曾利华
厦门电子科学与技术学院 福建厦门 361000
摘要:《电子线路实验》课程是本校电子信息类学生的专业基础实验课,它涵盖了模拟电路实验和数字电路实验,是本科教学中非常重要的一个环节。基于学科发展以及新工科建设等新形势下的需要,对这一课程提出了新的要求,课程的改革迫在眉睫。本文从改革的必要性,主要改革措施等几个方面对课程的建设与改革进行了探讨。
关键词:电子线路实验 新形势 改革 创新
一.现状和必要性
《电子线路实验》是我校针对电类专业开设的一门专业基础课。这门课程由于是独立设课,因而它既能紧扣理论课程,完成对理论课知识的巩固和加强,又可以在此基础上对相关知识展开更高层次的综合实验,同时也方便我们能够对实验课程有进一步的改革和探索。
课程内容涵盖了模拟电路实验和数字电路实验。现有实验项目侧重于理论知识的验证,而设计综合、创新性的内容不足,从而导致学生的工程开发技能、系统设计的能力不足。
而且电子、通信、计算机等各个专业因培养计划的不同,对实验课程的要求也有较大的差异。为了应对学科发展和本科人才培养的需求,对电子线路相关实验课程的实验内容进行调整,并有机衔接后续专业课程,培养符合各专业发展工程技术型人才。
二.改革主要改革举措
对《电子线路实验》课程的改革探索,主要着眼于实验内容改革及其更新、实验教学过程的组织、完善学生成绩考核、授课形式的多样化等几个方面来开展。
1.实验内容方面:
(1)对于模拟电路部分,主要分为仪器和元器件训练,实验方法训练,运放专题以及综合设计。对仪器和元器件的训练专题,通过课堂,网络课程等多种方式落到实处,让学生确实的掌握。实验方法训练部分通过对三极管放大电路的放大倍数,输入输出阻抗,通频带等参数的测试,熟练掌握电子实验所必备的实验方法。
在综合设计部分实验内容的调整从单元电路的设计逐步转换到小系统的设计,增加运算放大器综合实验部分的内容如:单电源放大电路的设计、二阶带通滤波器的设计、波形产生电路的设计等。
在实验中引入电子设计竞赛项目,如多种波形产生电路,单极放大故障判断等项目,既丰富和更新了实验项目,又让学生在实践中实现了从单元电路的设计到小系统的设计的初步思考与进阶,也为学生们后续参加各类电子设计竞赛打下良好的基础。
(2)对于数字电路部分,以往的实验我们是采用分立的数字芯片如7400,7476,74160等完成相应的组合逻辑和时序逻辑实验。随着电子技术的发展,FPGA在数字电路中的地位越来越不容忽视,传统的实验已经不能满足技术发展以及学生培养的需求。
在原有数字实验的基础上,实现从分立芯片到FPGA应用的转化。使学生不同程度的掌握verilog HDL硬件描述语言,掌握FPGA硬件开发平台,软件开发平台及设计流程,完成组合逻辑电路和数字逻辑电路实验,以及其它综合实验的FPGA实现。
根据不同专业的专业特点,制定不同的实验内容。
例如,针对电子专业的学生,增加了音频放大电路设计,数字调谐系统设计等内容;针对通信专业的学生,增加了波形产生,信号处理的内容等等。
2.实验组织方面:
按照新工科建设需求,将电子线路相关实验课程分成基础、提高、综合实践三部分。对基础性实验、综合性实验和设计性实验进行分类管理。创新性实验、竞赛和科研项目的引入,实现实验内容的动态更新,让部分学生的实践能力进一步提高。
在实验教学过程中,采用多种教学方法结合。除了传统的课堂授课,我们还引入线上课程,慕课,在线平台等多种外围手段,课内外内容相互补充,相互辅助。通过线上平台,对实验选题,课前预习,课中方案讨论与实现,实验过程,实验报告以及课后开放等一系列操作管理起来。
加大实验室开放力度、学生口袋实验板的配备,及在线实验平台的应用,让学生可以随时随地做实验。在线平台的引入,加强了师生互动,让学生们在实验过程中遇到的难点疑点能够及时跟老师交流沟通。
3.进一步完善学生成绩考核机制
完善学生成绩考核机制,让学生对相关知识,实验方法的掌握和解决问题的能力与最终考核成绩之间建立正反馈激励。实验课程的成绩考核不同与理论课程,它一方面考察了学生对课程的掌握程度,另一方面对学生学习的积极性也是一种促进。在本课程的考核中,我们采用平时成绩占70%,期末考试占30%的形式。平时成绩不仅包含了考勤,实验报告以及实验过程等基本内容,而且跟实验项目选题的难度,最终完成的程度等多个考量点相挂钩,在很大程度上更能被学生们接受。
4.对实验教师提出了新的要求
实验教师参与实验教学体系和实验内容的设计,指导学生实验,解决实验过程中碰到的问题。随着综合创新类实验内容的引进,对实验指导教师的个人能力提出了更高的要求。
实验教师需要参加电子类竞赛的指导和培训,比如全国电子设计大赛和嵌入式设计大赛等。通过竞赛的指导和培训,找出学生们的弱点和难点,以便以后的实验过程中有针对性的训练。鼓励教师参加各类实验案例设计竞赛,如“鼎阳杯”实验案例设计竞赛,在竞赛中一方面学习其他学校优秀的实验案例,另一方面将自己的实验案例展示在其他高校老师面前,根据老师们的意见建议,在后续的实验中进一步完善实验内容。
三.结语
综上所述,对《电子线路实验》这门课的改革探索是非常有意义的。通过本次改革项目的探索,建设一门符合学科建设和发展的专业基础实验,为工程人才的培养打下基础。
参考文献
[1]张林丽,吕念玲,黄晓梅.电路实验课程建设与教学改革探索.实验室科学,2017年6月,VoL(20)No.3.
[2]孙科学,刘玉祺,夏春琴,刘芫健.面向研究性教学的数字电路实验课程改革探索.实验室科学,2020年6月, VoL(23)No.3.
[3]张聪玲.工程教育背景下电路分析实验课程改革探索. 实验室科学,2018年10月,VoL(21)No.5.
作者简介:曾利华(1978- ),女,湖北人,硕士,工程师,研究方向:电子线路。