随着社会对学生素质要求的提高，教学中需要进一步提高学生的分析、设计能力和独立解决问题的能力。“电子线路”作为一门电子类的专业基础课，内容涵盖了半导体器件、放大器分析与设计、频响、反馈、集成运放的应用、功率电路、振荡器等多方面内容，知识点多，教学目标上衔接了“电路”和“通信电子线路”等课程，起着承前启后的作用。该课程理论和实践结合性要求高，工程应用背景强。传统的硬件实验平台难以体现学生的分析和设计过程，学生可以操作的空间有限，对实验缺乏自主性。在实验教学中，普遍缺乏教与学的互动，难以提高学生对电路的理解深度和认知水平。学生在上实验课之前缺乏相应的理论指导，实验课后对实验过程和结论缺乏进一步的理解，对电路难以有更加深入的认识。另外，网上慕课的蓬勃发展，吸引很多学生通过网络进行优秀的电类专业基础课的学习。但是，MOOC无法提供实践教学需要的实验室环境，这就给同学们深入掌握课程内容带来了困难。
口袋实验室的构建和发展为学生创造了随时随地做实验的环境，也将以往实验课堂用来做验证性实验的时间解放了出来。实验课堂上，开展研究性和设计性实验课题的讨论成为了可能。同时，口袋实验室为MOOC课程的实践类教学提供了有益的补充，同学们可以在学习MOOC课程的同时，自行利用便携式口袋实验室开展实践学习。在此背景下，合适的实验教材就变得尤为重要。教材要能体现理论的重点和难点，还要兼顾验证性、设计性和探讨性实验比例，既能加强理论学习，又能增强动手能力，同时还能提升思考和解决问题的能力。教材既要为同学们的MOOC学习提供实验实践的内容，又要为实验课堂的探索性研究提供实验素材。基于Pocket Lab口袋实验室，本编写组开发编写了这部实验教材，以期达到以下几点目标：
1）内容丰富、重点突出
本实验教材的实验内容根据教指委对“电子电路”课程的指导重点展开，突出体现该门课程中的重点和难点，实现用理论指导实验，用实验结果加深对理论的理解。本教材提供了10个实验，与理论知识点的对应如表1-1所示。
表1-1
2）理论+仿真+硬件调试——完整设计流程训练
对实验环节统筹规划，基于Multisim仿真软件平台和Pocket Lab便携虚拟仪器的实验环境，将理论计算、计算机软件仿真和硬件实验3个环节贯穿于每个实验，如图1-18所示。这3个环节也是现代电子设计的3个主要阶段：理论分析能力是设计能力和分析能力的基础；然后利用EDA软件工具针对分析或设计的电路进行仿真，验证设计和分析的正确性；最后进行硬件实现和测试，并分析测试结果。
图1-18 实验流程
3）全面而独特的实验栏目
实践教学最重要的目的是运用所学知识，提升发现问题、分析问题和解决问题的能力。因此在实验栏目设计中，我们以该能力培养为主要目标，注重对所学理论知识的掌握、复习和运用，注重仿真工具的使用和仿真方法的培养；注重硬件搭试和测试分析能力的提升；注重设计能力的培养与引导；注重在实践中发现问题和解决问题素养的训练。每个实验阶段都配有一定的思考题，启发学生对实验现象进行思考，并鼓励学生对思考结果进行理论分析和实践验证。每个实验包含的栏目有：
【背景知识回顾】
该部分将本实验用到的基础理论知识进行系统的梳理和回顾，把教学中的重点和难点系统呈现。
【背景知识小考查】
该部分紧扣知识点，要求理论分析和计算实验中的部分电路，考查学生对理论知识的掌握程度，强调理论指导实验的重要性。
【一起做仿真】
采用EDA软件——NI公司的Multisim，仿真验证理论知识和分析计算的正确性，验证设计类项目的正确性，为硬件调试做好准备。(www.xing528.com)
【动手搭硬件】
强调工程应用背景，培养学生的动手实践能力，采用口袋实验室提供电源、信号和测试手段，让学生做到随时随地做实验，用真实的电路调试验证理论和设计。
【设计大挑战】
这部分将对学生的设计能力和综合能力进行强化训练。设计题目围绕学习重点，培养学生的综合应用能力，根据设计要求，自行设计电路，并完成从理论分析到仿真和硬件搭试、测试的阶段。
【研究与发现】
针对某一个理论问题，开展深入的分析研究，并借助仿真手段验证分析的正确性，加深学生对理论知识的认知、消化和吸收，并学会用口袋实验室随时随地验证思考方案的正确性。让学生建立起：实践中发现问题——理论分析问题——推测原因和解决方案——仿真验证——硬件实现的思维模式。
这个标记符号提示了思考题的出现。与一般将思考题放在每个实验最后的做法不同，本实验教材针对实验的每一个环节，提出针对性的启发思考性问题，鼓励学生对各种电路现象展开研究与思考。
4）实验内容对于不同虚拟仪器的广泛兼容性
本教材是实验实践类指导书，所有的实验案例均在Multisim上仿真通过；硬件均在Pocket Lab口袋实验室上测试通过。实验内容基于Pocket Lab开发，但不仅限于Pocket Lab测试，可移植性强，在所有虚拟测试仪器构建的口袋实验室上均可完成测试。
目前市场上常用的虚拟仪器很多，如DIGILENT公司的OpenScope和Analog Discovery，NI公司的My DAQ等，如图1-19～图1-21所示。My DAQ可通过NI Lab-VIEW软件进行编程，扩展功能。OpenScope带有Wi-Fi接口，允许学生在计算机以及智能手机上远程访问口袋实验室采集到的数据，并实现共享，由于采用浏览器访问技术，OpenScope能够支持iPhone，Android，MAC OS，Windows，Linux等多个不同平台。Analog Discovery2（AD2）的信号输入采样率为100 MSps，提供双通道30 MHz模拟输入带宽，双通道100 MSps 12 M模拟输出带宽，双通道±5 V的程控可调电源。这些虚拟仪器都可以构建软硬件开源的口袋实验室。
通过本章的学习，读者对虚拟仪器和口袋实验室应该有了初步的了解和认知，并对本教材有了一定的把握。各种虚拟仪器构建的口袋实验室配合电脑以及手机等设备，可帮助同学们在课外和实验室外有更充分的时间和空间来完成电子线路实验。同学们可以结合日益丰富的MOOC资源以及翻转课堂的教学手段，将理论-仿真-硬件无缝结合，提升学习效率和学习效果。下一章，我们将介绍本教材用到的，构成便携式实验平台的两大利器——NI公司的Multsim和便携式虚拟实验平台Pocket Lab。
图1-19 DIGILENT OpenScope
图1-20 DIGILENT Analog Discovery
图1-21 NI MyDAQ
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