电子技术基础实验范文

导语：如何才能写好一篇电子技术基础实验，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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“电子技术基础”的教学方法一直是任课教师在教学中不断探讨的课题。传统的教学方法没有将学生置于主体地位，也谈不上学生思维训练，能力的发展和素质的提高。摈弃陈旧的教学方法，探索适合的教学途径，必须从专业教学的特点出发，以培养学生的实践能力为主。“电子技术基础”这门课程包括课堂教学和实验教学两部分。

课堂教学方法探讨

在教学方法上，根据各个专业学生的特点，以教师的“教”作为主导，并适当引导学生的“学”，即引导学生融会贯通知识，形成自己的学习方法，培养学生一定的自学能力。针对专业培养需要和不同的学时要求来选择教学内容。教学中注意多通过应用实例使学生了解所学内容的功能和应用。

在“电子技术基础”教学过程中，我们在课堂上带入一些电子元件，让学生在课堂上认识各种新的，不同形状和类别的器件;加入一些演示实验，加深对课程的理解;同时教师可提出问题，引导学生积极探索，分析并解决问题;最后，把一些知识点进行归纳总结后，得出结论性的知识传授给学生。

教师应当把提问法和讨论法等教学方法引入课堂。在每次课前让学生回答问题，回顾上次课的主要内容和知识点，考察学生掌握情况;在每次讲课过程中，密切注意学生的反应，穿插各种启发式的提问，并将此课堂问答作为平时成绩的一部分，调动学生思考问题的积极性，激发学习兴趣;并在讲课时，可以提出一些实际问题最为讨论课题，让学生独立完成，充分发挥学生学习的主动性和创造性。

随着教育现代化进程的不断推进和素质教育的深入，电化教学手段，尤其是多媒体辅助教学引入课堂教学后，已经显示出与“粉笔+书本”的传统模式无法比拟的优越性，提高了课堂教学效率，突出重点和教学难点。

实验教学方法探讨

实验教学是连接知识与实践、并使理论知识联系实际的重要手段。实验教学相对理论教学更具有直观性，学生在参与实验的过程中，不仅可以学会各种仪器设备的操作使用，而且可以通过对实验中各种现象的反复观察和分析，培养自己的观察能力和分析能力。在实验教学中，我们采用的单独设课的方式，制定了合理的实验教学大纲，从课程的性质、任务、实验方式、实验考核以及实验时间等方面都作了具体要求和详细说明。同时为了培养学生的设计与创新能力，我们在原有实验内容的基础上剔除了一些验证性实验，增加了一些设计性实验，并编写了配套的实验指导书。

“电子技术基础”实验课总共包括九个验证性实验，分别是:①电子学认识与仪器仪表使用;②单管放大电路设计;③集成运算放大器的线性应用;④集成稳压电源的设计与验证;⑤集成门电路功能测试，⑥组合电路逻辑设计;⑦译码显示电路;⑧基本触发器功能测试;⑨N进制计数器的设计。两个开发设计性实验是计数译码显示电路设计和三人表决器设计。实验课不同于理论课，成绩的评定很难通过某一次实验或考核来衡量一个学生的学习好坏。所以必须要求教师掌握每个学生平时的实验情况，同时通过实验考核来确定最终的实验课成绩。其中从基本的验证性实验中选5个作为平时实验情况。

平时实验成绩占总成绩的60%，从两个开发设计性实验中任选一个作为考核实验，占总成绩的40%。在平时实验的考核中，每一个实验按照学生的学习态度、预习情况、操作情况和实验报告总结情况进行评定分数。所占的百分比为:学习态度10%，预习10%，操作情况50%，实验报告总结30%;5个实验平均即为平时成绩，在考核实验中，学生在对自己所选择考核的题目进行分析，自己选择合适的元器件，在规定的时间内在实验室里进行操作，时间到即可停止。然后由教师对实验结果进行检查，并提出问题，学生应将题目撰写在实验报告中。实验成绩由预习选件、实验操作和实验总结组成，分别的百分比为预习选件20%，实验操作50%和实验总结30%。电子技术实验单独设课的实施，极大的提高了学生对实验课的兴趣，活跃了学生的思维，提高了学生分析问题和解决问题的能力。

除此之外，它的成功之处还在于电子技术实验单独设课，提高了实验教学的地位，保证了实验学时不受其他因素的影响;提高了学生对实验课的重视程度，防止个别学生拈轻怕重和偷懒，实验课滥竽充数的现象，督促每一个学生通过努力达到技能全面合格;电子技术实验采用单独记学分，将实验教学提高到了与理论教学同等地位，有利于实验教学发展。

结语

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关键词：电子技术基础 问题 教学改革

一、电子技术基础实验教学存在的问题

（一）实验内容设置不合理

《电子技术基础实验》是一门理论性和实践性都很强的课程，但是目前所开设的实验多为验证型实验，不能适应当今电子技术快速发展的需要，不利于培养学生动手能力和综合分析设计能力。

（二）教学方式和教学手段单一

《电子技术基础》实验教学仍采用传统的教学模式，即教师对实验步骤进行详细的讲解和演示，学生按照老师的讲解按部就班操作就能完成实验。在整个实验过程中，学生从事的是“不需要动脑筋的简单劳动”，有的学生甚至连实验原理都没搞清楚，对实验中元器件的性能和选用以及基本电路的安装和调试更是一无所知。这样的教学方式非常单调和枯燥，无法激起学生的学习兴趣和发挥他们的主观能动性。此外，实验教学手段也比较单一，一般只用各类成型的实验箱开设一些简单的实物实验。如果开设综合性实验，往往由于电路复杂故障难以查找、元器件品种不全、实验箱线路老化和部分元件损坏等因素，使得实验成功率低，严重挫伤学生的实验积极性和影响教学效果。

（三）考核形式不能真实掌握学习效果

目前实验成绩的判定依据主要是以实验报告为主，实验报告一般由实验目的、实验原理、实验步骤和实验数据等组成。其中，只有实验数据需要学生通过做实验获得，其余部分学生只要照搬实验指导书就可以完成。由于实验内容相同，即使有的同学没有按照要求完成实验，也能通过抄袭他人数据蒙混过关，教师很难分辨出学生实验的真实完成情况，也无法掌握学生真正的学习效果。

二、《电子技术基础》课程教学改革的内容

（一）实践性课程体系的建设

《电子技术基础》课程属于具有相对高理论性的一门课程，在课程的教学中，学生只有经过一定的实习以及实验等相关的实践学习，才能够对所学的知识加以巩固与强化，才能确保学生能够更加全面的理解课程所包含的理论知识。对初中物理、数学基础较弱的中职生开设《电子技术基础》课程，通过构建《电子技术基础》的实践性课程体系，确保实践性教学能够具有更好的连续性，让实践课程贯穿教学过程之中，可以有效实现教学目标的要求。

通过设置实践性教学课程体系，能够更好的确保学生可以对电子技术产生非常良好的兴趣，可以对焊接技术更加的熟悉，并且可以对于电子技术加以综合的运用，使得学生的综合实践技能得以显著的提升，让学生从理论到实践，真正的掌握《电子技术基础》课程相关知识以技能。通过构建这一实践性课程体系，也能够让教师在学生刚进入学校便可以全面的接触、了解学生，这样更加有利于依照不同学生的个人特点来制定个性化的教学方案，如此便更加的有利于提升《电子技术基础》课程的教学效果。

（二）建立和理论课程更为适宜的实验课程

从我们所构建的实践性课程体系来看，要想和理论课能够更加的配套，应当根据设置的理论课程合理安排实验课程。例如，我校就针对机电技术应用专业的学生特点，在一年级上理论课的同时开设了电子技术实验课程，课时安排为36个课时，这样不仅不会占用太多的课时，同时也可以确保有充足的时间可以完成实验教学工作。在所设置的实验课程之中，不仅包含有几个相对小的实验以及验证性实验，同时还包含有综合性的设计实验课程，让学生亲自动手针对具体的电路完成设计工作，这样能够更好的提升学生的实践动手能力。

（三）应用微目教学模式

其一，小团队的合作。对于中职学校来说，由于学校自身综合实力相对较弱，而且学生的理论知识较为欠缺，所以在《电子技术基础》课程的实践性教学过程中，不适宜让学生完成较大的项目，可以设定一些小的项目，让学生参与。微项目在规模上相对要小，不过就项目活动的整个过程来说，微项目所包含的具体活动内容相对要多。例如，可以开展电路设计、元件资料分析、焊接支座等等各种微项目。但是这些微项目如果让一个学生完成，也存在一定的困难，所以，能够建立小团队，合作完成一些微项目。每一个小团队可以有3-5人左右，学生可以自由的组合建立团队。通过小团队的方式来参与微项目，不仅能够有效的降低微项目的难度，有效的增强学生在实践中的自信心，同时还能进一步的强化学生之间的交流与沟通，让学生拥有更强的团队合作意识，同时还能在实践中培养学生的动手能力；其二，汇报演示，强化学生之间的交流。在完成一个微项目之后，可以让学生就自己的成果加以汇报与演示，让其他学生了解到自己团队在开展此次微项目之中的创新以及具体问题的解决过程，让学生可以讨论在微项目实践活动以后，自身对于课程所学习知识点的理解变化情况，分项自己在微项目活动之中的心得与体会。学生们通过成果的展示以及汇报，能够更加的有利于学生进行知识与经验的交流，进一步的深化学生对于所学知识的理解，并让学生可以掌握更多的实践技能。

（四）改革考核方法，以考促学

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[关键词] 模拟电子技术 实验教学方法 教学改革 模电实验教学

“模拟电子技术”是高等院校相关专业开设的一门技术基础课程,它是所有相关后续专业课程的基础,它对巩固学生所学知识、提高学生观察和分析问题的能力、培养学生动手解决实际问题起着重要作用。

一、模电实验教学的重要性及其意义

教育的重点是素质教育,素质教育的重点是培养学生的创新精神和实践能力。在基础课程的教学中,这点尤其重要。那么,在基础课程的教学过程中,如何在传授知识的同时,提高学生的实际动手能力、分析和解决问题的能力呢?主要的手段就是实验。实验是对理论学习最有益的直接补充,在学习过程中将实验教学和理论教学进行同步结合,让学生通过观察实验现象来反思理论,或者带着理论学习的问题从实验中寻找答案,这种理论与实践结合的方式,能极大地提高学生研究探索的兴趣。

二、现今模电实验教学效果不理想的成因分析

在目前的模拟电子技术的实验教学过程中,我们可以发现,学生实验能力不强的现状仍没有得到根本解决。总结原因,可以归纳为以下几点:

1.在高校普遍扩招的影响下,学生的学习能力和自觉性也相对减弱了。

2.虽然理工专业基础课一般都有相关的实验课程,但长期以来,由于人们对实验教学不重视,实验教学一直依附于理论教学。实验教学内容多为一些验证性实验,多年来一直沿用至今,没有把实验课与培养学生的创新能力紧密联系在一起。

3.在教学方法上是以老师为中心,课上老师从实验原理到实验方法、实验步骤、注意事项甚至到实验过程中可能出现的问题都要无所不包地进行讲解。学生课上只是完全机械、被动地按照教师的讲解进行操作,即使遇到问题也不动脑筋思考,而是急于让老师帮着解决。这样的实验教学不仅不能发挥学生的主观能动性,而且还束缚了学生科学思维能力的发展,极不利于培养学生的工程实践能力。

4.模拟电子技术课程涉及面广、内容多、概念多,理论性、实践性都很强;新技术飞速发展引起教学内容不断扩充,使得教学内容和有限教学学时之间的矛盾日益突出;由于许多实验教师长期局限于单科实验,缺乏横向交流,造成知识面狭窄,很难满足综合性实验的要求,并且在一定程度上影响了学生全面素质的发展,阻碍了高校整体教学质量的提升。

三、关于模拟电子技术实验教学改革的几点建议

为适应现代电子技术飞速发展的需要,更好地培养21世纪创新型电子技术人才,模拟电子技术实验教学改革势在必行。

1.针对不同性质的实验采取不同的教学手段。实验项目一般可分成基础性实验,设计、综合性实验两类。基础性实验主要是让学生进一步巩固课堂教学知识,熟悉基本实验方法和实验技能,通过实验掌握常用实验仪器的使用方法以及一些常见实验数据的测试方法。而设计性、综合性实验则是要求学生能够综合几种不同功能的电路,制作出实现某些特定要求的一个小系统,它是在学生有一定的理论知识和实验技能,并能熟练使用相关的仪器、仪表的基础上进行的。

基础性实验的开设要做到与理论课程同步,要求学生课前预习,课上出现问题引导学生自己去思考,对于基础较好、实践能力较强的学生可以要求其根据试验目的,自拟实验步骤。通过完成验证型实验可以帮助学生培养用实践检验理论的好习惯。

在完成几个单元验证实验后,可以让学生做一个综合了几个单元电路的设计性实验。由简到繁的设计过程可以让学生充分了解设计工作的思路,通过实际操作让学生了解各部分电路之间的耦合、阻抗匹配等问题。另外,也可给出设计性实验的基本要求,让学生自己查阅资料、自由选题、自己设计及安装调试电路,独立处理实验数据及分析实验结果。

2.增加课程设计来提高学生动手能力。仅仅凭借实验课来提高学生的实践动手能力还是不够的,我们还必须在实验课的基础之上开设课程设计,进一步提高学生的设计能力。课程设计可以以选修课的方式进行:指导该门课程的教师可以给出题目和要求,每周留出一定的答疑时间,将选修该课的学生分成小组,每个小组选定相同或不同的题目,让他们在课余时间查阅的文献资料,设计实验方案,独立进行实验操作,最终完成实验并得到相应的实验结果,写出设计报告。整个过程学生是主体,教师起指导的作用,一般不直接回答和解决学生的问题。最后,还可以开展实验报告会,让学生在多媒体教室中讲解自己的实验报告,解答学生和教师的提问,使每个学生对不同题目的设计性实验都有一定的了解,相互交流和沟通,扩展知识面,开拓视野。

3.利用EDA软件及校园网实现远程教学。利用Multisim仿真软件进行模电实验教学,不仅可以弥补实验仪器、元器件短缺以及规格不符合要求等因素,还能利用软件中提供的各种分析方法,帮助学生更快、更好地掌握教学内容,摆脱实验室方面对学生的束缚,让学生在实验中大胆地发挥自己的综合能力和创新能力。再加上校园网和EDA软件的网络化功能,完全可以实现具有实时互动效果的远程实验教学。学生可随时随地远程登录访问,实现远程申请实验、完成实验(发送设置参数,接收实验结果的数据)、提交报告、在线答疑等。

4.加强实验教师队伍的建设。建立一支理论课、实验教学并兼顾科研的教师队伍。教师在完成教学的同时要兼顾科研,掌握学科发展的新动向、了解新技术,促进自身学术水平的不断提高,而科研的部分成果简化后可作为新的教学和实验内容,促进教学内容水平的提高。

四、结语

实验教学作为高等学校教学工作的重要组成部分,在学生能力培养和综合素质提高方面有其独特的作用。高质量的教学实验对人才综合素质的培养起到不可替代的作用,良好的工作习惯和科学的工作作风在这里形成,并将伴随人的一生。我们要不断优化实验课程教学体系,不断提高实验教学质量,为国家培养具有创新意识、创新精神和创新能力的合格大学生。

参考文献:

[1]杨素行.模拟电子技术基础简明教程.(第三版).高等教育出版社,2006.5.

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关键词 :     数字图像处理;虚拟仿真;实验平台，MATLAB;图形用户界面;

《数字图像处理》是高等院校电子信息类专业的核心专业课程，其所涉及的原理和相关处理技术在模式识别、智能检测与控制、信号传输等领域有着广泛的应用[1]。因此在教学过程中，不仅要求学生要熟练掌握数字图像处理的基本概念、基本原理、经典算法和处理技巧，更能够融会贯通地实现对知识的转化和运用，真正达到解决实际问题的目的。然而传统的“先理论、后实验”的二元分离教学模式，难以保证良好的教学效果。有限的学时设置也使学生无法全面、系统、深入地学习和掌握课程的基本原理和算法[2][3]。此外，缺少与教材紧扣的实验系统，更是制约了学生对数字图像处理技术的理解和应用[4]。因此，开发能够辅助教学且可满足实践需求的数字图像处理实验仿真平台，已成为教学亟待解决的关键问题。

一、现有数字图像处理实验平台的不足

目前，各高校结合自身特点和需求，尝试开发出了不同的数字图像处理实验教学平台。其中，刘书杰等利用Delphi软件结合Bussiness Skin Form界面控件，开发的实验系统实现了基本的图像处理[5]。李荣根据专业特点，提出了在Java语言环境下，通过扩展Image J插件的功能来实现对图像处理的方案[6]。林雪华借助VC++软件开发了界面化的实验平台，实现对图像处理基本算法的验证实验[7]。上述三款实验平台分别以不同的编程语言为基础，开展了对数字图像处理基本原理及算法的验证性实验。实验过程中，不仅要求学生深谙图像处理的物理含义，更需具备深厚的编程基础和技巧。这对初学者而言，无疑增加了参与的难度，同时也影响了课程本身学习的兴趣。

为使学生有效参与实验教学，各种基于MATLAB GUI的图像演示、仿真、实验系统相继问世[8,9,10,11,12]。但从其内容和操作方式来看，多以交互体验式的原理感性认知为主，缺少编程实践和知识整合运用的综合性实验环节。另外在操作过程中，学生无法了解实验设置的目的、实现的过程和具体步骤，且实验结果也缺少必要的分析，这无疑降低了实验的效果，不利于学生创新实践能力的培养。为此，本文借助MATLAB的图形界面开发功能，设计了一款数字图像处理实验平台，既可实现对数字图像处理基本原理和经典算法的交互实验，也可实现以实际项目为依托的综合实验和编程实践。

二、实验平台设计思路

数字图像处理实验平台分为基本原理实验和综合操作实验两大模块。其中，基本原理实验包括图像基本处理实验、图像增强处理实验、图像分割处理实验、图像几何变换实验、图像频域处理实验和图像形态学处理实验[13]。综合操作实验包括血液细胞计数实验、车辆牌照识别实验、人脸目标跟踪实验、指纹识别实验、米粒分形检测实验。实验平台整体结构框图如图1所示。

根据系统结构安排，实验平台采用层次化设计思想，通过总分、嵌套方式完成实验内容的构架[14]。利用MATLAB图形界面开发环境，通过界面布局、控件添加、参数设置、回调函数编写、测试优化等步骤，实现交互界面设计。利用界面访问机制、函数调用机制和数据共享机制，完成具体实验内容操作。

三、实验平台设计与实现

实验平台以交互界面方式展现相关内容与要求，根据平台结构逻辑和实验内容安排，设计中采取主界面和子界面访问切换方式实现实验分层操作。其中，主界面为系统初始访问界面，子界面对应为各个实验操作界面。根据具体实验内容，子界面还可嵌套不同功能的下级子界面，以实现内容的细化。

图1 实验平台整体结构框图

1. 主界面设计与实现

平台主界面设计包括起始导入界面和实验目录界面两部分[15]，其界面外观效果如图2所示。在起始导入界面中，点击“进入平台”按钮，则会跳转到实验目录界面。在实验目录界面中，点击实验名称按钮，即可进入相应的实验操作子界面，点击“退出实验”按钮，则会关闭该界面并返回上一级起始界面。

图2 平台主界面

起始导入界面设计及按键实现界面切换访问功能的主要代码如下：

2. 子界面设计与实现

(1）基本原理实验子界面

以图像增强处理实验中的“邻域平均法平滑处理”子实验为例，简要说明基本原理实验子界面及其嵌套功能实验子界面的设计过程。

在实验目录界面中，点击“图像增强处理实验”按钮，即可跳转访问到如图3所示的图像增强处理实验子界面。在该界面中，将左侧设为实验内容介绍区，旨在向学生介绍图像增强处理所包含的实验内容，让学生对该部分有整体的了解和认知，可在GUI编辑界面通过添加面板控件、静态文本控件和轴控件来实现。界面右侧设为实验的具体功能操作区，按照图像增强处理所涉核心内容和主要方法共设计了八个子实验，通过面板、按钮、互斥选择按钮群等控件组合实现具体实验的操作。由于图像灰度变换和图像平滑实验包含有多种处理方法，操作时需通过上方的实验按钮激活下面的实验方法按钮群，而后点击选择具体方法、访问对应子实验界面，完成具体实验内容。

图3 图像增强处理实验子界面

如上所述，当激活并选择邻域平均法实现图像平滑处理实验时，界面就会跳转至如图4所示的嵌套功能实验子界面。该界面划分为实验说明、实验操作和图像显示三个区域。其中，实验说明区主要介绍具体实验的内容和相关要求，让学生对实验有全面、清晰的认识。实验操作区以控件组合方式引导学生完成实验操作、结果分析和编程学习与实践。图像显示区则是将处理结果直观显示出来，便于对比分析。

图4 邻域平均法平滑处理实验子界面

在实验操作区中，各功能按钮采用依次激活方式设置，其中“读取图像”按钮功能可由imread()函数实现，“添加噪声”按钮由imnoise()函数实现。噪声类型主要设定了椒盐和高斯两种常见噪声，可通过单选方式进行选取，噪声相关参数选用了默认值，实际编程中可以根据需要自行调整。“模板选择”按钮功能主要由fspecial()和imfilter()两个函数实现，实际操作时提供了3×3、5×5、7×7三种不同大小的可选模板类型。

通过实验使学生直观查看到不同大小模板对相同噪声和不同噪声平滑处理效果的影响。“实验分析”按钮利用界面访问机制，以弹窗形式调用结果分析界面，该界面以文本方式阐述实验机理、分析实验结果、总结差异原因等，便于修正或巩固学生对实验原理和实验方法的理性认知。另外，为了加强学生编程技能的培养，还设置了“典型程序”功能按键，该按钮利用open()函数调用m程序文件。文件中给出原理编程代码和函数编程代码两类典型程序，便于学生对原理的内化理解和编程运用。同时还设置了“编程实践”功能按钮，该按钮利用edit()函数创建脚本文件，学生可模仿程序示例开展创造性的编程实践活动，达到演练结合的实验目的。部分实验关键程序实现代码如下：

(2）综合操作实验子界面

综合实验部分既包含原理综合运用实验，又包含静态图像向动态图像拓展的应用实验。下面以“人脸目标跟踪实验”为例，说明综合操作实验子界面的设计过程。该实验以视频动态图像为操作对象，利用粒子滤波技术实现对人脸目标的跟踪，并进行跟踪有效性分析。

在实验目录界面中，点击“人脸目标跟踪实验”按钮，即可跳转访问到如图5所示的“人脸目标跟踪实验”子界面。该界面仍然采用实验说明、实验操作和结果显示三个区域布局。其中，实验说明区利用面板和静态文本控件实现对实验内容和要求的说明。实验操作区利用按键、面板和编辑文本控件组合实现交互操作。结果显示区则利用轴控件实现相关处理结果的显示。

图5 人脸目标跟踪实验子界面

在实验操作区中，“读取视频”按钮功能由Video Reader()函数实现，完成视频动态图像信息的获取；“采集图像”按钮功能由read()函数实现，完成视频第一帧图像的采集；“确定目标”按钮功能由imcrop()函数实现，主要是在首帧图像上完成以手动方式交互确定人脸目标区域，达到对跟踪器初始化的目的。另外，结合实验内容和要求，界面中还添加了“参数设置”操作按钮，并设定了目标模型和粒子数量两类可调参数。实验中仍采取由上层操作按钮来激活下层参数类型控件，引导完成具体参数设置。其中，目标模型可选用RGB和YUV两种参数，旨在研究不同色彩空间下的目标建模对环境抗干扰能力和跟踪稳定性的影响。粒子数量参数可自行设定，旨在研究不用数量样本对跟踪有效性的影响。

在具体参数设置时，利用str2num()函数将输入的字符串转换为数值，实现前台界面向后台程序进行数据传递。最终利用“跟踪显示”按钮完成跟踪结果的演示，该按钮可通过调用implay()函数来实现。为研究所设计跟踪方法的有效性，界面还添加了“相似度分析”按钮，其主要功能是通过将每帧最终跟踪区域与初始目标区域进行相似度比较，分析判断每帧跟踪的准确性。部分实验关键程序代码如下：

四、实验平台特点

1. 逻辑清晰，结构合理

平台按照知识体系构架实验内容，利用嵌套方式组织实验操作。通过先基础、后综合的实验安排，有效引导学生深入学习。另外在具体实验中，实验要求、实验操作、结果显示的界面布局范式，有效模拟实验全过程，使得实验思路更加清晰、实验目的更加明确、实验操作更加具体。

2. 操作方便，易于扩展

平台提供的交互式实验仿真界面，便于学生通过方法选择和参数调整，对比分析不同算法的处理结果以及参数变化对仿真结果的影响。同时，师生可结合自身的实际体验与学习需求，修改底层代码程序或删、补实验内容，实现对平台个性化的优化与完善。

3. 演练结合，助力创新

针对各种图像处理算法，平台提供了典型的程序示例，多角度帮助学生加强理论学习和转化运用。同时还为学生提供了编程实践入口，便于学生在对原理理解和内化的基础上，创造性地加以编程实践应用，有利于学生创新能力培养。

五、结语

数字图像处理仿真实验平台将抽象的图像处理理论和算法具体化、可视化，使实验操作更具交互性，可有效激发学生参与教学的积极性和主动性。该平台应用于《数字图像处理》课程实验，有助于学生对知识的理解和内化，能够助力学生实践能力和创新能力的培养，有利于改善课程教学效果。

参考文献

[1]程远航数字图像处理基础及应用[M]北京:清华大学出版社,2018.

[2]吴全玉，刘晓杰，潘玲佼，等.“数字图像处理课程实验教学研究与探索[]电e气电子教学学报，2016,38(1):121-124.

[3]张晓强学术导向的图像处理课程教学改革[J].实验科学与技术,2018,16(4):76-81.

[4]张鑫,吴娱平子良,等基于Matlab GUI的数字图像处理实验平台设计[J]现代电子技术2014,37(18):6-8.

[5]刘书杰周晓峰.基于Delphi语言的数字图像处理实验系统设计[J].长春大学学报，2012.22(8):945-948.

[6]李荣基于Java语言和Image J平台的数字图像处理实验教学方案[J]电脑知识与技术，2016, 12(36)-:146-148.

[7]林雪华基于VC++的数字图像处理实验平台的实现[J].洛阳师范学院学报2016,35(11):50-53+56.

[8]饶俊慧基于MATLAB GUI的数字图像处理演示系统设计[J].玉林师范学院学报2012,33(5):102-106.

[9]王文成,李健王瑞兰,等基于Matlab GUI的数字图像处理仿真平台设计与开发[J]实验技术与管理2019,36(2):141-144.

[10]齐玉娟，王延江基于Matlab GUI的图像和视频处理仿真系统设计[J]实验技术与管理2019,36(3): 146-149.

[11]傅志中,赵宇飞,周宁等基于Matlab图像采集工具箱的图像处理实验平台设计([J].实验室研究与探索2017,36(8): 100-103.

[12]郑庆庆，吴谨朱磊，等交互式图像分割实验系统开发[J]实验技术与管理,2018,35(4):86-90.

[13]杜云明,田静刘义数字图像处理实验平台设计[J]中国科技信息,2017(16):66-67.

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关键词:实验;电子书包;学习效果

随着信息技术日益发展，传统的教育教学模式已很难适应社会信息化发展的需要，数字化教学已成为现代教育教学的发展趋势。电子书包以它灵活生动的表现形式及丰富的教学内容越来越受到教师的青睐［1］。化学是一门以实验为基础的学科。随着科学技术的发展，传统的实验教学已经不能满足化学实验要求，“电子书包”作为一种现代化的学习工具，弥补了传统实验工具的缺陷，使实验步骤更加清晰，实验现象更易观察，实验数据更加准确［2］。同时在学习过程中，学生成为了真正的主动探究者，而不再是被动的接受者。《基础化学实验》在内蒙古医科大学中作为公共基础课《基础化学》的配套教学实验，可以更深入，更形象的帮助学生理解课本知识内容，提高学生的实践能力。但因学时限制，学生只能开展几例典型实验，因此通过引入“电子书包”教学方式可以更好的拓展实验内容，可以最大限度地提高学生学习效果［3］。通过演示危险性较大、毒性较高的实验，增加了课堂信息量，提高了教学效率。本文以“缓冲溶液的性质及影响缓冲容量的因素”探究实验为例，浅谈电子书包在传统化学实验课中的应用。

1教学设计

1．1教学目标

通过“电子书包”实验教学，不仅促使学生将理论知识灵活的应用到实践中，还要学会将知识系统化。通过提出需要探究的问题，让学生在寻求问题解决方法的过程中，学会演绎法的应用，培养学生的创新精神［4］。

1．2教学内容

在本次实验课的教学过程中，采用“自主、探究、协作”的课堂互动学习应用模式，运用多种丰富的教学策略。由于课时限制我们以多媒体展示实验为主，适当开展虚拟仿真实验。学生借此可以利用课余时间更细致更全面的探讨实验过程中的现象及产生的结果，也可使学生进一步熟悉化学实验操作［5］。1．2．1实验设计为了有效的发挥“个性学习”与“合作学习”的协调作用，我们将每三人组成一个小组。在教学实验过程中，我们将课堂教学与课外活动相结合。在课堂教学中，由于教学内容比较多，我们通过多媒体(图片、视频、Flas)展示不同缓冲对的缓冲溶液滴加少量酸、碱、水的过程中，pH的变化及结果对比。学生结合实验课堂上实际操作过程中观察的实验现象及结论，进行系统的总结，从而得出缓冲溶液性质的探究结论。其次，我们通过视频展示多类相同缓冲对的缓冲溶液，在缓冲浓度或缓冲比不同时，缓冲溶液缓冲效果的差异。在同组同学的互助下进行分析从而得出影响缓冲容量因素的结论。1．2．2分析论证在学习过程中，学生通过电子书包平台，结合课堂中实际动手操作观察到的实验现象及得到的实验结论，进行数据归纳、处理。通过分析、总结，得出结论［6］。然后结合《基础化学》理论课堂的知识对实验结论进行分析、解释，并对实验过程中产生的现象做分析说明，从而得出最终结果。1．2．3分享交流在教学过程中学生与教师、学生与学生之间可进行双向交流，极大的丰富课堂教学形式。通过电子书包的交流平台分享实验视频及实验数据，在相互交流过程中，提高学生对化学的兴趣与学习的积极性。教师可以通过交流平台解答学生的各种疑问，并做出归纳总结［7］。

2结论与启示

2．1教学结论

通过本次实验过程发现，由于学生能够参与动手实验的机会太少，因此开展“电子书包”实验教学，激发了学生对化学实验探究的兴趣。其次，与传统课堂教学相比，电子书包有着不可比拟的优势。我们可以通过开展丰富多样的化学实验教学活动，使原本枯燥的《基础化学》课程内容更生动、形象;让学生获得更多的互动机会，促进学生之间的交流合作。

2．2教学启示

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一、利用交互性，激发学习兴趣，将学生领进奇妙的化学之门

交互式电子白板在一定形式上是多媒体技术的升级，它的最大特点就是交互性。在交互式电子白板中具有丰富的化学资源，化学实验课上所需要的资料大多能在其中完美展示，图、文、声、像并茂，展示功能齐全；我们可以利用它的交互性，同时也充分发挥它具有比多媒体技术更巨大的资料库的特性，让学生根据自己的爱好和想法，自己选择、自由组合自己感兴趣的内容，让学生有身临其境之感，唤醒他们的好奇心，激发他们的求知欲和探究欲望。这样很快就能激发学生学习化学的兴趣，提高他们亲自动手实验的积极性，一下子就能把学生领进奇妙的化学之门。

如在进行“燃烧的条件”实验时，在实验之初可运用交互式电子白板的资料库，让学生自主选择报纸上、电视中报道的各种火灾现场，以及消防人员采用的灭火措施。通过电子白板的展示，学生在课堂上即可感受到火灾带来的危害，逼真的火灾现场让学生仿佛能感觉到火的炙热、听到大火燃烧时发出的“噼里啪啦”的声音，通过附带的讲解，了解火灾发生的原因。从电子白板上播放的灭火场景中清晰地看到消防人员灭火时采取的各种措施，如森林着火时他们开辟的隔离带，学生看到大火燃烧到隔离带时逐渐熄灭的火花；再如大楼着火时他们开启高压水枪，学生见识到大火在铺天盖地的水花逐渐变成白烟等。经过电子白板的展示，学生充分认识到燃烧发生的条件和相应的灭火措施，掌握燃烧条件和灭火原理，感受化学的奇妙，产生动手实验验证想法的冲动。

二、利用交互性，突出实验现象，让学生享受奇特的化学之旅

观察是化学实验的基础，是学生通过实验获得结论的保障。学生在化学实验中，不仅要观察实验产生的现象，还要观察实验操作的过程。正确的实验操作，观察要全面、细致、多角度。初中阶段安排的实验，有些现象或操作是一目了然的，而有些则是细微不易察觉的，而这些还往往是考查的要点，需要学生在实验中重点观察。而在实际课堂实验中，学生往往会因为角度偏离观察重点等原因错失实验现象或操作要点。交互式电子白板可帮助师生在实验中放大实验现象，突出观察要点，让学生能明确实验步骤中的重点操作和现象，全方位、多角度地观察实验现象，全面提高各种实验的实验效率，让全班学生都能在课堂实验中达成实验目标。

如在“氧气的实验室制取与性质”实验，此实验是初中阶段的重点实验，也是中考考查的重点知识，实验中有多处观察要点。教师演示实验时，随着实验的进行，教师可随时在电子白板上用放大镜工具或用魔术笔画闭合的方框来放大、展示实验的观察要点，也可用聚光灯工具加以突出强调。如组装仪器后装置的气密性检查，试管口塞一团棉花的重要性等均可突出显示以加深学生的印象。教师还可以利用电子白板的交互性，让学生用白板来亲自组装实验仪器，这样，实验仪器的选用、组装实验装置的先后顺序、加热试管时酒精灯加热的顺序、实验开始前水槽中导管的位置以及开始收集气体时的时机等，实验中的每一个重点都能通过电子白板展示出来。更为重要的是通过其交互特性，学生能充分认识到什么是对、什么是错，为什么可以这样而不可以这样，这样做，不仅能加深学生记忆，还能不断激发学生的探究欲望，更能让学生充分享受奇特的化学之旅。与此同时，教师还要在运用电子白板展示实验时，随时观察学生，在学生遇到疑问或观察不清时反复播放。这样既省去了重复做实验所需的药品成本，更能提升教学效果。

三、利用交互性，提高动手能力，助学生走进奇幻的化学世界

化学中有很多实验在普通学校的实验室是无法完成的，但我们可以利用交互式电子白板给化学实验教学带来便利，让教师带领学生在电子白板的“虚拟实验室”中进行实验，为这类实验的实现提供了可能性，也为学生的创造性发展提供了空间。电子白板中的虚拟实验室主要应用于在课堂上无法进行的实验，让学生走出“听实验”的状态，在明确实验目的和原理的基础上，以小组或个人形式选择合适的虚拟化学仪器和药品，完善教材中的化学实验。在虚拟实验室中，教师引导学生充分发挥自己的想象能力，不断提高其动手能力，培养他们的创造性思维，帮助学生走进奇幻的化学世界。

如“铁的冶炼”实验，此实验虽然不是教材中的基础实验，但却常常出没于中考试题中，重点考查CO的还原性和置换反应，近几年的中考中多作为实验探究题出现。由于此实验的条件的高温，且CO污染空气，在传统的教学中常采用教师讲实验的教学方式，学生从中获得的实验技能有限，且无法全面掌握其中的考点。在运用电子白板技术进行此实验时，首先可让学生明确此实验的目的和原理，了解实验步骤，然后让他们从白板系统中选择需要的仪器和药品，按照实验步骤进行虚拟实验，每一步都要和实际实验一致。各个小组实验结束后，由教师带领对各小组实验过程进行评价。由于电子白板具有记忆功能，教师可在白板上再次播放各小组的实验步骤，探讨小组实验的优缺点，进而加强学生对此实验的掌握。

篇7

关键词 实验教学；电子技术；创新能力

中图分类号：G642.423 文献标识码：B

文章编号：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

验教学在培养学生动手能力、实践技能和素质等方面发挥着重要作用[1]。电子技术系列课程是绝大部分理工科专业重要的专业基础课和专业课，课程理论和实验结合紧密，在培养大学生基本技能、工程意识、创新能力等综合素质方面具有重要地位[2]。为了更好地发挥电子技术实验教学在学生综合能力培养中的引领作用，从实验教学体系、课程体系和实验平台建设着手，构建一套完善的多层次实验教学体系十分重要。

2 电子技术多层次实验教学体系建设

根据突出“厚基础、重实践、强能力、高素质”的人才培养特色，加强素质教育，培养复合型、研究型、开拓型人才的时代要求[3]，按照提升基础、优化综合、强化创新的原则，将学生的电子技术实践能力培养分为3个层次：基础实验能力、综合实验能力、研究创新实验能力。按照先基础后综合再创新的原则，通过不同学习阶段、层次及能力分别加以实施，从而形成“基础设计型、综合应用型、研究创新型”多层次实验教学体系。在多层次实验教学体系中，前一层次是后一层次的基础，后一层次是前一层次的积累和提高，最终达到提高学生创新能力的目的。各层次实验教学的目标、内容及实施如下。

基础设计型实验 以基本实验方法学习、基本实验技能训练为目的，围绕电子技术基础类课程，开设以验证性实验为主、设计性实验为辅的基础实验项目，同时开设部分简单的综合设计性实验。基础设计型实验要求学生熟悉常用电子元器件及功能测试方法，具备设计简单电子电路的技能，掌握基本的电子电路仿真设计软件的使用，初步培养学生掌握基本电子电路设计的基本方法和技能。该层次适用于低年级学生。

综合应用型实验 围绕专业理论课程教学，开设面向综合实践能力培养的综合型、应用型实验项目。综合应用型实验项目旨在加强学生的专业综合训练，培养和提高学生的工程应用，要求能够利用基础、专业理论知识及实际工程要求，进行电子系统的综合设计、分析和调试，从而培养分析和解决实际问题的工程实践能力。综合应用型实验项目注重学生综合、应用能力的培养，适用于电子信息类三、四年级学生。

研究创新型实验 以研究创新型人才培养为目标，开展以研究创新实验为主的实验教学。该层次主要面向“大众创业、万众创新”的时代要求，培养学生创新研究及团队合作精神。大学生创新创业项目、挑战杯、电子设计竞赛等为研究创新型实验的开展提供了良好的条件。研究创新型实验实现方式多样，学生的能力可以得到充分展示，从而最大限度地激发学生自主创新的热情。

3 电子技术多层次实验课程体系建设

实验教学体系是通过相应的实验教学活动来具体实施并体现的，因此，一套完善实验教学体系必须有一套与之相适应的实验课程体系。依据各专业电子技术实验课程设置情况，以实验教学课程群为核心，建立基础设计、综合应用、研究创新三个实验教学课程群，来满足多层次实验教学体系的实施要求。以华北电力大学（保定）为例，电子技术多层次实验课程体系如下。

1）基础设计型课程：模拟电子技术基础实验、数字电子技术基础实验、电子技术（电工学）实验、高频电子线路实验、电子电路仿真实验、电子技术综合实验、电子工艺实践。

2）综合应用型课程：单片机原理实验、电子测量实验、物联网技术实验、DSP技术应用实验、微处理器课程设计、EDA课程设计、嵌入式系统课程设计。

3）研究创新型课程：创新创业项目、电子设计竞赛、挑战杯项目、实验室开放实验、教师科研项目、毕业设计等。

基础设计型课程 电子技术基础设计型实验课程是理工科院校绝大部专业的必修实验环节。其中模拟、数字电子技术基础实验和电子技术（电工学）实验、高频电子线路实验是面向各理工科专业电子技术基础理论课开设的基础实践环节，是入门性质的基础实验课，具有很强的基础实践性，主要培养学生掌握电子技术的基本知识、基本理论和基本技能。电子技术综合实验、电子工艺实践、电子电路仿真实验等是在基础实验课的基础上依据不同专业开设的具有一定综合性、设计性的实践性环节，主要培养学生初步的工程实践及分析、解决问题的能力，提升学生的实验技能，激发学习兴趣，启迪创造性思维。

综合应用型课程 综合应用型课程是面向电子信息类专业课程开设的综合应用实践环节，属于重要的专业实验课。综合应用型课程具有明确的工程应用背景，体现了综合性、应用型的特点。其中，单片机原理、DSP技术与应用和嵌入式系统、微处理器等实验课程涉及的相关技术在目前众多领域得到普遍应用，是目前电子技术广泛应用的代表。为了强化这些课程对学生综合应用能力的培养，在开设课内实验的同时开设相应的课程设计，通过与工程实际结合的综合应用型实验项目来培养学生的工程实践及综合实践能力。电子设计自动化（Electronic Design Automation，EDA）、电子测量、物联网技术实验等均融合多学科的知识，这些课程对于培养学生综合运用知识的能力具有重要的意义。同时，综合应用型实验课程还包含一些专业选修实验环节及其他一些综合性、应用性较强的实验课程及项目。

创新研究型课程 创新研究型课程是针对学生的创新创业能力培养为目标开设的全开放、自主实验课程。课程的设置为学生参加创新性、研究性实践活动提供了多样化的途径。目前，在国家大力倡导及支持下，各高校基本建立了“国家级―省级―校级”三级大学生创新创业训练计划项目，项目通过“兴趣驱动、自主实验、重在过程”的实施方式，带动广大学生积极参与科学研究与发明创造活动，极大地促进了大学生创新创业素养和能力的提升，是研究创新型实验课程体系最重要的组成部分。

此外，大学生电子设计竞赛、挑战杯、实验室开放项目、教师科研项目、毕业设计等也是创新研究型课程的重要内容，通过这些课程吸引和引导学生进行各种创新研究，激发广大学生进行科技开发和创新实验的兴趣，从而培养创新精神。

4 子技术多层次实验教学平台建设

实验教学体系的实施离不开实验平台的建设，为了更好地实施多层次实验教学体系，在实验室建设中需要对实验室进行重新整合并构建新的管理体制，并根据多层次实验教学体系、实验课程体系，建设与之相适应的多层次实验教学平台。以华北电力大学（保定）电子技术实验中心为例，电子技术多层次实验教学平台如图1所示。

华北电力大学（保定）电子技术实验中心是首批“河北省实验教学示范中心”，经过10年的建设，中心实验室面积达2000余平方米，累计投入经费1300余万元，实验硬件和软件环境得到极大的改善和提升。为了适应多层次实验教学及课程体系，按照“提升基础实验、优化专业综合实验、强化创新实验”的原则，在建设中对实验室场地、仪器设备等资源按优化、共享的原则进行重新配置，在保证基础实验仪器设备扩充、更新的前提下，在综合应用型、研究创新型实验教学方面进行重点投入，构建与实验教学体系、课程体系相适应的多层次实验教学平台。

同时，为适应多层次实验教学体系的要求，中心构建基于全开放导向的实验室管理模式。所有实验室都达到时间、空间的全开放要求，其中研究创新平台实施学生为主、教师为辅的自主管理模式，极大地满足了学生开展各种创新实践活动的需要。

5 总结

在国家全面提倡“大众创业、万众创新”的新形势下，强化理论、实验教学与工程应用相结合，加强工程素质教育势在必行。本文结合电子技术实验教学实际情况，构建基础设计、综合应用、研究创新等多层次实验教学体系、课程体系及实验平台，对于培养大学生实践能力和创新能力，实现专业人才培养目标具有重要作用。实施结果表明，达到预期效果，并为后续实践教学体系的不断完善打下坚实的基础。■

参考文献

[1]冯根良，郑青根.多层次电子电工实验教学体系建设与实践[J].实验室研究与探索，2009，28（3）：80-82.

篇8

关键词：模拟与数字电路；电子技术综合实验；实验园地；虚拟仪器实验

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）08-0151-03

一、背景

以模拟与数字电路为基础内容的电子技术实验是高等学校理工科专业学生重要的必修专业基础课，也是电子、计算机、自动化等工科专业的学生在大学教育阶段所要经历的一个重要的工程性实践环节，在培养学生素质和能力方面占有十分重要的地位[1]。而电子技术综合实验课程作为一门综合性的实践课程，与理论课程并行开设，其实验内容不再限制于某一门课程，而是把多门相关课程的知识相互渗透，有机融合。在一个实验项目或设计课题中，可以融合模拟电子技术、数字电子技术、EDA技术、单片机原理等知识模块，让学生运用多种技术完成一个完整的电子系统的设计，使学生对电子系统的设计过程有深入的理解，同时培养工程实践方面的基本素养。除了传统实验教学中的实验项目，课题设计还可以采用电子设计竞赛、科研项目、学生创新实践等方式，在“开放”的状态下进行，充分体现学生的主体性[2]。众所周知，软件学院的办学宗旨是要基于“精英型软件人才”的培养目标，一般的软件学院通常拥有软件工程和网络工程两个专业方向，而我院为了强化“精英型软件人才”的培养目标，在本科二年级时又开设了嵌入式和物联网两个专业方向，这两个专业方向的学习需要有更好的硬件基础，这也是我院面向本科一个年级800人开设模拟与数字电路理论与实验课程，并且实验教学采取独立设课的方式的重要原因。嵌入式与物联网专业与电子技术等硬件课程的联系要较为紧密一些，对于目前的模拟与数字电路教学，从事这两个专业方向学习的学生往往会感到学得不够多，不够深入。许多有志于这两个专业方向学习的学生，在做完基础的模拟与数字电路实验后希望，还能有机会到实验室做一些额外的、提高性的实验。而不从事这两个专业方向学习的软件工程和网络工程专业的学生，往往体会不到学习电子技术等硬件课程的重要意义，简单的认为在软件学院学习，只要把“软”的东西搞明白就可以了，不应在“硬”上浪费时间。因此，结合我院目前本科生的教学体系、培养目标以及开设的相关硬件课程如：51单片机接口与汇编、fpga设计、通信原理、计算机组成原理等与硬件电路密切相关的课程，构建“电子技术综合实验教学体系”就显得有重大的意义，能够使基础的硬件教学与软件学院的教学体系和培养目标建立起联系，体现了硬件实验教学相对于软件专业方向学习的重要性和关联性，实现软硬兼顾。除此以外，目前在全国众多的软件学院中，另外，还没有发现一所软件学院提出构建“软件学院电子技术综合实验教学体系”的教学改革活动。著名的大学如北京大学是将软件与微电子学院放在一起合办，尽管如此，北京大学也没有面向软件工程、网络工程将近800人的、规模庞大的模拟与数字电路的实验课程，因此，我院进行构建“软件学院电子技术综合实验教学体系”的教学改革实践就显得特别有意义，能够起到“示范性”的作用。

二、研究基础

我院自2008年开始在本科生的教学体系中引入独立的模拟与数字电路实验课程以来，取得了许多积极的教学成果：（1）有力的辅助了模拟与数字电路理论课的教学，使抽象的理论课不再生涩难懂。（2）通过动手搭电路的实验很好的煅练了学生的操作能力，通过实验学生的实践能力得以提高。（3）对我院其他专业方向的如计算机组成原理等理论与实验课程的教学提供了有力的支持。（4）教学模式不断改进，部分实验，如仪器使用的教学方式完成了由传统的“老师讲，学生跟着做”到以学生为主体，旨在培养学生“自主学习和创新意识”的开放式教学。在数字实验部分设立了“选做”实验项目，面向能快速完成必做实验部分的、有兴趣做更多学习和尝试的学生。（5）规范实验教学的流程，引入了实验报告册，在报告册中明确规定实验的预习、操作、总结部分的要求。（6）在现有课程教学基础上，结合我院嵌入式工程专业的培养目标，开设了一门提高性质的开放式电路设计实验课程“嵌入式电路设计开发与应用实践”。

但现在的实验教学仍有许多不足之处：（1）实验内容陈旧，所用元器件型号过时，需要更新。（2）实验项目仍然偏少，不够丰富，可供选择的余地小，大大的限制了学生自主性的发挥，不利于创新型、研究型的学习。因此，验证性、综合性、设计性的实验项目均应增加。（3）教学模式僵化，手段单一，仍以传统的老师在课堂上按部就班的指导，学生跟着按实验步骤进行操作验证为主，学生没有自由发挥、进行创新型学习的机会。实验室目前仍没有完全实现开放，而学生的专业学习任务较重，课程设置多，很难有整块的时间和专门的机会通过更多的实验训练获得提高。（4）实验课程考核的方式单一，除了批阅实验报告之外，成绩评定主要以学生完成实验的快慢为主，即主要考核学生的学习态度，认真预习的程度及实验动手操作能力的高低。（5）尚未形成一个有效的综合教学体系，使模拟与数字电路实验课程能更好地融入我院的整体教学体系当中。

三、研究思路

基于以上的原因及分析，应结合目前我院的教学体系及专业培养方向，以现有的模拟与数字电路实验教学为基础，以“开放式”教学为主要依托，构建“电子技术综合实验教学体系”，以求根本解决我院目前模拟与数字电路实验教学中存在的各种问题。

1.建设电子技术综合实验园地[3]。建设电子技术综合实验园地是本研究课题要实现的基础目标，是构建我院电子技术综合实验教学体系的基础。

实验园地中的实验项目如图1所示分为以下几大组成部分：①实验基本技能训练园地，实验基本技能训练园地主要包括：如何进行实验预习，如查找资料，对实验进行理论分析；实验操作中的FAQ；实验总结报告的书写要求；电路设计仿真软件的入门；嵌入式C、汇编语言的集成开发环境的使用；VHDL、Verilog等硬件设计语言及ISE开发编译环境的使用；EDA技术基础如电路板的原理图、PCB板图的设计；电路焊接的基本技能培训等。将实验基本技能训练部分的资源放置于我院的ftp课程网站或学院网站上，根据具体实验的要求或学生自已的需求下载使用。②专用仪器设备园地，在专用仪器设备园地中，可获得示波器、万用表、函数信号发生器、直流稳压电源、电子技术实验箱、实验操作面板等仪器设备的使用说明书，操作实例，操作课件等。③基础模拟与数字电子技术实验园地，按照基础模拟与数字电子技术通用的理论教学，实验园地可分为四大模块[4]：模块A：常用电子元器件，包括电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管等，模块A是模拟与数字电子技术的共同基础。模块B：模拟电路模块，包括基本放大器、差动放大器、功率放大器、运算放大器、反馈放大器、信号发生器、直流稳压电源等，该模块是模拟电子技术的主要内容，着重让学生掌握模拟电路的基本概念、基本原理和基本分析方法。模块C：数字逻辑和数字电路模块，主要包括逻辑代数基础、逻辑门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路、脉冲产生与整形、大规模集成电路（半导体存储器、A/D和D/A等）。模块C是数字电子技术的主要内容，旨在让学生掌握数电的基本知识及常用数字集成电路，学会逻辑分析和逻辑设计的方法。模块D：可编程逻辑器件模块，目前常用的可编程逻辑器件包括EPROM、GAL、FPGA、E2PROM，模块D是数字电路领域发展较快的一项技术，通过与EDA技术的结合，使通过软件编程的方法实现硬件设计成为可能。④演示实验教学园地，将演示实验教学园地分为三大模块：模块A：实物演示实验教学，实物演示实验教学是从实验结果入手的教学方法，有助于从总体设计方面建立深入的宏观印象，趣味性的结果还有助于激发学生的实验学习创造的兴趣，使学生在充分理解了现有实现方法的基础上，积极探求不同的实验思路和解决方案。“实物”既可以包括实验教师为某项实验所设计的专用演示电路实验板，也可以包括学生创新实践过程中的设计产品，当然也可以是实验电路搭接后结果的视频演示。演示实验教学系统也可以通过多媒体PPT课件，WORD或PDF文档、视频的形式集中于我院的FTP课程网站或学院网站上，根据具体实验的要求或学生自已的需求下载使用。模块B：虚拟仪器实验，建设基于Labview的3D电子技术虚拟实验室。可以满足学生进行常用仪器设备的熟悉与使用，验证性实验的虚拟仿真等。如图2所示为实验中心自主开发的“三维虚拟实验室”软件系统，目前该系统正在研制。

通过对实物如仪器设备、电子元件等的虚拟，使学生对电子技术实验形成全方位的了解，为深入实验做准备，虚拟实验还可以减少针对仪器设备、电子器件的误操作，降低设备器件的损耗，延长使用寿命，减少维修维护的工作量。虚拟实验的教学可以不受时间、空间的限制，学生可以在实验室开放的时间到实验室来做实验，也可以在公共机房安装有该软件系统的PC机上完成实验任务，甚至可以在宿舍、网吧、图书馆等有网络环境的地方通过网络进行实验教学，真正实现实验教学的“开放式”。模块C：电路仿真实验，许多EDA软件就具有电路仿真功能，针对简单的验证性实验，电路仿真往往显得特别有效，如RC电路的实验，实现过程非常简单。如果在进入实验室之前就能利用EDA软件针对不同电阻R和电容C进行电路仿真，根据仿真的结果确定所需要的电阻、电容，就可以大大节省查找器件的时间，降低了在实验室中找不到该器件的风险，提高的实验学习的效率，有助于开放教学过程中更高效的使用实验室。相比于实物演示教学和虚拟实验教学，电路仿真更显得专业化。⑤提高性实验园地，提高性实验园地的建设是构建“电子技术综合实验教学体系”的关键，是使电子技术综合实验教学能与软件学院的教学体系和培养目标建立联系的重要环节，体现硬件实验教学相对于软件专业方向学习的重要性和关联性，实现软硬兼顾。结合我院本科生教学体系及专业培养方向的实际，以及我院目前开设的51单片机接口与汇编、fpga设计、通信原理、计算机组成原理等与硬件电路密切相关的课程，提高性实验教学园地包括三大模块：模块A：单片机硬件实验，实验方式为，设计电路原理图进行电路仿真（可选）编写C、汇编程序编译成HEX文件用编程器写入MCU实验箱上搭接电路实现功能制作PCB板（可选）。单片机硬件实验可以实现基础的模拟与数字电路、单片机原理及应用、EDA电路设计技术及软件编程与测试等多门专业课程的综合。模块B：FPGA硬件实验，实验方式为，设计电路原理图进行电路仿真（可选）编写VHDL、Verilog语言程序编译生成bit文件烧写到可编程器件内搭接电路实现数字逻辑设计或系统功能。FPGA硬件实验可以实现基础的模拟与数字电路（尤其是数字逻辑）、计算机组成原理及体系结构、EDA电路设计技术及软件编程与测试等多门专业课程的综合。模块C：通信原理硬件实验，通信原理理论课程是我院网络工程系开设的一门专业课，为了深入这门课程，必须具备坚实的模拟（包括低频、高频电子线路）和数字电子技术基础。目前，我院尚无完善的硬件实验课程与之匹配，因此可在提高性实验园地中加入这一模块。通信原理硬件实验可以实现基础的模拟与数字电路（尤其是高频电子线路与数字逻辑）、网络技术及软件编程与测试等多门专业课程的综合。

四、结论

由以上分析得出如图3所示的“软件学院电子技术综合实验教学体系”的基本构思。

实验教师应是电子技术综合实验园地的建设者，在利用园地中的各种实验项目及资源做好基础及提高性实验教学的基础上，承担实验园地中实验方案与任务书的设计工作，在实验项目开发的过程中，针对不同水平的学生，逐渐形成验证性，综合性，设计性实验教学的层次。做为电子技术综合实验园地的使用者的学生，在传统的课堂教学与“开放式”教学相结合的基础上，逐渐与实验教师建立新型的教与学的关系，如：学生自已选择现有的实验项目，尽可能的独立完成实验，实验教师仅起到辅助指导的作用；教师根据学生的水平，将现有的多个验证性实验综合，形成实验方案，引导学生独立完成；学生独立设计实验方案，寻求实验教师的建议及帮助，尽可能的完全独立自主的完成电路设计及实验验证。实验园地的建设会为基础、提高性实验教学提供更多的实验素材，有助于丰富实验教学内容。教学中产生的问题有助于丰富实验园地中的实验项目的建设，使教师、学生在进行实践教学的过程中有更多的选择，有助于扩展学生的知识面，提高实验教师的教学水平。总之，三者之间的良性互动将创造一个良好的教学实践环境，切实提高实验教学水平和教学质量。

鸣谢：本文受到2013年大连理工大学教学改革项目“立足精英型软件人才培养目标的电子技术综合实验教学体系的构建”项目资助。

参考文献：

[1]侯加林.全面实施电子技术实验改革提高学生创新能力[J].实验室研究与探索，2009，28（1）.

[2]姜宁.高校电子技术综合实验开放式教学研究[D].陕西：延安大学，2011.

篇9

【关键词】信息技术；电子技术课程；整合；教学设计

从适应信息社会对人才的要求、电子技术的快速发展和电子企业对电子专业人才的要求等方面来看，研究信息技术与电子技术课程的整合是具有实际意义的。本研究试图在教育学、心理学、教育技术学等教育理论和学习理论的指导下，来研究信息技术与电子技术课程的整合。

一、信息技术与电子技术课程整合的目标

信息技术与电子技术课程整合的目标是建设数字化的教育环境，推进教育的信息化进程，促进学校教学方式的根本性变革，培养学生实现信息技术环境下的创新精神和实践能力的素质教育与创新教育。

具体来说：①提高学习的效果和效率；②培养学生良好的信息素养；③培养学生终生学习的能力。

二、信息技术与电子技术课程整合的教学设计

1.教学模式

信息技术与电子技术课程整合，在虚拟逼真的实验环境中，电子技术课程以问题——探究型教学模式为核心，通过文字、图片、动画、视频、课件等方法手段把实验内容或实验现象以一个个问题的形式呈现出来，学生在分析问题的基础上，根据个人的历史知识经验和个人情感等因素，充分发挥自己的主动性和积极性，从问题出发，有目的、有选择地对教学资源库中的教学资源进行搜集、分析、整理、组合，从而建立自己的学习资源库；然后设计出解决问题的方法或方案，并在实验室进行相应的实验验证，获得相关的数据或答案，以验证自己的方法或方案是否正确。

2.教学环境的创设

当前随着以多媒体计算机为核心的信息传播系统的应用，为创设理想的学习环境提供了有力的保障。

（1）硬件环境。数字化硬件环境建设主要是建设能支持信息技术应用于电子技术课程教学过程中的硬件设施，包括各种教学媒体，校园服务设施，各种配套的教学、管理、实验实施等。

（2）软件环境。在硬件环境的基础上，利用多媒体技术、互联网技术、虚拟仿真技术等在校园网上建立具有开放性的虚拟电子技术平台。此虚拟电子技术平台不但能实现教学管理和电子实验，而且能够给学生提供多种学习和探索的工具、交流渠道、信息资源等。

3.实验内容

（1）组织形式：电子技术课程教学内容的组织应该遵循充分发挥学生的主动性、以学生为中心的原则进行，教学内容以知识点的形式进行组织，每个知识点以问题或任务的形式呈现，将知识点所需要的各种资料及建议性的学习方法等信息附加在其后。这些内容的有机组合能促使学生将原有的知识与将要学习的内容建立横向和纵向的联系，有利于学生知识的建构，有利于学生在不同的情境下去应用他们所学的知识。

（2）实验类型：为了充分发挥学生的主动性，培养学生的综合实验能力，更好地适应信息技术与电子技术课程整合的教学模式，把电子技术分为两种类型：基础实验和设计实验。基础实验的目的是巩固学生的专业理论和知识基础，训练学生的基本技能和基本专业素质，为综合实验打好基础。设计实验的目的是提高学生的专业兴趣，培养和训练学生分析问题与解决问题的能力，提高学生的专业素质和职业能力，培养学生信息的搜集、分析、整理、应用等信息素养。

4.实验方法

实验方法分为真实实验和虚拟仿真实验。真实实验是在以信息技术为基础的虚拟电子技术平台的电子技术中，以学生为实验教学主体，从解决“问题”出发，学生按照自己为解决问题设计的方案、设想或猜测等设计出的实验方案，在真实的实验环境中，使用真实的实验仪器设备和电子原器件等建立实验电路进行实验，以验证方案的设计、设想或猜测，最终达到解决问题的目的。虚拟仿真实验是在以信息技术为基础的虚拟电子技术平台的电子技术中，以学生为实验教学主体，从解决“问题”出发，学生按照自己为解决问题设计的方案、设想或猜测等设计出的实验方案，在网络环境下，由虚拟仿真技术生成的一类适于进行虚拟实验的实验系统中，包括相应的实验环境、有关的实验仪器设备、实验对象和实验信息资源，学生利用相应的虚拟实验资源建立实验电路进行实验，以验证方案的设计、设想或猜测，最终达到解决问题的目的。由于虚拟仿真实验学生只要在虚拟仿真实验系统中利用系统提供的实验资源建立实验电路即可进行实验，不受现实器件和仪器设备的约束，省去了器件的购买、电路的制作与调试等时间，不必担心器件与仪器设备的损坏，缩短了实验周期，降低了实验费用和损耗，大大提高了电子技术的效率。

5.教学的调查与反馈

教师要定期对学生就电子技术课程教学相关内容进行问卷调查，以了解学生的学习情况和教学过程，了解电子技术课程教学的优点与不足，为电子技术课程的教学改进提供参考和有效的数据。教师也可以随机抽取部分学生，就学生上交的实验报告或电子产品设计的相关内容进行提问，以确认和了解学生的学习情况和效果，以便进一步改进电子技术课程的教学。

参考文献：

[1]何克抗、李文光.教育技术学[M].北京师范大学出版社，2002。

篇10

关键词：EDA；电子技术；教学方法；改革

作者简介：习聪玲（1979-），女，陕西渭南人，嘉兴学院机电工程学院，讲师。（浙江嘉兴314001）

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）12-0095-02

一、“电子技术基础”课堂教学改革背景和意义

1.课堂教学改革背景

“电子技术基础”课程是高等学校工科测控专业、电信专业及电气专业等学科专业本科生必修的一门重要专业基础课程，是进一步学习“微机原理”、“高频电子技术”等课程的基础。根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》（以下简称《纲要》）方案的思考，对高等教育提出了新的发展要求：高等教育承担着培养高级专门人才、发展科学技术文化、促进社会主义现代化建设的重大任务。提高教学质量是高等教育发展的核心任务，是建设高等教育强国的基本要求。着力培养信念执著、品德优良、知识丰富、本领过硬的高素质专门人才和拔尖创新人才。牢固树立主动为社会服务的意识，全方位开展服务。推进产学研用结合，加快科技成果转化，规范校办产业发展。适应国家和区域经济社会发展需要，建立动态调整机制，不断优化高等教育结构。优化学科专业、类型、层次结构，促进多学科交叉和融合。为深入贯彻《纲要》的指导精神，创新人才培养模式，亟需深化教育教学改革，创新教育教学方法，探索多种培养方式，以适应国家创新型人才培养的要求、学校应用型人才培养目标的需要。

2.课堂教学改革意义

人类步入21世纪，进入信息时代。课堂教学也要适应现代社会的发展。“课堂实践式教学模式”教学注重基础理论与工程实践相结合，有助于激发学生在理论学习的同时，注重实践环节，提升工科学生的实践意识、动手能力、设计能力和创新能力，从基础理论教学开始培养工科学生的工程应用观念。“课堂实践式教学模式”就是借助虚拟实验现代计算机仿真工具，将工程实践和工程应用中的实验环节和实践过程引入课堂，使学生在学习基础理论的同时，自然参与到理论的实验来源和工程应用的探索过程。“课堂实践式教学模式”确定了以应用为目的，理论联系实际的工程教育理念，重点培养学生的工程应用能力和创新设计能力，力求使课堂发生如下转变：由课堂的单纯理论教学模式向理论与实践相结合的教学模式转变；学生由理论学习只知其因的书生形式向实践教学的既知其因又知其用的工程应用形式转变；教法由师讲生听的“理论推导”方式向师生在课堂共同实验的“理论―实验―理论―应用”方式转变，目的是使学生由单一地掌握学科理论型向综合学会工程应用型转变。

二、EDA 技术引入的必要性

“电子技术基础”课程包括“模拟电子技术”和“数字电子技术”两门课程，“电子技术基础”教学采用的仍然是传统的教学方法：教师片面追求课程的理论性和系统性，过分强调了基本原理、基本定律的来源、释义、验证或推导过程，然后通过一定的验证性实验巩固所学内容。教师在课堂上往往是填鸭式教学，黑板、粉笔和讲解就是课堂的全部内容。此外，因课程和实验内容与应用实践脱节，学生往往不知学为何用，在学习过程中缺乏足够的学习兴趣和动力。EDA 技术改善电子技术基础课程教学将EDA 技术引入教学，可以使一些语言和文字难以表达或难以理解的现象、复杂的变化过程，通过EDA 的模拟随时以图形、表格及曲线显示出来。学生在此过程中，可以不断修改电路和参数，即时观察输出效果，以加深对电子线路本质的理解，全面掌握所学内容。这样，不仅增加了教学的层面，提高了学生学习的兴趣，而且还可以收到事半功倍的效果。另一方面，由于电子技术课程本身的特点：内容多而杂、知识面广。[1]

EDA是Electronic Design Automation电子设计自动化的缩写，是随着集成电路和计算机技术飞速发展应运而生的一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具。其以实验开发系统为设计工具，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术的最新成果，自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的逻辑编译、分割、综合及优化、布局布线、仿真，直至完成对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作。EDA 技术的教学应用软件主要有EWB、PSPICE、protel99、Max+Plus II、QuartusII、ActiveHDL、Modelsim 等。它们的共同特点是自动化、数据处理能力强、功能丰富完善、开放性和交互性良好。将EDA 技术引入教学，可以使抽象的理论形象化、复杂的电子线路实际化，并可以不断地修改电路和参数，即时观察输出结果，以加深对电子线路本质的理解，全面掌握所学内容。这样，不仅改变传统教学中理论与实际严重脱节的问题，还提高学生学的兴趣，能收到事半功倍的效果。因此，引入EDA 技术，改革和优化“电子技术基础”课程的教学方法、实践环节已经成为必然。

三、“电子基础基础”课程课堂实践式教学模式的实施过程

“课堂实践式教学模式”主要引入课堂虚拟实验教学形式，针对“电子技术基础”课程中的基础理论、基本概念和基础应用，在课堂上通过实验形式进行验证，并在实验过程讨论理论的适用范围、参数变化和影响关系，通过课堂对实验过程讨论激发学生学习兴趣，活跃课堂学习气氛，调动学生的积极性。[2]

1.“电子技术基础”基本概念

“电子技术基础”是电气、电子信息和测控专业的专业基础课，“三基”教学是课程的重点，即培养学生的基本概念、基础理论和基本技能。在电子技术中存在有较多的基本概念，如康华光《模拟电子技术》教材的第三、四章和第七章，提出的PN结的形成、小信号模型、正负反馈，以及在《数字电路技术基础》教材中第四、六章介绍的竞争冒险现象、161芯片形成的计数器基本概念。在原有教学模式下介绍这些内容时往往比较抽象，学生难以理解这些看不到、摸不到的东西。引入验证性EDA仿真和动态软件显示的教学方法，使学生看到这些原理的实现过程及这些概念的实际现象，并可以通过实验直观看到RC电路如何振荡出正弦波并如何转化为三角波和矩形波。更直观地看到161等芯片构成的计数器如何计数，以及人们生活中的数字钟如何来工作的。这些对学生都比较抽象，如果能通过EDA教学软件仿真就可以让学生有一定的认识，同时可以激发学生对本门课程的兴趣。[3]

2.在“电子技术基础”理论应用中引入应用案例

“电子基础基础”是一门专业基础课，其涉及的很多内容可直接作为后续课的应用基础，或直接在工程中实际应用，如《模拟电子电路》教材中的第七、八章中反馈放大电路、功率放大电路，放大电路的最大功率输出等实际工程应用问题，第三章的RC电路在工程中可用作延时器、振荡器等应用，第十章整流二极管在线性电源中的应用等等。在《数字电子电路》中多谐振荡器和和555定时器都是经常在工程领域中用到的。但在传统的教学模式中很少涉及如何运用《电子基础基础》的这些知识，学生在学习了电子技术基础后，往往只是掌握了这些理论知识，而不知如何将这些理论应用的工程中去，解决工程实际问题。在课堂实践式教学模式中插入应用案例的虚拟实践，可使学生在掌握理论的同时，学会如何去应用这些理论。例如可以组织一些电子设计比赛，这样学生就可以把电子技术的理论和单片机结合在一起，做出一些电子产品，或者实现一些逻辑功能。给学生提出了工程应用中的难题就存在于基本理论中的概念。

四、应用案例举例

对于RC正弦波振荡电路，电路的构成如图1所示。

由此引申出信号源电路，以下是设计信号源电路，如图2，这样可以在课堂上通过EDA仿真让同学有更直观的概念，如图3。

五、课堂教学改革预期目的与实施效果

基于EDA的“电子技术基础”课堂实践式教学模式改革将针对“电子技术基础”课程中的这些基础概念与工程应用要点，设计出对应虚拟实验案例，在课堂上演示、讨论，丰富“电子技术基础”课堂内含。预期通过两年的课程教学改革，使“电子技术基础”课程的所有基本概念、基础定律和理论应用结点多建立相应的EDA和应用案例程序，在“电子技术基础”的所有课堂中引入基于虚拟实验实践的教学模式。

参考文献：

[1]康华光,陈大钦.电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2005.