电子实验室建设与教学研究

电子实验室建设与教学研究

我院电子实验室承担了全院５个系部多个专业的学生电子实验课的教学任务。２００１年学院投资２００万元对实验室的实验设备和实验环境进行了彻底的更新改造，使实验室的面貌焕然一新，实验条件得到极大的改善，并在同年末通过了北京市高等院校基础实验室评估。之后又陆续增添了一些新设备，为实验课内容的改革奠定了良好的物质基础。

一、电子实验室建设

我院有电子实验室和电子综合实验室。电子实验室配有泰克公司生产的ＴＤ２１０型示波器、ＹＢ１６３２型扫频函数信号发生器、ＤＨ１７１８Ｅ－４型双路跟踪稳压稳流源，ＩＣＴ３３Ｃ数字集成电路编程测试仪、清华大学生产的电子学习机及万用表、拨线钳等工具。电子综合实验室配有计算机、Ａｇｉ-ｌｅｎｔ５４６２２Ｄ混合信号示波器、函数发生器、稳压源及工具。过去电子实验室仅提供双通道示波器，整个自动化专业只有一台为教师服务的逻辑分析和一台频谱分析仪。Ａｇｉｌｅｎｔ ５４６２２Ｄ的购置为

学生进行电子系统的多功能测试、电路信号的频谱分析和逻辑分析等操作提供了保证。实验室中还有教师为配合教学自制的实验装置和ＥＤＡ实验板、计算机原理与应用的实验装置等。另外实验室内还配有数码相机、投影仪等多媒体教学工具。

参加北京市高等院校基础实验室评估，不仅使实验室的硬件得到彻底的更新换代，也使实验室的管理上了一个台阶。实验室帐目管理、设备管理、实验队伍管理及环境与安全均按照评估要求进行建设和管理，真正作到了以评促改、以评促建的目的。

电子实验室从电子教研室所属变为系级管理实验室，它使实验室人员、实验用房、仪器设备实现了统一管理、统一调配、统一使用、统一规划和统一建设。电子实验室的教学任务也扩展到计算机原理与应用、信号与系统分析、研究生课程的部分实验等。

另外，电子实验室还承担了电子课程设计、电子工艺技术及实习等课程的教学任务以及我院学生参加全国大学生电子竞赛的培训和毕业设计的场地，实验室也为学生的第二课堂活动提供了定期开放的场所。

电子实验室内的局域网和院校网联在一起，为电子课程的网上辅助教学提供了必要的条件。

二、实验教学与研究

１．增加综合性、趣味性实验内容，提高学生的学习兴趣。

信息技术的迅猛发展依赖于电子技术的长足进步，作为科学技术的基础课程，电子技术在加强理论教学的同时更要注重实验教学，提高学生的综合素质。我院“电子测量与实验”，作为模拟电子技术和数字电子技术的实验课，早就独立设课，以期引导学生重视实验课，保证实验的开出时间和开出质量。新设备引进后，我们又对实验教学的内容进行了调整，并增加了实验课时。过去在安排实验时，我们只注重在电子技术理论课每章结束后对重点内容配有相应的实验教学学时，并减少验证性实验内容增加设计性实验，但未考虑实验题目的趣味性。而现在我们利用新设备的资源，在激发学生学习兴趣、提高学习效果上下功夫。例如，在做组合逻辑电路实验时，同样是优先编码器的设计，我们安排学生设计“病房呼救系统”。在做５５５多谐振荡器实验时，安排学生设计“救护车鸣笛系统”。实验内容相似，但由于实验题目更接近生活实际，再利用学习机上的声、光外围器件，使学生产生强烈的视觉和听觉效果。学生有学以致用的成就感，提高了学生的学习兴趣和实验效果。

新设备的购置也为再开一些综合性实验提供了保证。Ａ

ｇｉ-ｌｅｎｔ５４６２２Ｄ是美国Ａｇｉｌｅｎｔ公司出品的混合信号示波器，该示波器能同时显示模拟信号波形和数字信号波形，是集示波器、逻辑分析仪、频谱分析仪为一体的综合仪器。它有两个模拟通道和１６个数字通道；具备丰富的触发方式使得逻辑分析、频谱分析、一些复杂信号的捕获变得容易了；它还具备丰富的测量功能，除了常规的电压、时间的自动测量和简单的加、减运算外，还具备相乘、积分、微分、ＦＦＴ运算功能，ＦＦＴ运算结果以频谱形式显示在ＣＲＴ上；Ａｇｉｌｅｎｔ５４６６２Ｄ的串性接口可以连接计算机，并行接口可以连接打印机。我们在此基础上开设了一些新的实验。例如：在综合实验室做的实验“时序电路设计与逻辑分析”，分为４个知识点：①要求学生用ＭＩＳ集成电路７４ＬＳＩ６０设计同步六十进制计数电路；②Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ对所设计的电路进行计算机仿真效验；③在面包板上搭接硬件电路；④在电路中加入ＩＫＨｚ的输入信号，用Ａｇｉｌｅｎｔ５４６２２Ｄ混合信号示波器测试电路输出端Ｑ０～Ｑ７及进位Ｃｙ波形并进行逻辑分析。通过两轮的实践反映，该实验达到了使学生掌握Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ软件应用和电路仿真、Ａｇｉｌｅｎｔ５４６２２Ｄ逻辑分析操作、熟悉数字电路测试方法、巩固数字电路设计方法的目的，是个综合性的实验。

２、加强ＥＤＡ教学，跟上电子技术发展的潮流。 ＥＤＡ（电子设计自动化）技术作为电子技术领域的技术革命必定要在课堂教学中体现出来。我院从１９９８年就将ＥＤＡ的内容纳入到电子技术的教学改革中，作为本科生的必修内容之一。

具体做法是在电子课程设计中插入ＥＤＡ的教学内容。电子技术课程设计学时安排为：ＥＤＡ课堂教学，８学时；ＥＤＡ基础实验，１０学时；课程设计，２４学时。在ＥＤＡ课堂教学中，主要介绍ＡＢＥＬ硬件描述语言。在ＥＤＡ基础实验中，主要进行以下实验：①ＥＤＡ软件支持环境操作练习；②可变模计数器实验；③数字系统设计实验。 在以往的课程设计选题中，我们较多地侧重于模拟和数字混合型的题目。例如，“三极管β值数显式测量电路”和“数字显示电容测量电路”。将ＥＤＡ的内容引入课程设计中后，题目中模拟电路部分用面包板实现，而将数字电路部分用ｉｓｐ芯片实现，例如计数器、译码器等。这样既保持了以往在选题方面的优点，又能够使学生在一个相对真实的设计题目中运用ＥＤＡ的相关知识和技术。

ＥＤＡ实验板是教师根据教学要求自行开发制作的。为了使学生能有更多动手实践的机会，实验板上仅有ｉｓｐ芯片、下载接口、时钟信号源和数码管、发光二极管、开关等必要的输入输出元器件。实验板各部分均相互独立，并留有

接线插孔。这样，学生在进行实验时除了在计算机上进行编程、测试之外，还必须自己动手连接电路。同时，这种方案也具有较大的灵活性，方便扩充，为课程设计留有更大、更灵活的空间，不至于将电子技术课程设计演变为纯软件的设计过程。

目前我们又购买了北京理工达盛公司生产的ＥＤＡ－Ｖ型学习机，开设ＶＨＤＬ及Ｖｅｒｉｌｏｇ硬件描述语言选修课，为愿意进一步学习的学生提供方便。同时也准备在模拟电子技术实验中加入ＥＤＡ的内容。

电子综合实验室配有计算机后，Ｐｓｐｉｃｅ及Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ就作为“电子技术测量与实验”的必修内容，例如：在“有源滤波电路和频谱分析”实验中要求学生先利用Ｐｓｐｉｃｅ进行计算机仿真，然后对实际电路进行测试，并把实测结果与计算机仿真数据以及理论数据进行分析，再用Ａｇｉｌｅｎｔ５４６２２Ｄ进行频谱分析。实验设备的改善大大丰富了实验内容。学生也可用Ｐｓｐｉｃｅ或Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ软件及时对作业中的设计电路进行效验，对电路设计的原理进行深入的分析，既巩固了理论教学的效果，又提高了学生的学习兴趣。

三、开放实验室，培养学生的综合素质

新的实验设备应为学生提供更好的教学资源，实验室在保证教学任务的同时定期对学生开放，以满足学生的多方面需求。

１．基础教学的补充。部分学生实验课上未选作实验的可在开放时间内补做。学生也可以在此利用Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｗｏｒｋ-ｂｅｎｃｈ等软件对作业中的设计电路进行效验。

２．为学生的第二课堂服务。

我院学生处为鼓励学生的创新意识，提高实践动手能力，积极开展了第二课堂活动。学院也定期举办大学生科技艺术节。电子实验室为学生进行电子小制作提供设备、场地的方便，教师也可进行适当的指导。 ３．学生培训基地。

电子实验室也作为学生毕业设计的场所，并一直作为我院学生参加全国大学生电子竞赛的培训场地。我院学生曾获得过全国赛区二等奖和北京赛区一等奖以及多次北京赛区三等奖。

四、结束语

随着现代电子技术、计算机技术、通讯、多媒体和全球

网络化技术的不断发展，人类已走向高度信息化的时代。作为现代科技基础的电子技术课程与实验，应在改革中不断适应和反映时代的特征。以开拓学生的视野，培养学生的独立操作和创造性思维能力，教学研究与改革是一个永久的话题。

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