电子实验课的境界 / 一课一练

// 开栏的话

不好意思,我又开始造轮子了。又一个不知道什么时候就会被我遗忘的栏目。

在大学,每一门课程都可能是一个新天地。总会感慨自己能体验到一些神奇的课程,却总是没有机会去仔细思考,为什么这课让人印象深刻。终于有了这个机会。

另外,其实这个公众号是接受投稿的,不过就我这种奇怪气质的文笔,估计也招不来什么稿子吧。

王冬晓老师

选修实验课,3 学分。在北理工的你,或许之前体验过,大概知道这意味着,课程有一定的难度。但再难,日子也不会太难过。

几个月前选课的时候没选上选修实验,后来我捡漏的时候,看到了这门课。光电学院开的,《电子科学与技术——设计、实验与制作 Ⅰ》,听起来有点深不可测,还是光电那个高考分数最高的学院。

于是我就选了,没想到打开了一个新世界。这里我只会介绍跟实验课本身有关的那些事。

系统的课程设计

这门课一直有光电学院张忠廉教授的加持,他把光电的创新基地的理念,全带到了课上。

第一节课和最后一节课,你会听到“智力因素和非智力因素”、“两个最佳结构”、“科学研究的八个过程”这些概念,而且贯穿始终。

很少会有课程,会在公布实验安排之后,希望你能照着实验安排的时间去预习的。仔细看实验安排,正是覆盖了“科学研究的八个过程”这个理念。而在总结的时候,课程也极力希望学生能深入认识这些实验基地的观念。

老张教授总会说,这门课上没有人会玩手机,算是一个“奇迹”。其实我觉得原因很简单,每节课讲的内容有马上实践的机会,课上的实践要跟你的最终成果(或者说,成绩?)挂钩,自然就没有人敢马虎了。而这些,都要靠对课程系统化的设计。

敢布置,就能培养

在第一节课上,老师自己就说,这门实验课作业很多。什么?实验课还有作业?

果然,接下来的十个星期,每周需要上交一份 B5 纸张(注意不是 A4)的手写报告,或者是设计报告,或者是总结报告。课程安排上写的是每次作业 10 课时,实际来看,一星期的作业,写上半天一天很正常,而且还不能打印。

或许只能手写的设定是为了防止没脑写作业吧。的确现在有很多人,在电脑上写的东西会比手写的不用心。(然而我每次都是电脑草稿抄到纸上,至少电脑可以随便涂改)

之前我也算过,我这个学期一门课也只能保证 1:1 的课上:课后学习时间。这门课的作业量,占时间比例是 1:2。更重要的是,这是一门选修实验啊。没人会想到选修实验会布置这个量的作业的啊。

之前听一些老师说,自己也有培养学生综合能力的理想,但是“课时不够”。上完这课,我发现,有含金量的事情很多,或许完全就是你敢不敢布置的问题吧。当然,这是选修课,所以你也有退课的最后选择嘛。

细心认真到底的老师们

想了解这个课的神奇之处,一定要认识下上课老师们:两位很萌的女老师,还有一位“甘做后勤员”的老教授。

你们别乱想啊。当我知道老师这么萌,周末还带着小孩来教学楼串门的时候,真的感觉她们是人生赢家了。

老师对待课程的细心认真,在讲要求的时候完全可以听出来。每一次王老师对全体同学发指令的时候,几乎都是很清晰的,永远考虑所有人的所有情况。而且每次下发东西,都会带着所有人核对东西齐不齐,然后另外两位老师会马上安排补领。

当然,有的认真你是平时听不出来的。老张教授常驻基地,每次实验结束,都会对一百多套仪器全部做一遍检查(或许是有人帮手的吧)。有一次,一个指针电压表不知道是不是因为被我摔了一次的原因,没有了示数,于是我跟教授报了问题,老张教授把表拿走,嘟囔着说“诶我之前把所有的电压表都检查过一遍了啊,怎么会坏了呢”。听到这我自己有点尴尬了,不过教授后面也没说什么。

实验课能做到人手一套工具仪器,已经很少见了。而大家每次实验都能顺顺利利的背后,或许靠的就是这种检查每一块仪表的,满满的认真吧。

或许所有上实验课的老师都该来听课

实验课怎么上才能更有效?我觉得所有有关的老师都值得来旁听这门课。很少有一门课,能做到人数这么多,还能保证教学质量的。当然课程里有些小瑕疵,但好的做法我总结了几条:

  1. 要有大空间。这门课使用的是阶梯教室,每人用两个座位。老师在安排课表的时候还把教室中间座位比较密的部分,每隔三排就空出了一排。效果自然很明显,通过走道,老师可以方便地为每一个同学帮手。
  2. 要有足够的设备材料。这个就要花钱了,而老师们解决的方法也很巧。比如这学期课程里有一个函数发生器的整机设计,老师就开了一门函数发生器的开放实验课,要求大家尽量都报这个实验。原因很简单:开放实验课开课学校会有额外的资金,老师们就用这个资金专门解决这个实验的原材料的问题。实际上,这门实验课可能是我上过的物料和工具数量最多的实验课。
  3. 讲细点,讲多点。电路焊接很多人都体验过,但这门实验课讲的应该是最详细的。第一次做的时候,老师的分步讲解讲得很慢,会等教室里的每一个人完成再进下一步,而且老师还会利用实物投影仪和巡视的方式,保证教室里每一个角落的同学都能听清楚要求。可以说这门课是我上过的实验里“用户体验”最好的课程。
  4. 关心每一个落后者。有时因为一些悲催的原因,电路实验都会有不能正常完成的情况。首先,老张教授非常霸气地把实验时间拉长,虽然平时是十点下课,但他会说“你们不着急,现在还早着呢,老师陪着你”,一直到十一点多,没弄完的学生自然就少了些压力。这个因为学校制度和校区的原因不一定所有老师都能效仿。另外,在大部分同学完成实验之后,三位老师会进入“单窗”模式,轮流帮还没完成实验的同学看看是什么问题,非常耐心地指导解决方法。实际上大部分的电路在老师的帮助下都能很快地找到问题,并修复。老师主导的疑难故障修复过程,其实旁观的同学自己就能学到很多知识,还真不会有偷懒的。
  5. 给一小部分人提高的机会。给实验课设置选做环节,让一小部分学有余力的同学多做一些、成绩高一些是很好的做法(很荣幸自己不是第一次听说这种模式)。的确为了照顾到每一个人的能力,让每个人能学好基本功,正常的实验内容也没必要太深入。但对于所谓“大神级”的学生,这真是远远不够的。选做的环节,可以是更深入的内容,也可以是创新设计。当然,让所有这些同学必须对着全班做总结报告(锻炼表达能力),老师再提供些指导,就更好了。这些正是这门实验课在做的。

我知道有同学要打我了

的确,要是所有的课程都变成这个样子,我们的生活会变得很累。所以要相信,不是所有课程都会变成这样的嘛。

不得不承认,人是有惰性的。学分一样多,为什么要选作业暴多的呢?要是早知道是这样的话,本来这个学期就很忙的我可能真的就不会选这门课了。

不过,这课让我对模电的认识又深了一些(虽然还是感觉会挂),当然不只是这方面的收获。对想体验产品研发过程的,想好好做些动手实践的,想学做一些可以拿出来装 13 的电子电路(用来求职升学)的同学,我强烈安利这个课,反正下学期(内容是单片机)我留了个名额给你们 🙂

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