电子技术综合实验教学探索

电子技术综合实验教学探索

【摘要】电子技术综合实验是一门独立设课的综合性实验课程。本文论述了电子技术综合实验的内容、具体实施步骤与考核等环节的问题，并对下一步工作提出了几点看法，以期推动电子技术综合实验教学体系的创新。

【关键词】电子技术；综合实验；教学体系；创新

电子技术综合实验课程是一门独立设课的综合性实验课程，是南华大学电子信息工程、通信工程、电气工程及自动化、自动化、生物医学工程等专业的一门专业选修的技术基础课程。该课程重点培养学生电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、高频电子电路、信号与系统、单片机控制、eda技术等多门课程的综合应用与综合设计的能力训练，工程实践性很强。

电子技术综合实验室隶属南华大学中央与地方共建电工电子实

验中心，该中心抓住“中央与地方”共建的机遇，实验教学环境得到全面改善。实验室配备了齐全的计算机、信号发生器、稳压电源、多功能模拟电子技术实验箱、多功能数字电子技术实验箱、eda实验箱等仪器。学生完全可在实验室完成综合实验的设计、仿真、下载、硬件搭接、调试等工作。经过这几年的教学实践，教学体系和实验内容不断完善、日臻成熟，教学内容始终密切结合国内外最新的科技进展，已初步形成具有自身特色的教学体系，取得了良好的教学效果。[1]

一、电子技术综合实验的内容

电子技术综合实验是针对本科三年级学生开设的，此阶段的学生已学完电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、单片机技术等专业技术基础课程，也有基本实验的基础。因此综合实验的目标是通过系统电路的综合设计和调试，对学生进行综合实验能力的培养。实验主要从三方面对学生进行培训。[2]

1、项目的原理设计与仿真调试

要求学生用基本ic器件、二极管、三极管、电阻、电容及输入、输出装置等完成项目的设计。并用工具软件multisim、pspice等进行项目的原理设计与仿真调试，从而掌握综合应用电路的仿真设计与分析方法，掌握综合应用电路设计的一些技巧，如子电路设计、电路功能的模块化等。

2、硬件综合实验

实验室提供常用ic器件、二极管、三极管、电阻、电容及输入、输出装置等元件。学生在多功能电子技术实验箱上完成设计项目的组装与调试，进一步培养学生动手操作技能及排除电路故障能力。

3、基于fpga逻辑设计综合实验

要求学生用fpga开发软件ise或quartus ⅱ完成项目系统的底层模块设计、系统顶层原理设计，并用仿真软件modelsim进行各模块及系统的功能仿真及时序仿真，在fpga开发平台上实现系统的集成芯片编程下载与功能检测。[3]

近几年，我们对实验内容做了大量的更新，我们自编并正式出版了《电工电子实验与计算机仿真》、《基于multisim2001的电子电

路计算机仿真设计与分析》、《eda技术实验教程》、《vhdl/fpga数字系统计算机仿真实验》等一系列的实验指导书。这些实验项目涉及的知识面宽广，学生可根据自己的兴趣和专业特点部分选取。

二、实验教学手段（具体实施）

1、实验准备阶段

在课程开始之前，实验老师针对本学期的实验项目进行实验仪器仪表的整理、开发软件的装配。整理实验平台所需要的稳压电源、信号发生器、示波器、万用表、计算机、fpga实验箱、多功能模拟（数字）电子技术实验箱、常用元件等，保证每套实验平台都能正常使用。安装一系列的开发软件：multism、ise、quartus ⅱ、modelsim、protel、chipscope等，并运行验证软硬件实验平台，保证实验设备正常运行。

2、实验实施

电子技术综合实验分为理论讲授和实验教学两部分。学生首次进入实验室，实验老师对学生讲解实验规则与过程要求，要求学生课前预习、写好预习报告，能正确使用电子仪器，掌握电子电路系统设计的方法，了解电子电路设计的全过程，完成相关电子电路系统功能模块的电路设计、仿真到硬件安装和指标测试，学会故障分析和数据处理。实验结束后学生要对所测数据进行整理、分析并写出正确的实验报告。然后还要讲解电子电路设计的一般思路，常用典型的单元电路、工程实例，电子电路安装、调试、检测的一般方法，常用eda软件的应用技巧等。实验教学针对不同专业学生的需求，

合理制定不同的实验项目，按照基础型、综合设计型和研究创新型三个层次，循序渐进，由简单到复杂，逐步提高学生综合素质和创新能力。

在指导方法上，立足于启发引导，充分发挥学生的主动性和创造精神。在实验的进行过程中，学生会遇到很多具体困难，主要表现在对有些实验现象不理解，仪器的实验方法不熟悉，遇到故障不知如何解决。指导老师要及时抓住典型给予集体分析、讲解使绝大多数学生能在短时间内解决困难，并积极引导学生利用所学理论知识分析、解决问题。

3、实验考核

在实验及整个过程中，实验老师对每个学生的预习报告、实验进程、学习态度、组织纪律、实验质量等方面都有计划、有阶段地进行严格考核。学生做完实验后，实验老师根据完成情况，当场给评成绩，作为平时成绩的依据。在学期末对每个学生进行考试，题目的任务要求和指标要求由实验室提供，学生任意抽取，在规定的时间内完成，并根据完成情况当场给出考试成绩。最后的总成绩结合平时成绩、实验报告成绩和考试成绩。

三、今后的工作

通过这几年的电子技术综合实验开展，学生的实践能力、系统综合设计能力、学习主动性和创新精神得到了明显提高。很多学生积极参加全国大学生电子设计竞赛，挑战杯竞赛等，并取得了不错佳绩。但是有些问题还需要改进。

1、电子技术综合实验时间安排都是以班为单位，有些班人数特多，导致实验仪器台套数不够；而有些班人数又少，仪器就有闲置。而且电子技术综合实验作为一门综合性课程，实验内容以综合性实验为主，因此实验时间一般较长，有些学生在规定的时间完不成实验，有些学生还想更深一步研究，但是由于时间限制，都不得不中断。如果实验室实行网上预约的方式，实验时间由学生自己自己安排，实验老师可以根据学生人数、各实验的选课情况，进行较为灵活的安排。实验中心必须尽快做出一套网络管理系统，并挂上南华大学教务管理在线，方便学生上网预约。[4]

2、电子技术综合实验课程作为一门综合性的实践课程，实验内容不再限制于某一门课程，而是多门相关课程的知识相互渗透、有机融合。在实验项目的设计中，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设计，使学生对电子系统设计的过程有更深入的理解。同时鼓励学生自拟实验项目，或者直接参与教师的科研项目。在教师的指导下独立自主或者团队合作开展研究创新型实验。结合“大学生电子设计”竞赛、“挑战杯”竞赛、大学生实践创新等活动，充分发挥学生学习的自主性和创造性，培养学生的科学研究兴趣和研究创新能力。

3、学生在做综合性实验时，所需元器件比较多，也容易造成电路元器件损坏，造成实验室低值易耗品损耗量增加，实验室必须制定一套行之有效、可操作的规章制度，保证实验室工作的正常运行。