本文作者：武林 汪金山 潘日敏 楊曉雨 單位：浙江師范大學電工電子實驗教學中心

在專業(yè)基礎(chǔ)課程基礎(chǔ)上，以學習設(shè)計性實驗方法、培養(yǎng)電子設(shè)計能力為目的。在專業(yè)設(shè)計型課程中開設(shè)以設(shè)計性實驗為主的實驗項目。掌握電子電路設(shè)計方法與技能。適用于中年級的理工科專業(yè)。主要開設(shè)模電課程設(shè)計、數(shù)電課程設(shè)計、單片機課程設(shè)計、電子線路設(shè)計、電子系統(tǒng)設(shè)計、感測技術(shù)、可編程邏輯器件與VHDL語言、DSP技術(shù)及應(yīng)用、現(xiàn)代虛擬儀器技術(shù)等設(shè)計性實驗課程。綜合應(yīng)用型實驗課程。在專業(yè)基礎(chǔ)和設(shè)計型課程基礎(chǔ)上，以學習綜合應(yīng)用性實驗方法、提高學生綜合應(yīng)用知識能力為目的。在專業(yè)提高型課程中開設(shè)以綜合性、應(yīng)用性為主的實驗項目，注重學生綜合應(yīng)用知識能力的培養(yǎng)，適用于高年級理工科專業(yè)。應(yīng)開設(shè)PLC技術(shù)及應(yīng)用、單片機高級應(yīng)用、電工技術(shù)、家用電器、光纖通信、微波技術(shù)、電子工藝實訓(xùn)等實驗課程。研究創(chuàng)新型實驗課程。在專業(yè)課程學習基礎(chǔ)上，以安排研究創(chuàng)新型實驗內(nèi)容為主，學習探究性實驗方法與技術(shù)、培養(yǎng)研究創(chuàng)新能力為目的開設(shè)探究型實驗項目。注重學生研究性學習和創(chuàng)新精神培養(yǎng)，適用于中高年級的理工科專業(yè)。開設(shè)電子系統(tǒng)綜合設(shè)計與實踐、電子專業(yè)綜合實訓(xùn)、智能機器人、飛思卡爾嵌入式系統(tǒng)、智能汽車競賽培訓(xùn)、學生開放實驗項目、學生研究性學習和創(chuàng)新項目、專業(yè)實習、畢業(yè)設(shè)計、校企合作項目等實踐性為主的內(nèi)容。中心按照課程群的模式開展各項實踐教學活動。為逐步培養(yǎng)學生的基礎(chǔ)技能、設(shè)計能力、綜合應(yīng)用能力、研究創(chuàng)新能力提供了明確的教學引導(dǎo)和課程保障。

實驗教學內(nèi)容

為了貫徹和執(zhí)行實驗教學改革方案，提高實驗教學質(zhì)量，中心組織經(jīng)驗豐富的實驗教學人員在編寫3部有代表性的實驗教材———《電子基本技能訓(xùn)練》、《電子電路基礎(chǔ)實驗與課程設(shè)計》和《電子綜合設(shè)計與實踐》，并準備正式出版。另外根據(jù)實驗教學需要，修訂實驗指導(dǎo)書15冊。中心開出25門實驗課程，開出200多個實驗項目。其中驗證性、設(shè)計性、綜合應(yīng)用性、研究創(chuàng)新性實驗項目所占比例約為:驗證性占34%;設(shè)計性實驗占31%;綜合應(yīng)用性實驗占22%;研究創(chuàng)新性實驗占13%。從中可知設(shè)計性、綜合應(yīng)用性和研究創(chuàng)新性實驗占2/3。

實驗教學方法與手段

中心依據(jù)現(xiàn)代教育的理念和創(chuàng)新要求，積極探索電工電子實驗教學的新技術(shù)、新方法和新手段，經(jīng)過不斷地總結(jié)和提高，形成具有特色的實驗教學方法與手段，將實驗項目歸類為驗證性、設(shè)計性、綜合應(yīng)用性、研究創(chuàng)新性4類，擬采用不同的教學模式，提高實驗教學質(zhì)量［6－7］。

主要采用“以學生為主，教師引導(dǎo)”的實驗教學方法。在實驗教學中我們強調(diào)學生的主體作用，特別注意增強學生的自主性，這是實驗教學方法改革的核心。整個實驗過程均強調(diào)必須由學生獨立自主地完成。教師的主導(dǎo)作用表現(xiàn)為策劃、引導(dǎo)和激勵，例如項目原理解析、方案可行性的審核、疑難問題的指導(dǎo)及實驗結(jié)果的檢查分析等。

采用現(xiàn)代教育技術(shù)手段。實驗課程的課件包含相關(guān)實驗指導(dǎo)、實驗過程、方法等，有的實驗還提供了網(wǎng)上虛擬實驗方法;目前中心各實驗室都配備了多媒體投影設(shè)備，所有實驗課都可采用電子教案授課。中心將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到實驗教學管理中。建立實驗教學中心Web網(wǎng)站，實現(xiàn)實驗教學資源的網(wǎng)絡(luò)化與信息共享，提高實驗教學資源的利用率。建設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程，將實驗教師及其指導(dǎo)內(nèi)容、相關(guān)資源等信息公布在網(wǎng)上，方便學生通過網(wǎng)絡(luò)進行實驗預(yù)習、遞交設(shè)計方案及實驗報告、學生實驗成績查詢等，還可以進行實驗材料申領(lǐng)、實驗室開放查詢;提供學生與學生、學生與教師交流討論的網(wǎng)絡(luò)平臺［8］。

積極拓展實驗教學內(nèi)容。在驗證性實驗項目的基礎(chǔ)上增加設(shè)計性、綜合應(yīng)用性、研究創(chuàng)新性實驗項目。在實驗技術(shù)中，電工電子系列課程分為硬件實驗和軟件仿真兩條線，硬件實驗按“驗證性－設(shè)計性－綜合應(yīng)用性－研究創(chuàng)新性”實驗進行開設(shè);軟件仿真從Pspice開始、逐步學習QuartusII、Multi-sim、MATLAB、Proteus及LabVIEW等開發(fā)設(shè)計工具，注重綜合技能和綜合設(shè)計能力的培養(yǎng)［9］，特別是培養(yǎng)學生理論與工程實踐相結(jié)合的綜合能力，如:應(yīng)用技術(shù)能力、分析與思維能力、現(xiàn)代EDA工具使用能力、創(chuàng)新能力以及團隊合作精神等。

采取科學的實驗考核辦法。為避免以往考核基本知識的單一性和考核基本操作的片面性，促進學生自覺地進行自身能力的培養(yǎng)和專業(yè)素質(zhì)的提高。驗證性實驗主要對學生的實驗過程、實驗操作、實驗結(jié)果、實驗報告等方面進行考核。設(shè)計性和綜合應(yīng)用性主要對學生的實際動手能力、分析研究問題的深度和獨到之處，以及應(yīng)用性和實現(xiàn)技術(shù)指標高低為主要的考核指標［10］。研究創(chuàng)新性實驗以項目的申請書撰寫、結(jié)題報告、技術(shù)指標完成情況、成果鑒定、學術(shù)論文發(fā)表為主要考核指標。具體為:①課程實驗采用“平時+筆試+操作”的考核方式。平時成績以實驗操作、實驗?zāi)芰Α⒃O(shè)計能力、實驗結(jié)果及實驗報告為評定依據(jù)。筆試和操作成績采用隨機抽取實驗題目，然后在給定的時間獨立對實驗項目進行操作，操作的過程中還需要回答教師提問。實驗成績不及格者應(yīng)予重修。②課程設(shè)計采取“作品+報告”的考核方式。學生的綜合設(shè)計能力包括資料收集、方案設(shè)計、軟硬件設(shè)計、裝配與調(diào)試、測試及數(shù)據(jù)分析、報告撰寫等［11］。采用作品水平占70%和設(shè)計報告占30%的方式進行考核。鼓勵學生在設(shè)計中有所創(chuàng)新。

實驗教學拓展

在教學過程中，努力做到“五個結(jié)合”，即實驗教學與科研相結(jié)合、實驗教學與社會服務(wù)相結(jié)合、實驗教學與企業(yè)需求相結(jié)合、實驗教學與學科競賽相結(jié)合、實驗教學與學生科研相結(jié)合。將企業(yè)技術(shù)需求介紹給學生，讓學生參與企業(yè)項目研發(fā)，拓寬學生的視野;讓學生養(yǎng)成了跟蹤了解社會、企業(yè)在電子信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)，促進了學生及時接觸和掌握新技術(shù)和新方法，有效地培養(yǎng)了學生的工程實踐和創(chuàng)新能力［12－13］。

主要成果

中心經(jīng)過實驗教學體系建設(shè)和教學方法研究探索，近年來取得了顯著成效，培養(yǎng)出一批工程實踐能力和創(chuàng)新能力很強的優(yōu)秀學生。近5年來，中心教學成果主要包括:獲校實驗技術(shù)研究成果獎6項;獲校科技文化競賽優(yōu)秀指導(dǎo)教師獎30多人次;完成省精品課程建設(shè)2項;自制儀器設(shè)備8項;完成實驗教學研究項目108項;發(fā)表實驗教學研究論文11篇。中心教師指導(dǎo)學生科研項目160項，其中省級項目16項左右;指導(dǎo)學生發(fā)表論文14篇;指導(dǎo)學生參加電子設(shè)計競賽獲國家一等獎3項，二等獎3項，省一等獎9項;指導(dǎo)學生參加全國智能汽車競賽獲全國一等獎1項，全國二等獎2項，賽區(qū)二等獎5項;指導(dǎo)學生參加全國電子專業(yè)人才設(shè)計大賽獲全國一等獎6項，二等獎5項。