“生活與模電結(jié)合”提高學(xué)生設(shè)計能力

呂富勇

摘 要 模電是電類專業(yè)核心課程之一，也是對該領(lǐng)域深度探索的入門級課程之一;模電教學(xué)改革一直在進(jìn)行中。本文以通過模電課程的學(xué)習(xí)，提高學(xué)生整體創(chuàng)新設(shè)計能力為目標(biāo)，提出將現(xiàn)實生活與模電結(jié)合的方法，通過在模電的教學(xué)中，增加對生活中常見電子電路原理的剖析，激發(fā)學(xué)生分析問題和解決問題能力，提高學(xué)生綜合設(shè)計能力。根據(jù)自己實際教學(xué)經(jīng)驗，給出相應(yīng)教學(xué)改革建議。

關(guān)鍵詞 教育改革 模電 設(shè)計

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.01.016

Improving Students' Ability of Designing through

"Combination of Real Life and Analog Electronics"

LV Fuyong

（Nanjing University of Information Science and Technology，

Information and Control College， Nanjing， Jiangsu 210044）

Abstract Analog electronics is at the core of electricity specialty as well as one of the introductory courses which explore this field deeply. The reform of this course's teaching method has been undergoing unceasingly. This thesis aims at improving students' overall innovative designing ability through learning this course and proposes methods of combining analog electronics with real life. Through teaching this course， students' ability of analyzing principles of electronic circuits which are commonly used in life is greatly improved， students' ability of analysis and settlement of problems is strengthened， and their ability of designing can also be promoted enormously. Based on teaching experience， this thesis gives some advice on the reform of teaching.

Key words reform of teaching; analog electronics; designing

模電是高等院校電類專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，具有很強的理論性與工程性。其地位不容小覷，對電類專業(yè)整個課程體系中有著承前啟后的作用。該課程是學(xué)生普遍感覺較難的一門課程，圍繞模電教學(xué)的改革也在不斷進(jìn)行。

筆者在模電教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生掌握理論知識的能力很強，能夠迅速掌握模電的理論知識，在考試中也能取得不錯的成績，在實驗室中學(xué)生也能夠完成所布置的一些實驗。但是學(xué)生的電路設(shè)計能力很缺乏，即使是設(shè)計制作一個生活中常用的簡單電路，大部分學(xué)生也是困難重重、毫無頭緒。在模電的教學(xué)中，如何通過模電教學(xué)，既培養(yǎng)學(xué)生電子技術(shù)的理論知識，又能提高學(xué)生的電路設(shè)計能力，是擺在每個任課老師面前的亟待解決的問題。針對該問題，筆者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)歷，總結(jié)出一種“生活與模電結(jié)合”的教學(xué)方法，實踐表明，該方法對提高學(xué)生的電路設(shè)計能力很有幫助。

1 造成學(xué)生設(shè)計能力弱的原因

每到大四畢業(yè)設(shè)計時，大部分學(xué)生經(jīng)過3年的學(xué)習(xí)，已經(jīng)具備了常見電子元件的概念，掌握了一些常用電子設(shè)計軟件如altium designer、PROTETUS、Multisim的操作能力，但指導(dǎo)老師給他們安排任務(wù)后，他們還是無從下手，不知道怎么辦，其根源是什么？教學(xué)過程是教與學(xué)的雙向的，是個相互作用的過程，分析這個問題還要從教與學(xué)兩方面考慮。

首先是“教”的方面，大學(xué)階段重點培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識，而這些基礎(chǔ)知識如何與實際常用電路相銜接，這方面的教學(xué)涉及很少。也就是由于教的原因，導(dǎo)致學(xué)生缺少對一些常見典型電路工作原理的理解。雖然，學(xué)生通過模電課程的理論學(xué)習(xí)，知道了二極管、三極管、運放是什么，也知道了這些器件能干什么，如何控制這些器件;但是學(xué)生畢業(yè)設(shè)計還是無法下手，原因是什么，因為學(xué)生通過課堂只積累了這些最基礎(chǔ)的東西。就如學(xué)木工一樣，如果只知道鋸子和刨子是什么，也知道怎么用鋸子和刨子，但只知道這些工具還是無法制造柜子，因為柜子的制造過程中首要的是設(shè)計，而不是使用工具。學(xué)生基本都掌握了基本理論知識和常用軟硬件工具，學(xué)生缺少的是一種電路設(shè)計能力。設(shè)計能力不是天生就有的，設(shè)計的靈感首先來源于積累，如果一點積累都沒有是不可能具有設(shè)計創(chuàng)作能力的。由于教學(xué)中，重點關(guān)注學(xué)生基本理論學(xué)習(xí)，不注重對常用電路控制工作原理的講解，是造成學(xué)生設(shè)計能力缺乏的重要原因之一。

其次，是“學(xué)”的方面，學(xué)生掌握知識的多少，主要還是由學(xué)生的主觀能動性決定的。每屆畢業(yè)設(shè)計結(jié)束時總會發(fā)現(xiàn)一些設(shè)計能力比較突出的學(xué)生，同樣的教學(xué)環(huán)境，為什么差別那么大，原因當(dāng)然是學(xué)生自身的因素引起。通過對多屆畢業(yè)生的觀察，設(shè)計能力強的這部分學(xué)生，通?；A(chǔ)理論知識成績中等偏上，他們沒有把全部時間和精力都用在基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)上，除了課堂學(xué)習(xí)外，他們課后更多的愛好一些日常電路和小制作小發(fā)明、學(xué)科競賽之類;而大部分學(xué)生都是只關(guān)注基礎(chǔ)理論知識的學(xué)習(xí)，不太關(guān)注其他課外學(xué)習(xí)，最終設(shè)計能力一般。由此可見，學(xué)生不注重基礎(chǔ)理論與現(xiàn)實生活的應(yīng)用，是造成了設(shè)計能力缺乏的另一個重要原因。

2 教學(xué)改革建議

通過對造成學(xué)生設(shè)計能力弱的原因分析可知，可以從“教”和“學(xué)”兩方面雙管齊下，提高學(xué)生的設(shè)計能力。

2.1 “教”的方面

（1）改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在模電的課堂教學(xué)過程中，除了講解模電的基本理論知識外，可以安插生活中與模電有關(guān)的常用電路工作原理講解，從而從課堂上增加學(xué)生對常用電路原理的積累。

（2）調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生，自行尋找日常生活中感興趣的相關(guān)電路，在課堂上與同學(xué)分析講解自己所學(xué)的知識，表達(dá)自己的一些觀點。積極鼓勵學(xué)生提出問題，引導(dǎo)學(xué)生分析問題最終解決問題。從而充分利用課堂提高學(xué)生分析問題解決問題的能力。

（3）改變傳統(tǒng)的模電教學(xué)所使用的理論—實驗的教學(xué)模式，教師先講解基礎(chǔ)理論，然后學(xué)生按實驗報告要求進(jìn)行實驗的學(xué)習(xí)過程。改進(jìn)提出一種實踐—理論—實踐的教學(xué)模式。首先給學(xué)生一些開放型題目，讓學(xué)生自己從生活中尋找電路，使學(xué)生帶著問題帶著興趣進(jìn)入模電課堂學(xué)習(xí)。然后，老師課堂上這些常用電路，分析工作原理，設(shè)計思路和設(shè)計注意點，需要掌握的理論基礎(chǔ)知識。然后，課堂導(dǎo)入理論學(xué)習(xí)，最后，再安排實驗設(shè)計，安排學(xué)生獨立思考，提高培養(yǎng)設(shè)計創(chuàng)新能力。

（4）明確師生的教職位置，在理論中以教師為主，學(xué)生為輔，而在實踐中學(xué)生為主，教師為輔。學(xué)生大膽想象，設(shè)計創(chuàng)造，老師給予相應(yīng)指導(dǎo)與建議。

2.2 “學(xué)”的方面

（1）學(xué)生除了在課堂上認(rèn)真學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識外，還要多看電子類課外書籍、雜志，課堂學(xué)習(xí)時間有限，課堂能學(xué)到的知識面很窄，能力的提高是由知識面決定的，需要廣泛閱讀。鼓勵學(xué)生對感興趣的電路動手設(shè)計嘗試，在實踐中發(fā)現(xiàn)問題解決問題。（2）積極鼓勵學(xué)生參加一些電子設(shè)計大賽，通過對比，競爭，交流發(fā)現(xiàn)問題，提高自己。（3）積極鼓勵學(xué)生參加導(dǎo)師的科研項目和大學(xué)生實踐創(chuàng)新項目，在項目中有目的地學(xué)習(xí)，是迅速提高設(shè)計能力的有效途徑。

3 模電與生活結(jié)合的教學(xué)實例

三極管是模電教材中的核心內(nèi)容之一，生活中基本的電路也常會見到三極管，其用途十分廣泛，地位不言而喻。筆者在講解三極管之前讓學(xué)生事先閱讀一些有關(guān)三極管的課外書籍，對三極管有個初步的了解。然后尋找在生活中哪些常用電器用到了三極管。增強了學(xué)生自己查找相關(guān)知識的能力，同時在一定程度上激發(fā)學(xué)生求知欲與探索欲。在正式講解課程的時候不急于直接進(jìn)入理論知識的講解，在PPT安插一個生活中的簡單例子引入：我們知道生活中有這樣的一個小電器：“枕邊方便燈”一般是人在半夜醒來，想知道時間，強光太耀眼，有時候開燈后忘記關(guān)燈?！罢磉叿奖銦簟钡挠猛揪驮谟谄錈艄馊岷?，輕按后十幾秒自動關(guān)閉。對于這樣的一個小電路是十分簡單的。在展示電路圖之前可以讓學(xué)生思考下已有的知識能否設(shè)計出這個電路？讓學(xué)生畫出相應(yīng)的電路圖，培養(yǎng)學(xué)生的一個思考與設(shè)計能力。然后展現(xiàn)圖1所示的系統(tǒng)電路。

對電路圖做簡單介紹，通過電容的充放電實現(xiàn)時間的自動控制，而三級管的作用就是開關(guān)的作用。如何起到開關(guān)的作用就轉(zhuǎn)入到理論知識的具體講解，對三極管詳細(xì)的課程講解。講解結(jié)束后回到開始的一個環(huán)節(jié)由學(xué)生自己設(shè)計電路，在系統(tǒng)地了解三極管后，引導(dǎo)學(xué)生與之前自己設(shè)計的電路進(jìn)行對比分析，提出問題，進(jìn)行分析。最后學(xué)生可回去通過軟件實現(xiàn)功能，鼓勵學(xué)生提出更好的創(chuàng)意。

4結(jié)論

將“生活與模電結(jié)合”不僅能夠提高學(xué)生對模電學(xué)習(xí)的興趣，同時讓學(xué)生能夠真正理解模電里基本元器件的原理。來源于生活，反饋于生活。最重要的是能夠培養(yǎng)學(xué)生的分析能力與解決問題的能力。增強學(xué)生的創(chuàng)新能力，能夠從宏觀的角度來看待問題，這不僅對于模電學(xué)習(xí)有很大幫助，同時對其他課程的學(xué)習(xí)也有很大幫助。

參考文獻(xiàn)

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