《模擬電子技術(shù)》教學(xué)改革探索與實(shí)踐

劉平英++徐軍++陳煒峰

摘 要：為了完成教學(xué)任務(wù)、達(dá)到教學(xué)目標(biāo)、促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力的提高，對《模擬電子技術(shù)》從理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和考核方式三個方面進(jìn)行改革探索。通過對經(jīng)典內(nèi)容的整合，使模擬電子的知識體系更加清晰；通過實(shí)踐教學(xué)重新理解和審視理論，同一個知識點(diǎn)用不同的方法去驗(yàn)證、創(chuàng)新和實(shí)踐，從而提高學(xué)生的思辨能力、分析和解決問題的能力以及動手能力；在考核上加大實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)比例，提高了學(xué)生的自學(xué)能力和學(xué)習(xí)積極性。實(shí)踐表明，通過教改后的模電課程，學(xué)生愛學(xué)，學(xué)了會用。

關(guān)鍵詞：模擬電子技術(shù) 教學(xué)改革 實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0139-02

《模擬電子技術(shù)》是電子類、電氣類、控制類、儀器類等專業(yè)的重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，該課程概念性、實(shí)踐性和工程性強(qiáng)。該課程的教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)是使學(xué)生獲得電子技術(shù)和線路方面的基本理論、基本知識和基本技能；掌握半導(dǎo)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、比較器、濾波器、穩(wěn)壓器等電路的組成原理、性能特點(diǎn)、基本分析方法、工程計算及應(yīng)用技術(shù)；培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，為以后深入學(xué)習(xí)電子技術(shù)某些領(lǐng)域中的內(nèi)容以及為電子技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。為了完成教學(xué)任務(wù)達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)與實(shí)踐能力的提高，該文闡述了基于該課程理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、考核等三方面的改革探索與實(shí)踐。

1 理論教學(xué)改革

本次授課選用的教材是高等教育出版社出版的童詩白、華成英主編的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第四版），該教材從1980年第一版面世以來歷經(jīng)四次再版，教材已更具系統(tǒng)性、啟發(fā)性、先進(jìn)性、實(shí)用性和適用性[1]。各章的Multisim應(yīng)用舉例具有研究性質(zhì)，全書的舉例基本涵蓋模擬電子電路的基本測試方法和仿真方法。針對教材的參考書出版了很多，該教材的課后習(xí)題詳解和教學(xué)視頻在網(wǎng)上很容易找得到，即適合作為考研的工具書也可作為工程技術(shù)人員的參考書。但在實(shí)際教學(xué)中，由于受學(xué)時的限制，不可能對教材上所有內(nèi)容逐一講解，所以要從教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段上進(jìn)行改革。

1.1 在經(jīng)典教材基礎(chǔ)上整合教學(xué)內(nèi)容

為適應(yīng)知識更新日趨加快的社會環(huán)境，需要培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的創(chuàng)新能力和自學(xué)能力。因此，必須對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行認(rèn)真篩選，留有讓學(xué)生自學(xué)和發(fā)散思維的空間，從面面俱到向“精選式”轉(zhuǎn)變[2]，在經(jīng)典教材基礎(chǔ)上把教學(xué)內(nèi)容整合為四大部分。把教材上常用半導(dǎo)體器件、基本放大電路、多級放大電路整合為放大電路部分，主要講述晶體三極管和場效應(yīng)管的放大機(jī)理、基本放大電路和差分放大電路的基本計算和分析方法。把集成運(yùn)算放大電路、放大電路中的反饋、信號的運(yùn)算和處理整合成運(yùn)算電路部分，要求理解反饋對電路的影響，著重掌握集成運(yùn)放的電路分析和基本運(yùn)放電路的應(yīng)用，尤其是由集成運(yùn)放構(gòu)成的有源濾波電路和波形發(fā)生電路。第三部分為功率放大電路，掌握基本功率放大電路的形式和參數(shù)運(yùn)算。第四部分為電源電路，重點(diǎn)介紹整流、濾波和穩(wěn)壓電路的工作原理和在工程設(shè)計中的應(yīng)用。

1.2 制作適合課堂教學(xué)的多媒體課件和教案

為了提高教學(xué)效率和效果，在發(fā)揮傳統(tǒng)教學(xué)手段的基礎(chǔ)上，根據(jù)整合過的教學(xué)內(nèi)容，制作形象生動、界面清新、操作方便、圖文聲音并茂的適合課堂教學(xué)的多媒體課件，利用多媒體課件形象直觀、信息量大的特點(diǎn)，通過設(shè)置和制作動畫效果，把抽象的東西具體化，把復(fù)雜的問題簡單化，把靜態(tài)的問題動態(tài)化[3]。尤其是PN結(jié)形成、等效電路變換、波形發(fā)生電路等的分析，運(yùn)用動畫可以逐步展現(xiàn)詳細(xì)的分析過程，可加強(qiáng)學(xué)生的理解和記憶刺激。同時充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，將教案發(fā)布到網(wǎng)站上，學(xué)生可以自行下載，根據(jù)教案內(nèi)容進(jìn)行預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，提高學(xué)生課堂聽課效率和課堂討論等教學(xué)活動的參與積極性，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

2 實(shí)踐教學(xué)改革

《模擬電子技術(shù)》是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科之一，實(shí)踐教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力、信息獲取能力、方案選擇能力、動手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，以提高學(xué)生的工程設(shè)計水平。單純的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)很難滿足要求[4]，為了達(dá)到實(shí)踐教學(xué)目的，對現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行改革，把實(shí)踐教學(xué)分成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、仿真實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計三個環(huán)節(jié)。

2.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是在模電實(shí)驗(yàn)箱上完成，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為常用電子儀器的使用、單管共射放大電路、場效應(yīng)管放大電路、差動放大器、集成運(yùn)放在模擬運(yùn)算中的應(yīng)用、集成運(yùn)放在波形產(chǎn)生方面的應(yīng)用等[5]。這些實(shí)驗(yàn)操作是在詳細(xì)的預(yù)習(xí)報告指導(dǎo)下，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的整個實(shí)驗(yàn)過程。包括熟悉、檢查及使用實(shí)驗(yàn)器件與常用儀器儀表，連接實(shí)驗(yàn)線路，故障檢查，實(shí)際測試與記錄數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)后的整理工作等。這些實(shí)驗(yàn)大多是對電路原理進(jìn)行驗(yàn)證，可以加深對電子技術(shù)基礎(chǔ)理論的理解，提高對基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的興趣。

2.2 仿真實(shí)驗(yàn)

仿真實(shí)驗(yàn)采用Multisim11作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的輔助教學(xué)手段和實(shí)驗(yàn)工具[6-7]，可以解決基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)受時間、地點(diǎn)和設(shè)備制約的問題，一臺電腦和一套軟件就可以構(gòu)成一個虛擬的實(shí)驗(yàn)平臺，學(xué)生在虛擬環(huán)境下就可以完成元件選擇、電路創(chuàng)建、計算與調(diào)整參數(shù)以及觀測仿真結(jié)果等環(huán)節(jié)，也可以邊設(shè)計邊實(shí)驗(yàn)，修改調(diào)試方便[8]。開設(shè)的仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有共射極放大電路的仿真分析、差動放大電路的仿真分析、負(fù)反饋放大電路的仿真分析、單電源功率放大電路仿真分析、集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用仿真分析等。由于受實(shí)踐教學(xué)課時的限制，只能在課堂上通過授課、示范與訓(xùn)練結(jié)合的方式完成一二個實(shí)驗(yàn)，其余仿真項(xiàng)目以作業(yè)形式課下完成。仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生更好的理解模擬電路工作原理，為電子電路的設(shè)計制作打下良好基礎(chǔ)。

2.3 綜合設(shè)計

在實(shí)踐教學(xué)中引入綜合設(shè)計環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的知識應(yīng)用能力、方案選擇能力、動手實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，以提高學(xué)生的工程設(shè)計水平[9-10]。作為電類專業(yè)的工科生，要求人手一套工具及常用材料，工具有：萬用表、電烙鐵、鑷子、扁口及十字螺絲刀、尖嘴鉗、剪刀和吸錫器等；材料有：焊錫、松香及相關(guān)元器件。綜合設(shè)計項(xiàng)目有有源音箱的設(shè)計與制作、有源濾波器的設(shè)計與制作、函數(shù)信號發(fā)生器的設(shè)計與制作、直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計與制作等。學(xué)生4人一組任選一題，根據(jù)設(shè)計要求制定設(shè)計方案并仿真驗(yàn)證，最后列出元件清單，從教師處領(lǐng)取主要元件，在宿舍或者開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行布局、焊接，完成電路調(diào)試。最終要上交設(shè)計技術(shù)文檔（包括電路原理介紹和仿真情況）和成品以便教師進(jìn)行成績評判。endprint