模拟电子技术实验教学实践

李桂梅 太原理工大学电子技术实验中心

模拟电子技术实验教学实践

李桂梅 太原理工大学电子技术实验中心

目的：探索实验教学实践中，教学内容革新快、课时少，科技快速发展与教学步调滞后等矛盾的解决方法，提高学生把理论知识运用到实践动手操作中的能力。方法：引进新的教学工具、教学软件，同时改良实验教材、优化教学结构。结果：提高了学生的实验操作能力，节省了实验教学经费，使学生能够更好地把课堂教学知识和实际应用技能结合起来。结论：采用先进的教学手段，优化实验教学体系，规范实验操作流程，可以有效地提高教学效率，使学生更易于吸收知识并掌握应用。在培养学生创新能力的同时，也促进了学生更顺利地从校园走向工作单位，从而提高毕业生就业率。

实验教学；实践技能；创新能力

引言

1 实验教学中存在的问题

1.1 教学体制的改革与教学内容的扩充之间的矛盾

教学体制的改革与教学内容的充实，使得学生在同等时间内要吸收掌握的新知识变得更多。课程设置的总体分配又使得学生的实验课时间变少。学生没有充足的时间与老师、同学进行学术探讨，只能在做实验的时候依样画葫芦，草草了事。这就失去了让学生亲自动手做实验的意义，也无法保障实验教学的效果。

1.2 科技发展与设备更新之间的矛盾

科技的发展带来实验设备的快速更新，在给学生们传授最新的专业知识与技能的同时，却不能做到实验设备的跟进。陈旧的实验设备跟不上日新月异的电子技术发展水平，这些客观原因会降低教学质量，使学生在学校学到的知识与日后工作中的实践应用脱节。然而各高校计划内的实验经费又是相对固定的，无法做到与快速更新的电子技术发展更新同步。这也是实验教学中长期存在的又一问题。

1.3 实验场地、实验教师与实验具体教学之间的矛盾

实验场地不足和实验教师有限的客观条件也是实验教学存在问题的又一影响因素。由于学生人数太多，每班下课后必须撤离实验场地给其他班级留出实验时间，没完成当天实验要求的学生也不得不离开。就使得学生不能通过做实验完全消化相应的知识。

本实验使用SPSS20.0进行统计学处理,计数资料以(%)表示,计量资料以(±s)表示,分别使用X2和t值检验,P<0.05表示研究具有统计学意义。

2 模拟实验教学实践

2.1 引进先进教学软件辅助模拟实验教学

2.1.1 实验教学中引入EDA

随着教育改革的不断深入，现代化教学手段已成为我国教育改革中面临的十分重要的课题。这其中，E D A作为世界电子设计的最新技术潮流和主要技术方向已经成为当前高校电子类课程教学的热点。使用E D A进行实验教学有以下优点：

(1)对刚刚接触模拟电路实验的大部分学生来说，E D A的实验电路用的元器件与理论课上用的符号一致，更容易被接受。

(2)实验仪器种类多，且不存在由于操作不当引起元器件及仪器的损坏，相对于传统的实验教学模式，更容易激发学生对实验的学习兴趣。

(3)弥补了学校实验仪器和元器件的不足，大大缓解了实验经费不足的问题。

(4)解决了教学内容增加与实验课时减少之间的矛盾。

目前EDA软件种类繁多，而Multisim软件作为其中一个非常优秀的实验平台，在各高校电子技术实验室中广泛应用。

2.1.2 Multisim支持下的实验教学实践

Multisim作为基础仿真软件，适用于模拟电路及数字电路设计工作，具有丰富的电路仿真分析能力及3D效果。它采用软件的方法虚拟电子元器件和电子、电工仪器仪表，实现了“软件即元器件”和“软件即仪器”。它提供的丰富的元器件库和多种虚拟仪器，使学生能够在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台来搭建电路，进行测试。还可以在设计好的电路上设置故障，加深学生对电路原理的认识，提高学生分析故障、排除故障和独立思考的能力。

同时，Multisim软件可生成详细的图形数据报告，且与其他电子设计软件有较好的兼容性。其超强的仿真分析能力可以完成许多以前实验室不能完成的实验。例如：温度对晶体管放大电路工作点的影响、差分放大器的传输特性、最坏工作情况分析等复杂电子电路的实验。使用Multisim软件仿真后再进行实物实验，学生由于对实验电路、实验仪器、测量方法比较熟悉，实验的速度就会相应加快。其实验结果可与仿真结果比较，找出区别，使实验效果更好。同时，Multisim软件的仿真性能还从根本上解决了实验元器件和仪器的损坏及修复问题，把实验人员从繁重的修缮工作中解放出来，投入更多的精力到实验的探索研究中去。这样也同时节省了大量的实验时间和实验经费。

2.2 实验教学改革实践

2.2.1 改革实验教材

模拟电子技术是一门实践性很强的课程。其实验课的宗旨是培养和提高学生的基本操作技能、综合实验能力和创新能力。实验教材作为学生课前预习，课中指导的必要工具，其重要性不可忽视。我们对旧的实验教材进行了修改，为每个实验都设置了预习要求和拓展思考。将实验环节设置为软件仿真实验和实物硬件实验两部分,实现了由理论知识、计算机仿真到实践操作过程的连续。这一实验教材的改革，克服了以往理论知识与实践操作的脱节，使学生能够更好地把课堂教学知识和实际应用技能结合起来。

2.2.2 改革实验内容

我校实验室在实验改革中把实验内容划分为基础性实验、综合性实验和设计性实验三部分。每部分实验集中完成，并对各部分实验提出明确的学习要求。三部分实验时数的分配为3:3:4。其中，每部分实验的具体介绍如下。

第一部分：

基础性实验：主要指理论验证性实验，其目的在于培养学生基本的实验技能。这部分实验要求学生在这部分实验过程中学会正确使用电子仪器设备，记录实验数据，分析实验结果，撰写实验报告。培养学生利用科学实验研究问题的基本意识和思维习惯。

具体实验操作流程是：实验时教师把根据实验题目做成的仿真电路原理图文件装入学生用机，学生根据实验指导书的要求选择各种虚拟仪器进行实验。仿真结束后，学生从仿真的实验电路中选择一到二个电路进行实物实验，通过实验达到掌握常用电子仪器的使用方法、认识真实的电子元器件、比较实物电路与仿真电路的差别等目的。

第二部分：

综合性实验：主要锻炼学生的组合能力、全面分析研究模拟电子电路的能力，培养学生自主发现问题、解决问题。这部分实验要求学生学会根据实验要求建立仿真电路，选择仿真方法对电路进行综合分析，找出电路的不足，并调整电路参数，改变电路性能。其实物实验部分要求学生能搭建更符合实际使用情况的电路，并能查找、排除电路的一般故障。

第三部分：

设计性实验：主要培养和训练学生的创造性思维和电子线路的设计能力。突出学生的自我意识，使学生能从传统的被动学习转变为主动实践。这部分实验要求学生能够独立或合作完成电子线路设计的完整过程。实验任务只给出电路要求的功能和指标，要求学生根据指标设计出相应的电路及相关的实验步骤，并在这一基础上经过仿真，搭建实物电路进行测试。

具体实验操作流程是：学生根据电路要求完成电子线路的设计，经过电路仿真，实物电路调试，得到初步参数，找出电路不足。再进行仿真修改，再调试、再仿真，最终得出符合要求的电路。使学生逐步养成分析问题，找出原因，探索解决方案的实验思路和实验习惯。

4 结语

实验教学作为高校教学工作的重要组成部分，对人才综合素质的培养具有不可替代的作用。好的工作习惯和科学的工作作风是学生今后学习、工作必不可少的优秀品质。我校实验室经过几年来致力于实验教学方面的探索和改进，通过引进先进的实验教学手段，优化实验教学体系，规范实验操作流程，不断提高实验教学质量，为国家培养了许多具有创新意识、创新精神和创新能力的优秀毕业生，也为国家的现代化建设发挥了积极的促进作用。

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[3]苏斌,李桂梅.模拟电子技术应用实践[M].高等教育出版社.2008

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.16.126