吳 羽 龍曉莉 陳新兵 張 倩

廣州大學(xué)實(shí)驗(yàn)中心 廣東廣州 510006

在高等教育階段，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于人才培養(yǎng)具有極為重要的意義，是實(shí)踐教學(xué)中最基本的一環(huán)，是課堂及其他形式教學(xué)所不能替代的。實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)藏著極其活躍的因素，隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)許多意想不到的問(wèn)題，對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)和訓(xùn)練思維大有意義。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚣由顚W(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，但是在傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)講義按部就班地做實(shí)驗(yàn)，處于被動(dòng)狀態(tài)，難以發(fā)揮他們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性。他們認(rèn)為一切結(jié)果都在意料之中，以至于對(duì)實(shí)驗(yàn)的態(tài)度不熱情、不嚴(yán)肅。但是，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)仍是實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可或缺的一部分，尤其是大學(xué)一、二年級(jí)的學(xué)生，無(wú)論是自身的能力還是可以用于自主實(shí)驗(yàn)的課余時(shí)間，都難以保證他們完成設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。因而扎實(shí)基礎(chǔ)、規(guī)范操作、調(diào)動(dòng)興趣顯得尤為重要，這就需要充分發(fā)揮驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的作用[1]。我校實(shí)驗(yàn)中心電子信息實(shí)驗(yàn)室以電工電子示范性實(shí)驗(yàn)為切入點(diǎn)，通過(guò)電工電子示范性實(shí)驗(yàn)的建設(shè)推動(dòng)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開(kāi)展，從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的[2-4]。

1 示范性實(shí)驗(yàn)建設(shè)的目標(biāo)和原則

示范性實(shí)驗(yàn)是體現(xiàn)現(xiàn)代教育教學(xué)思想，符合科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本規(guī)范和學(xué)生認(rèn)知與能力發(fā)展規(guī)律，具有豐富的教學(xué)內(nèi)涵、良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境氛圍、切實(shí)有效的教學(xué)策略，教學(xué)效果明顯，特色鮮明且具有示范推廣作用的優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。通過(guò)示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)，樹(shù)立實(shí)踐育人理念，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新精神為宗旨，充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)高素質(zhì)人才方面的作用，以建設(shè)示范性實(shí)驗(yàn)為抓手推動(dòng)實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)，達(dá)到全面提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的目的。

示范性實(shí)驗(yàn)的建設(shè)原則包括可行性、科學(xué)性、創(chuàng)新性等。示范性實(shí)驗(yàn)既受學(xué)生歡迎，又不增加學(xué)時(shí)和教師的工作量，教師教得輕松，學(xué)生學(xué)得愉快。其教學(xué)觀念、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方式方法具有科學(xué)性。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、方法、手段的基礎(chǔ)上繼承、發(fā)展、創(chuàng)新，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，教學(xué)效果要達(dá)到對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新精神培養(yǎng)與提高的目的。

2 示范性實(shí)驗(yàn)建設(shè)的內(nèi)容

以電工電子示范性實(shí)驗(yàn)建設(shè)為主線(xiàn)，有機(jī)結(jié)合影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各要素，把實(shí)驗(yàn)教學(xué)做細(xì)做實(shí)，豐富示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵，激發(fā)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的積極性、主動(dòng)性，充分提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。建設(shè)示范性實(shí)驗(yàn)要重點(diǎn)抓好4個(gè)方面的工作：

2.1 制訂科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)

以解決電工電子實(shí)際問(wèn)題為目標(biāo)導(dǎo)向，定位準(zhǔn)確，服從和服務(wù)于所屬課程的教學(xué)和專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中融知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)于一體。讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中廣泛參與，在深度上練透。同時(shí)，注意設(shè)置實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的深度，讓不同層次的學(xué)生均能有所提高。

2.2 重視實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和改革

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置應(yīng)科學(xué)合理，既要與學(xué)生的水平相適應(yīng)，又要有益于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，有益于啟發(fā)引導(dǎo)創(chuàng)新思維，有益于培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)實(shí)例化，思路清晰、方案具體。教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)貼近生活，或解決實(shí)際問(wèn)題，或反映科技發(fā)展成果與趨勢(shì)。對(duì)一些驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)可通過(guò)實(shí)驗(yàn)改革賦予新屬性，以培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置可更具目的性，可以與挑戰(zhàn)杯或電子設(shè)計(jì)大賽等競(jìng)賽結(jié)合起來(lái)。

2.3 采取切實(shí)有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

教師采用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略，應(yīng)力求使實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)實(shí)現(xiàn)最佳組合和排序，并讓各種實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)之間相互促進(jìn)，從而激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣。教師要引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)學(xué)會(huì)剖析實(shí)驗(yàn)問(wèn)題、制訂最佳實(shí)驗(yàn)方案，要給學(xué)生留下一些啟發(fā)性和能夠開(kāi)闊視野、思路的問(wèn)題，絕不“抱”著學(xué)生走。

2.4 重視學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)

自主學(xué)習(xí)能力是當(dāng)代大學(xué)生必須具備的基本能力。高校大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和提高，既需要學(xué)習(xí)者本身學(xué)習(xí)主體意識(shí)的提高，又需要教師適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。教師在教學(xué)中大膽放手，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行自我理解，大膽質(zhì)疑。有了問(wèn)題意識(shí)，才能使學(xué)生積極主動(dòng)地去思考，真正掌握學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)，成為學(xué)習(xí)的主人。每學(xué)期開(kāi)學(xué)，筆者就把這個(gè)學(xué)期的教學(xué)安排、實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)度表發(fā)給學(xué)生，讓他們心中有數(shù)。一些知識(shí)掌握得比較好的學(xué)生，在完成相應(yīng)階段教學(xué)內(nèi)容的前提下，可以根據(jù)各自的水平和愛(ài)好，提前向教師提出學(xué)習(xí)要求。筆者鼓勵(lì)學(xué)生自學(xué)，并給他們提供個(gè)別輔導(dǎo)。鼓勵(lì)自學(xué)不等于放任自流，當(dāng)學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)，教師要與學(xué)生共同探討，啟迪學(xué)生思維，指導(dǎo)學(xué)生找出解決辦法。筆者還將教學(xué)資料上傳到網(wǎng)上與學(xué)生共享，大量資源極大地豐富了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課堂，開(kāi)闊了學(xué)生的視野。

3 示范性實(shí)驗(yàn)的典型案例

在我校電工電子實(shí)驗(yàn)課程平臺(tái)體系中，數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生工程能力的專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。學(xué)生通過(guò)驗(yàn)證、自行設(shè)計(jì)電路，安裝、調(diào)試電路，排除電路故障，初步掌握數(shù)字電子技術(shù)的原理，并根據(jù)需要合理選用集成電路，設(shè)計(jì)并制作出實(shí)際電路，培養(yǎng)了工程實(shí)踐能力，提高動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新能力。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)是數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中的第一個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)學(xué)好課程和后續(xù)開(kāi)展綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)很重要。很多學(xué)生在剛接觸這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，不知從何下手，所以有必要將這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)成為電工電子實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。對(duì)于組合邏輯電路的設(shè)計(jì)示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)，我們從以下3個(gè)方面著手：

3.1 明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮湍芰ε囵B(yǎng)目標(biāo)

該項(xiàng)目包含交通燈監(jiān)控電路、四人表決電路、一位全加器、燈的多開(kāi)關(guān)控制電路的設(shè)計(jì)等。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)掌握邏輯電路的設(shè)計(jì)原則、基本方法、步驟及其測(cè)試方法，并了解IC選型及其Datasheet查閱使用、閑置引腳的處理方法、數(shù)字電路的搭建及其測(cè)試方法以及IO測(cè)試排查故障的方法，較為系統(tǒng)地培養(yǎng)邏輯思維和設(shè)計(jì)能力，為下一步做綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和后續(xù)課程與課外實(shí)踐做準(zhǔn)備。學(xué)生根據(jù)題目要求和給定元件設(shè)計(jì)一個(gè)或幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案。由于組合邏輯電路設(shè)計(jì)同一個(gè)功能有多種方案，怎樣設(shè)計(jì)才能使電路既簡(jiǎn)單可靠又經(jīng)濟(jì)實(shí)用，是擺在學(xué)生面前的首要問(wèn)題。

3.2 運(yùn)用適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)教學(xué)策略

在示范性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用。(1)重視實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)。在以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告，但預(yù)習(xí)報(bào)告的內(nèi)容大部分是從實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中抄下來(lái)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理和步驟等，達(dá)不到預(yù)習(xí)的目的，反而增加了學(xué)生的作業(yè)負(fù)擔(dān)。在新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中，學(xué)生依照實(shí)驗(yàn)任務(wù)，查閱有關(guān)資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，和教師討論相關(guān)問(wèn)題。如設(shè)計(jì)1個(gè)一位全加器電路，由于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)不提供具體的設(shè)計(jì)方案，學(xué)生必須在課前做好預(yù)習(xí)，畫(huà)出邏輯圖，并選擇IC類(lèi)型，否則無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)。為減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，減少重復(fù)勞動(dòng)，筆者允許學(xué)生不必單獨(dú)填寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告，可以將預(yù)習(xí)內(nèi)容寫(xiě)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上作為實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)可以在此基礎(chǔ)上續(xù)寫(xiě)其他內(nèi)容。(2)重視啟發(fā)引導(dǎo)。在教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，引導(dǎo)、啟示、激發(fā)學(xué)生積極思考及主動(dòng)實(shí)踐。如引導(dǎo)學(xué)生掌握組合邏輯電路設(shè)計(jì)的基本思路和方法之后，提出具體問(wèn)題和要求，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)交通燈電路及全加器電路。(3)重視因材施教。從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深度、廣度、進(jìn)度適合學(xué)生的知識(shí)水平和接受能力，使每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)水平都獲得最佳發(fā)展。對(duì)一般程度的學(xué)生，只需完成基本實(shí)驗(yàn)任務(wù)即可，對(duì)能力強(qiáng)者可增加難度。幫助學(xué)生克服害怕犯錯(cuò)誤、擔(dān)心實(shí)驗(yàn)失敗的心理，允許學(xué)生通過(guò)不同的思路實(shí)現(xiàn)電路功能。如在做全加器實(shí)驗(yàn)時(shí)，大部分學(xué)生用與非門(mén)設(shè)計(jì)電路，有的學(xué)生提出用異或門(mén)實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)化了連線(xiàn)。學(xué)有余力的學(xué)生，除了按要求完成交通燈監(jiān)控電路，四人表決電路，一位全加器3個(gè)必做項(xiàng)目外，還可以選擇燈的多開(kāi)關(guān)控制電路這一新增項(xiàng)目。

3.3 采用激勵(lì)考核方式

考核的目的是促使學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)課，增強(qiáng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的動(dòng)力。教師在教學(xué)中對(duì)不同層次的學(xué)生提出不同的要求，鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)上獲得成功，讓每個(gè)學(xué)生體驗(yàn)到成功的喜悅。對(duì)學(xué)習(xí)有困難的學(xué)生，教師應(yīng)盡量發(fā)掘他們的閃光點(diǎn)，幫助他們樹(shù)立自信心，使他們時(shí)常能感受成功的喜悅。在講組合邏輯電路的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，看到學(xué)生經(jīng)過(guò)獨(dú)立思考、精心設(shè)計(jì)的電路邏輯圖經(jīng)調(diào)試運(yùn)行最終順利地實(shí)現(xiàn)功能后，筆者都及時(shí)表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì)學(xué)生。為激勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中有所創(chuàng)新，對(duì)于有創(chuàng)意的學(xué)生，成績(jī)從優(yōu)。學(xué)習(xí)績(jī)效受到肯定，學(xué)生的信心大大增強(qiáng)，學(xué)習(xí)的動(dòng)力也增加了。

4 結(jié)束語(yǔ)

電工電子示范性實(shí)驗(yàn)的建設(shè)，對(duì)提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量起著重要的作用。雖然示范性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量有限，但在建設(shè)過(guò)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和教學(xué)策略的研究所引發(fā)的探索與實(shí)踐，對(duì)所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都有借鑒作用，這對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高有積極的意義。

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