一栏中可以查看到常用仪器,在实验室里未完成的都可以在Multisim软件中完成,使用安全、方便。这个单元的实验对于绝大部分的学生都没有任何问题,其关键在于要培养学生实验的兴趣。
2.验证性实验单元。该单元主要是验证课本上的基本定律,并让学生熟练掌握实验的方法和操作规程。作为验证性实验,选用的都是较经典的单元电路,实验中不但要让学生提高分析电路的能力,而且还要做一定改进和运用,如调整元器件参数后观察实验结果的变化。这些实验的开设可以在传统的基础电路实验中进行选择,保留少部分非常经典的验证实验内容,将大部分进行压缩,被压缩的实验学生可在Multisim软件中实现,通过仿真技术对电路进行分析和观察,而且改变元器件的参数极为方便,学生只需把主要精力花在电路原理分析上即可。
3.创新能力实验单元。该单元要尽可能地激发学生探索学习的兴趣,让学生自主学习。如让学生通过不同的方式自主设计一个放大电路,规定好电路主要性能指标,而且此电路的放大倍数可调,但对元器件的选择不做限制,让学生先在Multisim软件中进行仿真设计,通过后再进行实际电路的焊接、调试,设计成功后形成书面报告。又如让学生自主设计一个方波发生器,要求频率和占空比都具有可调性,仿真成功后再进行实际电路的焊接、调试,最后形成书面报告等。通过若干自主设计的单元电路实验,学生会养成良好的学习习惯和处理实际问题的能力,并能够在做每一步时心中有数,为综合实验单元实验打下良好基础。
4.综合实验单元。该单元主要培养学生独立处理问题的能力,除了要求学生掌握理论知识,还要求学生加强分析实际电路和处理电路故障的能力,对能力较高的学生,还要求具有一定的电路设计能力。综合性实验单元实际上是前面各单元实验的相互结合。比如在“多路智力竞赛抢答器设计”这个实验中,就包含了抢答电路设计、整机电路设计等五个部分,前四部分都是小的实验单元,学生只有将其处理好,才能够完成最后的整机电路设计。综合性实验单元涉及的知识比较全面,不但要求学生全面地掌握理论知识,还要求具有处理实际电路问题的能力。该实验难度相对较大,同样可以通过先软件仿真,在软件中每个小部分都通过了之后,再进行综合的电路仿真,成功后再进行实际电路的焊接、调试,形成书面报告。
在综合实验单元中,有一些相对简单的实验是学生必须要完成的,学生也可以选择两种方法:一是软件仿真完成即可;二是软件仿真完成之后,还必须有实际成功的电路才算完成。相对复杂的实验可作为选择性实验,学生根据自己的能力进行选择,也可以几个学生合作完成,这些实验的知识跨度比较大,特别能够提高学生分析电路、排除电路故障、相互协作的能力。
三、独立学院基础电路实验教学的实现和评价体系的建立
新的实验教学模式的结构体系如下图所示。
可见,新的实验教学模式基本沿着预习—实验—处理数据—完成报告的步骤,不同的是在这些步骤中穿插了软件仿真。正是由于软件仿真的作用,很好地起到了激发学生学习、探索兴趣的作用。在实际教学中,有的实验只要软件仿真通过即可,有的实验不仅要通过软件仿真,还要完成实际操作。这就需要教师把握好度,让学生在轻松的氛围中掌握实验内容。
[关键词]独立学院 基础电路 实验教学模式
[作者简介]朱继洪(1982- ),男,江西瑞昌人,赣南师范学院科技学院,助理实验师,主要从事电子科学与技术的教学和研究;林枋(1980- ),男,江西赣州人,赣南师范学院科技学院物资设备与实验室管理处处长,讲师,主要从事高校管理与现代教育技术研究;周文谊(1982- ),男,江西宜丰人,江西环境工程职业学院信息工程分院,助教,主要从事电子科学与技术的教学与研究。(江西赣州341000)
[课题项目]本文系2008年江西省高校省级教改课题“独立学院基础电路实验教学的改革研究”的研究成果。(课题编号:JXJG-08-89-5)
[中图分类号]G642.0[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2009)26-0109-02
基础电路主要包括电路分析、模拟电子技术、数字电子技术等课程,其实验教学是电子信息、通信工程、自动控制类等专业进行基本训练、科学实验的必修基础性课程,在教学中引导整个专业的发展。独立学院相关专业的本科教育培养目标定位在把学生培养成为应用型人才,这就要求独立学院在实验的教学、内容、方法和评测体系等方面必须进行自我探索与设计,形成一套严谨、完善、规范、科学的实验教学体系。全面实施独立学院基础电路实验教学改革,探索出具有独立学院独特的实验教学模式,是培养适应时代需求和本专业工作要求的毕业生的坚实基础。
一、独立学院基础电路实验教学的现状分析
独立学院作为一种新的办学形式,近几年得到迅速发展,各相关专业也初具规模,但其实验教学大部分基本仍由原母体院校实验教学模式衍生出来,与独立学院培养应用型人才的目标有较大差异,基础电路作为电子、通信、自动化控制类等专业的基础课程,其实验教学是培养过程中极为重要的组成部分,如果只停留在传统的实验教学模式上,将达不到完成培养应用型人才的目标定位。传统的基础电路实验教学模式,偏重于验证性实验,实验功能相对单一,在每一次的实验过程中,学生一般只需按照详细的实验讲义操作就能够得到预定的实验结果,学生完全处在一个被动的学习状态,严重束缚了学生主动性的发挥,也不利于培养学生分析问题和解决问题的能力。
二、独立学院基础电路实验教学的改革措施
基础电路实验教学应根据电子类学科发展的规律,面对当代社会的需求,结合独立学院实验教学的实际来开设。基础电路实验教学应具有直观性、实验性、科研性、综合性等特点。随着电子技术和计算机技术的发展,电子设计自动化EDA技术的出现,把计算机仿真技术融合到基础电路实验教学中是一种必然趋势,不需要所有的实验都完全依赖于通过操作实体的实验设备来得出,既避免了枯燥的实验,还给学生一种可以掌控实验的感觉,使学生产生学习兴趣。
新的实验教学模式分为四部分:基本实验单元、验证性实验单元、创新能力实验单元和综合实验单元。各自的侧重点不同,同时在其中穿插计算机仿真技术,在达到实验效果的同时尽量降低实验的难度,提高学生对实验的兴趣。
1.基本实验单元。该实验单元主要要求学生掌握识别、检测各种常见元器件的能力,掌握常见仪器仪表的使用、检测元器件方法。①在这个单元的实验当中,通常实验室只有常见的元器件供学生识别和检测,学生此时对元器件和仪器仪表的接触也很有限,可以穿插计算机仿真技术。例如:在Multisim软件的元器件库有一个3D_VIRTUAL类,这里面有绝大部分常用元器件的3D模型,学生不但可以从外观上识别元器件的形状,而且还可以查看每个器件的详细报告,在仪器一栏中可以查看到常用仪器,在实验室里未完成的都可以在Multisim软件中完成,使用安全、方便。这个单元的实验对于绝大部分的学生都没有任何问题,其关键在于要培养学生实验的兴趣。
2.验证性实验单元。该单元主要是验证课本上的基本定律,并让学生熟练掌握实验的方法和操作规程。作为验证性实验,选用的都是较经典的单元电路,实验中不但要让学生提高分析电路的能力,而且还要做一定改进和运用,如调整元器件参数后观察实验结果的变化。这些实验的开设可以在传统的基础电路实验中进行选择,保留少部分非常经典的验证实验内容,将大部分进行压缩,被压缩的实验学生可在Multisim软件中实现,通过仿真技术对电路进行分析和观察,而且改变元器件的参数极为方便,学生只需把主要精力花在电路原理分析上即可。
3.创新能力实验单元。该单元要尽可能地激发学生探索学习的兴趣,让学生自主学习。如让学生通过不同的方式自主设计一个放大电路,规定好电路主要性能指标,而且此电路的放大倍数可调,但对元器件的选择不做限制,让学生先在Multisim软件中进行仿真设计,通过后再进行实际电路的焊接、调试,设计成功后形成书面报告。又如让学生自主设计一个方波发生器,要求频率和占空比都具有可调性,仿真成功后再进行实际电路的焊接、调试,最后形成书面报告等。通过若干自主设计的单元电路实验,学生会养成良好的学习习惯和处理实际问题的能力,并能够在做每一步时心中有数,为综合实验单元实验打下良好基础。
4.综合实验单元。该单元主要培养学生独立处理问题的能力,除了要求学生掌握理论知识,还要求学生加强分析实际电路和处理电路故障的能力,对能力较高的学生,还要求具有一定的电路设计能力。综合性实验单元实际上是前面各单元实验的相互结合。比如在“多路智力竞赛抢答器设计”这个实验中,就包含了抢答电路设计、整机电路设计等五个部分,前四部分都是小的实验单元,学生只有将其处理好,才能够完成最后的整机电路设计。综合性实验单元涉及的知识比较全面,不但要求学生全面地掌握理论知识,还要求具有处理实际电路问题的能力。该实验难度相对较大,同样可以通过先软件仿真,在软件中每个小部分都通过了之后,再进行综合的电路仿真,成功后再进行实际电路的焊接、调试,形成书面报告。
在综合实验单元中,有一些相对简单的实验是学生必须要完成的,学生也可以选择两种方法:一是软件仿真完成即可;二是软件仿真完成之后,还必须有实际成功的电路才算完成。相对复杂的实验可作为选择性实验,学生根据自己的能力进行选择,也可以几个学生合作完成,这些实验的知识跨度比较大,特别能够提高学生分析电路、排除电路故障、相互协作的能力。
三、独立学院基础电路实验教学的实现和评价体系的建立
新的实验教学模式的结构体系如下图所示。
可见,新的实验教学模式基本沿着预习—实验—处理数据—完成报告的步骤,不同的是在这些步骤中穿插了软件仿真。正是由于软件仿真的作用,很好地起到了激发学生学习、探索兴趣的作用。在实际教学中,有的实验只要软件仿真通过即可,有的实验不仅要通过软件仿真,还要完成实际操作。这就需要教师把握好度,让学生在轻松的氛围中掌握实验内容。