电子信息实验教学中培养学生创新能力的探讨

摘要本文主要从教学内容和方法两个方面探讨了电子信息实验教学中如何培养的学生创新能力。

关键词电子信息实验教学 培养 创新能力

中图分类号:G420文献标识码:A

电子信息科学实验教学中的实验环境、实验现象、实验方法等环节都千变万化,相比于理论课程的教学,它的实践性非常强,教师应该在教学过程中,按照课程要求,精心设计课程,创新教学内容和方法,准确把握教学中的每一个环节,使实验教学的内容形成一个有机的体系,有效激发学生创新意识,综合培养学生的创新能力。

1 组织实验的内容

1.1 课程要求的基础性内容

实验教学中,实验的内容都是层层深入的,对于教学内容中的最基本的理论和基础的电路知识的验证性实验,这些基础性的入门实验的流程通常比较简单,内容也比较容易理解,可以使学生更容易实现对课程的理解。也正因为如此,这样的实验常常没有被师生给以足够的重视,如果学生对于这些基础性知识仅仅停留在表层的认识,而没有在各个环节中进行深层次的设想或者创新性讨论,那么这样的教学内容就是肤浅的,不能达到让学生从本质上对知识进行理解和把握的教学目标,可以说,这样的课程就是不成功的。

由于理论课上的基本电路理论通常都是基于理想化的电路模型和理想化的电磁环境得出的,因此在实际器件和电路环境中,所得到的实验结果与理论结果必定存在差异,这恰恰为创新性实验提供了素材。在基础性的实验内容中,有机地设计具有创新性的内容,使实验的结果出现与基础性的实验不同的结果,然后再引导学生探索为什么会有这样的结果,进行深入的创新分析,必要的时候可以通过各种理论分析进行误差补偿。

例如,运算放大器的基础是反向比例运算,理论上来说,两个电阻的比值决定它的放大倍数值。在这个试验中,指导教师设计创新的内容时,可以改书本上给的几千或者几十千欧姆的电阻值为几百万欧姆,依旧取原本电阻比值。如果根据书本上的理论,两种两种量级电阻的放大器频响不应该有差异,但是在实际电路中是存在分布电容的,放大电路可等效成受控源和至少一阶低通滤波器组成的闭环路,电阻变得比书本上所给的值大得多,原本可以忽略的低通的影响导致了频响的结果在两次实验中出现了比较大的差异。更进一步的创新可以估算电路分布的电容值,建立模型分析,进行电路补偿。

1.2 基础实验的综合性拓展

综合实验是在上述入门实验的基础上,加入创新的实验设计,在更高的知识层面进行探讨,使学生对教学内容有更深刻的理解和掌握。教师应该对这种创新内容有明确的思路,进行的每个综合性实验都有明确的教学内容,可以是课程之外知识的拓展,也可以是对基础性知识的综合。在这种综合性实验教学过程中,教师要给学生更自由的学习实验空间,充分发挥学生的主动性和创新的热情。

在教导综合设计的实验过程中,要找到一种学生能够更好地接受的创新性内容,引导学生深入全面地分析,而不是只告诉他们电路实现的功能等使实验理论化的东西。例如,在采集处理语音信号的实验中,仅仅采集部分就有平定采样的孔径补偿与失真、混叠现象的消除及原理分析等内容。如果仅仅要求学生按要求完成数据采集功能,就不能达到培养学生创新能力的教学目标。

2 实验教学方法的设计

学生创新能力的培养是一个综合性工程,应该从教学的各个渠道去进行尝试。除了上述在实验教学内容方面的组织设计外,尝试用适当合理的教学方法也是很重要的手段。教师可以对学生提出一定的实验要求,在实验前进行认真的预习,深入的思考,并且可以组织学生在实验前进行讨论,让学生带着问题去进行实验。在实验中,要将教师讲解实验改为学生主讲,教师辅导。这样,负责讲解的学生会非常认真地预习,查阅大量相关知识,进行深入思考。实验结束后,将学生在实验中的表现和成绩纳入成绩考核中。

比如,测量TTL门电路传输延迟实验中,环形振荡器输出后经过十六次分频输出。但是在实验中往往会与理论出现差异,在不考虑其他因素的情况下,分频输出信号的周期应是振荡器输出信号周期的16倍,这时学生就会产生疑问,这时教师就要启发学生注意分频输出频率、示波器测量宽带和振荡器输出频率,从而引导学生注意到示波器对信号的滤波效应,进行理论修正。

3 结语

具有良好的创新能力将会使学生受益终身。但创新意识的培养并非一蹴而就,创新习惯需要在一个学习气氛浓郁的环境中,在教师积极引导和要求下,让学生经过多年的努力探索才能形成。而且要注意不能为了创新而创新。所以,创新能力的培养要将理论和实践紧密地结合统一,将学生创新能力的培养贯穿于大学学习整个过程。这需要师生的共同努力。

参考文献

[1]孙盾,姚缨英.在电路实验教学中提高学生的自主探究能力[J].实验技术与管理,2007.24(11):17～l9.

[2]董素清.“在思考中”学会创新[J].实验室创新与探索,2007.26(10):6～7.

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