低頻電子線路課程“雙環(huán)節(jié)”教學改革探索

石慶研，盧 丹，李 海，王文益

（中國民航大學電子信息工程學院，天津 300300）

低頻電子線路是電子信息工程、通信工程、電氣工程等眾多專業(yè)的重要技術基礎課之一，它既有自身的理論體系，又有很強的實踐性。通過本課程的講授，學生將獲得電子技術的基本理論、知識和技能，使學生掌握半導體器件和典型集成電路的工作原理、特性和參數(shù)，掌握放大器、穩(wěn)壓器等電路的組成原理、性能特點、基本分析方法和工程計算及應用技術[1-2]。通過本課程的學習，可以培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力，為今后進一步學習、研究和應用電子技術奠定基礎。

由于本門課程教學內容較多，同時有些知識比較抽象，概念難懂，電路千變萬化，以灌輸知識為主的傳統(tǒng)式教學方法很難達到激發(fā)學生學習熱情、提升學生綜合素質、提高教學質量的目的。如果學生學習上較困難，將很難產生興趣，很難有主動學習的積極性。久而久之，教師將面臨課堂管理難、傳授知識難的問題，更談不上學生素質、能力的培養(yǎng)。

針對學生“學”、教師“教”的過程中出現(xiàn)的一些問題，近年來從事低頻電子線路課程教學工作的老師圍繞教學內容、教學方法、實驗教學及考核等進行了課程的教學改革，如通過適當?shù)呐e例使抽象的概念具象[3]、“理實一體化”的項目教學[4]、基于電路仿真軟件的仿真實驗[5]，這些方法都有效提高了學生的學習熱情及教學質量，為本課程教學方法改革提供了有效的指導，但是這些方法均未從課程的全局進行把握。

為了保證課程改革的順利實施、教學效果的有效提高，課程組老師深入調研了學生學習過程中出現(xiàn)的問題，經過反復討論，最后決定從課堂教學方法和方式出發(fā)，從激發(fā)學生學習興趣入手，不斷啟發(fā)學生思考，從而達到牢固掌握知識和提高綜合素質的教學目的。為此，我們緊緊圍繞大綱規(guī)定的培養(yǎng)目標，設計了一個系統(tǒng)的改革總體規(guī)劃（如圖1所示），重點實施基于問題的知識傳授改革和習題、仿真實驗改革，通過實施一組相互關聯(lián)、互補的改革方案保證規(guī)劃的順利完成。

圖1 教學方法改革總體規(guī)劃Fig.1 Overall reform planning of teaching methods

1 基于問題的知識傳授改革

該環(huán)節(jié)主要包括啟發(fā)引導式課堂教學和研究性課堂教學兩大部分。

1.1 啟發(fā)引導式課堂教學

“學生為主體，教師為主導”是現(xiàn)代教學的指導思想。如何體現(xiàn)學生為主體，關鍵是學生能否有學習的積極性，而教師為主導則主要體現(xiàn)在如何激發(fā)學生學習低頻電子線路這類傳統(tǒng)難課的積極性上。

啟發(fā)式教學法可充分利用課堂時間，調動學生積極思維，使學生的注意力始終集中在教學主題上，取得事半功倍的效果。其次，有利于系統(tǒng)地傳授知識，開拓學生視野，使學生擁有較為扎實、豐富的理論知識基礎和創(chuàng)新能力。因此，在本課程教學過程中的絕大多數(shù)章節(jié)都采用啟發(fā)式教學方法。

在本課程的每一章節(jié)或引入一個新的知識點時，首先提出與該部分內容相關、并能啟發(fā)學生思考的問題，然后通過教師講解解決提出問題。對于比較有代表性的問題，可以先進行分組討論，讓學生充分發(fā)揮他們的想象力與創(chuàng)造力，鼓勵學生嘗試給出自己的解決方案，然后老師講解，最后學生再分組討論，實施流程如圖2所示。

圖2 啟發(fā)引導式教學流程Fig.2 Procedure of heuristic teaching method

問題設計是該教學方法中的關鍵問題，教師所提問題應與課程內容緊密相關并且盡可能聯(lián)系實際，從而吸引學生的注意力。另一方面，所提問題學生能夠理解，能夠啟發(fā)學生思考。

在本門課的教學過程中第1章半導體器件、第2章放大器基礎、第4章負反饋放大器、第5章低頻功率放大器、第6章集成運算放大器原理及應用中采用基于啟發(fā)引導式教學方法。通過啟發(fā)引導式教學方法，不僅激發(fā)了學生的學習興趣，還有效培養(yǎng)和訓練了學生的思維能力，為后續(xù)的學習及工作打好基礎。

1.2 研究性課堂教學

在高等教育教學過程中，教學不再只是教師將知識教給學生，而是教師營造一種研究的氛圍，提出研究的需要，放手讓學生自己去研究，在規(guī)定的時間內研究出結果，再回到課堂上與教師、同學交流和討論，教師給予必要的指導。這里面充滿了研究，包括有新有舊的研究。所謂有新有舊，舊的指的是各種知識，包括原理、定律、公式、技術等。對于教師來講，它們的研究過程是舊的，書本上都有，學者們已經探討過了，但是對于學生來說，它們卻是新的。學生要經歷探索的過程，才能真正領會和掌握它們[6]。這種研究性教學不僅可以促進學生學習低頻電子線路課程的積極性，而且還有助于學生養(yǎng)成一種研究的品格，學會做科學研究。

在本教學方法實施過程中，主要步驟如下：在該章內容開始時提出本章的核心問題，由學生課下自己通過鉆研教材、參考書、參考文獻研究學習本章知識，給出問題答案，然后課堂上進行分組討論，教師針對學生提出的疑難問題進行指導，學生完成學習報告，最后教師針對本章內容、學生討論中出現(xiàn)問題、報告中出現(xiàn)的問題給出詳細的總結，實施流程如圖3所示。

為了有效啟發(fā)學生思維，保證學習質量，教師提出的核心問題應當反映本章主體思想、體現(xiàn)主要分析方法、涵蓋主要知識點。在低頻電子線路課程的教學過程中，根據(jù)學生在先修課程及本門課程中已學知識情況，選擇第3章放大器頻率特性和第7章直流穩(wěn)壓電源采用本方法，具體所提問題如表1所示。

圖3 研究性課堂教學流程Fig.3 Procedure of research-based classroom teaching method

表1 研究性課堂教學中核心問題Tab.1 Core issues in research-based classroom teaching

2 習題、仿真實驗改革

該改革環(huán)節(jié)主要包括小班合作式習題課和基于Multisim的演示實驗及仿真實驗兩大方面。

2.1 小班合作式習題課

習題課是低頻電子線路課程中的重要環(huán)節(jié)，而通常采用的“填鴨”式的課堂教學，忽略了“習題課主體仍然是學生”，把課堂變成了教師講題課或是學生做題課，不能激發(fā)學生的學習興趣。為了有效促進學生之間、學生與老師之間的充分交流，部分章節(jié)的習題課采用小班授課方式，將授課班級分成兩個小班分別授課。整個合作式習題可從做作業(yè)到完成主要由七步組成，具體流程如圖4所示。

圖4 合作式習題課教學流程Fig.4 Procedure of cooperative exercise lesson teaching method

在整個過程中，每個學生的主體地位得到充分的體現(xiàn)，學生不僅要對自己負責，同時在互改作業(yè)環(huán)節(jié)，學生還要對同學負責。另一方面，通過這種方式可以促進學生對問題進行深入思考。組內討論有利于同學之間知識的交流，能夠互補有無，開闊學生思路。通過解答學生問題，全面了解學生在知識理解、方法運用等方面的不足，給予必要的及時糾正。同時，在習題講解過程中，不僅要指出錯在哪里，更重要的是要引導學生分析產生錯誤的原因，避免再犯類似錯誤。

本教學方法在第1、2、4、5、6章中實施，由于第2章課后練習較多，所以該章習題課每個小班安排4學時，其余各章擬安排2學時。通過采用小班合作式習題課教學方法不僅能有效地增強學生解決問題的能力，提高教學質量，而且培養(yǎng)了學生團結協(xié)作能力。

2.2 基于Multisim的演示實驗及仿真實驗

低頻電子線路是一門實踐性很強的課程，一般在課程設置過程中以理論講解為主，再輔以傳統(tǒng)的課程實驗和實踐環(huán)節(jié)。通過實驗課程的訓練，可以使學生更進一步鞏固低頻電子線路相關理論知識，掌握常用電子設備的使用方法，提高動手操作能力，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。但是，在實際的教學過程中，理論教學與實踐教學的銜接經常會出現(xiàn)一些問題。比如，現(xiàn)在許多高校理論教學與實踐教學分別由不同的兩個教學單位、不同的教師負責，并且由于擴招學生較多，學習低頻電子線路課程的同學隨之增多，因此在安排實驗時不可能完全照顧到每個班級的進度和每個班級學生的具體掌握情況，從而不能達到事半功倍的效果。

為了有效提高教學效果，可以利用計算機仿真軟件把實驗搬到理論教學中，以加深學生對基礎理論的理解，提升學生實驗實踐綜合能力。在課堂教學中，我們引入了Multisim電子仿真軟件[7-8]，在教學過程中精心設計課堂演示實驗，基于Multisim的仿真實驗具體流程如圖5所示。

圖5 實驗改革流程Fig.5 Procedure of experiment reform

目前，我們已把共射、共集、共基、低頻功率放大電路、負反饋放大電路以及集成運算放大電路等典型電路的仿真實驗引入課堂，激發(fā)了學生的學習熱情，促進了學生對基本知識的掌握。

3 結語

不斷改進教學方法與手段、提高教學效果、提升學生的綜合素質是教學過程中的指揮棒。依從這樣的原則，本文針對低頻電子線路課程特點，在教學過程中對知識傳授及習題、仿真兩個環(huán)節(jié)進行改革，采用了基于問題的課堂教學方法、小班制合作式習題課以及基于Multisim的演示及仿真實驗等教學手段，并給出各種改革方案的實施流程。在改革過程中注重知識傳授環(huán)節(jié)與習題仿真實驗環(huán)節(jié)教學方法的互補，以達到最佳教學效果。經實踐證明，采用本文所述教學方法、教學手段能夠激發(fā)學生的學習熱情，全面提高教學質量，有效培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力，收到良好的教學效果，為其他專業(yè)課教學改革提供一定的參考。

[1] 傅豐林.低頻電子線路[M].2版.北京：高等教育出版社，2008.

[2] 華英成，童詩白.模擬電子技術基礎[M].4版.北京：高等教育出版社，2006.

[3] 王魯楊，王禾興.提高“模擬電子技術”課程教學效果的實踐[J].中國電路教研，2012（11）：38-39.

[4]韋穗林，蒙聯(lián)光.“理實一體化”項目教學在模擬電子技術課程教學中的應用[J].高教論壇，2012（4）：132-133.

[5] 鄒 昱，江睿謙.EDA技術與電子線路課程相結合的探索[C]//教育部中南地區(qū)高等學校電子電氣基礎課教學研究會第二十屆學術年會論文集，2012：285-287.

[6] 別敦榮.大學教學方法創(chuàng)新與提高高等教育質量[J].清華大學教育研究，2009，30（4）：95-118.

[7] 程 勇.實例講解Multisim10電路仿真[M].北京：人民郵電出版社，2010.

[8] 李健明，彭仁明.基于Multisim放大電路的仿真分析[J].四川理工學院學報（自然科學版），2006，19（4）：34-36.