电子信息综合专业实验存在问题及改进方法

宋涛 肖汉光 钟年丙

摘要：根据实验教学实际现状指出当前电子信息实验课普遍存在的一些不良现象，分析了导致这些现象的主观和客观原因，根据实验课经验提出相应的改进策略和方法，以提高实验教学效果。

关键词：电子信息;启发式教学;主观能动性

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）06-0250-02

一、实验课现状

电子信息综合专业实验是电子信息类本科生必修的实验课，是一门实践性很强的实验[1-2]，意在让学生将学生所学的数电模电、计算机硬件、单片机等课程知识融会贯通，通过设计性实验，掌握电子元器件、掌握电路原理、掌握硬件开发和软件编程，最终习得一种重要技能，既是对本科所学专业知识的一个巩固和落实，也是对今后的继续学习或工作打下基础。然而事实上实验效果并非如此，主要表现在如下几个方面：（1）学生并没有将实验课当作一种很好的学习机会，而觉得是一种任务和负担，对实验课同理论课一样缺乏兴趣，为了上课而上课;（2）学生实验过程过于敷衍，仅仅按照老师所讲的原理图和步骤操作实验，缺乏自主设计的意识，缺少自己的思考和主观能动性;（3）不明白实验原理，不理解各种实验现象的原因，出现问题不知道如何排查错误，不善于对实验进行总结和分析;（4）由于实验通过分组的形式完成，存在分工不明确，很多组员没有没有有效地参与实验。这些现象导致实验课对学生知识和动手能力没有什么实质性的提高，无法达到教学效果。

二、存在问题的原因分析

造成上述实验课存在的问题有其原因：（1）中国教学普遍存在的一个问题就是习惯于老师讲课，学生听课，无论对与错，均以老师所讲为标准，是一种灌输式教育方法，学生缺乏主观能动性;（2）进入大学后，由于失去了高中时代的强力的监督和管理，相当部分的学生缺乏自我约束能力，学习积极性不高，不愿意花太多的时间来学习;（3）受学校实验条件的影响，如实验设备不够用、实验耗材缺失，导致实验中部分学生难以真正参与其中;（4）实验开展时间以及实验内容的安排存在不合理的方面，如电子信息专业课程主要在大二大三完成学习，大四上学期进入了考研和找工作关键期，学生难以集中投入精力做实验;并且由于距离理论课程学习时间，学生没有及时开展实验，很多知识回忆已经比较困难;另外由于理论课程设计不合理，导致知识存在一定的脱节现象，如学生在学习完计算机原理与接口技术后学习以ARM为主的片上系统，而没有系统地学习一c51为主的单片机，学生对单片机的一些基本知识，如单片机I/O口结构和特点、定时/计数器、基本单片机系统的组成等都不甚了解，导致有关单片机设计的实验很难理解和动手设计。

三、实验课改进方法

在这诸多原因中，既存在学生的主观原因，也存在学校和老师的客观原因[3-4]，以致最终难以达到预想的实验效果。针对这些现象和原因，有必要针对性地采取相应的措施，以改进实验教学的效果，提高学生的能力。

1.针对学生自主学习意识淡薄、主观能动性差的问题，需要加强学生的预习工作。提倡学生预习实验是一个很好的办法，要提前告知实验项目，并布置适当的题目，学生根据实验项目查漏补缺，有忘记的或者以前遗漏的知识通过查阅书籍或网上查找资料做前期准备工作，并通过习题加以辅助;更为重要的是落实预习，要采取多种方式检查预习情况，逐步做到不预习不准进实验室。例如可采用提问检查，进实验室前检查笔记等形式;也可以权力下放到小组长，由他们检查后汇报。对于无故不预习的学生，可采取停做实验先预习，课外补做实验的办法。这样要求几次就逐步走向正规了。

2.实验老师需要重视实验教学方法。老师应当提前多次操作实验，一方面检查实验仪器可能存在的问题，一方面发现实验中容易发生的错误，在向学生讲解实验的基本原理时，还要着重讲解仪器的使用方法和容易发生的故障，以及本次实验的关键所在，这样能减少盲目操作造成仪器的损坏，又能使教师不陷于被动地解答学生的问题之中。实验中通常一次难以达到实验效果，对于电子类实验可能是元器件选择错误、参数选择错误或者电路原理图有误，通过这种情况下学生会显得很茫然，不知所措，不知问题出在哪里，这时实验老师应当启发学生问题排查方法，如何由实验结果逆向查找产生不合理结果的原因，而不是简单地告诉学生错在哪里。这样引导，学生反映收获大，远远不止学到一点知识，更重要的是锻炼了自己独立工作的能力和分析、解决问题的能力。同时老师也解脱了因排除故障而所致的忙乱，有了指导学生的主动权。

3.实验要讲究开放性，不能将学生的思维禁锢在教材上或实验指导书上。在课程讲授过程中我们十分强调学生的参与，因为学生的参与程度决定了课程讲授的教学效率，我们需要通过设问、讨论的方式与学生进行双向交流，结合自身从事科学研究的体会，安排一些开放性的问题，进行10分钟左右的问题讨论，引导启发学生从多角度、深层次理解重要知识点，深入思考大胆质疑，养成探究开放的意识和习惯，做到天高任鸟飞的效果。例如要基于光敏电阻的光电导效应设计一个开关电路实验进行验证，那么这样的电路有很多种，都能达到验证效果，老师可以提供一种参考电路，学生在理解了电路原理之后就会带着自己的想法对电路进行更改，既能达到实验效果也能验证自己的理解和想法。“教”是为了“不教”，在整个教学活动中，强调并通过多种方式使学生能够生动活泼地学习，能够自主地去分析问题、研究问题、解决问题。

4.实验课时间和内容安排要精心设计。实验课程教学过程一般分为几个阶段：第一阶段是讲授专业课程的教师在完成一定的教学任务后，就需要与实验室老师联系安排实验课程，安排好时间和地点并及时通知上课的学生。第二阶段，由实验室老师带领学生进行实验课程的教学工作。一般在学生动手进行实验前，实验室老师都会给学生讲述实验课程教学的基本要求，例如实验课程的目的、任务、方法、要求和注意的事项等。然后学生们分组或单独进行试验。最后一个阶段，在实验结束后，对记录的资料进行整理，并按照规定的要求撰写实验报告，按时交给实验老师。实验老师根据学生在做实验时的表现和实验报告的质量来给学生评出具体的优良等级，作为期末考试的平时成绩。在进行实验的过程中，实验老师要细心地指导学生，保证学生都能以极大的热情投入到实验课程教学活动中，并对实验课程教学过程中出现的现象和问题进行分析和讨论，使学生们在实验室形成一个良好的实验课程教学的学习氛围。一般来说，一门专业课程需要安排许多次实验课程的教学任务，实验指导教师需要认真负责地指导学生进行实验工作，并及时登记学生的实验课程成绩。作为这门课程的平时成绩，并作为期末考试总评成绩的重要组成部分。

5.创新实验设计。为了全面锻炼和提高学生的思维能力和创新意识，需要把专业实验课讲授重点放在引导学生把握该实验所属学科的思维方式和研究方法上，而不仅仅是实验内容、实验原理、实验步骤的讲解。创新是当前中国学生最缺乏的一种能力，长期的灌输式教育已将学生的创新意识磨灭，而一个优秀的学生一个优秀的人才最需要的就是创新意思和思维。而实验正是激发和培养学生创新意识的有效手段。通常基于一个实验原理可以做很多实验，例如基于光电耦合器和单片机可以设计一个频率计，那么基于该实验的实验原理就可以为自行车设计一个简易的速度计、里程表。因此，实验课要采用启发式教学，引导学生放开思维，在了解实验的基本原理的基础上充分挖掘学生的想象力，设计出更加新颖和有趣味的实验甚至能设计出一些具有实用价值的产品出来。

6.竞赛与实验互补。学生对于实验积极性不高主要由于缺乏学习动机，比较盲目。各类竞赛是大学生能参与的重要活动之一，如大学生电子设计竞赛，大学生物理创新竞赛等，参与竞赛的同学经常为缺乏实验设备和仪器而苦恼。因此，可结合各类电子竞赛，加大实验室的开放力度，通过制定相应的措施为学生课余时间使用实验设备提供方便，鼓励和支持学生充分利用实验室所具备的实验资源。一方面为学生竞赛提供实验设备与仪器，一方面激发学生对实验课的热情和积极性。此外，做好实验不仅需要使用实验仪器和设备，还需要做好设计和仿真，因此需要学生学习好常用的设计仿真软件，例如keil、Mutisim、proteus、Altium Designer Winter等。让学生完整地完成电路设计、绘图制板、程序编写、焊接、功能调试等过程。充分利用好这些工具软件不仅能提高设计效率、节省开发时间，还能让学生获得很好的成就感，激发学习兴趣。

四、总结

电子信息综合专业实验是电子信息类学生非常重要的课程，是对学生所学知识一个检验，也是对学生知识运用能力和创新能力的一个锻炼，因此有必要针对当前实验课存在的各种问题，通过有效的措施和手段调动学生的实验积极性、提高该门课程的效果，最终达到培养和锻炼学生动手和实践能力的目的。

参考文献：

[1]程菊花.电子信息工程实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索，2005，24（8）：84-86.

[2]袁向平.现代企业文化，电子技术实验教学改革心得[J].2009，（24）：182-183.

[3]赵兴浩，等.电子信息类综合实验课的教学设计[J].2009，（2）：56-59.

[4]李树涛，章兢，黎福海，等.电子信息类专业课研究型教学模式的改革与创新[J].高等教育研究学报，2011，34（4）：77-79.