《模擬電子技術實驗》教學創新探索

顏國瓊 （長江大學電子信息學院，湖北 荊州434023）

周毛華 （山東省濟寧市魚臺縣第二中學，山東 濟寧272000）

《模擬電子技術》課程是長江大學電子信息類專業的重要基礎課程。對于每個電信類學生來說，不僅要對基本理論知識的充分理解，還要懂得理論與實踐結合。為了培養學生的實驗技能，獨立設計以及分析問題、解決問題的能力，長江大學電工電子示范中心課題組對 《模擬電子技術》實驗項目和內容進行了創新，對教學方式與手段進行了一系列的改革。

1 實驗項目和內容創新

以往的模擬電子技術實驗教學絕大部分停留在簡單的驗證性實驗上，學生只是機械上、被動地按照教師講解的步驟和方法在面包板上插線，測量一些參數，完成實驗內容，僅僅是為了修滿學分。學生能學到的就是如何使用電子儀器。一旦電路出現問題，想到的就是求助老師或者重新插線測量，學生不懂如何查找電路故障，對電路中各個元器件參數對電路性能的影響以及如何設計和調試才能使電路滿足要求等等一系列實際問題一無所知，僅僅就是一名 “插線工”。更有部分學生為了應付老師的檢查，拿用別人的面包板測量數據。學生體會不到模擬電子技術實驗的精髓，不能與實際結合，完全達不到實驗教學的目的［1－2］。

圖1 實驗項目體系

對原有的實驗項目進行了全面的研究與探討，以激發學生興趣和循序漸進為原則，由基本到擴展進行實驗內容與步驟設計。圖1所示為擴音機的實驗項目規劃實驗體系。已知條件拾音器輸出5mV，錄音機輸出100mV；完成的主要技術指標：正負直流電源12V，輸出功率＞1W，負載阻抗8Ω，輸入阻抗?20kΩ。整個實驗項目分為小信號放大、信號處理、功率放大、音頻信號產生、直流電源5大基本模塊。

以擴音機設計與制作項目為牽引，實驗內容由 “基礎驗證型”向 “設計型”和 “綜合設計型”拓展，增加實驗選題的綜合性與多樣性。3層模擬電路實驗項目如表1所示。

表1 3層模擬電子技術實驗項目

1）基礎驗證型實驗 使學生初步接觸模電實驗，保留了典型單元驗證實驗，讓學生了解模擬電子技術課程中的單元電路的特點。在完成該類實驗的過程中學習有關的實驗方法。例如，通過實驗學習了如何在實驗電路供電情況下用萬用表粗查集成運放的好壞，如何在同相比例運算電路中實現電壓跟隨器的功能等等。在單管放大電路實驗中學習如何測量、調試電路的靜態工作點；如何測量放大電路的幅頻特性，輸入輸出電阻等［3］。

2）設計型實驗 在學生完成了驗證型實驗后，增加4個設計性實驗。在以往的實驗內容中加入了前置放大器的設計與應用實驗。學生在完成基礎實驗內容 （差模，共模信號，差分信號轉換電路）后，設計一典型儀表放大器電路。學習理解單端輸入，雙端輸入與差分輸入方式進行放大電路的設計［4］。

3）設計綜合型實驗 在基礎型和設計型實驗中，學生學會了基本的操作技能和分析問題的方法。為了增加學生的興趣，讓學生學會分析調試一個完整的電子系統，設計了一個擴音機的綜合實驗。如圖1所示，該設計主要包含小信號放大、信號處理，功率放大電路。該設計采用普通運放驅動大功率管的功放電路。學生在老師的理論講解下，擬定電路方案，設定器件參數，進行電路仿真，通過仿真修改電路，然后進行電路安裝調試。實驗調試過程中，按功能模塊分別調試，達到應有的效果。最后學生根據設計要求將各個部分在面包板上實驗成功后焊接到多功能板上［5－6］。

由表1可以看到，設計型實驗穿插到設計綜合型實驗之間，放在不同階段進行。通過基礎、設計、設計綜合實驗后，加深了學生對基礎理論知識的理解，在實踐中培養學生設計電子系統的能力，提高學生調試電路排除故障的能力。在實驗過程中體會到了獨立完成實驗的一種成就感。

2 教學方法與教學手段的改革

2.1 單獨設課，實行網上預選實驗，開放實驗教學

以往，模擬電子技術實驗作為理論教學的一部分，在學時和成績中均處于附屬地位，讓學生覺得實驗無足輕重。如今作為一門獨立的課程，有單獨的學時和學分。實驗成績不及格，將同樣面臨重修，這樣就能讓學生感到實驗的重要性，能夠像對待理論課那樣，認真的做好每一個實驗項目。

長江大學模擬電子技術實驗開設在大二下學期，學生專業課特別多，為了讓他們更好的利用時間和選擇自己意愿的實驗教師，電工電子示范中心利用自行開發的網上實驗選課系統，讓學生根據用戶名和密碼登錄，可提前一周在網上預選實驗，并且可以在實驗完成后登錄查詢自己的實驗狀態 （未做，未評，實驗操作和報告成績）。一旦學生選定實驗，必須在規定的時間進入實驗室，對號入座，獨立完成實驗內容。

由于電路設計及制作需要較長的時間，而且不同的學生掌握知識程度也有著不同，有的學生不能在規定的時間內完成實驗項目。電工電子示范中心每周開放2次實驗室，讓學生能在實驗室完成基本的實驗教學任務，使不同層面的學生得到更多、更好的實踐機會［7－8］。

2.2 實驗預習、仿真與實踐結合

模擬電子技術實驗要求學生在實驗前必須做好實驗預習。一些學生為了應付老師要求的預習檢查，直接將指導書上的實驗原理照抄，完全達不到預習的效果。為了讓學生充分了解實驗的原理、方法及實驗重點，修訂的實驗指導書明確注明預習內容 （如參數計算、記錄表格等），要求學生完成預習表格和參數計算，寫出解答預習思考題、分析預期實驗結果。特別是綜合設計型實驗，學生要對電路設計方案有個大致的了解，要熟悉每個模塊的原理。

在每次做實驗之前，學生都不知道具體要做什么內容，不知道實驗結果。因此，每次實驗之前安排學生用Proteus軟件仿真，得出理論結果。一方面可以學習Proteus軟件仿真，這對學生以后的學習也有幫助。另一方面在設計和綜合設計實驗中，學生可以通過仿真來確定參數設定，反復修改電路，直到達到要求。

2.3 多媒體技術

為了讓學生有信心做好實驗，制作了RM流媒體格式的視音頻文件放在電工電子示范中心網站平臺，包含了面包板電路實驗板合理布局、如何規范操作及正確調試電路、如何檢查實驗電路可能出現的問題及檢測方法，元器件識別及檢測是否損壞等視音頻文件。學生根據自己的情況和興趣，播放選用的視音頻文件，充分調動了學生的各種感官刺激。讓學生在較短的時間內盡可能獲得更多的信息，取得很好的教學和實驗效果。

2.4 與電子大賽緊密結合

長江大學模擬電子技術實驗是春季學期的課程，緊接著8月初就要進行全國大學生電子設計競賽，考慮到這一點，我們為通過層層選拔到創新實驗室30多個優秀的學生單獨授課。引導學生根據要求從理論上獨立設計電路。在完成基本實驗內容后，要求學生根據每個實驗項目的擴展實驗內容，自己選定設計方案，畫出電路圖，完成相應測試。這進一步培養了學生的創新能力，提高了學生的綜合素質，激發學生的學習欲望和學習積極性，為電子大賽打下了堅實的基礎［9］。

2.5 建立網絡交流平臺

本著一切以學生為中心的原則，為了讓學生更好的做好模擬電子技術實驗，課題組提供了多個平臺供讓學生反饋意見，首先，實驗中心網絡平臺中心論壇設置交流談論，易難問題解答。其次，課題組組織帶實驗課的教師和一些學生在一起交流談論。模擬電子技術實驗開始前，組織各班班長和學習委員座談，提醒他們要注意模擬電子技術實驗開始時間、選課注意事項和實驗預習要求等，讓他們為實驗做好準備。在實驗中期，讓各班收集學生意見以及實驗中出現的問題和教師交流。實驗全部完畢后，由實驗中心主任和課題組帶頭人組織學生和模擬電子技術理論教師，實驗教師一起座談，讓他們都發言模擬電子技術實驗后的體會和一些待解決的問題，為實驗改革和下屆學生提供更多更好的建議［10］。

3 考核方式的改革

以往學生只要每次實驗操作和實驗報告完成，實驗課就可以通過了，學生最后的成績基本上就以理論課成績為準。為了全面評價學生的學習情況和考查學生的動手能力，采用實驗操作成績70%和報告成績30%評分標準，實行網上評分。實驗操作部分包含實驗預習、面包板電路規劃，實驗數據測量結果以及實驗過程中學生解決問題的能力。實驗報告采取交換評閱的方式，必須有數據分析和思考問題回答，否則作為不合格報告。課題組還將一部分特別優秀的實驗報告通過掃描后放在中心網站上供學生參考。學生在完成實驗后即可在示范中心網絡平臺查閱自己的操作成績和報告成績。

4 成 效

通過模擬電子技術實驗改革創新，學生反映效果良好，受益不少。特別是通過擴音機的聯調與測試綜合實驗，學生將理論與實際結合起來，學會了建立一個電子系統的概念，學會分析調試聯調復雜的電子系統，能夠在課外為同學維修電器如耳機、電腦等，為后續課程的學習打下堅實的基礎。

當然，還存在一些不足，如學時不夠，僅憑實驗課來提高學生的對電路設計能力是不夠的。因此，準備在實驗課的基礎之上，選拔一些優秀的學生進入創新實驗室，參加電子設計大賽，進一步提高學生的設計能力。

［1］劉艷，朱昌平，宋鳳琴，等 .模擬電子技術實驗教學中的學生實踐能力培養 ［J］.實驗技術與管理，2010（2）：110－112.

［2］沈偉慈 .模擬電路實驗教學的改革實踐 ［J］.電氣電子教學學報，2005（2）：83.

［3］高文煥，金平，劉艷等 .電子技術實驗課程的改革與實踐 ［J］.實驗技術與管理，2005，22（9）：100－103.

［4］王香婷 .電工技術與電子技術實驗教學的改革與探索 ［J］.南京：電氣與電子教學學報，2000，22（2）：51－52.

［5］王剛 .關于實驗教學的幾點思考 ［J］.實驗室研究與探索，2007，19（12）：108－110.

［6］高玉良 .電路與模擬電子技術 ［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［7］薛英 .模擬電路實驗教學的幾點思考 ［J］.實驗科學與技術，2006（5）：95.

［8］佘生能 .對一個模電綜合實驗的幾點認識 ［J］.實驗室科學，2010（5）：162－165.

［9］張坤，張子才，陳義 .模擬電路實驗教學改革探索 ［J］.實驗室科學，2008（1）：58－60.

［10］夏百戰，呂燚，石世光 .電路與模擬電子技術實驗課程教學改革與探索 ［J］.電化教育研究，2010（4）：187－188.