仿真法在《模擬電子技術(shù)》教學(xué)中的應(yīng)用探究

武凌青

摘 要：近年來(lái)，無(wú)論是家庭還是社會(huì)，對(duì)教育的重視程度都相當(dāng)高，這也促進(jìn)了我國(guó)教育事業(yè)的快速發(fā)展，在高等教育中，也增設(shè)了很多不同類型的專業(yè)課程，對(duì)學(xué)生進(jìn)行定向式人才培養(yǎng)。電子信息工程、電氣化等專業(yè)成為時(shí)下的熱門專業(yè)，它具有應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、發(fā)展前景優(yōu)越等諸多優(yōu)勢(shì)，但在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，一些專業(yè)類課程晦澀難懂，對(duì)這些課程知識(shí)的傳授也成為了教學(xué)過(guò)程中的一大難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：仿真法；模擬電子技術(shù)；教學(xué)

為了使學(xué)生能夠更好的掌握專業(yè)知識(shí)技能，高校必須對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方式作一定程度的改革，使培養(yǎng)的專業(yè)人才能夠滿足現(xiàn)代化社會(huì)的需求。傳統(tǒng)的教學(xué)方式主要由教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)知識(shí)的理解，不注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，本文就《模擬電子技術(shù)》教學(xué)為例，探討如何將仿真法運(yùn)用到在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生熟練掌握專業(yè)技能，才能更好的適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展。

一、仿真法在《模擬電子技術(shù)》教學(xué)中應(yīng)用的必要性

《模擬電子技術(shù)》作為電子、電氣、通信等專業(yè)的重點(diǎn)課程，其中包括多種形式的放大電路、集成運(yùn)算放大器、振蕩電路等難點(diǎn)內(nèi)容，還涉及到二極管、三極管、電源、電容、電感等很多電子元件，過(guò)多分散的知識(shí)點(diǎn)給學(xué)生帶來(lái)了很大的記憶壓力，再加上電路原理枯燥難懂，傳統(tǒng)的教學(xué)方式讓學(xué)生的學(xué)習(xí)變得很被動(dòng)，學(xué)生沒有實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)，根本達(dá)不到理想的教學(xué)效果。

二、仿真法在《模擬電子技術(shù)》課程教學(xué)中的應(yīng)用

（一）仿真法教學(xué)法的分類

一是實(shí)驗(yàn)性仿真教學(xué)，理論講解加實(shí)驗(yàn)課統(tǒng)一教學(xué)，在理論知識(shí)講解之后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，加深學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解，同時(shí)提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，加強(qiáng)了理論與實(shí)踐的結(jié)合教育；二是設(shè)計(jì)性仿真教學(xué)，對(duì)單元課程的教學(xué)任務(wù)完成之后，制定一個(gè)小型的設(shè)計(jì)任務(wù)，讓學(xué)生結(jié)合單元內(nèi)容自主完成設(shè)計(jì)，加強(qiáng)對(duì)整個(gè)單元知識(shí)的融會(huì)貫通，并為以后的項(xiàng)目設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)；三是綜合性仿真教學(xué)，設(shè)計(jì)整體項(xiàng)目，并在實(shí)際中應(yīng)用，鍛煉學(xué)生的綜合技能，讓理論與實(shí)踐相結(jié)合，鍛煉學(xué)生的項(xiàng)目創(chuàng)作能力與設(shè)計(jì)制作能力，達(dá)到教育的最終目標(biāo)。

（二）仿真法應(yīng)用在《模擬電子技術(shù)》課程教學(xué)中案例

1、電壓比較器的制作

電壓比較器是應(yīng)用比較廣泛的常用集成電路，在實(shí)際的報(bào)警電路、自動(dòng)控制電路中很常見，而且也可以用于A/D變換、過(guò)零檢測(cè)等常用電路中，也是《模擬電子技術(shù)》的一個(gè)重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容，在教學(xué)過(guò)程中首先要講解一下電壓比較器在實(shí)際生活中應(yīng)用，讓學(xué)生對(duì)此有一個(gè)比較直觀的了解，在教學(xué)過(guò)程中結(jié)合實(shí)際案例，對(duì)學(xué)生進(jìn)行細(xì)致的內(nèi)容講解。

圖1 為電壓比較器的電路原理圖，UR為參考電壓，加在運(yùn)放的同相輸入端，Ui加在運(yùn)放的反相輸入端，當(dāng)UiUR時(shí)，運(yùn)放輸出低電平，穩(wěn)壓管正向?qū)?。了解電路原理之后，?duì)學(xué)生對(duì)電路進(jìn)行高低壓測(cè)試，根據(jù)電壓由低到高的變化，觀察二極管的亮燈數(shù)量，根據(jù)二極管的明暗變化，觀察電壓的變化情況。

打開仿真開關(guān)，調(diào)節(jié)電位器就可看到發(fā)光二極管指示燈依次點(diǎn)亮。為了驗(yàn)證當(dāng)前輸入電壓與閾值電壓比較結(jié)果的正確性，在每一路都接上電壓表，進(jìn)行仿真，我們就能觀測(cè)到隨著輸入電壓的降低，指示紅燈依次亮起，相當(dāng)于對(duì)電壓過(guò)低的警報(bào)。這個(gè)實(shí)例邊講解邊搭建，留給學(xué)生分析、思考的時(shí)間，允許中間出錯(cuò)，允許更改電路設(shè)計(jì)，在試錯(cuò)、仿真、再改進(jìn)、再仿真的過(guò)程中，逐漸得出最佳解決方案。對(duì)電壓比較器的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用都有了全面的了解，而且提高了學(xué)生的動(dòng)手能力，使《模擬電子技術(shù)》在教學(xué)過(guò)程中更實(shí)際化，讓學(xué)生更容易接受。

2、放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的設(shè)置

在三極管放大電路中，靜態(tài)工作點(diǎn)是指在零信號(hào)輸入狀態(tài)下，電路處于直流工作狀態(tài)，電流與電壓的數(shù)值在BJT特性曲線上可以用一個(gè)確定的點(diǎn)表示，該點(diǎn)通常被稱為靜態(tài)工作點(diǎn)Q，如果Q點(diǎn)設(shè)置不合理，會(huì)導(dǎo)致輸出放大波形將嚴(yán)重失真。因此，在《模擬電子技術(shù)》教學(xué)過(guò)程中，首先要對(duì)三極管放大電路的工作原理進(jìn)行詳細(xì)講解，利用仿真軟件，讓難懂的電路工作原理變得更加生動(dòng)形象，學(xué)生可以利用仿真軟件，對(duì)偏置電阻的阻值進(jìn)行調(diào)整，觀察在阻值變化狀態(tài)下，放大器的波形輸出情況，進(jìn)而了解靜態(tài)工作點(diǎn)對(duì)電路的影響。

利用仿真系統(tǒng)對(duì)三極管放大信號(hào)的輸出波形進(jìn)行分析比較，根據(jù)正常波形與失真波形的差異分析，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，讓學(xué)生自己動(dòng)手操作，觀察兩種波形狀態(tài)下靜態(tài)工作點(diǎn)的狀態(tài)，然后連接實(shí)際電路，接入輸入信號(hào)，根據(jù)示波器的波形變化，對(duì)電路進(jìn)行調(diào)整，完成電路連接與調(diào)試。

三、結(jié)語(yǔ)

本文總結(jié)了《模擬電子技術(shù)》教學(xué)的特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用的一些典型案例，在信息化時(shí)代飛速發(fā)展的社會(huì)，教育要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行創(chuàng)新與改革，注重理論與實(shí)踐的結(jié)合，為現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展提供綜合素質(zhì)與技術(shù)能力優(yōu)秀的人才。

參考文獻(xiàn)：

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