电子技术综合实验教学探索

电子技术综合实验教学探索

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。

标签：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。

4、学校在不断壮大，学生不断增加，实验教学的工作量相应大大增加。实验教学人员工作任务重，学习、进修机会很少。因此学校在引进更多的实验教学设备同时，也要重视实验队伍的建设，引进更多高级技术人才从事实验教学，从而建立一支高水平、高素质、结构合理的实验教学队伍。

总之我们要不断完善、改进电子技术综合实验教学体系，更充分地发挥实验教学在培养创新型科技人才中的作用，促进高等院校教学改革的进一步深化。