电子电路实验教学“目标化，多元化”的研究
2015年2月27日 15:08 作者:林 宏 郭宇锋 肖 建 朱震华 刘 艳林 宏 郭宇锋 肖 建 朱震华 刘 艳
南京邮电大学电工电子实验教学中心 江苏南京 210023
【文章摘要】
进入新世纪以来，电子技术发展日新月异，派生了许多新的电子学科专业方向，传统电子类实验教学方法已经不能满足培养高素质实践创新型人才的需求。本论文对现有电子科学相关专业的本科实践教学现状做了分析，提出了结合专业特点的电子电路实验教学多元化目标化体系，设计了相应的教学课程和培训平台，在近几年的教学工作中实践中逐步完善，取得了较好的教学效果。
【关键词】
目标化；多元化；电子电路实验教学； 创新
中图分类号： G642
文献标识码：A
目标化教学是以现有行业技术发展为目标，行业的组成体系为框架，引到学生从整体到局部，从感性到理论，从实践到创新的教学模式。
教师以教学目标为导向，在整个教学过程中围绕教学目标展开一系列教学活动，并以此来激发学生的学习兴趣与积极性，激励学生为实现教学目标而努力学习。在教学过程中改变教师灌输知识，为学生探索知识和应用知识，培养学生主动意识。运用目标教学法，学生有一个广阔的空间，可以充分发挥他们的想象力和创新能力来完成教学目标规定的学习任务。而且在较短的时间内使学生享受到自己学习成功的喜悦感和成就感，激发学生的自主参与性, 使学生的创新能力和实践应用能力得到有效的培养。
1 电子电路实践教学现状分析
1.1 目标化教学是激励学生自主性创新性的一个有效途径
传统的教学体系所存在理论教学和实践教学脱离，教学内容和专业技术发展衔接不紧密，实验教学方法和能力培养不相适应，学生在学习过程中失去学习兴趣，没有学习动力，以至于有部分学生缺乏应用能力，毕业设计中的硬件制作部分完成都很困难。归其原因是是教学内容和学生的期望不能一致。弗鲁姆认为，人总是渴求满足一定的需要并设法达到一定的目标。这个目标在尚未实现时，表现为一种期望，这时目标反过来对个人的动机又是一种激发的力量，而这个激发力量的大小，取决于目标价值（效价）和期望概率（期望值）的乘积。如何设定目标调动学生的学习动力是改善目前教学现状的关键。
与课堂教学相反，在实验中心的竞赛培训过程中，却能体现目标化教学的巨大效果。每年中心组织的竞赛培训对象多为大二学生，在课程上刚刚完成专业基础课程的学习，对于有一定深度和难度的竞赛内容基本没有了解。但是通过两个月的集中培训过程学生都能够初步掌握竞赛各方向的理论、器件、制作调试的知识，并应用在竞赛中，大多数都能在比赛中获得良好的成绩，他们所获得的专业知识甚至超出了课堂教学范围。这也正体现了有合理的目标可以对学生产生巨大的激励，达到一般课堂教学难以想象的教学效果。因此在现有课堂教学中引入目标化教学可以让更多的学生受益，改变学生缺乏学习动力的现状。
1.2 多元化是适应对不同层次不同专业学生的教学需求
我校电子科学实验教学中心如图一所示，是电子类教学体系的一个重要组成部分，同时也是非电类学科电工实践能力的有效扩展途径，不但肩负着电类人才的基础能力培养，也是交叉学科创新型人才产生的必要条件。如果实施目标化教学，就可以激发学生的自主参与性，使学生享受到主动学习获得成功的喜悦感和成就感, 使学生的创新能力和实践应用能力得到有效的培养。
目前实验教学存在授课内容多，知识更新快，教学学时有限，各学科教学重点不一的问题。电工电子实验教学包含面广，包括电装实习，电路分析、模拟电路、数字逻辑与设计、信号与系统的实验，综合型创新型的实验等等。教学学时少，各学科教学重点不一。对新技术课程的设置需要科学、合理的规划。随着集成电路技术的不断飞速发展，电子设计新技术、新器件不断涌现，复杂电子系统的设计与实现方法和手段都已发生了较大的变化，近年来，我们也在教学中引入了新知识、新技术的介绍，编著出版了系列实验教学教材，使得教学目标更加明确，专业学科的
图一 电子科学实验教学中心体系图
图二 目标化多元化实验教018
实验研究
Experimental Research
电子制作
系统性完善。
1.3 对学生的评价标准逐步完善
以往对学生的评价主要依据是是否完成实验，评价的标准过于单一，区别度不大，学生没有成就感不强，缺乏激励性。学生课程成绩的评价，不仅要重视实验的直接结果，而且要重视学生在研究实施过程中的多种收获与体验、多种能力与品质的提高；不仅看最后的研究报告和考试成绩，而且要重视对知识的举一反三能力及在解决问题中的创造力和开放精神，都是应该是评价的重要内容。
2 目标化多元化的教学改革方案
1）针对传统教学存在的问题，我们在实验教学方法尝试进行了改进。“多元化目标化教学方法”如图二所示，实质就是采用分层次目标化教学的方式，对应不同专业的学生，尊重学生的差异，完成不同层次的实验内容。建立多样化的学习目标，满足学生的不同需求。教为主导，学为主体，训练为主线”的教学原则。教学过程是师生共同参与的过程，并且应时时把学生放在主体地位，即学生是演员，教师是导演。强调学生的主体作用，特别注意增强学生的自主性。不管是哪种形式的实验教学方法，包括常规式和开放式、以及自主式、合作式、研究式，整个实验过程均强调必须由学生独立自主地完成。即使是常规的实验教学中，也强调学生明确目标，自己动手，自己动脑。
2）在实验课程研究方面。针对电装实习，基础实验，发展可更新的实验模块，制定实验能力的衡量标准，做到基础和专业相衔接强调不同专业的实验方案设计融合多个知识点，融入新技术，起到以点带面的作用。
电子装配实验平台用于培养学生的电子装配能力和PCB 设计与制作能力，每学年我校选课学生约为4000 余人。我们编写了《电子装配实验教材》更新了EDA 教学工具从传统的PROTEL 到现在的CADENCE，制作了多媒体教学课件，使学生在在大一的基础认知培训中就能基本掌握电路设计软件的使用方法。同时还安装了SMT 表面贴装流水线如图三所示，让学生了解工业化的制造过程。
图三 电子装配实验平台
电子电路实验平台，提供电子电路的基础训练，巩固和加深对电路分析、模拟电路和数字电路等课程中相关原理的理解，实现理论教学与实验教学的相互促进。开设课程：《电工电子基础实验》、《电工电子实验I/II》、《通信电子线路实验》等15 门实验课程或课内实验。在为每个专业开设的个性化实验课程如图四，还为必选实验课程、限选实验课程和任选实验课程，分别对应与基本实验技能训练、综合实验技能训练和创新实验技能训练；每门课程中的实验又分别设计了70% 的必做实验和30％的选作实验，80％的课内完成实验和20％的课外完成实验，90％的设计性实验和10％验证性实验等多种形式；在90% 的实验项目上设置了必做内容和选作内容，其中选做提高型内容占整个实验项目的30% 左右。在课程的考核过程中，采取过程考核、项目考核与期末考试相结合的综合评价模式来代替期末考试一锤定音的模式。
图四 个性化实验课程体系
3）在实验教学手段方面。充分利用现代先进技术，融合各种方式采取“多样化实验手段”辅助实验教学。A．开发应用网络课件和多媒体课件。重点是网络实验教学课件。研究开发形式多样，内容丰富生动的网络实验教学课件，课外学生随时可利用网络课件复习或讨论。B、应用虚拟模拟仿真软件。在实验教学中，充分利用各种虚拟模拟仿真软件，如Multisim， Matlab、Pspice、Cadence、DSP 仿真、FPGA 仿真、单片机仿真、虚拟仪器软件等等。采用“软件仿真-- 硬件实验，反复循环”的方式。实际上，这些软件也是工程应用中的常用工具，可以培养学生的工程技术能力。C、开发模块化实验平台。采用自主研发的实验平台如图五所示，强调对学生基本功的训练，对专业知识系统架构的熟悉程度。建立从设计--- 仿真验证--- 设计单元模块---- 调测系统电路——记录反馈为主线一系列过程。对任何环节出现的问题，使学生带着问题深入思考，探究原因，加深对问题的理解，从而达到以点带面的作用，提高课堂效率。
图五 模块化实验平台
3 目标化多元化教学改革的效果
通过本项目的研究，采用目标化教学，确立从实际应用到课本理论的过程，能够迅速提高学生的兴趣，在较短的时间内使学生享受到自己学习成功的喜悦感和成就感，从而极大的激发了学生学习的自主性。加强学生电子设计的工程实践能力和创新能力。使不同层次学生的知识、能力、素质综合协调在不同方面多层次发展。
同时多元化、分层次、目标化教学方案能够满足不同学科、不同层次学生的需要。学生可以提高课堂效率，增强动手能力和自信心。优秀学生可以在创新能力和竞赛能力方面得到提高。近年来取得了多项优异的成绩如图六所示。通过本项目的建设，将更有利于学校整体创新能力的提高，可以为其不同课程在创新实践能力培养上提供有益的借鉴作用。
4 结束语
通过目标化教学培养学生的应用知识的能力，使学生的理论知识形成和当前电子技术发展相结合的可扩展体系。改变当前大学学而无用，孤立割裂的课程为适应发展，相互联系，可以继续扩展的系统架构。使学生能够了解行业发展，易于融入企业，有自我完善和创新的能力。
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【作者简介】
林宏（1976.7- ），汉族，男，江苏省南京市人，硕士，讲师，研究方向为： 电路与系统。
图六竞赛获奖成绩019
实验研究
Experimental Research
电子制作
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