電子大賽對(duì)模擬電子技術(shù)課程教學(xué)改革的啟示

摘 要：模擬電子技術(shù)是一門理論性、應(yīng)用性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。傳統(tǒng)的教學(xué)模式偏重理論教學(xué)，學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力及實(shí)際動(dòng)手能力不強(qiáng)。為適應(yīng)新時(shí)代對(duì)創(chuàng)新人才的要求，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，使學(xué)生能學(xué)以致用，將電子大賽優(yōu)秀設(shè)計(jì)引入模電課堂教學(xué)，讓學(xué)生對(duì)模電知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用和模電系統(tǒng)的概念有一個(gè)系統(tǒng)性的感性認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：電子大賽 模電課程 教學(xué)改革

一、全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽的背景

全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽（以下簡(jiǎn)稱電子大賽）是教育部和工業(yè)信息化部共同主辦的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽之一。目的在于對(duì)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力、工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。同時(shí)對(duì)高校電子類學(xué)科的課程體系、實(shí)踐教學(xué)和教學(xué)內(nèi)容的改革有著積極的推動(dòng)和引導(dǎo)作用。提高大學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)、制作的能力。

二、從電子大賽的視角反映出模電課程教學(xué)存在的問(wèn)題

作為電子大賽的指導(dǎo)教師，從歷年電子大賽的要求和對(duì)學(xué)生賽前的培訓(xùn)到比賽過(guò)程的情況來(lái)看，結(jié)合教學(xué)過(guò)程中的實(shí)際情況，深深感受到模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程（以下簡(jiǎn)稱模電）在教學(xué)中暴露出的問(wèn)題：^[1]

1.偏重理論教學(xué)，理論與實(shí)際分離

在傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容中，更多注重理論分析和繁瑣的公式推導(dǎo);注重分立元件的講解而忽略集成芯片的分析和應(yīng)用。很少介紹元器件的工程應(yīng)用實(shí)例，理論與實(shí)際分離。以致學(xué)生很難學(xué)以致用，很難將所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來(lái)。所以學(xué)生都深感這門課程不好學(xué)，也對(duì)這門課程學(xué)來(lái)干什么感到困惑。導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃，教學(xué)效果不理想。^[2]

2.學(xué)生系統(tǒng)概念淡薄，綜合運(yùn)用知識(shí)能力不強(qiáng)

由于學(xué)生只有理論基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)系統(tǒng)概念的實(shí)際應(yīng)用了解甚少，所以學(xué)生通常將每一個(gè)模塊的知識(shí)孤立起來(lái)學(xué)習(xí)，而不能將各個(gè)知識(shí)模塊（前后所學(xué)內(nèi)容）結(jié)合和應(yīng)用起來(lái)，建立一個(gè)系統(tǒng)的概念。對(duì)一個(gè)復(fù)雜的電路系統(tǒng)分析，常常不知如何下手，綜合運(yùn)用知識(shí)的能力欠缺。^[3]

3.對(duì)新技術(shù)、新器件了解甚少

由于模電課程教學(xué)的學(xué)時(shí)限制，很少或幾乎不會(huì)介紹電子技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)、新器件。導(dǎo)致學(xué)生對(duì)電子領(lǐng)域的發(fā)展和新技術(shù)、新器件的應(yīng)用知之甚少，學(xué)生的知識(shí)面和視野得不到拓展。

針對(duì)模電課程教學(xué)存在的這些問(wèn)題，結(jié)合歷年電子大賽的綜合要求，為使學(xué)生不僅具有堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)知識(shí)，更應(yīng)具有創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力和動(dòng)手能力等綜合素質(zhì)，對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革勢(shì)在必行。

三、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的改革措施

1.理論教學(xué)內(nèi)容的改革

把理論教學(xué)的重點(diǎn)放在基本分析方法和基本設(shè)計(jì)方法的講解上。通過(guò)對(duì)一些典型電路的分析，讓學(xué)生掌握基本分析方法，能夠應(yīng)用這些方法去分析其他電路，起到舉一反三的作用，而不是只會(huì)分析某一個(gè)具體的電路。

2.將電子大賽實(shí)例應(yīng)用于課堂教學(xué)

為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來(lái)，在課堂教學(xué)中，引入歷年電子大賽題目進(jìn)行分析、講解，讓學(xué)生對(duì)模電知識(shí)的應(yīng)用有一個(gè)真正的感性認(rèn)識(shí)。例如在講解集成運(yùn)算放大電路（以下簡(jiǎn)稱運(yùn)放）的應(yīng)用時(shí)，以2013年電子大賽D題---射頻寬帶放大電路的優(yōu)秀設(shè)計(jì)方案為實(shí)例，在課堂上和學(xué)生一起，從大賽題目對(duì)放大電路的放大倍數(shù)、帶寬、噪聲及輸出幅度等設(shè)計(jì)要求入手，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行逐一分析、討論，并結(jié)合模電所學(xué)知識(shí)，講解這個(gè)優(yōu)秀設(shè)計(jì)方案的設(shè)計(jì)思路和工作原理。首先討論該設(shè)計(jì)為什么采用運(yùn)放OP847作為前級(jí)？這就要求學(xué)生課前查閱OP847、OP657、OP846等集成運(yùn)放芯片的技術(shù)參數(shù)，使學(xué)生對(duì)集成運(yùn)放芯片的技術(shù)參數(shù)有了進(jìn)一步的了解。然后要求學(xué)生對(duì)各集成運(yùn)放芯片的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行比較、分析，為達(dá)到題目設(shè)計(jì)要求，找到最終選擇帶寬增益積高、且噪聲系數(shù)小的運(yùn)放OP847作為前級(jí)放大的理論依據(jù)。其次分析中間級(jí)、輸出級(jí)的設(shè)計(jì)。最后分析、討論電路放大倍數(shù)、帶寬等總體技術(shù)指標(biāo)在各級(jí)的分配原則，這是設(shè)計(jì)一個(gè)電子系統(tǒng)非常重要和關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。通過(guò)上述分析，使學(xué)生不僅有了一個(gè)工程系統(tǒng)概念，還對(duì)如何在一個(gè)電子系統(tǒng)進(jìn)行各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的分配有了一個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。這樣學(xué)生就可以真正做到將課堂所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用很好地結(jié)合起來(lái)。學(xué)生對(duì)此表示出濃厚的興趣，受到學(xué)生好評(píng)。^[4]

3.加強(qiáng)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐

為了提高學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，在具備扎實(shí)的理論基礎(chǔ)知識(shí)和了解集成運(yùn)放應(yīng)用實(shí)例的基礎(chǔ)上，引入課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)。要求學(xué)生運(yùn)用集成運(yùn)放芯片設(shè)計(jì)一個(gè)綜合性、設(shè)計(jì)性較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用電路。該電路涉及了模電的大部分知識(shí)模塊，包括信號(hào)產(chǎn)生電路、運(yùn)算電路、放大電路和信號(hào)處理等教學(xué)內(nèi)容。目的在于讓學(xué)生通過(guò)課程設(shè)計(jì)能夠掌握一般電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)步驟，學(xué)會(huì)應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)和借助現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)查閱集成芯片的技術(shù)參數(shù)以及典型應(yīng)用。學(xué)生通過(guò)自己親自動(dòng)手設(shè)計(jì)、仿真、安裝和調(diào)試的實(shí)踐過(guò)程，不僅奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，還對(duì)電路設(shè)計(jì)和器件的使用有了進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)，提高了學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及動(dòng)手的能力，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

結(jié)語(yǔ)

在模電課程教學(xué)中，通過(guò)引入電子大賽優(yōu)秀設(shè)計(jì)電路實(shí)例，建立起一套“理論、應(yīng)用、實(shí)踐”三位一體的創(chuàng)新教學(xué)模式，使學(xué)生對(duì)理論如果指導(dǎo)實(shí)踐、實(shí)踐又如何驗(yàn)證理論這種理論與實(shí)踐結(jié)合的過(guò)程有了更深的體會(huì)。激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)習(xí)興趣，取得了良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

[1]康華光.《電子技術(shù)基礎(chǔ)》模擬部分第六版[M].北京：高等教育出版社，2013.

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[3]任蘋，恩莉.通過(guò)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力[J].沈陽(yáng)教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，06（03）：47-49

[4]劉婕.模擬電子技術(shù)課程的實(shí)踐—集成運(yùn)放課程設(shè)計(jì)[J].新教育時(shí)代，2019，11（42）：145-146