增量式專業(yè)綜合實驗設計分析
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1實驗內容設計
在實驗內容設計上，通過對相關專業(yè)內容進行梳理和采用平臺化思想，設計了一組具有層次性的實驗，其中包括5個基本實驗和1個開放式綜合實驗。6個子實驗是層次遞進的關系，學生完成當次實驗后通過預習下次實驗準備內容，可以很好地將前一次實驗學習掌握的內容與新的內容有機結合，并通過可觀可感的現(xiàn)象提高學生參與及交互的興趣?；緦嶒炗蠭／O控制、外部按鍵中斷、定時器、LCD顯示、多任務調度。綜合實驗是一個開放性實驗，學生預習ADC及其他相關內容，并結合前5個實驗，依靠提供的資源完成具有一定功能和趣味性的嵌入式應用系統(tǒng)，如俄羅斯方塊游戲、彈球游戲、電壓表等?；緦嶒灪烷_放式綜合實驗將增量式專業(yè)綜合實驗設計分為2個層次：第一個層次是通過一系列依次遞進的子實驗使學生對專業(yè)知識的實踐工程應用有感性認識；第二個層次是在第一個層次基礎上專業(yè)知識的綜合運用，包括方案設計與論證、系統(tǒng)設計與調試、功能測試與設計總結等過程。在實驗內容推進上需要重視實驗前講課內容（包括知識講解、方法引導、背景解釋等）、實驗中的引導和實驗后的總結。實驗前的講課內容主要在于梳理專業(yè)知識，為學生利用理論知識開展工程實踐建立一個感性認識，為后續(xù)實驗的展開奠定良好基礎；實驗中需要根據(jù)學生實驗開展的情況及時加以指導，并在一些開放性環(huán)節(jié)進行必要引導，從而做到“開放”而不“放任”；實驗后的總結不僅是一份報告，一個成績，而且是通過演講交流等形式讓學生的經(jīng)驗流動起來；不局限實驗本身，鼓勵學生進行拓展，在其他領域運用實驗中學到方法與技能。
（1）從學生的興趣點切入。以介紹系統(tǒng)設計為例，通過手機這一常見并與學生生活息息相關的嵌入式設備切入，通過分析其組成部分得到嵌入式系統(tǒng)的一般結構，從而通過學生興趣點引入實驗前的講課內容。
（2）通過對比分析強化學生專業(yè)知識。以器件選型為例，通過嵌入式微處理器構成的系統(tǒng)與嵌入式微控制器的對比，得出2種系統(tǒng)在應用中各自的優(yōu)勢與不足，從而強化學生相關概念、定義以及系統(tǒng)構成等專業(yè)知識。213譚大為，等：增量式專業(yè)綜合實驗設計
（3）對一些關鍵實驗現(xiàn)象及時加以形象化說明解釋。學生在實驗過程中會遇到一些實驗現(xiàn)象，這些現(xiàn)象在書本中已有解釋，但這些解釋可能比較抽象而難以讓學生形成直觀認識，因此，可以結合實驗條件和實驗進度進行形象化說明解釋。以電源為例，在課前講解嵌入式微處理器構成系統(tǒng)與嵌入式微控制器的對比時均有涉及（分別表述為“電源模塊”和“電源管理”），但并沒有就此展開，因此，在實驗過程中結合開關電源和線性電源電路組成進行形象化解釋，促進學生對于實驗原理的理解。
（4）通過實驗現(xiàn)象引導學生思考。學生在專業(yè)知識學習中已經(jīng)了解“開關電源效率高，但輸出紋波大；線性電源效率低，但輸出紋波小”這樣一個定性的結論，在實驗過程中可以讓學生通過用手指觸摸開關電源芯片和線性電源芯片的非金屬部分（注意安全），根據(jù)手指的溫度感受對開關電源和線性電源的不同工作原理產生的實際現(xiàn)象（熱的程度）有感性認識，進而引導學生思考如何在工程實踐中結合開關電源和線性電源的優(yōu)勢構建結構合理的二次電源。
2實施效果
增量式專業(yè)綜合實驗2012年秋季學期在我校電子信息工程、通信工程、電子科學與技術3個本科專業(yè)開始實施，目前已運行2屆，每屆160人。自實施以來，取得了良好的效果，學生在專業(yè)知識的理解、獨立思考與分析、獨立解決問題、知識自主獲取、嚴謹學術作風和科學態(tài)度等方面都得到了很好的培養(yǎng)與鍛煉，同時有的學生將專業(yè)綜合實驗中內容加以拓展和延伸，結合自身的理解與靈感進行創(chuàng)新，在全國大學生電子競賽、全國信息安全競賽、全國嵌入式專題邀請賽、北航馮如杯等各級競賽中取得優(yōu)異的成績。實施過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題也不斷得到優(yōu)化和解決，從而形成實施與反饋的良性循環(huán)與互動。
3結束語
本文針對增量式專業(yè)綜合實驗設計的相關內容進行了闡述，就實驗設計思路與目標、實驗內容與實施、實驗效果與反饋等問題進行了說明，探討專業(yè)綜合實驗實踐過程中，通過“興趣牽引，任務驅動，現(xiàn)象啟發(fā)引導”指導原則，學生實現(xiàn)“被教學”到“主動學”，教師實現(xiàn)“少講少做”、“少指導多引導”、“少講授多啟發(fā)”的新型實驗教學互動關系的形成，培養(yǎng)學生獨立分析和解決問題的能力，增強學生對于專業(yè)知識的理解領悟，為學生未來研究性、探究性學習和可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎。
作者：譚大為 孫超 王俊 馮文全 單位：北京航空航天大學