導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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“電子技術(shù)基礎(chǔ)”的教學方法一直是任課教師在教學中不斷探討的課題。傳統(tǒng)的教學方法沒有將學生置于主體地位，也談不上學生思維訓練，能力的發(fā)展和素質(zhì)的提高。擯棄陳舊的教學方法，探索適合的教學途徑，必須從專業(yè)教學的特點出發(fā)，以培養(yǎng)學生的實踐能力為主。“電子技術(shù)基礎(chǔ)”這門課程包括課堂教學和實驗教學兩部分。

課堂教學方法探討

在教學方法上，根據(jù)各個專業(yè)學生的特點，以教師的“教”作為主導(dǎo)，并適當引導(dǎo)學生的“學”，即引導(dǎo)學生融會貫通知識，形成自己的學習方法，培養(yǎng)學生一定的自學能力。針對專業(yè)培養(yǎng)需要和不同的學時要求來選擇教學內(nèi)容。教學中注意多通過應(yīng)用實例使學生了解所學內(nèi)容的功能和應(yīng)用。

在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學過程中，我們在課堂上帶入一些電子元件，讓學生在課堂上認識各種新的，不同形狀和類別的器件;加入一些演示實驗，加深對課程的理解;同時教師可提出問題，引導(dǎo)學生積極探索，分析并解決問題;最后，把一些知識點進行歸納總結(jié)后，得出結(jié)論性的知識傳授給學生。

教師應(yīng)當把提問法和討論法等教學方法引入課堂。在每次課前讓學生回答問題，回顧上次課的主要內(nèi)容和知識點，考察學生掌握情況;在每次講課過程中，密切注意學生的反應(yīng)，穿插各種啟發(fā)式的提問，并將此課堂問答作為平時成績的一部分，調(diào)動學生思考問題的積極性，激發(fā)學習興趣;并在講課時，可以提出一些實際問題最為討論課題，讓學生獨立完成，充分發(fā)揮學生學習的主動性和創(chuàng)造性。

隨著教育現(xiàn)代化進程的不斷推進和素質(zhì)教育的深入，電化教學手段，尤其是多媒體輔助教學引入課堂教學后，已經(jīng)顯示出與“粉筆+書本”的傳統(tǒng)模式無法比擬的優(yōu)越性，提高了課堂教學效率，突出重點和教學難點。

實驗教學方法探討

實驗教學是連接知識與實踐、并使理論知識聯(lián)系實際的重要手段。實驗教學相對理論教學更具有直觀性，學生在參與實驗的過程中，不僅可以學會各種儀器設(shè)備的操作使用，而且可以通過對實驗中各種現(xiàn)象的反復(fù)觀察和分析，培養(yǎng)自己的觀察能力和分析能力。在實驗教學中，我們采用的單獨設(shè)課的方式，制定了合理的實驗教學大綱，從課程的性質(zhì)、任務(wù)、實驗方式、實驗考核以及實驗時間等方面都作了具體要求和詳細說明。同時為了培養(yǎng)學生的設(shè)計與創(chuàng)新能力，我們在原有實驗內(nèi)容的基礎(chǔ)上剔除了一些驗證性實驗，增加了一些設(shè)計性實驗，并編寫了配套的實驗指導(dǎo)書。

“電子技術(shù)基礎(chǔ)”實驗課總共包括九個驗證性實驗，分別是:①電子學認識與儀器儀表使用;②單管放大電路設(shè)計;③集成運算放大器的線性應(yīng)用;④集成穩(wěn)壓電源的設(shè)計與驗證;⑤集成門電路功能測試，⑥組合電路邏輯設(shè)計;⑦譯碼顯示電路;⑧基本觸發(fā)器功能測試;⑨N進制計數(shù)器的設(shè)計。兩個開發(fā)設(shè)計性實驗是計數(shù)譯碼顯示電路設(shè)計和三人表決器設(shè)計。實驗課不同于理論課，成績的評定很難通過某一次實驗或考核來衡量一個學生的學習好壞。所以必須要求教師掌握每個學生平時的實驗情況，同時通過實驗考核來確定最終的實驗課成績。其中從基本的驗證性實驗中選5個作為平時實驗情況。

平時實驗成績占總成績的60%，從兩個開發(fā)設(shè)計性實驗中任選一個作為考核實驗，占總成績的40%。在平時實驗的考核中，每一個實驗按照學生的學習態(tài)度、預(yù)習情況、操作情況和實驗報告總結(jié)情況進行評定分數(shù)。所占的百分比為:學習態(tài)度10%，預(yù)習10%，操作情況50%，實驗報告總結(jié)30%;5個實驗平均即為平時成績，在考核實驗中，學生在對自己所選擇考核的題目進行分析，自己選擇合適的元器件，在規(guī)定的時間內(nèi)在實驗室里進行操作，時間到即可停止。然后由教師對實驗結(jié)果進行檢查，并提出問題，學生應(yīng)將題目撰寫在實驗報告中。實驗成績由預(yù)習選件、實驗操作和實驗總結(jié)組成，分別的百分比為預(yù)習選件20%，實驗操作50%和實驗總結(jié)30%。電子技術(shù)實驗單獨設(shè)課的實施，極大的提高了學生對實驗課的興趣，活躍了學生的思維，提高了學生分析問題和解決問題的能力。

除此之外，它的成功之處還在于電子技術(shù)實驗單獨設(shè)課，提高了實驗教學的地位，保證了實驗學時不受其他因素的影響;提高了學生對實驗課的重視程度，防止個別學生拈輕怕重和偷懶，實驗課濫竽充數(shù)的現(xiàn)象，督促每一個學生通過努力達到技能全面合格;電子技術(shù)實驗采用單獨記學分，將實驗教學提高到了與理論教學同等地位，有利于實驗教學發(fā)展。

結(jié)語

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關(guān)鍵詞：電子技術(shù)基礎(chǔ) 問題 教學改革

一、電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗教學存在的問題

（一）實驗內(nèi)容設(shè)置不合理

《電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗》是一門理論性和實踐性都很強的課程，但是目前所開設(shè)的實驗多為驗證型實驗，不能適應(yīng)當今電子技術(shù)快速發(fā)展的需要，不利于培養(yǎng)學生動手能力和綜合分析設(shè)計能力。

（二）教學方式和教學手段單一

《電子技術(shù)基礎(chǔ)》實驗教學仍采用傳統(tǒng)的教學模式，即教師對實驗步驟進行詳細的講解和演示，學生按照老師的講解按部就班操作就能完成實驗。在整個實驗過程中，學生從事的是“不需要動腦筋的簡單勞動”，有的學生甚至連實驗原理都沒搞清楚，對實驗中元器件的性能和選用以及基本電路的安裝和調(diào)試更是一無所知。這樣的教學方式非常單調(diào)和枯燥，無法激起學生的學習興趣和發(fā)揮他們的主觀能動性。此外，實驗教學手段也比較單一，一般只用各類成型的實驗箱開設(shè)一些簡單的實物實驗。如果開設(shè)綜合性實驗，往往由于電路復(fù)雜故障難以查找、元器件品種不全、實驗箱線路老化和部分元件損壞等因素，使得實驗成功率低，嚴重挫傷學生的實驗積極性和影響教學效果。

（三）考核形式不能真實掌握學習效果

目前實驗成績的判定依據(jù)主要是以實驗報告為主，實驗報告一般由實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗步驟和實驗數(shù)據(jù)等組成。其中，只有實驗數(shù)據(jù)需要學生通過做實驗獲得，其余部分學生只要照搬實驗指導(dǎo)書就可以完成。由于實驗內(nèi)容相同，即使有的同學沒有按照要求完成實驗，也能通過抄襲他人數(shù)據(jù)蒙混過關(guān)，教師很難分辨出學生實驗的真實完成情況，也無法掌握學生真正的學習效果。

二、《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學改革的內(nèi)容

（一）實踐性課程體系的建設(shè)

《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程屬于具有相對高理論性的一門課程，在課程的教學中，學生只有經(jīng)過一定的實習以及實驗等相關(guān)的實踐學習，才能夠?qū)λ鶎W的知識加以鞏固與強化，才能確保學生能夠更加全面的理解課程所包含的理論知識。對初中物理、數(shù)學基礎(chǔ)較弱的中職生開設(shè)《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程，通過構(gòu)建《電子技術(shù)基礎(chǔ)》的實踐性課程體系，確保實踐性教學能夠具有更好的連續(xù)性，讓實踐課程貫穿教學過程之中，可以有效實現(xiàn)教學目標的要求。

通過設(shè)置實踐性教學課程體系，能夠更好的確保學生可以對電子技術(shù)產(chǎn)生非常良好的興趣，可以對焊接技術(shù)更加的熟悉，并且可以對于電子技術(shù)加以綜合的運用，使得學生的綜合實踐技能得以顯著的提升，讓學生從理論到實踐，真正的掌握《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程相關(guān)知識以技能。通過構(gòu)建這一實踐性課程體系，也能夠讓教師在學生剛進入學校便可以全面的接觸、了解學生，這樣更加有利于依照不同學生的個人特點來制定個性化的教學方案，如此便更加的有利于提升《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程的教學效果。

（二）建立和理論課程更為適宜的實驗課程

從我們所構(gòu)建的實踐性課程體系來看，要想和理論課能夠更加的配套，應(yīng)當根據(jù)設(shè)置的理論課程合理安排實驗課程。例如，我校就針對機電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)的學生特點，在一年級上理論課的同時開設(shè)了電子技術(shù)實驗課程，課時安排為36個課時，這樣不僅不會占用太多的課時，同時也可以確保有充足的時間可以完成實驗教學工作。在所設(shè)置的實驗課程之中，不僅包含有幾個相對小的實驗以及驗證性實驗，同時還包含有綜合性的設(shè)計實驗課程，讓學生親自動手針對具體的電路完成設(shè)計工作，這樣能夠更好的提升學生的實踐動手能力。

（三）應(yīng)用微目教學模式

其一，小團隊的合作。對于中職學校來說，由于學校自身綜合實力相對較弱，而且學生的理論知識較為欠缺，所以在《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程的實踐性教學過程中，不適宜讓學生完成較大的項目，可以設(shè)定一些小的項目，讓學生參與。微項目在規(guī)模上相對要小，不過就項目活動的整個過程來說，微項目所包含的具體活動內(nèi)容相對要多。例如，可以開展電路設(shè)計、元件資料分析、焊接支座等等各種微項目。但是這些微項目如果讓一個學生完成，也存在一定的困難，所以，能夠建立小團隊，合作完成一些微項目。每一個小團隊可以有3-5人左右，學生可以自由的組合建立團隊。通過小團隊的方式來參與微項目，不僅能夠有效的降低微項目的難度，有效的增強學生在實踐中的自信心，同時還能進一步的強化學生之間的交流與溝通，讓學生擁有更強的團隊合作意識，同時還能在實踐中培養(yǎng)學生的動手能力；其二，匯報演示，強化學生之間的交流。在完成一個微項目之后，可以讓學生就自己的成果加以匯報與演示，讓其他學生了解到自己團隊在開展此次微項目之中的創(chuàng)新以及具體問題的解決過程，讓學生可以討論在微項目實踐活動以后，自身對于課程所學習知識點的理解變化情況，分項自己在微項目活動之中的心得與體會。學生們通過成果的展示以及匯報，能夠更加的有利于學生進行知識與經(jīng)驗的交流，進一步的深化學生對于所學知識的理解，并讓學生可以掌握更多的實踐技能。

（四）改革考核方法，以考促學

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[關(guān)鍵詞] 模擬電子技術(shù) 實驗教學方法 教學改革 模電實驗教學

“模擬電子技術(shù)”是高等院校相關(guān)專業(yè)開設(shè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課程,它是所有相關(guān)后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ),它對鞏固學生所學知識、提高學生觀察和分析問題的能力、培養(yǎng)學生動手解決實際問題起著重要作用。

一、模電實驗教學的重要性及其意義

教育的重點是素質(zhì)教育,素質(zhì)教育的重點是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。在基礎(chǔ)課程的教學中,這點尤其重要。那么,在基礎(chǔ)課程的教學過程中,如何在傳授知識的同時,提高學生的實際動手能力、分析和解決問題的能力呢?主要的手段就是實驗。實驗是對理論學習最有益的直接補充,在學習過程中將實驗教學和理論教學進行同步結(jié)合,讓學生通過觀察實驗現(xiàn)象來反思理論,或者帶著理論學習的問題從實驗中尋找答案,這種理論與實踐結(jié)合的方式,能極大地提高學生研究探索的興趣。

二、現(xiàn)今模電實驗教學效果不理想的成因分析

在目前的模擬電子技術(shù)的實驗教學過程中,我們可以發(fā)現(xiàn),學生實驗?zāi)芰Σ粡姷默F(xiàn)狀仍沒有得到根本解決。總結(jié)原因,可以歸納為以下幾點:

1.在高校普遍擴招的影響下,學生的學習能力和自覺性也相對減弱了。

2.雖然理工專業(yè)基礎(chǔ)課一般都有相關(guān)的實驗課程,但長期以來,由于人們對實驗教學不重視,實驗教學一直依附于理論教學。實驗教學內(nèi)容多為一些驗證性實驗,多年來一直沿用至今,沒有把實驗課與培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力緊密聯(lián)系在一起。

3.在教學方法上是以老師為中心,課上老師從實驗原理到實驗方法、實驗步驟、注意事項甚至到實驗過程中可能出現(xiàn)的問題都要無所不包地進行講解。學生課上只是完全機械、被動地按照教師的講解進行操作,即使遇到問題也不動腦筋思考,而是急于讓老師幫著解決。這樣的實驗教學不僅不能發(fā)揮學生的主觀能動性,而且還束縛了學生科學思維能力的發(fā)展,極不利于培養(yǎng)學生的工程實踐能力。

4.模擬電子技術(shù)課程涉及面廣、內(nèi)容多、概念多,理論性、實踐性都很強;新技術(shù)飛速發(fā)展引起教學內(nèi)容不斷擴充,使得教學內(nèi)容和有限教學學時之間的矛盾日益突出;由于許多實驗教師長期局限于單科實驗,缺乏橫向交流,造成知識面狹窄,很難滿足綜合性實驗的要求,并且在一定程度上影響了學生全面素質(zhì)的發(fā)展,阻礙了高校整體教學質(zhì)量的提升。

三、關(guān)于模擬電子技術(shù)實驗教學改革的幾點建議

為適應(yīng)現(xiàn)代電子技術(shù)飛速發(fā)展的需要,更好地培養(yǎng)21世紀創(chuàng)新型電子技術(shù)人才,模擬電子技術(shù)實驗教學改革勢在必行。

1.針對不同性質(zhì)的實驗采取不同的教學手段。實驗項目一般可分成基礎(chǔ)性實驗,設(shè)計、綜合性實驗兩類?；A(chǔ)性實驗主要是讓學生進一步鞏固課堂教學知識,熟悉基本實驗方法和實驗技能,通過實驗掌握常用實驗儀器的使用方法以及一些常見實驗數(shù)據(jù)的測試方法。而設(shè)計性、綜合性實驗則是要求學生能夠綜合幾種不同功能的電路,制作出實現(xiàn)某些特定要求的一個小系統(tǒng),它是在學生有一定的理論知識和實驗技能,并能熟練使用相關(guān)的儀器、儀表的基礎(chǔ)上進行的。

基礎(chǔ)性實驗的開設(shè)要做到與理論課程同步,要求學生課前預(yù)習,課上出現(xiàn)問題引導(dǎo)學生自己去思考,對于基礎(chǔ)較好、實踐能力較強的學生可以要求其根據(jù)試驗?zāi)康?自擬實驗步驟。通過完成驗證型實驗可以幫助學生培養(yǎng)用實踐檢驗理論的好習慣。

在完成幾個單元驗證實驗后,可以讓學生做一個綜合了幾個單元電路的設(shè)計性實驗。由簡到繁的設(shè)計過程可以讓學生充分了解設(shè)計工作的思路,通過實際操作讓學生了解各部分電路之間的耦合、阻抗匹配等問題。另外,也可給出設(shè)計性實驗的基本要求,讓學生自己查閱資料、自由選題、自己設(shè)計及安裝調(diào)試電路,獨立處理實驗數(shù)據(jù)及分析實驗結(jié)果。

2.增加課程設(shè)計來提高學生動手能力。僅僅憑借實驗課來提高學生的實踐動手能力還是不夠的,我們還必須在實驗課的基礎(chǔ)之上開設(shè)課程設(shè)計,進一步提高學生的設(shè)計能力。課程設(shè)計可以以選修課的方式進行:指導(dǎo)該門課程的教師可以給出題目和要求,每周留出一定的答疑時間,將選修該課的學生分成小組,每個小組選定相同或不同的題目,讓他們在課余時間查閱的文獻資料,設(shè)計實驗方案,獨立進行實驗操作,最終完成實驗并得到相應(yīng)的實驗結(jié)果,寫出設(shè)計報告。整個過程學生是主體,教師起指導(dǎo)的作用,一般不直接回答和解決學生的問題。最后,還可以開展實驗報告會,讓學生在多媒體教室中講解自己的實驗報告,解答學生和教師的提問,使每個學生對不同題目的設(shè)計性實驗都有一定的了解,相互交流和溝通,擴展知識面,開拓視野。

3.利用EDA軟件及校園網(wǎng)實現(xiàn)遠程教學。利用Multisim仿真軟件進行模電實驗教學,不僅可以彌補實驗儀器、元器件短缺以及規(guī)格不符合要求等因素,還能利用軟件中提供的各種分析方法,幫助學生更快、更好地掌握教學內(nèi)容,擺脫實驗室方面對學生的束縛,讓學生在實驗中大膽地發(fā)揮自己的綜合能力和創(chuàng)新能力。再加上校園網(wǎng)和EDA軟件的網(wǎng)絡(luò)化功能,完全可以實現(xiàn)具有實時互動效果的遠程實驗教學。學生可隨時隨地遠程登錄訪問,實現(xiàn)遠程申請實驗、完成實驗(發(fā)送設(shè)置參數(shù),接收實驗結(jié)果的數(shù)據(jù))、提交報告、在線答疑等。

4.加強實驗教師隊伍的建設(shè)。建立一支理論課、實驗教學并兼顧科研的教師隊伍。教師在完成教學的同時要兼顧科研,掌握學科發(fā)展的新動向、了解新技術(shù),促進自身學術(shù)水平的不斷提高,而科研的部分成果簡化后可作為新的教學和實驗內(nèi)容,促進教學內(nèi)容水平的提高。

四、結(jié)語

實驗教學作為高等學校教學工作的重要組成部分,在學生能力培養(yǎng)和綜合素質(zhì)提高方面有其獨特的作用。高質(zhì)量的教學實驗對人才綜合素質(zhì)的培養(yǎng)起到不可替代的作用,良好的工作習慣和科學的工作作風在這里形成,并將伴隨人的一生。我們要不斷優(yōu)化實驗課程教學體系,不斷提高實驗教學質(zhì)量,為國家培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的合格大學生。

參考文獻:

[1]楊素行.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程.(第三版).高等教育出版社,2006.5.

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關(guān)鍵詞 :     數(shù)字圖像處理;虛擬仿真;實驗平臺，MATLAB;圖形用戶界面;

《數(shù)字圖像處理》是高等院校電子信息類專業(yè)的核心專業(yè)課程，其所涉及的原理和相關(guān)處理技術(shù)在模式識別、智能檢測與控制、信號傳輸?shù)阮I(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[1]。因此在教學過程中，不僅要求學生要熟練掌握數(shù)字圖像處理的基本概念、基本原理、經(jīng)典算法和處理技巧，更能夠融會貫通地實現(xiàn)對知識的轉(zhuǎn)化和運用，真正達到解決實際問題的目的。然而傳統(tǒng)的“先理論、后實驗”的二元分離教學模式，難以保證良好的教學效果。有限的學時設(shè)置也使學生無法全面、系統(tǒng)、深入地學習和掌握課程的基本原理和算法[2][3]。此外，缺少與教材緊扣的實驗系統(tǒng)，更是制約了學生對數(shù)字圖像處理技術(shù)的理解和應(yīng)用[4]。因此，開發(fā)能夠輔助教學且可滿足實踐需求的數(shù)字圖像處理實驗仿真平臺，已成為教學亟待解決的關(guān)鍵問題。

一、現(xiàn)有數(shù)字圖像處理實驗平臺的不足

目前，各高校結(jié)合自身特點和需求，嘗試開發(fā)出了不同的數(shù)字圖像處理實驗教學平臺。其中，劉書杰等利用Delphi軟件結(jié)合Bussiness Skin Form界面控件，開發(fā)的實驗系統(tǒng)實現(xiàn)了基本的圖像處理[5]。李榮根據(jù)專業(yè)特點，提出了在Java語言環(huán)境下，通過擴展Image J插件的功能來實現(xiàn)對圖像處理的方案[6]。林雪華借助VC++軟件開發(fā)了界面化的實驗平臺，實現(xiàn)對圖像處理基本算法的驗證實驗[7]。上述三款實驗平臺分別以不同的編程語言為基礎(chǔ)，開展了對數(shù)字圖像處理基本原理及算法的驗證性實驗。實驗過程中，不僅要求學生深諳圖像處理的物理含義，更需具備深厚的編程基礎(chǔ)和技巧。這對初學者而言，無疑增加了參與的難度，同時也影響了課程本身學習的興趣。

為使學生有效參與實驗教學，各種基于MATLAB GUI的圖像演示、仿真、實驗系統(tǒng)相繼問世[8,9,10,11,12]。但從其內(nèi)容和操作方式來看，多以交互體驗式的原理感性認知為主，缺少編程實踐和知識整合運用的綜合性實驗環(huán)節(jié)。另外在操作過程中，學生無法了解實驗設(shè)置的目的、實現(xiàn)的過程和具體步驟，且實驗結(jié)果也缺少必要的分析，這無疑降低了實驗的效果，不利于學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。為此，本文借助MATLAB的圖形界面開發(fā)功能，設(shè)計了一款數(shù)字圖像處理實驗平臺，既可實現(xiàn)對數(shù)字圖像處理基本原理和經(jīng)典算法的交互實驗，也可實現(xiàn)以實際項目為依托的綜合實驗和編程實踐。

二、實驗平臺設(shè)計思路

數(shù)字圖像處理實驗平臺分為基本原理實驗和綜合操作實驗兩大模塊。其中，基本原理實驗包括圖像基本處理實驗、圖像增強處理實驗、圖像分割處理實驗、圖像幾何變換實驗、圖像頻域處理實驗和圖像形態(tài)學處理實驗[13]。綜合操作實驗包括血液細胞計數(shù)實驗、車輛牌照識別實驗、人臉目標跟蹤實驗、指紋識別實驗、米粒分形檢測實驗。實驗平臺整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安排，實驗平臺采用層次化設(shè)計思想，通過總分、嵌套方式完成實驗內(nèi)容的構(gòu)架[14]。利用MATLAB圖形界面開發(fā)環(huán)境，通過界面布局、控件添加、參數(shù)設(shè)置、回調(diào)函數(shù)編寫、測試優(yōu)化等步驟，實現(xiàn)交互界面設(shè)計。利用界面訪問機制、函數(shù)調(diào)用機制和數(shù)據(jù)共享機制，完成具體實驗內(nèi)容操作。

三、實驗平臺設(shè)計與實現(xiàn)

實驗平臺以交互界面方式展現(xiàn)相關(guān)內(nèi)容與要求，根據(jù)平臺結(jié)構(gòu)邏輯和實驗內(nèi)容安排，設(shè)計中采取主界面和子界面訪問切換方式實現(xiàn)實驗分層操作。其中，主界面為系統(tǒng)初始訪問界面，子界面對應(yīng)為各個實驗操作界面。根據(jù)具體實驗內(nèi)容，子界面還可嵌套不同功能的下級子界面，以實現(xiàn)內(nèi)容的細化。

圖1 實驗平臺整體結(jié)構(gòu)框圖

1. 主界面設(shè)計與實現(xiàn)

平臺主界面設(shè)計包括起始導(dǎo)入界面和實驗?zāi)夸浗缑鎯刹糠諿15]，其界面外觀效果如圖2所示。在起始導(dǎo)入界面中，點擊“進入平臺”按鈕，則會跳轉(zhuǎn)到實驗?zāi)夸浗缑?。在實驗?zāi)夸浗缑嬷校c擊實驗名稱按鈕，即可進入相應(yīng)的實驗操作子界面，點擊“退出實驗”按鈕，則會關(guān)閉該界面并返回上一級起始界面。

圖2 平臺主界面

起始導(dǎo)入界面設(shè)計及按鍵實現(xiàn)界面切換訪問功能的主要代碼如下：

2. 子界面設(shè)計與實現(xiàn)

(1）基本原理實驗子界面

以圖像增強處理實驗中的“鄰域平均法平滑處理”子實驗為例，簡要說明基本原理實驗子界面及其嵌套功能實驗子界面的設(shè)計過程。

在實驗?zāi)夸浗缑嬷?，點擊“圖像增強處理實驗”按鈕，即可跳轉(zhuǎn)訪問到如圖3所示的圖像增強處理實驗子界面。在該界面中，將左側(cè)設(shè)為實驗內(nèi)容介紹區(qū)，旨在向?qū)W生介紹圖像增強處理所包含的實驗內(nèi)容，讓學生對該部分有整體的了解和認知，可在GUI編輯界面通過添加面板控件、靜態(tài)文本控件和軸控件來實現(xiàn)。界面右側(cè)設(shè)為實驗的具體功能操作區(qū)，按照圖像增強處理所涉核心內(nèi)容和主要方法共設(shè)計了八個子實驗，通過面板、按鈕、互斥選擇按鈕群等控件組合實現(xiàn)具體實驗的操作。由于圖像灰度變換和圖像平滑實驗包含有多種處理方法，操作時需通過上方的實驗按鈕激活下面的實驗方法按鈕群，而后點擊選擇具體方法、訪問對應(yīng)子實驗界面，完成具體實驗內(nèi)容。

圖3 圖像增強處理實驗子界面

如上所述，當激活并選擇鄰域平均法實現(xiàn)圖像平滑處理實驗時，界面就會跳轉(zhuǎn)至如圖4所示的嵌套功能實驗子界面。該界面劃分為實驗說明、實驗操作和圖像顯示三個區(qū)域。其中，實驗說明區(qū)主要介紹具體實驗的內(nèi)容和相關(guān)要求，讓學生對實驗有全面、清晰的認識。實驗操作區(qū)以控件組合方式引導(dǎo)學生完成實驗操作、結(jié)果分析和編程學習與實踐。圖像顯示區(qū)則是將處理結(jié)果直觀顯示出來，便于對比分析。

圖4 鄰域平均法平滑處理實驗子界面

在實驗操作區(qū)中，各功能按鈕采用依次激活方式設(shè)置，其中“讀取圖像”按鈕功能可由imread()函數(shù)實現(xiàn)，“添加噪聲”按鈕由imnoise()函數(shù)實現(xiàn)。噪聲類型主要設(shè)定了椒鹽和高斯兩種常見噪聲，可通過單選方式進行選取，噪聲相關(guān)參數(shù)選用了默認值，實際編程中可以根據(jù)需要自行調(diào)整?！澳０暹x擇”按鈕功能主要由fspecial()和imfilter()兩個函數(shù)實現(xiàn)，實際操作時提供了3×3、5×5、7×7三種不同大小的可選模板類型。

通過實驗使學生直觀查看到不同大小模板對相同噪聲和不同噪聲平滑處理效果的影響?！皩嶒灧治觥卑粹o利用界面訪問機制，以彈窗形式調(diào)用結(jié)果分析界面，該界面以文本方式闡述實驗機理、分析實驗結(jié)果、總結(jié)差異原因等，便于修正或鞏固學生對實驗原理和實驗方法的理性認知。另外，為了加強學生編程技能的培養(yǎng)，還設(shè)置了“典型程序”功能按鍵，該按鈕利用open()函數(shù)調(diào)用m程序文件。文件中給出原理編程代碼和函數(shù)編程代碼兩類典型程序，便于學生對原理的內(nèi)化理解和編程運用。同時還設(shè)置了“編程實踐”功能按鈕，該按鈕利用edit()函數(shù)創(chuàng)建腳本文件，學生可模仿程序示例開展創(chuàng)造性的編程實踐活動，達到演練結(jié)合的實驗?zāi)康?。部分實驗關(guān)鍵程序?qū)崿F(xiàn)代碼如下：

(2）綜合操作實驗子界面

綜合實驗部分既包含原理綜合運用實驗，又包含靜態(tài)圖像向動態(tài)圖像拓展的應(yīng)用實驗。下面以“人臉目標跟蹤實驗”為例，說明綜合操作實驗子界面的設(shè)計過程。該實驗以視頻動態(tài)圖像為操作對象，利用粒子濾波技術(shù)實現(xiàn)對人臉目標的跟蹤，并進行跟蹤有效性分析。

在實驗?zāi)夸浗缑嬷校c擊“人臉目標跟蹤實驗”按鈕，即可跳轉(zhuǎn)訪問到如圖5所示的“人臉目標跟蹤實驗”子界面。該界面仍然采用實驗說明、實驗操作和結(jié)果顯示三個區(qū)域布局。其中，實驗說明區(qū)利用面板和靜態(tài)文本控件實現(xiàn)對實驗內(nèi)容和要求的說明。實驗操作區(qū)利用按鍵、面板和編輯文本控件組合實現(xiàn)交互操作。結(jié)果顯示區(qū)則利用軸控件實現(xiàn)相關(guān)處理結(jié)果的顯示。

圖5 人臉目標跟蹤實驗子界面

在實驗操作區(qū)中，“讀取視頻”按鈕功能由Video Reader()函數(shù)實現(xiàn)，完成視頻動態(tài)圖像信息的獲?。弧安杉瘓D像”按鈕功能由read()函數(shù)實現(xiàn)，完成視頻第一幀圖像的采集；“確定目標”按鈕功能由imcrop()函數(shù)實現(xiàn)，主要是在首幀圖像上完成以手動方式交互確定人臉目標區(qū)域，達到對跟蹤器初始化的目的。另外，結(jié)合實驗內(nèi)容和要求，界面中還添加了“參數(shù)設(shè)置”操作按鈕，并設(shè)定了目標模型和粒子數(shù)量兩類可調(diào)參數(shù)。實驗中仍采取由上層操作按鈕來激活下層參數(shù)類型控件，引導(dǎo)完成具體參數(shù)設(shè)置。其中，目標模型可選用RGB和YUV兩種參數(shù)，旨在研究不同色彩空間下的目標建模對環(huán)境抗干擾能力和跟蹤穩(wěn)定性的影響。粒子數(shù)量參數(shù)可自行設(shè)定，旨在研究不用數(shù)量樣本對跟蹤有效性的影響。

在具體參數(shù)設(shè)置時，利用str2num()函數(shù)將輸入的字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)值，實現(xiàn)前臺界面向后臺程序進行數(shù)據(jù)傳遞。最終利用“跟蹤顯示”按鈕完成跟蹤結(jié)果的演示，該按鈕可通過調(diào)用implay()函數(shù)來實現(xiàn)。為研究所設(shè)計跟蹤方法的有效性，界面還添加了“相似度分析”按鈕，其主要功能是通過將每幀最終跟蹤區(qū)域與初始目標區(qū)域進行相似度比較，分析判斷每幀跟蹤的準確性。部分實驗關(guān)鍵程序代碼如下：

四、實驗平臺特點

1. 邏輯清晰，結(jié)構(gòu)合理

平臺按照知識體系構(gòu)架實驗內(nèi)容，利用嵌套方式組織實驗操作。通過先基礎(chǔ)、后綜合的實驗安排，有效引導(dǎo)學生深入學習。另外在具體實驗中，實驗要求、實驗操作、結(jié)果顯示的界面布局范式，有效模擬實驗全過程，使得實驗思路更加清晰、實驗?zāi)康母用鞔_、實驗操作更加具體。

2. 操作方便，易于擴展

平臺提供的交互式實驗仿真界面，便于學生通過方法選擇和參數(shù)調(diào)整，對比分析不同算法的處理結(jié)果以及參數(shù)變化對仿真結(jié)果的影響。同時，師生可結(jié)合自身的實際體驗與學習需求，修改底層代碼程序或刪、補實驗內(nèi)容，實現(xiàn)對平臺個性化的優(yōu)化與完善。

3. 演練結(jié)合，助力創(chuàng)新

針對各種圖像處理算法，平臺提供了典型的程序示例，多角度幫助學生加強理論學習和轉(zhuǎn)化運用。同時還為學生提供了編程實踐入口，便于學生在對原理理解和內(nèi)化的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地加以編程實踐應(yīng)用，有利于學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)。

五、結(jié)語

數(shù)字圖像處理仿真實驗平臺將抽象的圖像處理理論和算法具體化、可視化，使實驗操作更具交互性，可有效激發(fā)學生參與教學的積極性和主動性。該平臺應(yīng)用于《數(shù)字圖像處理》課程實驗，有助于學生對知識的理解和內(nèi)化，能夠助力學生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有利于改善課程教學效果。

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篇5

關(guān)鍵詞:實驗;電子書包;學習效果

隨著信息技術(shù)日益發(fā)展，傳統(tǒng)的教育教學模式已很難適應(yīng)社會信息化發(fā)展的需要，數(shù)字化教學已成為現(xiàn)代教育教學的發(fā)展趨勢。電子書包以它靈活生動的表現(xiàn)形式及豐富的教學內(nèi)容越來越受到教師的青睞［1］?；瘜W是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的實驗教學已經(jīng)不能滿足化學實驗要求，“電子書包”作為一種現(xiàn)代化的學習工具，彌補了傳統(tǒng)實驗工具的缺陷，使實驗步驟更加清晰，實驗現(xiàn)象更易觀察，實驗數(shù)據(jù)更加準確［2］。同時在學習過程中，學生成為了真正的主動探究者，而不再是被動的接受者?！痘A(chǔ)化學實驗》在內(nèi)蒙古醫(yī)科大學中作為公共基礎(chǔ)課《基礎(chǔ)化學》的配套教學實驗，可以更深入，更形象的幫助學生理解課本知識內(nèi)容，提高學生的實踐能力。但因?qū)W時限制，學生只能開展幾例典型實驗，因此通過引入“電子書包”教學方式可以更好的拓展實驗內(nèi)容，可以最大限度地提高學生學習效果［3］。通過演示危險性較大、毒性較高的實驗，增加了課堂信息量，提高了教學效率。本文以“緩沖溶液的性質(zhì)及影響緩沖容量的因素”探究實驗為例，淺談電子書包在傳統(tǒng)化學實驗課中的應(yīng)用。

1教學設(shè)計

1．1教學目標

通過“電子書包”實驗教學，不僅促使學生將理論知識靈活的應(yīng)用到實踐中，還要學會將知識系統(tǒng)化。通過提出需要探究的問題，讓學生在尋求問題解決方法的過程中，學會演繹法的應(yīng)用，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神［4］。

1．2教學內(nèi)容

在本次實驗課的教學過程中，采用“自主、探究、協(xié)作”的課堂互動學習應(yīng)用模式，運用多種豐富的教學策略。由于課時限制我們以多媒體展示實驗為主，適當開展虛擬仿真實驗。學生借此可以利用課余時間更細致更全面的探討實驗過程中的現(xiàn)象及產(chǎn)生的結(jié)果，也可使學生進一步熟悉化學實驗操作［5］。1．2．1實驗設(shè)計為了有效的發(fā)揮“個性學習”與“合作學習”的協(xié)調(diào)作用，我們將每三人組成一個小組。在教學實驗過程中，我們將課堂教學與課外活動相結(jié)合。在課堂教學中，由于教學內(nèi)容比較多，我們通過多媒體(圖片、視頻、Flas)展示不同緩沖對的緩沖溶液滴加少量酸、堿、水的過程中，pH的變化及結(jié)果對比。學生結(jié)合實驗課堂上實際操作過程中觀察的實驗現(xiàn)象及結(jié)論，進行系統(tǒng)的總結(jié)，從而得出緩沖溶液性質(zhì)的探究結(jié)論。其次，我們通過視頻展示多類相同緩沖對的緩沖溶液，在緩沖濃度或緩沖比不同時，緩沖溶液緩沖效果的差異。在同組同學的互助下進行分析從而得出影響緩沖容量因素的結(jié)論。1．2．2分析論證在學習過程中，學生通過電子書包平臺，結(jié)合課堂中實際動手操作觀察到的實驗現(xiàn)象及得到的實驗結(jié)論，進行數(shù)據(jù)歸納、處理。通過分析、總結(jié)，得出結(jié)論［6］。然后結(jié)合《基礎(chǔ)化學》理論課堂的知識對實驗結(jié)論進行分析、解釋，并對實驗過程中產(chǎn)生的現(xiàn)象做分析說明，從而得出最終結(jié)果。1．2．3分享交流在教學過程中學生與教師、學生與學生之間可進行雙向交流，極大的豐富課堂教學形式。通過電子書包的交流平臺分享實驗視頻及實驗數(shù)據(jù)，在相互交流過程中，提高學生對化學的興趣與學習的積極性。教師可以通過交流平臺解答學生的各種疑問，并做出歸納總結(jié)［7］。

2結(jié)論與啟示

2．1教學結(jié)論

通過本次實驗過程發(fā)現(xiàn)，由于學生能夠參與動手實驗的機會太少，因此開展“電子書包”實驗教學，激發(fā)了學生對化學實驗探究的興趣。其次，與傳統(tǒng)課堂教學相比，電子書包有著不可比擬的優(yōu)勢。我們可以通過開展豐富多樣的化學實驗教學活動，使原本枯燥的《基礎(chǔ)化學》課程內(nèi)容更生動、形象;讓學生獲得更多的互動機會，促進學生之間的交流合作。

2．2教學啟示

篇6

一、利用交互性，激發(fā)學習興趣，將學生領(lǐng)進奇妙的化學之門

交互式電子白板在一定形式上是多媒體技術(shù)的升級，它的最大特點就是交互性。在交互式電子白板中具有豐富的化學資源，化學實驗課上所需要的資料大多能在其中完美展示，圖、文、聲、像并茂，展示功能齊全；我們可以利用它的交互性，同時也充分發(fā)揮它具有比多媒體技術(shù)更巨大的資料庫的特性，讓學生根據(jù)自己的愛好和想法，自己選擇、自由組合自己感興趣的內(nèi)容，讓學生有身臨其境之感，喚醒他們的好奇心，激發(fā)他們的求知欲和探究欲望。這樣很快就能激發(fā)學生學習化學的興趣，提高他們親自動手實驗的積極性，一下子就能把學生領(lǐng)進奇妙的化學之門。

如在進行“燃燒的條件”實驗時，在實驗之初可運用交互式電子白板的資料庫，讓學生自主選擇報紙上、電視中報道的各種火災(zāi)現(xiàn)場，以及消防人員采用的滅火措施。通過電子白板的展示，學生在課堂上即可感受到火災(zāi)帶來的危害，逼真的火災(zāi)現(xiàn)場讓學生仿佛能感覺到火的炙熱、聽到大火燃燒時發(fā)出的“噼里啪啦”的聲音，通過附帶的講解，了解火災(zāi)發(fā)生的原因。從電子白板上播放的滅火場景中清晰地看到消防人員滅火時采取的各種措施，如森林著火時他們開辟的隔離帶，學生看到大火燃燒到隔離帶時逐漸熄滅的火花；再如大樓著火時他們開啟高壓水槍，學生見識到大火在鋪天蓋地的水花逐漸變成白煙等。經(jīng)過電子白板的展示，學生充分認識到燃燒發(fā)生的條件和相應(yīng)的滅火措施，掌握燃燒條件和滅火原理，感受化學的奇妙，產(chǎn)生動手實驗驗證想法的沖動。

二、利用交互性，突出實驗現(xiàn)象，讓學生享受奇特的化學之旅

觀察是化學實驗的基礎(chǔ)，是學生通過實驗獲得結(jié)論的保障。學生在化學實驗中，不僅要觀察實驗產(chǎn)生的現(xiàn)象，還要觀察實驗操作的過程。正確的實驗操作，觀察要全面、細致、多角度。初中階段安排的實驗，有些現(xiàn)象或操作是一目了然的，而有些則是細微不易察覺的，而這些還往往是考查的要點，需要學生在實驗中重點觀察。而在實際課堂實驗中，學生往往會因為角度偏離觀察重點等原因錯失實驗現(xiàn)象或操作要點。交互式電子白板可幫助師生在實驗中放大實驗現(xiàn)象，突出觀察要點，讓學生能明確實驗步驟中的重點操作和現(xiàn)象，全方位、多角度地觀察實驗現(xiàn)象，全面提高各種實驗的實驗效率，讓全班學生都能在課堂實驗中達成實驗?zāi)繕恕?/p>

如在“氧氣的實驗室制取與性質(zhì)”實驗，此實驗是初中階段的重點實驗，也是中考考查的重點知識，實驗中有多處觀察要點。教師演示實驗時，隨著實驗的進行，教師可隨時在電子白板上用放大鏡工具或用魔術(shù)筆畫閉合的方框來放大、展示實驗的觀察要點，也可用聚光燈工具加以突出強調(diào)。如組裝儀器后裝置的氣密性檢查，試管口塞一團棉花的重要性等均可突出顯示以加深學生的印象。教師還可以利用電子白板的交互性，讓學生用白板來親自組裝實驗儀器，這樣，實驗儀器的選用、組裝實驗裝置的先后順序、加熱試管時酒精燈加熱的順序、實驗開始前水槽中導(dǎo)管的位置以及開始收集氣體時的時機等，實驗中的每一個重點都能通過電子白板展示出來。更為重要的是通過其交互特性，學生能充分認識到什么是對、什么是錯，為什么可以這樣而不可以這樣，這樣做，不僅能加深學生記憶，還能不斷激發(fā)學生的探究欲望，更能讓學生充分享受奇特的化學之旅。與此同時，教師還要在運用電子白板展示實驗時，隨時觀察學生，在學生遇到疑問或觀察不清時反復(fù)播放。這樣既省去了重復(fù)做實驗所需的藥品成本，更能提升教學效果。

三、利用交互性，提高動手能力，助學生走進奇幻的化學世界

化學中有很多實驗在普通學校的實驗室是無法完成的，但我們可以利用交互式電子白板給化學實驗教學帶來便利，讓教師帶領(lǐng)學生在電子白板的“虛擬實驗室”中進行實驗，為這類實驗的實現(xiàn)提供了可能性，也為學生的創(chuàng)造性發(fā)展提供了空間。電子白板中的虛擬實驗室主要應(yīng)用于在課堂上無法進行的實驗，讓學生走出“聽實驗”的狀態(tài)，在明確實驗?zāi)康暮驮淼幕A(chǔ)上，以小組或個人形式選擇合適的虛擬化學儀器和藥品，完善教材中的化學實驗。在虛擬實驗室中，教師引導(dǎo)學生充分發(fā)揮自己的想象能力，不斷提高其動手能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維，幫助學生走進奇幻的化學世界。

如“鐵的冶煉”實驗，此實驗雖然不是教材中的基礎(chǔ)實驗，但卻常常出沒于中考試題中，重點考查CO的還原性和置換反應(yīng)，近幾年的中考中多作為實驗探究題出現(xiàn)。由于此實驗的條件的高溫，且CO污染空氣，在傳統(tǒng)的教學中常采用教師講實驗的教學方式，學生從中獲得的實驗技能有限，且無法全面掌握其中的考點。在運用電子白板技術(shù)進行此實驗時，首先可讓學生明確此實驗的目的和原理，了解實驗步驟，然后讓他們從白板系統(tǒng)中選擇需要的儀器和藥品，按照實驗步驟進行虛擬實驗，每一步都要和實際實驗一致。各個小組實驗結(jié)束后，由教師帶領(lǐng)對各小組實驗過程進行評價。由于電子白板具有記憶功能，教師可在白板上再次播放各小組的實驗步驟，探討小組實驗的優(yōu)缺點，進而加強學生對此實驗的掌握。

篇7

關(guān)鍵詞 實驗教學；電子技術(shù)；創(chuàng)新能力

中圖分類號：G642.423 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）02-0130-03

Multi-level Experimental Teaching System of Electronic Techno-logy for Cultivating Innovative Ability//HU Zhiqi， HE Yujun， XIE Zhiyuan

Abstract Based on the foundation and design， comprehensive and

application， research and innovation， a multi-level electronic techno-

logy experimental teaching system is constructed， and with the core

of curriculum group a curriculum system is constructed. A multi-level experimental teaching platform is established， and the quality

of experimental teaching of electronic technology has been improved.

Key words experimental teaching； electronic technology； cultiva-ting innovative ability

1 前言

驗教學在培養(yǎng)學生動手能力、實踐技能和素質(zhì)等方面發(fā)揮著重要作用[1]。電子技術(shù)系列課程是絕大部分理工科專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，課程理論和實驗結(jié)合緊密，在培養(yǎng)大學生基本技能、工程意識、創(chuàng)新能力等綜合素質(zhì)方面具有重要地位[2]。為了更好地發(fā)揮電子技術(shù)實驗教學在學生綜合能力培養(yǎng)中的引領(lǐng)作用，從實驗教學體系、課程體系和實驗平臺建設(shè)著手，構(gòu)建一套完善的多層次實驗教學體系十分重要。

2 電子技術(shù)多層次實驗教學體系建設(shè)

根據(jù)突出“厚基礎(chǔ)、重實踐、強能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)特色，加強素質(zhì)教育，培養(yǎng)復(fù)合型、研究型、開拓型人才的時代要求[3]，按照提升基礎(chǔ)、優(yōu)化綜合、強化創(chuàng)新的原則，將學生的電子技術(shù)實踐能力培養(yǎng)分為3個層次：基礎(chǔ)實驗?zāi)芰?、綜合實驗?zāi)芰?、研究?chuàng)新實驗?zāi)芰?。按照先基礎(chǔ)后綜合再創(chuàng)新的原則，通過不同學習階段、層次及能力分別加以實施，從而形成“基礎(chǔ)設(shè)計型、綜合應(yīng)用型、研究創(chuàng)新型”多層次實驗教學體系。在多層次實驗教學體系中，前一層次是后一層次的基礎(chǔ)，后一層次是前一層次的積累和提高，最終達到提高學生創(chuàng)新能力的目的。各層次實驗教學的目標、內(nèi)容及實施如下。

基礎(chǔ)設(shè)計型實驗 以基本實驗方法學習、基本實驗技能訓練為目的，圍繞電子技術(shù)基礎(chǔ)類課程，開設(shè)以驗證性實驗為主、設(shè)計性實驗為輔的基礎(chǔ)實驗項目，同時開設(shè)部分簡單的綜合設(shè)計性實驗。基礎(chǔ)設(shè)計型實驗要求學生熟悉常用電子元器件及功能測試方法，具備設(shè)計簡單電子電路的技能，掌握基本的電子電路仿真設(shè)計軟件的使用，初步培養(yǎng)學生掌握基本電子電路設(shè)計的基本方法和技能。該層次適用于低年級學生。

綜合應(yīng)用型實驗 圍繞專業(yè)理論課程教學，開設(shè)面向綜合實踐能力培養(yǎng)的綜合型、應(yīng)用型實驗項目。綜合應(yīng)用型實驗項目旨在加強學生的專業(yè)綜合訓練，培養(yǎng)和提高學生的工程應(yīng)用，要求能夠利用基礎(chǔ)、專業(yè)理論知識及實際工程要求，進行電子系統(tǒng)的綜合設(shè)計、分析和調(diào)試，從而培養(yǎng)分析和解決實際問題的工程實踐能力。綜合應(yīng)用型實驗項目注重學生綜合、應(yīng)用能力的培養(yǎng)，適用于電子信息類三、四年級學生。

研究創(chuàng)新型實驗 以研究創(chuàng)新型人才培養(yǎng)為目標，開展以研究創(chuàng)新實驗為主的實驗教學。該層次主要面向“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的時代要求，培養(yǎng)學生創(chuàng)新研究及團隊合作精神。大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、挑戰(zhàn)杯、電子設(shè)計競賽等為研究創(chuàng)新型實驗的開展提供了良好的條件。研究創(chuàng)新型實驗實現(xiàn)方式多樣，學生的能力可以得到充分展示，從而最大限度地激發(fā)學生自主創(chuàng)新的熱情。

3 電子技術(shù)多層次實驗課程體系建設(shè)

實驗教學體系是通過相應(yīng)的實驗教學活動來具體實施并體現(xiàn)的，因此，一套完善實驗教學體系必須有一套與之相適應(yīng)的實驗課程體系。依據(jù)各專業(yè)電子技術(shù)實驗課程設(shè)置情況，以實驗教學課程群為核心，建立基礎(chǔ)設(shè)計、綜合應(yīng)用、研究創(chuàng)新三個實驗教學課程群，來滿足多層次實驗教學體系的實施要求。以華北電力大學（保定）為例，電子技術(shù)多層次實驗課程體系如下。

1）基礎(chǔ)設(shè)計型課程：模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗、電子技術(shù)（電工學）實驗、高頻電子線路實驗、電子電路仿真實驗、電子技術(shù)綜合實驗、電子工藝實踐。

2）綜合應(yīng)用型課程：單片機原理實驗、電子測量實驗、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實驗、DSP技術(shù)應(yīng)用實驗、微處理器課程設(shè)計、EDA課程設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計。

3）研究創(chuàng)新型課程：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、電子設(shè)計競賽、挑戰(zhàn)杯項目、實驗室開放實驗、教師科研項目、畢業(yè)設(shè)計等。

基礎(chǔ)設(shè)計型課程 電子技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)計型實驗課程是理工科院校絕大部專業(yè)的必修實驗環(huán)節(jié)。其中模擬、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實驗和電子技術(shù)（電工學）實驗、高頻電子線路實驗是面向各理工科專業(yè)電子技術(shù)基礎(chǔ)理論課開設(shè)的基礎(chǔ)實踐環(huán)節(jié)，是入門性質(zhì)的基礎(chǔ)實驗課，具有很強的基礎(chǔ)實踐性，主要培養(yǎng)學生掌握電子技術(shù)的基本知識、基本理論和基本技能。電子技術(shù)綜合實驗、電子工藝實踐、電子電路仿真實驗等是在基礎(chǔ)實驗課的基礎(chǔ)上依據(jù)不同專業(yè)開設(shè)的具有一定綜合性、設(shè)計性的實踐性環(huán)節(jié)，主要培養(yǎng)學生初步的工程實踐及分析、解決問題的能力，提升學生的實驗技能，激發(fā)學習興趣，啟迪創(chuàng)造性思維。

綜合應(yīng)用型課程 綜合應(yīng)用型課程是面向電子信息類專業(yè)課程開設(shè)的綜合應(yīng)用實踐環(huán)節(jié)，屬于重要的專業(yè)實驗課。綜合應(yīng)用型課程具有明確的工程應(yīng)用背景，體現(xiàn)了綜合性、應(yīng)用型的特點。其中，單片機原理、DSP技術(shù)與應(yīng)用和嵌入式系統(tǒng)、微處理器等實驗課程涉及的相關(guān)技術(shù)在目前眾多領(lǐng)域得到普遍應(yīng)用，是目前電子技術(shù)廣泛應(yīng)用的代表。為了強化這些課程對學生綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)，在開設(shè)課內(nèi)實驗的同時開設(shè)相應(yīng)的課程設(shè)計，通過與工程實際結(jié)合的綜合應(yīng)用型實驗項目來培養(yǎng)學生的工程實踐及綜合實踐能力。電子設(shè)計自動化（Electronic Design Automation，EDA）、電子測量、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實驗等均融合多學科的知識，這些課程對于培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力具有重要的意義。同時，綜合應(yīng)用型實驗課程還包含一些專業(yè)選修實驗環(huán)節(jié)及其他一些綜合性、應(yīng)用性較強的實驗課程及項目。

創(chuàng)新研究型課程 創(chuàng)新研究型課程是針對學生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)為目標開設(shè)的全開放、自主實驗課程。課程的設(shè)置為學生參加創(chuàng)新性、研究性實踐活動提供了多樣化的途徑。目前，在國家大力倡導(dǎo)及支持下，各高校基本建立了“國家級―省級―校級”三級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目，項目通過“興趣驅(qū)動、自主實驗、重在過程”的實施方式，帶動廣大學生積極參與科學研究與發(fā)明創(chuàng)造活動，極大地促進了大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)素養(yǎng)和能力的提升，是研究創(chuàng)新型實驗課程體系最重要的組成部分。

此外，大學生電子設(shè)計競賽、挑戰(zhàn)杯、實驗室開放項目、教師科研項目、畢業(yè)設(shè)計等也是創(chuàng)新研究型課程的重要內(nèi)容，通過這些課程吸引和引導(dǎo)學生進行各種創(chuàng)新研究，激發(fā)廣大學生進行科技開發(fā)和創(chuàng)新實驗的興趣，從而培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

4 子技術(shù)多層次實驗教學平臺建設(shè)

實驗教學體系的實施離不開實驗平臺的建設(shè)，為了更好地實施多層次實驗教學體系，在實驗室建設(shè)中需要對實驗室進行重新整合并構(gòu)建新的管理體制，并根據(jù)多層次實驗教學體系、實驗課程體系，建設(shè)與之相適應(yīng)的多層次實驗教學平臺。以華北電力大學（保定）電子技術(shù)實驗中心為例，電子技術(shù)多層次實驗教學平臺如圖1所示。

華北電力大學（保定）電子技術(shù)實驗中心是首批“河北省實驗教學示范中心”，經(jīng)過10年的建設(shè)，中心實驗室面積達2000余平方米，累計投入經(jīng)費1300余萬元，實驗硬件和軟件環(huán)境得到極大的改善和提升。為了適應(yīng)多層次實驗教學及課程體系，按照“提升基礎(chǔ)實驗、優(yōu)化專業(yè)綜合實驗、強化創(chuàng)新實驗”的原則，在建設(shè)中對實驗室場地、儀器設(shè)備等資源按優(yōu)化、共享的原則進行重新配置，在保證基礎(chǔ)實驗儀器設(shè)備擴充、更新的前提下，在綜合應(yīng)用型、研究創(chuàng)新型實驗教學方面進行重點投入，構(gòu)建與實驗教學體系、課程體系相適應(yīng)的多層次實驗教學平臺。

同時，為適應(yīng)多層次實驗教學體系的要求，中心構(gòu)建基于全開放導(dǎo)向的實驗室管理模式。所有實驗室都達到時間、空間的全開放要求，其中研究創(chuàng)新平臺實施學生為主、教師為輔的自主管理模式，極大地滿足了學生開展各種創(chuàng)新實踐活動的需要。

5 總結(jié)

在國家全面提倡“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的新形勢下，強化理論、實驗教學與工程應(yīng)用相結(jié)合，加強工程素質(zhì)教育勢在必行。本文結(jié)合電子技術(shù)實驗教學實際情況，構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)計、綜合應(yīng)用、研究創(chuàng)新等多層次實驗教學體系、課程體系及實驗平臺，對于培養(yǎng)大學生實踐能力和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)專業(yè)人才培養(yǎng)目標具有重要作用。實施結(jié)果表明，達到預(yù)期效果，并為后續(xù)實踐教學體系的不斷完善打下堅實的基礎(chǔ)。■

參考文獻

[1]馮根良，鄭青根.多層次電子電工實驗教學體系建設(shè)與實踐[J].實驗室研究與探索，2009，28（3）：80-82.

篇8

關(guān)鍵詞：模擬與數(shù)字電路；電子技術(shù)綜合實驗；實驗園地；虛擬儀器實驗

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）08-0151-03

一、背景

以模擬與數(shù)字電路為基礎(chǔ)內(nèi)容的電子技術(shù)實驗是高等學校理工科專業(yè)學生重要的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，也是電子、計算機、自動化等工科專業(yè)的學生在大學教育階段所要經(jīng)歷的一個重要的工程性實踐環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學生素質(zhì)和能力方面占有十分重要的地位[1]。而電子技術(shù)綜合實驗課程作為一門綜合性的實踐課程，與理論課程并行開設(shè)，其實驗內(nèi)容不再限制于某一門課程，而是把多門相關(guān)課程的知識相互滲透，有機融合。在一個實驗項目或設(shè)計課題中，可以融合模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、EDA技術(shù)、單片機原理等知識模塊，讓學生運用多種技術(shù)完成一個完整的電子系統(tǒng)的設(shè)計，使學生對電子系統(tǒng)的設(shè)計過程有深入的理解，同時培養(yǎng)工程實踐方面的基本素養(yǎng)。除了傳統(tǒng)實驗教學中的實驗項目，課題設(shè)計還可以采用電子設(shè)計競賽、科研項目、學生創(chuàng)新實踐等方式，在“開放”的狀態(tài)下進行，充分體現(xiàn)學生的主體性[2]。眾所周知，軟件學院的辦學宗旨是要基于“精英型軟件人才”的培養(yǎng)目標，一般的軟件學院通常擁有軟件工程和網(wǎng)絡(luò)工程兩個專業(yè)方向，而我院為了強化“精英型軟件人才”的培養(yǎng)目標，在本科二年級時又開設(shè)了嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)兩個專業(yè)方向，這兩個專業(yè)方向的學習需要有更好的硬件基礎(chǔ)，這也是我院面向本科一個年級800人開設(shè)模擬與數(shù)字電路理論與實驗課程，并且實驗教學采取獨立設(shè)課的方式的重要原因。嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)與電子技術(shù)等硬件課程的聯(lián)系要較為緊密一些，對于目前的模擬與數(shù)字電路教學，從事這兩個專業(yè)方向?qū)W習的學生往往會感到學得不夠多，不夠深入。許多有志于這兩個專業(yè)方向?qū)W習的學生，在做完基礎(chǔ)的模擬與數(shù)字電路實驗后希望，還能有機會到實驗室做一些額外的、提高性的實驗。而不從事這兩個專業(yè)方向?qū)W習的軟件工程和網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)的學生，往往體會不到學習電子技術(shù)等硬件課程的重要意義，簡單的認為在軟件學院學習，只要把“軟”的東西搞明白就可以了，不應(yīng)在“硬”上浪費時間。因此，結(jié)合我院目前本科生的教學體系、培養(yǎng)目標以及開設(shè)的相關(guān)硬件課程如：51單片機接口與匯編、fpga設(shè)計、通信原理、計算機組成原理等與硬件電路密切相關(guān)的課程，構(gòu)建“電子技術(shù)綜合實驗教學體系”就顯得有重大的意義，能夠使基礎(chǔ)的硬件教學與軟件學院的教學體系和培養(yǎng)目標建立起聯(lián)系，體現(xiàn)了硬件實驗教學相對于軟件專業(yè)方向?qū)W習的重要性和關(guān)聯(lián)性，實現(xiàn)軟硬兼顧。除此以外，目前在全國眾多的軟件學院中，另外，還沒有發(fā)現(xiàn)一所軟件學院提出構(gòu)建“軟件學院電子技術(shù)綜合實驗教學體系”的教學改革活動。著名的大學如北京大學是將軟件與微電子學院放在一起合辦，盡管如此，北京大學也沒有面向軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程將近800人的、規(guī)模龐大的模擬與數(shù)字電路的實驗課程，因此，我院進行構(gòu)建“軟件學院電子技術(shù)綜合實驗教學體系”的教學改革實踐就顯得特別有意義，能夠起到“示范性”的作用。

二、研究基礎(chǔ)

我院自2008年開始在本科生的教學體系中引入獨立的模擬與數(shù)字電路實驗課程以來，取得了許多積極的教學成果：（1）有力的輔助了模擬與數(shù)字電路理論課的教學，使抽象的理論課不再生澀難懂。（2）通過動手搭電路的實驗很好的煅練了學生的操作能力，通過實驗學生的實踐能力得以提高。（3）對我院其他專業(yè)方向的如計算機組成原理等理論與實驗課程的教學提供了有力的支持。（4）教學模式不斷改進，部分實驗，如儀器使用的教學方式完成了由傳統(tǒng)的“老師講，學生跟著做”到以學生為主體，旨在培養(yǎng)學生“自主學習和創(chuàng)新意識”的開放式教學。在數(shù)字實驗部分設(shè)立了“選做”實驗項目，面向能快速完成必做實驗部分的、有興趣做更多學習和嘗試的學生。（5）規(guī)范實驗教學的流程，引入了實驗報告冊，在報告冊中明確規(guī)定實驗的預(yù)習、操作、總結(jié)部分的要求。（6）在現(xiàn)有課程教學基礎(chǔ)上，結(jié)合我院嵌入式工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，開設(shè)了一門提高性質(zhì)的開放式電路設(shè)計實驗課程“嵌入式電路設(shè)計開發(fā)與應(yīng)用實踐”。

但現(xiàn)在的實驗教學仍有許多不足之處：（1）實驗內(nèi)容陳舊，所用元器件型號過時，需要更新。（2）實驗項目仍然偏少，不夠豐富，可供選擇的余地小，大大的限制了學生自主性的發(fā)揮，不利于創(chuàng)新型、研究型的學習。因此，驗證性、綜合性、設(shè)計性的實驗項目均應(yīng)增加。（3）教學模式僵化，手段單一，仍以傳統(tǒng)的老師在課堂上按部就班的指導(dǎo)，學生跟著按實驗步驟進行操作驗證為主，學生沒有自由發(fā)揮、進行創(chuàng)新型學習的機會。實驗室目前仍沒有完全實現(xiàn)開放，而學生的專業(yè)學習任務(wù)較重，課程設(shè)置多，很難有整塊的時間和專門的機會通過更多的實驗訓練獲得提高。（4）實驗課程考核的方式單一，除了批閱實驗報告之外，成績評定主要以學生完成實驗的快慢為主，即主要考核學生的學習態(tài)度，認真預(yù)習的程度及實驗動手操作能力的高低。（5）尚未形成一個有效的綜合教學體系，使模擬與數(shù)字電路實驗課程能更好地融入我院的整體教學體系當中。

三、研究思路

基于以上的原因及分析，應(yīng)結(jié)合目前我院的教學體系及專業(yè)培養(yǎng)方向，以現(xiàn)有的模擬與數(shù)字電路實驗教學為基礎(chǔ)，以“開放式”教學為主要依托，構(gòu)建“電子技術(shù)綜合實驗教學體系”，以求根本解決我院目前模擬與數(shù)字電路實驗教學中存在的各種問題。

1.建設(shè)電子技術(shù)綜合實驗園地[3]。建設(shè)電子技術(shù)綜合實驗園地是本研究課題要實現(xiàn)的基礎(chǔ)目標，是構(gòu)建我院電子技術(shù)綜合實驗教學體系的基礎(chǔ)。

實驗園地中的實驗項目如圖1所示分為以下幾大組成部分：①實驗基本技能訓練園地，實驗基本技能訓練園地主要包括：如何進行實驗預(yù)習，如查找資料，對實驗進行理論分析；實驗操作中的FAQ；實驗總結(jié)報告的書寫要求；電路設(shè)計仿真軟件的入門；嵌入式C、匯編語言的集成開發(fā)環(huán)境的使用；VHDL、Verilog等硬件設(shè)計語言及ISE開發(fā)編譯環(huán)境的使用；EDA技術(shù)基礎(chǔ)如電路板的原理圖、PCB板圖的設(shè)計；電路焊接的基本技能培訓等。將實驗基本技能訓練部分的資源放置于我院的ftp課程網(wǎng)站或?qū)W院網(wǎng)站上，根據(jù)具體實驗的要求或?qū)W生自已的需求下載使用。②專用儀器設(shè)備園地，在專用儀器設(shè)備園地中，可獲得示波器、萬用表、函數(shù)信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、電子技術(shù)實驗箱、實驗操作面板等儀器設(shè)備的使用說明書，操作實例，操作課件等。③基礎(chǔ)模擬與數(shù)字電子技術(shù)實驗園地，按照基礎(chǔ)模擬與數(shù)字電子技術(shù)通用的理論教學，實驗園地可分為四大模塊[4]：模塊A：常用電子元器件，包括電阻、電容、電感、二極管、三極管、場效應(yīng)管等，模塊A是模擬與數(shù)字電子技術(shù)的共同基礎(chǔ)。模塊B：模擬電路模塊，包括基本放大器、差動放大器、功率放大器、運算放大器、反饋放大器、信號發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源等，該模塊是模擬電子技術(shù)的主要內(nèi)容，著重讓學生掌握模擬電路的基本概念、基本原理和基本分析方法。模塊C：數(shù)字邏輯和數(shù)字電路模塊，主要包括邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、邏輯門電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、脈沖產(chǎn)生與整形、大規(guī)模集成電路（半導(dǎo)體存儲器、A/D和D/A等）。模塊C是數(shù)字電子技術(shù)的主要內(nèi)容，旨在讓學生掌握數(shù)電的基本知識及常用數(shù)字集成電路，學會邏輯分析和邏輯設(shè)計的方法。模塊D：可編程邏輯器件模塊，目前常用的可編程邏輯器件包括EPROM、GAL、FPGA、E2PROM，模塊D是數(shù)字電路領(lǐng)域發(fā)展較快的一項技術(shù)，通過與EDA技術(shù)的結(jié)合，使通過軟件編程的方法實現(xiàn)硬件設(shè)計成為可能。④演示實驗教學園地，將演示實驗教學園地分為三大模塊：模塊A：實物演示實驗教學，實物演示實驗教學是從實驗結(jié)果入手的教學方法，有助于從總體設(shè)計方面建立深入的宏觀印象，趣味性的結(jié)果還有助于激發(fā)學生的實驗學習創(chuàng)造的興趣，使學生在充分理解了現(xiàn)有實現(xiàn)方法的基礎(chǔ)上，積極探求不同的實驗思路和解決方案?！皩嵨铩奔瓤梢园▽嶒灲處煘槟稠棇嶒炈O(shè)計的專用演示電路實驗板，也可以包括學生創(chuàng)新實踐過程中的設(shè)計產(chǎn)品，當然也可以是實驗電路搭接后結(jié)果的視頻演示。演示實驗教學系統(tǒng)也可以通過多媒體PPT課件，WORD或PDF文檔、視頻的形式集中于我院的FTP課程網(wǎng)站或?qū)W院網(wǎng)站上，根據(jù)具體實驗的要求或?qū)W生自已的需求下載使用。模塊B：虛擬儀器實驗，建設(shè)基于Labview的3D電子技術(shù)虛擬實驗室?？梢詽M足學生進行常用儀器設(shè)備的熟悉與使用，驗證性實驗的虛擬仿真等。如圖2所示為實驗中心自主開發(fā)的“三維虛擬實驗室”軟件系統(tǒng)，目前該系統(tǒng)正在研制。

通過對實物如儀器設(shè)備、電子元件等的虛擬，使學生對電子技術(shù)實驗形成全方位的了解，為深入實驗做準備，虛擬實驗還可以減少針對儀器設(shè)備、電子器件的誤操作，降低設(shè)備器件的損耗，延長使用壽命，減少維修維護的工作量。虛擬實驗的教學可以不受時間、空間的限制，學生可以在實驗室開放的時間到實驗室來做實驗，也可以在公共機房安裝有該軟件系統(tǒng)的PC機上完成實驗任務(wù)，甚至可以在宿舍、網(wǎng)吧、圖書館等有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的地方通過網(wǎng)絡(luò)進行實驗教學，真正實現(xiàn)實驗教學的“開放式”。模塊C：電路仿真實驗，許多EDA軟件就具有電路仿真功能，針對簡單的驗證性實驗，電路仿真往往顯得特別有效，如RC電路的實驗，實現(xiàn)過程非常簡單。如果在進入實驗室之前就能利用EDA軟件針對不同電阻R和電容C進行電路仿真，根據(jù)仿真的結(jié)果確定所需要的電阻、電容，就可以大大節(jié)省查找器件的時間，降低了在實驗室中找不到該器件的風險，提高的實驗學習的效率，有助于開放教學過程中更高效的使用實驗室。相比于實物演示教學和虛擬實驗教學，電路仿真更顯得專業(yè)化。⑤提高性實驗園地，提高性實驗園地的建設(shè)是構(gòu)建“電子技術(shù)綜合實驗教學體系”的關(guān)鍵，是使電子技術(shù)綜合實驗教學能與軟件學院的教學體系和培養(yǎng)目標建立聯(lián)系的重要環(huán)節(jié)，體現(xiàn)硬件實驗教學相對于軟件專業(yè)方向?qū)W習的重要性和關(guān)聯(lián)性，實現(xiàn)軟硬兼顧。結(jié)合我院本科生教學體系及專業(yè)培養(yǎng)方向的實際，以及我院目前開設(shè)的51單片機接口與匯編、fpga設(shè)計、通信原理、計算機組成原理等與硬件電路密切相關(guān)的課程，提高性實驗教學園地包括三大模塊：模塊A：單片機硬件實驗，實驗方式為，設(shè)計電路原理圖進行電路仿真（可選）編寫C、匯編程序編譯成HEX文件用編程器寫入MCU實驗箱上搭接電路實現(xiàn)功能制作PCB板（可選）。單片機硬件實驗可以實現(xiàn)基礎(chǔ)的模擬與數(shù)字電路、單片機原理及應(yīng)用、EDA電路設(shè)計技術(shù)及軟件編程與測試等多門專業(yè)課程的綜合。模塊B：FPGA硬件實驗，實驗方式為，設(shè)計電路原理圖進行電路仿真（可選）編寫VHDL、Verilog語言程序編譯生成bit文件燒寫到可編程器件內(nèi)搭接電路實現(xiàn)數(shù)字邏輯設(shè)計或系統(tǒng)功能。FPGA硬件實驗可以實現(xiàn)基礎(chǔ)的模擬與數(shù)字電路（尤其是數(shù)字邏輯）、計算機組成原理及體系結(jié)構(gòu)、EDA電路設(shè)計技術(shù)及軟件編程與測試等多門專業(yè)課程的綜合。模塊C：通信原理硬件實驗，通信原理理論課程是我院網(wǎng)絡(luò)工程系開設(shè)的一門專業(yè)課，為了深入這門課程，必須具備堅實的模擬（包括低頻、高頻電子線路）和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)。目前，我院尚無完善的硬件實驗課程與之匹配，因此可在提高性實驗園地中加入這一模塊。通信原理硬件實驗可以實現(xiàn)基礎(chǔ)的模擬與數(shù)字電路（尤其是高頻電子線路與數(shù)字邏輯）、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及軟件編程與測試等多門專業(yè)課程的綜合。

四、結(jié)論

由以上分析得出如圖3所示的“軟件學院電子技術(shù)綜合實驗教學體系”的基本構(gòu)思。

實驗教師應(yīng)是電子技術(shù)綜合實驗園地的建設(shè)者，在利用園地中的各種實驗項目及資源做好基礎(chǔ)及提高性實驗教學的基礎(chǔ)上，承擔實驗園地中實驗方案與任務(wù)書的設(shè)計工作，在實驗項目開發(fā)的過程中，針對不同水平的學生，逐漸形成驗證性，綜合性，設(shè)計性實驗教學的層次。做為電子技術(shù)綜合實驗園地的使用者的學生，在傳統(tǒng)的課堂教學與“開放式”教學相結(jié)合的基礎(chǔ)上，逐漸與實驗教師建立新型的教與學的關(guān)系，如：學生自已選擇現(xiàn)有的實驗項目，盡可能的獨立完成實驗，實驗教師僅起到輔助指導(dǎo)的作用；教師根據(jù)學生的水平，將現(xiàn)有的多個驗證性實驗綜合，形成實驗方案，引導(dǎo)學生獨立完成；學生獨立設(shè)計實驗方案，尋求實驗教師的建議及幫助，盡可能的完全獨立自主的完成電路設(shè)計及實驗驗證。實驗園地的建設(shè)會為基礎(chǔ)、提高性實驗教學提供更多的實驗素材，有助于豐富實驗教學內(nèi)容。教學中產(chǎn)生的問題有助于豐富實驗園地中的實驗項目的建設(shè)，使教師、學生在進行實踐教學的過程中有更多的選擇，有助于擴展學生的知識面，提高實驗教師的教學水平。總之，三者之間的良性互動將創(chuàng)造一個良好的教學實踐環(huán)境，切實提高實驗教學水平和教學質(zhì)量。

鳴謝：本文受到2013年大連理工大學教學改革項目“立足精英型軟件人才培養(yǎng)目標的電子技術(shù)綜合實驗教學體系的構(gòu)建”項目資助。

參考文獻：

[1]侯加林.全面實施電子技術(shù)實驗改革提高學生創(chuàng)新能力[J].實驗室研究與探索，2009，28（1）.

[2]姜寧.高校電子技術(shù)綜合實驗開放式教學研究[D].陜西：延安大學，2011.

篇9

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)；電子技術(shù)課程；整合；教學設(shè)計

從適應(yīng)信息社會對人才的要求、電子技術(shù)的快速發(fā)展和電子企業(yè)對電子專業(yè)人才的要求等方面來看，研究信息技術(shù)與電子技術(shù)課程的整合是具有實際意義的。本研究試圖在教育學、心理學、教育技術(shù)學等教育理論和學習理論的指導(dǎo)下，來研究信息技術(shù)與電子技術(shù)課程的整合。

一、信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合的目標

信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合的目標是建設(shè)數(shù)字化的教育環(huán)境，推進教育的信息化進程，促進學校教學方式的根本性變革，培養(yǎng)學生實現(xiàn)信息技術(shù)環(huán)境下的創(chuàng)新精神和實踐能力的素質(zhì)教育與創(chuàng)新教育。

具體來說：①提高學習的效果和效率；②培養(yǎng)學生良好的信息素養(yǎng)；③培養(yǎng)學生終生學習的能力。

二、信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合的教學設(shè)計

1.教學模式

信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合，在虛擬逼真的實驗環(huán)境中，電子技術(shù)課程以問題——探究型教學模式為核心，通過文字、圖片、動畫、視頻、課件等方法手段把實驗內(nèi)容或?qū)嶒灛F(xiàn)象以一個個問題的形式呈現(xiàn)出來，學生在分析問題的基礎(chǔ)上，根據(jù)個人的歷史知識經(jīng)驗和個人情感等因素，充分發(fā)揮自己的主動性和積極性，從問題出發(fā)，有目的、有選擇地對教學資源庫中的教學資源進行搜集、分析、整理、組合，從而建立自己的學習資源庫；然后設(shè)計出解決問題的方法或方案，并在實驗室進行相應(yīng)的實驗驗證，獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)或答案，以驗證自己的方法或方案是否正確。

2.教學環(huán)境的創(chuàng)設(shè)

當前隨著以多媒體計算機為核心的信息傳播系統(tǒng)的應(yīng)用，為創(chuàng)設(shè)理想的學習環(huán)境提供了有力的保障。

（1）硬件環(huán)境。數(shù)字化硬件環(huán)境建設(shè)主要是建設(shè)能支持信息技術(shù)應(yīng)用于電子技術(shù)課程教學過程中的硬件設(shè)施，包括各種教學媒體，校園服務(wù)設(shè)施，各種配套的教學、管理、實驗實施等。

（2）軟件環(huán)境。在硬件環(huán)境的基礎(chǔ)上，利用多媒體技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、虛擬仿真技術(shù)等在校園網(wǎng)上建立具有開放性的虛擬電子技術(shù)平臺。此虛擬電子技術(shù)平臺不但能實現(xiàn)教學管理和電子實驗，而且能夠給學生提供多種學習和探索的工具、交流渠道、信息資源等。

3.實驗內(nèi)容

（1）組織形式：電子技術(shù)課程教學內(nèi)容的組織應(yīng)該遵循充分發(fā)揮學生的主動性、以學生為中心的原則進行，教學內(nèi)容以知識點的形式進行組織，每個知識點以問題或任務(wù)的形式呈現(xiàn)，將知識點所需要的各種資料及建議性的學習方法等信息附加在其后。這些內(nèi)容的有機組合能促使學生將原有的知識與將要學習的內(nèi)容建立橫向和縱向的聯(lián)系，有利于學生知識的建構(gòu)，有利于學生在不同的情境下去應(yīng)用他們所學的知識。

（2）實驗類型：為了充分發(fā)揮學生的主動性，培養(yǎng)學生的綜合實驗?zāi)芰?，更好地適應(yīng)信息技術(shù)與電子技術(shù)課程整合的教學模式，把電子技術(shù)分為兩種類型：基礎(chǔ)實驗和設(shè)計實驗?；A(chǔ)實驗的目的是鞏固學生的專業(yè)理論和知識基礎(chǔ)，訓練學生的基本技能和基本專業(yè)素質(zhì)，為綜合實驗打好基礎(chǔ)。設(shè)計實驗的目的是提高學生的專業(yè)興趣，培養(yǎng)和訓練學生分析問題與解決問題的能力，提高學生的專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)能力，培養(yǎng)學生信息的搜集、分析、整理、應(yīng)用等信息素養(yǎng)。

4.實驗方法

實驗方法分為真實實驗和虛擬仿真實驗。真實實驗是在以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬電子技術(shù)平臺的電子技術(shù)中，以學生為實驗教學主體，從解決“問題”出發(fā)，學生按照自己為解決問題設(shè)計的方案、設(shè)想或猜測等設(shè)計出的實驗方案，在真實的實驗環(huán)境中，使用真實的實驗儀器設(shè)備和電子原器件等建立實驗電路進行實驗，以驗證方案的設(shè)計、設(shè)想或猜測，最終達到解決問題的目的。虛擬仿真實驗是在以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的虛擬電子技術(shù)平臺的電子技術(shù)中，以學生為實驗教學主體，從解決“問題”出發(fā)，學生按照自己為解決問題設(shè)計的方案、設(shè)想或猜測等設(shè)計出的實驗方案，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，由虛擬仿真技術(shù)生成的一類適于進行虛擬實驗的實驗系統(tǒng)中，包括相應(yīng)的實驗環(huán)境、有關(guān)的實驗儀器設(shè)備、實驗對象和實驗信息資源，學生利用相應(yīng)的虛擬實驗資源建立實驗電路進行實驗，以驗證方案的設(shè)計、設(shè)想或猜測，最終達到解決問題的目的。由于虛擬仿真實驗學生只要在虛擬仿真實驗系統(tǒng)中利用系統(tǒng)提供的實驗資源建立實驗電路即可進行實驗，不受現(xiàn)實器件和儀器設(shè)備的約束，省去了器件的購買、電路的制作與調(diào)試等時間，不必擔心器件與儀器設(shè)備的損壞，縮短了實驗周期，降低了實驗費用和損耗，大大提高了電子技術(shù)的效率。

5.教學的調(diào)查與反饋

教師要定期對學生就電子技術(shù)課程教學相關(guān)內(nèi)容進行問卷調(diào)查，以了解學生的學習情況和教學過程，了解電子技術(shù)課程教學的優(yōu)點與不足，為電子技術(shù)課程的教學改進提供參考和有效的數(shù)據(jù)。教師也可以隨機抽取部分學生，就學生上交的實驗報告或電子產(chǎn)品設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容進行提問，以確認和了解學生的學習情況和效果，以便進一步改進電子技術(shù)課程的教學。

參考文獻：

[1]何克抗、李文光.教育技術(shù)學[M].北京師范大學出版社，2002。

篇10

關(guān)鍵詞：EDA；電子技術(shù)；教學方法；改革

作者簡介：習聰玲（1979-），女，陜西渭南人，嘉興學院機電工程學院，講師。（浙江嘉興314001）

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）12-0095-02

一、“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課堂教學改革背景和意義

1.課堂教學改革背景

“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程是高等學校工科測控專業(yè)、電信專業(yè)及電氣專業(yè)等學科專業(yè)本科生必修的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，是進一步學習“微機原理”、“高頻電子技術(shù)”等課程的基礎(chǔ)。根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》（以下簡稱《綱要》）方案的思考，對高等教育提出了新的發(fā)展要求：高等教育承擔著培養(yǎng)高級專門人才、發(fā)展科學技術(shù)文化、促進社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的重大任務(wù)。提高教學質(zhì)量是高等教育發(fā)展的核心任務(wù)，是建設(shè)高等教育強國的基本要求。著力培養(yǎng)信念執(zhí)著、品德優(yōu)良、知識豐富、本領(lǐng)過硬的高素質(zhì)專門人才和拔尖創(chuàng)新人才。牢固樹立主動為社會服務(wù)的意識，全方位開展服務(wù)。推進產(chǎn)學研用結(jié)合，加快科技成果轉(zhuǎn)化，規(guī)范校辦產(chǎn)業(yè)發(fā)展。適應(yīng)國家和區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展需要，建立動態(tài)調(diào)整機制，不斷優(yōu)化高等教育結(jié)構(gòu)。優(yōu)化學科專業(yè)、類型、層次結(jié)構(gòu)，促進多學科交叉和融合。為深入貫徹《綱要》的指導(dǎo)精神，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，亟需深化教育教學改革，創(chuàng)新教育教學方法，探索多種培養(yǎng)方式，以適應(yīng)國家創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求、學校應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的需要。

2.課堂教學改革意義

人類步入21世紀，進入信息時代。課堂教學也要適應(yīng)現(xiàn)代社會的發(fā)展?！罢n堂實踐式教學模式”教學注重基礎(chǔ)理論與工程實踐相結(jié)合，有助于激發(fā)學生在理論學習的同時，注重實踐環(huán)節(jié)，提升工科學生的實踐意識、動手能力、設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，從基礎(chǔ)理論教學開始培養(yǎng)工科學生的工程應(yīng)用觀念?！罢n堂實踐式教學模式”就是借助虛擬實驗現(xiàn)代計算機仿真工具，將工程實踐和工程應(yīng)用中的實驗環(huán)節(jié)和實踐過程引入課堂，使學生在學習基礎(chǔ)理論的同時，自然參與到理論的實驗來源和工程應(yīng)用的探索過程。“課堂實踐式教學模式”確定了以應(yīng)用為目的，理論聯(lián)系實際的工程教育理念，重點培養(yǎng)學生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新設(shè)計能力，力求使課堂發(fā)生如下轉(zhuǎn)變：由課堂的單純理論教學模式向理論與實踐相結(jié)合的教學模式轉(zhuǎn)變；學生由理論學習只知其因的書生形式向?qū)嵺`教學的既知其因又知其用的工程應(yīng)用形式轉(zhuǎn)變；教法由師講生聽的“理論推導(dǎo)”方式向師生在課堂共同實驗的“理論―實驗―理論―應(yīng)用”方式轉(zhuǎn)變，目的是使學生由單一地掌握學科理論型向綜合學會工程應(yīng)用型轉(zhuǎn)變。

二、EDA 技術(shù)引入的必要性

“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程包括“模擬電子技術(shù)”和“數(shù)字電子技術(shù)”兩門課程，“電子技術(shù)基礎(chǔ)”教學采用的仍然是傳統(tǒng)的教學方法：教師片面追求課程的理論性和系統(tǒng)性，過分強調(diào)了基本原理、基本定律的來源、釋義、驗證或推導(dǎo)過程，然后通過一定的驗證性實驗鞏固所學內(nèi)容。教師在課堂上往往是填鴨式教學，黑板、粉筆和講解就是課堂的全部內(nèi)容。此外，因課程和實驗內(nèi)容與應(yīng)用實踐脫節(jié)，學生往往不知學為何用，在學習過程中缺乏足夠的學習興趣和動力。EDA 技術(shù)改善電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學將EDA 技術(shù)引入教學，可以使一些語言和文字難以表達或難以理解的現(xiàn)象、復(fù)雜的變化過程，通過EDA 的模擬隨時以圖形、表格及曲線顯示出來。學生在此過程中，可以不斷修改電路和參數(shù)，即時觀察輸出效果，以加深對電子線路本質(zhì)的理解，全面掌握所學內(nèi)容。這樣，不僅增加了教學的層面，提高了學生學習的興趣，而且還可以收到事半功倍的效果。另一方面，由于電子技術(shù)課程本身的特點：內(nèi)容多而雜、知識面廣。[1]

EDA是Electronic Design Automation電子設(shè)計自動化的縮寫，是隨著集成電路和計算機技術(shù)飛速發(fā)展應(yīng)運而生的一種高級、快速、有效的電子設(shè)計自動化工具。其以實驗開發(fā)系統(tǒng)為設(shè)計工具，融合應(yīng)用電子技術(shù)、計算機技術(shù)、智能化技術(shù)的最新成果，自動完成用軟件的方式設(shè)計電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯、分割、綜合及優(yōu)化、布局布線、仿真，直至完成對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射、編程下載等工作。EDA 技術(shù)的教學應(yīng)用軟件主要有EWB、PSPICE、protel99、Max+Plus II、QuartusII、ActiveHDL、Modelsim 等。它們的共同特點是自動化、數(shù)據(jù)處理能力強、功能豐富完善、開放性和交互性良好。將EDA 技術(shù)引入教學，可以使抽象的理論形象化、復(fù)雜的電子線路實際化，并可以不斷地修改電路和參數(shù)，即時觀察輸出結(jié)果，以加深對電子線路本質(zhì)的理解，全面掌握所學內(nèi)容。這樣，不僅改變傳統(tǒng)教學中理論與實際嚴重脫節(jié)的問題，還提高學生學的興趣，能收到事半功倍的效果。因此，引入EDA 技術(shù)，改革和優(yōu)化“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學方法、實踐環(huán)節(jié)已經(jīng)成為必然。

三、“電子基礎(chǔ)基礎(chǔ)”課程課堂實踐式教學模式的實施過程

“課堂實踐式教學模式”主要引入課堂虛擬實驗教學形式，針對“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程中的基礎(chǔ)理論、基本概念和基礎(chǔ)應(yīng)用，在課堂上通過實驗形式進行驗證，并在實驗過程討論理論的適用范圍、參數(shù)變化和影響關(guān)系，通過課堂對實驗過程討論激發(fā)學生學習興趣，活躍課堂學習氣氛，調(diào)動學生的積極性。[2]

1.“電子技術(shù)基礎(chǔ)”基本概念

“電子技術(shù)基礎(chǔ)”是電氣、電子信息和測控專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，“三基”教學是課程的重點，即培養(yǎng)學生的基本概念、基礎(chǔ)理論和基本技能。在電子技術(shù)中存在有較多的基本概念，如康華光《模擬電子技術(shù)》教材的第三、四章和第七章，提出的PN結(jié)的形成、小信號模型、正負反饋，以及在《數(shù)字電路技術(shù)基礎(chǔ)》教材中第四、六章介紹的競爭冒險現(xiàn)象、161芯片形成的計數(shù)器基本概念。在原有教學模式下介紹這些內(nèi)容時往往比較抽象，學生難以理解這些看不到、摸不到的東西。引入驗證性EDA仿真和動態(tài)軟件顯示的教學方法，使學生看到這些原理的實現(xiàn)過程及這些概念的實際現(xiàn)象，并可以通過實驗直觀看到RC電路如何振蕩出正弦波并如何轉(zhuǎn)化為三角波和矩形波。更直觀地看到161等芯片構(gòu)成的計數(shù)器如何計數(shù)，以及人們生活中的數(shù)字鐘如何來工作的。這些對學生都比較抽象，如果能通過EDA教學軟件仿真就可以讓學生有一定的認識，同時可以激發(fā)學生對本門課程的興趣。[3]

2.在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”理論應(yīng)用中引入應(yīng)用案例

“電子基礎(chǔ)基礎(chǔ)”是一門專業(yè)基礎(chǔ)課，其涉及的很多內(nèi)容可直接作為后續(xù)課的應(yīng)用基礎(chǔ)，或直接在工程中實際應(yīng)用，如《模擬電子電路》教材中的第七、八章中反饋放大電路、功率放大電路，放大電路的最大功率輸出等實際工程應(yīng)用問題，第三章的RC電路在工程中可用作延時器、振蕩器等應(yīng)用，第十章整流二極管在線性電源中的應(yīng)用等等。在《數(shù)字電子電路》中多諧振蕩器和和555定時器都是經(jīng)常在工程領(lǐng)域中用到的。但在傳統(tǒng)的教學模式中很少涉及如何運用《電子基礎(chǔ)基礎(chǔ)》的這些知識，學生在學習了電子技術(shù)基礎(chǔ)后，往往只是掌握了這些理論知識，而不知如何將這些理論應(yīng)用的工程中去，解決工程實際問題。在課堂實踐式教學模式中插入應(yīng)用案例的虛擬實踐，可使學生在掌握理論的同時，學會如何去應(yīng)用這些理論。例如可以組織一些電子設(shè)計比賽，這樣學生就可以把電子技術(shù)的理論和單片機結(jié)合在一起，做出一些電子產(chǎn)品，或者實現(xiàn)一些邏輯功能。給學生提出了工程應(yīng)用中的難題就存在于基本理論中的概念。

四、應(yīng)用案例舉例

對于RC正弦波振蕩電路，電路的構(gòu)成如圖1所示。

由此引申出信號源電路，以下是設(shè)計信號源電路，如圖2，這樣可以在課堂上通過EDA仿真讓同學有更直觀的概念，如圖3。

五、課堂教學改革預(yù)期目的與實施效果

基于EDA的“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課堂實踐式教學模式改革將針對“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程中的這些基礎(chǔ)概念與工程應(yīng)用要點，設(shè)計出對應(yīng)虛擬實驗案例，在課堂上演示、討論，豐富“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課堂內(nèi)含。預(yù)期通過兩年的課程教學改革，使“電子技術(shù)基礎(chǔ)”課程的所有基本概念、基礎(chǔ)定律和理論應(yīng)用結(jié)點多建立相應(yīng)的EDA和應(yīng)用案例程序，在“電子技術(shù)基礎(chǔ)”的所有課堂中引入基于虛擬實驗實踐的教學模式。

參考文獻：

[1]康華光,陳大欽.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,2005.