應(yīng)用型本科在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的探索與實踐

阮承治

(武夷學(xué)院 機電工程學(xué)院，福建 武夷山 354300)

模擬電子技術(shù)教學(xué)是電類專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課程，該課程具有較強的實用性、工程性和靈活性，對其教學(xué)的科學(xué)合理安排，直接關(guān)系到學(xué)生專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。[1]如何利用有限的時間和資源，更好地提高教學(xué)效果，把理論教學(xué)、實驗教學(xué)和課程設(shè)計三者相結(jié)合，探索一種實用、高效的教學(xué)模式是非常必要的，為增強學(xué)生的創(chuàng)新意識，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力起重要作用。[2] [3]本文將結(jié)合該門課程的概況、教學(xué)方法、實踐環(huán)節(jié)和評分機制四個方面進(jìn)行探討。

一 課程概況

福建省武夷學(xué)院作為應(yīng)用型本科院校，電類專業(yè)開設(shè)的模擬電子技術(shù)課程，分列為三門子課程：包括60個學(xué)時的理論課程、20個學(xué)時的實驗課程和1周的課程設(shè)計，其中實驗課和課程設(shè)計為實踐環(huán)節(jié)。如圖1所示，用倒三角圖表示課程結(jié)構(gòu)、學(xué)時安排以及三者之間的相輔相成的關(guān)系。模擬電子技術(shù)課程的最大特點是內(nèi)容較多，學(xué)生普遍感覺較難，涉及知識面廣、應(yīng)用性較強。[4]

圖1 課程結(jié)構(gòu)

二 課程教學(xué)探討

1．靈活運用多種教學(xué)手段。

學(xué)生上理論課普遍感覺比較抽象、較難理解與掌握，合適的教學(xué)手段顯得尤為重要，板書和多媒體相結(jié)合的教學(xué)手段對于一般本科學(xué)生比較合適。教師在黑板寫的時間，學(xué)生有短暫的時間進(jìn)行消化和記筆記，有利于對內(nèi)容的即時理解和課后復(fù)習(xí)，使得大部分學(xué)生能跟上老師的授課進(jìn)度。比如，在講授到三極管基本共射極放大電路時，學(xué)生對于小信號等效電路畫法比較難于掌握，而僅僅用多媒體授課放映效果不理想。教學(xué)中可以結(jié)合板書，分步畫出三極管的H模型，結(jié)合小信號等效電路的依據(jù)，在黑板上一步步畫出來，學(xué)生理解起來就更方便。這在模擬電子技術(shù)中是比較基礎(chǔ)的理論內(nèi)容，基礎(chǔ)內(nèi)容講透了，有利于后續(xù)章節(jié)的順利展開。

但是對于某些比較難用語言描述的概念或者復(fù)雜的演變過程，使用多媒體動畫效果進(jìn)行講解可以更形象生動，使學(xué)生更易于理解。例如，P、N型半導(dǎo)體中電子的擴散與復(fù)合，晶體管、 MOS管器件中的電子、 空穴的運動，電流的運動以及器件的制造工藝過程等。[5]這些內(nèi)容如果采用板書，畫圖太多、耗時較長，也很難做到形象表達(dá)。若用多媒體加上Flash動畫的方式學(xué)生就會更感興趣，有利于知識的理解。需要注意的是多媒體教學(xué)課件畫面切換快，學(xué)生記筆記跟不上，授課時注意放慢速度，講清基本概念和基本分析方法，適當(dāng)結(jié)合板書對內(nèi)容作出提綱挈領(lǐng)性的總結(jié)。這樣結(jié)合多種教學(xué)手段既緩解了課程內(nèi)容多與學(xué)時數(shù)明顯不足的矛盾，又發(fā)揮了多媒體教學(xué)省時、直觀、形象的優(yōu)點，因此受到了學(xué)生們的普遍歡迎。

2．營造討論式教學(xué)環(huán)境，加強課外輔導(dǎo)。

為增強學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，教師可結(jié)合實際的學(xué)習(xí)狀態(tài)引導(dǎo)學(xué)生思考問題，每節(jié)課上教師可以適當(dāng)提出1-2個比較有代表性的問題，供學(xué)生探討，這一過程不僅激發(fā)了學(xué)生的興趣也提高了學(xué)生的思維能力?？偨Y(jié)之前的教學(xué)效果，教材的后面章節(jié)，比如反饋、功率放大等，學(xué)生理解起來就很困難，學(xué)習(xí)興趣急劇下降。每周設(shè)置1-2個課外的時間段老師給學(xué)生們答疑解惑，在學(xué)與問的過程中，學(xué)生對每堂課的內(nèi)容能及時消化和吸收，這樣學(xué)生對整體內(nèi)容能更好地進(jìn)行理解，學(xué)會融會貫通，達(dá)到較好的教學(xué)效果。

三 重視實踐教學(xué)，加強動手能力的培養(yǎng)

1．加強實驗教學(xué)過程管理。

模擬電子技術(shù)實驗大綱中包括驗證性和綜合性實驗，其中驗證性實驗總計有8個，選做5個；綜合性實驗有2個，選做1個。實驗采用自編的實驗指導(dǎo)書，書中包括實驗?zāi)康?、實驗原理、實驗使用儀器、實驗操作步驟和思考題等等，要求學(xué)生結(jié)合實驗原理和思考題認(rèn)真完成實驗預(yù)習(xí)報告，學(xué)生在每次實驗前對實驗項目有基本理解，教師批閱后再根據(jù)情況進(jìn)行講授。在實驗過程中，摒棄傳統(tǒng)的“老師做、學(xué)生看”的教學(xué)模式，我們要求學(xué)生自己調(diào)試電路和操作實驗儀器，獨立排除實驗故障，找出問題、原因，必須在規(guī)定的時間內(nèi)完成每個實驗項目。實驗報告中學(xué)生需對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析誤差，對實驗現(xiàn)象做合理的分析及總結(jié)，提出改進(jìn)意見與措施。這樣學(xué)生能結(jié)合理論與實踐，動腦動手相互結(jié)合，提高實驗的教學(xué)效果。

2．重視課程設(shè)計，解決實際問題。

課程設(shè)計是學(xué)生把理論知識應(yīng)用于解決實際問題的一個重要的實踐環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生實踐技能的重要手段，可以提高學(xué)生理論結(jié)合實際、分析問題和解決問題的能力。

應(yīng)用性本科學(xué)校培養(yǎng)學(xué)生的主要目標(biāo)為未來的技術(shù)人員和工程師，動員和組織電類學(xué)生開學(xué)初準(zhǔn)備基本的實踐工具，比如電烙鐵、萬用表、斜口鉗、焊錫等等。學(xué)校專門設(shè)置1周的時間進(jìn)行本門課程的設(shè)計，如何充分利用有限的時間，引導(dǎo)學(xué)生綜合運用所學(xué)的基本理論知識，來分析問題、解決實際問題呢？教師可先給學(xué)生提出基本要求，給出一些參考題目，為發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，學(xué)生也可自擬題目。課程設(shè)計分組進(jìn)行，要求每組限2名學(xué)生。在課程設(shè)計教學(xué)中要求學(xué)生充分利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)資源，學(xué)生學(xué)會怎樣查資料、怎樣看資料，如何從資料中獲取有用的信息。對于興趣濃厚的學(xué)生可以結(jié)合每年的校園科技節(jié)活動和大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項目，給學(xué)生更大的平臺去實踐鍛煉，對于學(xué)生的科技成果，還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生試著撰寫科技小論文，實踐聯(lián)系理論，提高其科研能力。

3．強調(diào)專業(yè)仿真軟件的運用。

隨著計算機的發(fā)展，利用計算機的仿真軟件對電路進(jìn)行驗證、設(shè)計和分析已成為一種趨勢。主要原因有：(1)計算機仿真不局限于地點和時間，比較方便，用電腦裝好軟件就可以進(jìn)行電路的設(shè)計；(2)其可替代采用簡化電路模型搭接實際電路進(jìn)行驗證的傳統(tǒng)設(shè)計方式，同時可有效地對電路參數(shù)確定和方案選擇，并在設(shè)計初期對產(chǎn)品的性能進(jìn)行可靠預(yù)估，從而提高設(shè)計質(zhì)量、縮短設(shè)計時間、節(jié)省設(shè)計費用，因此成為了現(xiàn)代設(shè)計中重要的組成部分；(3)利用仿真結(jié)果得出電路性能受電路中某些關(guān)鍵參數(shù)的影響，可更好地理解電路的特性和性能指標(biāo)，對實際電路設(shè)計和調(diào)試具有重要指導(dǎo)意義。

目前電子技術(shù)中應(yīng)用較廣泛的仿真軟件有Proteus、Pspice和EWB等等。教師對于剛剛接觸仿真軟件的學(xué)生，應(yīng)先結(jié)合實際情況講解一個軟件的基本用法，系統(tǒng)地介紹相關(guān)的電子資料和軟件安裝的方法。隨著電子產(chǎn)品的普及，大學(xué)生基本上都有個人電腦，挖掘其自學(xué)能力，對引導(dǎo)其觸類旁通具有現(xiàn)實意義。對于課本上難理解的內(nèi)容，比如放大電路的幅頻特性等可通過仿真實現(xiàn)，通過仿真過程與結(jié)果分析能更好地理解和掌握理論知識，而且學(xué)習(xí)好一門軟件對于今后的學(xué)習(xí)和工作起著很重要的作用。[6]

四 重塑培養(yǎng)方案，改革評分機制

傳統(tǒng)的培養(yǎng)方案是理論課、實驗課和課程設(shè)計加起來是一門課程，教師評出總成績，實驗課和課程設(shè)計只是作為總成績中平時成績的一部分。改革后理論課、實驗課和課程設(shè)計分列為三門子課程，三門課程各給出總評成績。理論課評分是按照“3+7”的機制評分，實驗成績按照“3+4+3”機制評分，課程設(shè)計按照“1+4+5”機制評分，詳細(xì)評分機制如表1所示。改革前實踐成績比重偏低，很難考查出學(xué)生的動手能力，學(xué)生對實踐環(huán)節(jié)總是馬虎、敷衍，心里想著實踐成績不理想，還可以靠期末筆試成績提起來。評分機制改革后，學(xué)生比較重視實踐教學(xué)，做實驗和課程設(shè)計的積極性明顯提高。

表1 評分機制

五 總結(jié)

1.經(jīng)過學(xué)校上述教學(xué)探索和實踐，使得教學(xué)形式多樣、生動活潑，學(xué)生自學(xué)能力和動手能力的培養(yǎng)收到了良好的效果。學(xué)生感覺模擬電子技術(shù)雖然有點兒難，但是他們覺得能學(xué)到許多知識。

2.應(yīng)用型本科模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)具有電類課程理論性和應(yīng)用性教學(xué)的雙重特點，同時符合相關(guān)應(yīng)用崗位技能要求。在教學(xué)活動的各個環(huán)節(jié)中必須突出實踐教學(xué)的重要性，同時重點培養(yǎng)和激發(fā)學(xué)生的自主創(chuàng)新意識和綜合分析問題能力，從而使課程教學(xué)符合應(yīng)用型電類專業(yè)課程的整體教學(xué)要求。

[1]汪俊,謝國雄，等.多方位提高模擬電子技術(shù)實踐教學(xué)實效的若干思考[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2013，6(29):229-231.

[2]謝東，高天星.《電子技術(shù)》實驗教學(xué)改革的探討[J].銅陵學(xué)院學(xué)報，2006(2):102-104.

[3]翟頌彬，宋淑然，等.模擬電子技術(shù)設(shè)計性實驗教學(xué)與研究[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2008,10(68)：94-95.

[4]何紅宇，陳國鼎，等. 模擬電子技術(shù)教學(xué)方法的多樣化[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報,2006,2(28)：107-108.

[5]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ),模擬部分(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2006:58-66.

[6]劉勇,李海.基于Proteus的電子基礎(chǔ)課程實踐教學(xué)模式改革[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2013, 1(29):239-240.