電子電路實驗課程教學設計方案一、課程概述（一）課程性質(zhì)電子電路實驗是電子信息工程、通信工程、電氣工程及其自動化等專業(yè)的核心基礎實驗課程，是銜接《電路分析基礎》《模擬電子技術基礎》等理論課程與工程實踐的關鍵環(huán)節(jié)。課程以“理論驗證—技能訓練—創(chuàng)新設計”為主線，聚焦電子電路的“設計—搭建—調(diào)試—分析”全流程能力培養(yǎng)，為后續(xù)《數(shù)字電子技術實驗》《單片機原理及應用》《嵌入式系統(tǒng)設計》等課程奠定實踐基礎。（二）課程定位知識銜接：將電路理論、模擬電子技術的抽象概念（如基爾霍夫定律、放大電路增益、運算放大器特性）轉(zhuǎn)化為可操作的實驗現(xiàn)象，實現(xiàn)“理論—實踐”的深度融合；技能培養(yǎng)：掌握電子元件識別、常用儀器（示波器、函數(shù)發(fā)生器、萬用表）使用、電路焊接與調(diào)試、故障排查等核心技能；素養(yǎng)提升：培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度（數(shù)據(jù)真實性、操作規(guī)范性）、團隊合作精神（分組設計）、創(chuàng)新意識（方案優(yōu)化）及工程思維（需求分析、成本考量）。（三）先修與后續(xù)課程先修課程：《電路分析基礎》（掌握電路基本定律、等效變換、正弦穩(wěn)態(tài)分析）、《模擬電子技術基礎》（掌握二極管、三極管、運算放大器的工作原理）；后續(xù)課程：《數(shù)字電子技術實驗》（數(shù)字電路設計）、《單片機原理及應用》（嵌入式系統(tǒng)開發(fā)）、《電子系統(tǒng)設計》（綜合項目實踐）。二、課程目標依據(jù)工程教育認證（OBE）理念，課程目標分為知識目標、能力目標、素質(zhì)目標三類，具體如下：（一）知識目標1.掌握電阻、電容、電感、二極管、三極管、運算放大器等基本電子元件的特性參數(shù)（如電阻值、電容容量、三極管β值）及測試方法；2.熟悉示波器、函數(shù)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、萬用表等常用儀器的工作原理與操作規(guī)范；3.理解基本電路（如戴維南等效電路、單管放大電路、整流濾波電路、運算放大電路）的工作機制，能通過實驗驗證理論結論（如放大電路增益與負載電阻的關系）；4.掌握電子電路設計流程（需求分析→方案選型→仿真驗證→實物實現(xiàn)→測試優(yōu)化）及常用設計方法（如參數(shù)計算、器件選型）。（二）能力目標1.基礎操作能力：能獨立完成元件識別、儀器連接、電路搭建（面包板/PCB焊接）、數(shù)據(jù)測量與記錄；2.故障排查能力：能通過電壓測量、波形觀察等方法定位電路故障（如虛焊、元件損壞、參數(shù)不符），并提出解決方案；3.綜合設計能力：能根據(jù)給定需求（如“設計一個5V穩(wěn)壓電源”），自主選擇器件、設計電路、仿真驗證并實現(xiàn)實物，完成功能測試；4.表達與總結能力：能撰寫規(guī)范的實驗報告（包含原理分析、數(shù)據(jù)處理、結論討論），并通過答辯展示設計成果。（三）素質(zhì)目標1.培養(yǎng)嚴謹求實的科學態(tài)度：尊重實驗數(shù)據(jù)，不篡改結果，如實記錄異?，F(xiàn)象；2.培養(yǎng)團隊協(xié)作精神：在分組設計實驗中，能承擔分工任務（如方案設計、電路搭建、測試記錄），并與組員有效溝通；3.培養(yǎng)創(chuàng)新意識：能對現(xiàn)有電路方案提出優(yōu)化建議（如用運算放大器替代三極管實現(xiàn)更穩(wěn)定的放大電路）；4.培養(yǎng)工程倫理意識：遵守實驗室安全規(guī)范（如用電安全、元件使用規(guī)范），考慮電路設計的可靠性（如散熱、抗干擾）與經(jīng)濟性（如器件成本）。三、教學內(nèi)容設計課程內(nèi)容遵循“從基礎到綜合、從驗證到設計”的梯度原則，分為基礎實驗模塊、綜合實驗模塊、設計性實驗模塊，總學時為32學時（每學時45分鐘），具體安排如下：（一）基礎實驗模塊（12學時）目標：掌握基本元件識別、儀器使用及理論驗證方法，建立實驗操作的規(guī)范意識。內(nèi)容設計：實驗名稱實驗目的實驗內(nèi)容學時電子元件識別與測試掌握電阻、電容、電感、二極管、三極管的識別與參數(shù)測試方法1.用萬用表測試電阻值、電容容量、二極管正向壓降；

2.用晶體管測試儀測試三極管β值、穿透電流；

3.識別元件封裝（如0805電阻、直插二極管）。2常用儀器使用訓練熟悉示波器、函數(shù)發(fā)生器、直流穩(wěn)壓電源、萬用表的操作規(guī)范1.用示波器測量正弦波的幅值、頻率、相位差；

2.用函數(shù)發(fā)生器輸出方波、三角波；

3.用直流穩(wěn)壓電源設置輸出電壓與電流限制。2戴維南定理與諾頓定理驗證驗證戴維南等效電路的正確性，掌握等效參數(shù)（Voc、Roc）的測量方法1.測量有源二端網(wǎng)絡的開路電壓Voc、短路電流Isc；

2.用負載電阻法測量等效電阻Roc；

3.搭建等效電路，比較原電路與等效電路的負載特性。2單管共發(fā)射極放大電路測試掌握單管放大電路的靜態(tài)工作點調(diào)整與動態(tài)性能（增益、輸入輸出電阻）測試方法1.測量靜態(tài)工作點（IBQ、ICQ、VCEQ）；

2.用示波器觀察輸入輸出波形，測試電壓增益Av；

3.改變負載電阻RL，分析其對Av的影響。2二極管整流電路實驗理解半波、全波整流電路的工作原理，掌握整流效率、紋波系數(shù)的計算方法1.搭建半波、全波整流電路（用變壓器、二極管）；

2.測量輸出電壓的直流分量與紋波分量；

3.計算整流效率（Pdc/Pac）與紋波系數(shù)（γ=Vrms/Vdc）。2運算放大器基本特性測試掌握運算放大器的輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、開環(huán)增益的測試方法1.測量輸入失調(diào)電壓Vio（短接輸入時的輸出電壓）；

2.測量輸入失調(diào)電流Iio（輸入電流之差）；

3.用閉環(huán)電路測試開環(huán)增益Avd。2教學要求：課前提交預習報告（包含實驗原理、步驟、預期結果）；課中嚴格按照操作規(guī)范進行，教師巡查并糾正不規(guī)范操作（如示波器探頭未接地、電源極性接反）；課后提交實驗報告，重點分析數(shù)據(jù)與理論的差異（如為什么實測Av比理論值??？）。（二）綜合實驗模塊（10學時）目標：整合多知識點，培養(yǎng)綜合應用能力，理解電路的實際應用場景。內(nèi)容設計：實驗名稱實驗目的實驗內(nèi)容學時運算放大器應用電路設計掌握運算放大器的比例、求和、積分電路設計方法，理解負反饋的作用1.設計反相比例放大器（Av=-10）、同相比例放大器（Av=11）；

2.設計求和電路（Vo=-(V1+2V2)）；

3.設計積分電路（Vo=-∫V1dt/RC），觀察輸入方波時的輸出波形。3串聯(lián)型穩(wěn)壓電源設計理解串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的工作原理（采樣、比較、調(diào)整），掌握輸出電壓可調(diào)的設計方法1.搭建由運算放大器、三極管組成的串聯(lián)型穩(wěn)壓電路；

2.測試輸出電壓范圍（如3-12V）、負載調(diào)整率（ΔVo/ΔIo）；

3.分析穩(wěn)壓管穩(wěn)壓與串聯(lián)型穩(wěn)壓的差異。3音頻小功率放大器設計掌握小功率放大電路（如OTL電路）的設計方法，理解功率放大的效率與失真問題1.設計OTL音頻放大器（輸出功率≥1W，負載8Ω）；

2.用示波器觀察輸出波形，測試總諧波失真（THD）；

3.測量效率（Pout/Pin）。4教學要求：實驗前需完成電路仿真（用Multisim或Proteus），提交仿真報告（包含原理圖、仿真波形、參數(shù)計算）；課中重點培養(yǎng)故障排查能力（如放大器無輸出時，檢查電源、三極管工作點、反饋網(wǎng)絡）；課后要求對比仿真與實測結果，分析差異原因（如元件參數(shù)誤差、仿真模型簡化）。（三）設計性實驗模塊（10學時）目標：模擬工程實際項目流程，培養(yǎng)創(chuàng)新設計與解決復雜問題的能力。內(nèi)容設計：設計性實驗采用項目式教學，學生以2-3人為一組，從給定選題中選擇1個（或自主命題，需教師審核），完成“需求分析—方案設計—仿真驗證—實物實現(xiàn)—測試答辯”全流程。參考選題：1.函數(shù)信號發(fā)生器設計（輸出正弦波、方波、三角波，頻率范圍100Hz-10kHz，幅值可調(diào)）；2.溫度監(jiān)測電路設計（用熱敏電阻作為傳感器，顯示溫度范圍0-100℃，誤差≤±1℃）；3.LED調(diào)光電路設計（用PWM方式調(diào)節(jié)LED亮度，調(diào)光范圍0-100%，可手動/自動控制）；4.簡易萬用表設計（能測量電壓、電流、電阻，量程可選）。教學要求：需求分析：明確設計指標（如頻率范圍、溫度誤差）、應用場景（如家用溫度監(jiān)測）；方案設計：選擇核心器件（如函數(shù)發(fā)生器用555定時器或DDS芯片）、繪制原理圖（用AltiumDesigner或EasyEDA）；仿真驗證：用Multisim仿真電路功能（如函數(shù)發(fā)生器的輸出波形、頻率），優(yōu)化參數(shù)（如調(diào)整RC值改變頻率）；實物實現(xiàn)：采購元件（教師提供常用元件庫，特殊元件需提前申請）、搭建電路（面包板或PCB焊接）、測試功能（用儀器驗證指標）；答辯展示：每組提交設計報告（包含需求分析、方案選型、仿真與實測結果、問題總結），并進行10分鐘答辯（5分鐘匯報+5分鐘提問）。學時安排：選題與需求分析（1學時）；方案設計與仿真（3學時）；實物搭建與測試（4學時）；答辯與總結（2學時）。四、教學方法與手段為實現(xiàn)課程目標，采用多樣化教學方法，結合“線上+線下”混合式教學模式，具體如下：（一）項目式教學（PBL）設計性實驗模塊以“項目”為載體，學生通過解決實際問題（如設計溫度監(jiān)測電路），主動學習電路設計、仿真、調(diào)試等技能。教師扮演“指導者”角色，在選題、方案設計、故障排查等環(huán)節(jié)提供引導，而非直接給出答案。（二）翻轉(zhuǎn)課堂（FlippedClassroom）課前：教師通過在線平臺（如超星爾雅、雨課堂）發(fā)布預習資源（如儀器使用視頻、理論知識點講解、仿真操作教程），要求學生完成預習測試（如“示波器的觸發(fā)方式有哪些？”）；課中：重點進行實驗操作與討論，教師針對預習中的問題（如“為什么示波器探頭要接地？”）進行答疑，減少理論講解時間；課后：學生提交實驗報告，教師通過在線平臺反饋批改意見，學生可在線提問。（三）探究式教學（Inquiry-BasedLearning）在基礎實驗與綜合實驗中，設置探究性問題，引導學生主動思考。例如：在“單管放大電路測試”實驗中，提問“如果靜態(tài)工作點Q設置過高，會出現(xiàn)什么失真？如何調(diào)整？”；在“運算放大器應用”實驗中，提問“反相比例放大器的輸入電阻與反饋電阻有什么關系？如何提高輸入電阻？”。學生通過實驗驗證假設（如調(diào)整基極電阻RB改變Q點），總結規(guī)律，培養(yǎng)科學探究能力。（四）虛擬仿真與實物實驗結合虛擬仿真：用Multisim或Proteus軟件預先仿真電路（如設計運算放大器求和電路時，仿真輸出電壓是否符合預期），減少實物實驗中的錯誤（如元件參數(shù)選擇不當），提高實驗效率；實物實驗：在仿真驗證通過后，搭建實物電路，對比仿真與實測結果（如為什么仿真中的增益是10，而實測是9.5？），理解仿真模型與實際電路的差異（如元件參數(shù)誤差、分布參數(shù)影響）。（五）案例教學（Case-BasedLearning）在綜合實驗與設計性實驗中，引入實際工程案例，讓學生了解所學知識的應用場景。例如：在“串聯(lián)型穩(wěn)壓電源設計”實驗中，介紹手機充電器的穩(wěn)壓原理；在“音頻放大器設計”實驗中，介紹家用音響的功率放大電路；在“溫度監(jiān)測電路設計”實驗中，介紹工業(yè)現(xiàn)場的溫度傳感器應用。五、課程評價體系課程評價遵循“過程性評價與終結性評價結合、知識考核與能力考核結合”的原則，全面反映學生的學習效果。評價指標與權重如下：（一）過程性評價（40%）預習情況（10%）：預習報告質(zhì)量（原理闡述、步驟設計）、在線預習測試成績；實驗操作（15%）：操作規(guī)范性（如儀器連接、元件焊接）、故障排查能力（如能否快速定位電路無輸出的原因）、課堂參與度（如提問、討論）；團隊合作（10%）：在分組實驗中，分工完成情況（如方案設計、電路搭建、測試記錄）、組員互評（如是否積極參與、是否承擔責任）；平時作業(yè)（5%）：實驗報告中的數(shù)據(jù)處理、結論討論質(zhì)量（如是否分析了數(shù)據(jù)與理論的差異）。（二）終結性評價（60%）實驗報告（20%）：基礎實驗與綜合實驗報告的規(guī)范性（格式、內(nèi)容完整性）、數(shù)據(jù)分析深度（如是否用圖表展示數(shù)據(jù)、是否計算誤差）；設計性實驗成果（30%）：設計報告質(zhì)量（需求分析、方案選型、仿真與實測結果）、實物功能（是否達到設計指標）、答辯表現(xiàn)（匯報邏輯性、問題回答準確性）；期末考試（10%）：采用“理論+操作”結合的方式，理論部分考核實驗原理（如“戴維南等效電路的參數(shù)如何測量？”），操作部分考核基本技能（如“用示波器測量正弦波的頻率”）。（三）評價結果應用過程性評價中的“實驗操作”與“團隊合作”成績，用于反饋學生的實時學習狀態(tài)，教師可針對薄弱環(huán)節(jié)（如故障排查能力差）進行個性化指導；終結性評價中的“設計性實驗成果”成績，作為學生創(chuàng)新能力的重要體現(xiàn)，可納入獎學金評定、競賽推薦（如全國大學生電子設計競賽）的參考指標；課程結束后，教師通過學生問卷（如“你認為哪部分實驗最有收獲？”“對課程有什么建議？”）、教師討論，總結課程中的問題（如實驗設備不足、某些實驗內(nèi)容難度過高），并調(diào)整下一屆的教學內(nèi)容與方法。六、教學保障條件（一）師資隊伍實驗教師：需具備電子信息類專業(yè)背景，有3年以上實驗教學經(jīng)驗，熟悉常用儀器操作與電路設計；工程導師：邀請企業(yè)工程師（如電子設備研發(fā)工程師）參與設計性實驗指導，分享工程實際經(jīng)驗（如電路可靠性設計、器件選型技巧）；教學團隊：定期開展教研活動（如討論實驗內(nèi)容優(yōu)化、教學方法改進），提高教學水平。（二）實驗設備基礎設備：示波器（每2組1臺，帶寬≥100MHz）、函數(shù)發(fā)生器（每2組1臺，頻率≥10MHz）、直流穩(wěn)壓電源（每2組1臺，輸出電壓0-30V）、萬用表（每1組1臺，數(shù)字式）；元件與工具：電阻（0805封裝、直插）、電容（陶瓷電容、電解電容）、二極管（1N4007）、三極管（9013、9014）、運算放大器（LM358、OP07）、面包板（每1組1塊）、電烙鐵（每1組1把）、焊錫絲、鑷子；仿真軟件：Multisim（學生版）、Proteus（學生版），教師提供安裝教程與視頻。（三）教材與資源主教材：選用經(jīng)典實驗教材，如《電子電路實驗教程》（張肅文主編，高等教育出版社）、《模擬電子技術實驗》（童詩白主編，清華大學出版社）；參考資料：《電子元件識別與應用》（王忠誠編著，機械工業(yè)出版社）、《Multisim14仿真設計從入門到精通》（李方健編著，電子工業(yè)出版社）；在線資源：教師通過在線平臺發(fā)布預習視頻（如“示波器使用教程”）、仿真案例（如“運算放大器求和電路仿真”）、實驗指導書（PDF版）。（四）安全管理安全規(guī)程：制定《電子電路實驗室安全手冊》，包含用電安全（如禁止?jié)袷植僮麟娫?、禁止短路）、元件使用安全（如電解電容極性不能接反）、儀器操作安全（如示波器探頭不能接高壓）；安全培訓：實驗前，教師對學生進行安全培訓（如演示電烙鐵的正確使用方法、講解實驗室緊急出口位置）；安全檢查：定期檢查實驗設備（如電源是否有破損、示波器探頭是否老化）、元件（如電解電容是否漏液），及時更換損壞的設備與元件。七、課程特色與創(chuàng)新點（一）梯度化實驗設計從“基礎驗證”到“綜合應用”再到“創(chuàng)新設計”，逐步提升學生的實踐能力，符合認知規(guī)律；設計性實驗選題貼近生活（如溫度監(jiān)測、LED調(diào)光），提高學生的學習興趣。（二）工程化培養(yǎng)理念設計性實驗模擬工程實際項目流程（需求分析→方案設計→仿真驗證→實物實現(xiàn)→測試答辯），培養(yǎng)學生的工程思維（如成本考量、可靠性設計）；邀請企業(yè)工程師參與指導，增強課程的實用性。（三）混合式教學模式通過翻轉(zhuǎn)課堂（課前預習+課中操作）、虛擬仿真與實物實驗結合，提高教學效率；在線平臺（如超星爾雅）提供豐富的預習資源與互動功能（如在線提問、作業(yè)批改），滿足學生的個性化學習需求。（四）多元化評價體系過程性評價（預習、操作、團隊合作）與終結性評價（實驗報告、設計成果、考試）結合