“模擬電子技術”課程實踐性教學改革探索

摘要：分析了模擬電子技術課程傳統教學模式存在的問題，通過專題作業和課程設計等形式的實踐性教學環節，在授課的過程中加入電路仿真軟件、電子測量儀器、電路基本制作工藝等教學內容，擴展了課程內容和學生的視野，提高了學生的學習興趣和學習主動性，使抽象枯燥的教學內容更容易被接受，同時也培養了學生們的團隊合作能力，收到了良好的教學效果。

關鍵詞：模擬電子技術；實踐性教學；專題作業；課程設計

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）29-0081-01

“模擬電子技術”課程是電子信息、電氣工程、通信工程、自動化等專業本科生的一門重要的專業基礎課，也是學生知識體系結構的重要組成部分。該課程通過介紹二極管、三極管、場效應管、運算放大器等常用半導體器件的一般物理機制和外特性，研究由這些電子器件構成的各種模擬電路的基本原理和分析與設計方法。學好該課程對熟悉和掌握電路與系統、通信系統、信號處理方面的基本概念和技術，以及學好信號與系統、自動控制原理、高頻電路、電力電子技術等后續課程有著十分重要的作用。

但是，這門課程知識點多，理論部分抽象，尤對學生來說這是第一門接觸工程實際的課程，其工程思維方法難以被學生們適應和掌握，因此學生們普遍感覺這門課學習難度大，甚至被很多學生稱為“魔電”。

傳統的模電課程講授是以書本理論知識講授為主并進行習題訓練的教學模式，學生被動接受教師課堂講授的內容，這在客觀上弱化了該課程的實踐性和趣味性，學生接觸電路符號和數學公式多，接觸實際少。傳統教學方式容易使學生感到課程枯燥乏味，甚至產生厭學情緒。

教師的價值首先在于使學生對學習產生興趣，興趣是最好的老師，沒有興趣就難以將一件事情做好。筆者嘗試將基于專題作業和課程設計的實踐性教學環節引入模電課程的教學中，經過幾年的實踐性教學探索，發現實踐性教學環節可以提高學生學習的興趣，使抽象枯燥的知識更容易被接受，同時也培養了學生的團隊協作精神，收到了良好的教學效果。

一、實踐性教學可以激發學生的學習興趣

西方發達國家從中小學教育開始就注重培養學生們的學習興趣和動手能力。在美國，家庭常備有用做實驗室的房間，父母從小就注重培養孩子的實踐能力和興趣愛好，在這方面有投資預算，給孩子們一個認識自我、發現自己興趣所在的平臺。在英國，課堂的教學內容經常延伸到教室外，比如上植物學課程就帶領學生們去觀察各種植物；上歷史課，就幾個學生組成一個組演繹歷史劇情，每次課的內容是充滿實踐的，學生們也并不感到疲憊，教師在必要的講解后主要是學生在完成實驗或者項目，讓學生用所學知識解決實際問題，在用中學習。這些先進的教學理念值得中國教育工作者們借鑒。

二、基于專題作業和課程設計的實踐性教學

在模電課程中，除了布置與理論教學同步的習題作業外，根據教學進度擬定若干專題作業和課程設計題目，專題作業和課程設計與理論教學同步，并注意這兩方面在教學進度上的配合。本文以2013學年模電課程的實踐教學環節設計為例，介紹該實踐教學方法的基本內容和教學體會。

1.電路仿真專題作業

模電課程的第一次課用1學時左右介紹電子電路仿真軟件的使用。目前很多電路仿真軟件提供了大量虛擬儀器，有一般實驗室配備的電壓表、電流表、萬用表、雙通道示波器、信號源等，此外還提供一些虛擬儀器，如波特儀等，學生在使用該軟件的同時也對電子測量儀器有了全面的了解，擴展了知識面。教師可以現場演示，完成一個簡單電路的原理圖繪制、仿真和結果輸出。模電課程有較多結論可由仿真實驗驗證，如放大電路靜態工作點、輸入電阻、輸出電阻、電壓增益等。在課程前期，講解了二極管應用電路之后，布置一個電路仿真專題作業，將書內的內容用軟件進行驗證。要求學生上交電路原理圖，以及電路仿真輸出和結果分析。經過這個專題作業的訓練，學生們基本掌握了仿真軟件的使用，并可以用于之后的課程學習中。

2.單元電路分析與設計

在期中階段，學生已經掌握了多級放大電路、功率放大電路等理論知識，但書本知識限于篇幅，主要講解直流分析、交流分析及各種參數，以分析為主，這時布置一個單元電路分析與設計的課程設計題目，如設計一個多級電壓放大器，滿足電壓增益、輸入阻抗、最大輸出電壓、截止頻率等指標，要求學生提交設計報告。學生們先進行電腦仿真設計，然后在模電實驗箱上搭建電路，確定無誤后選擇電子元器件和萬用電路板，然后進行調試和修改，撰寫設計報告。這個課程設計可由幾名學生組成小組合作完成，在相互交流中得到知識理解和動手能力的提升。

3.功能電路設計及制作

在模電課程的后半期，布置一個綜合性的功能電路設計與制作題目，包含模電課程的重要知識點（放大器、濾波器、信號發生和處理電路、穩壓電源），給出一些題目供學生選擇，如變調門鈴、直流穩壓電源、函數發生器、數字萬用電表、音樂彩燈控制器，要求學生組成項目團隊，將該設計與制作作為一個項目進行。該項目完成后，安排時間讓各位同學以小組為單位上臺展示自己的設計和實物作品，總結在設計制作過程中遇到的問題以及解決辦法，鼓勵同學對演講的同學進行提問，教師負責掌控課堂秩序和提出問題，把學生解決問題的思路和方法進行歸納總結，把敘述不充分的部分從理論的高度進行闡述完整。在這個課程設計中，學生完成了電路仿真設計、制作、撰寫報告、答辯等一系列內容。

三、需要注意的問題

1.學時安排問題

在總學時不變的情況下，增加實踐性教學內容必然會占用理論教學學時，如果處理不好會顧此失彼。在理論教學中，應以理論夠用為度。對于一門課程，總是可以分出主干部分和細枝末節部分。對主干部分應詳細講解，對枝節部分則引導學生自學，在實踐中鞏固理論，用理論指導實踐，使學生掌握理論知識的同時，提高實踐能力和創新能力。

2.傳統教學手段與多媒體設備的合理運用

對于理論難度大而需要詳細講解的部分，應采用傳統的板書方式，教師和學生一起努力，完成數學公式的推導、難點的理解，使學生聽后印象深刻，思維節奏也容易跟上老師的節奏；而對于難度較小的內容，可以充分利用多媒體課件講授，使用課件可以使講課內容形象生動，并且可以提高授課的效率。傳統教學手段與多媒體課件各有所長，二者合理搭配可以解決教學信息量大、課時有限的矛盾，并可以收到良好的教學效果。

3.專題作業和課程設計的選題

由于教學時間有限，在專題作業和課程設計的選題方面應緊貼理論教學內容，注意控制題目的難度。由于學生處于大二階段，學生的專業知識較少，選題除了要緊密結合理論教學內容外，還要注意趣味性，難度以學生們適當擴展知識就可以實現為度。否則不僅難以調動學生的學習興趣和積極性，反而會起到相反的作用。

四、總結

基于專題作業和課程設計的實踐教學擺脫了傳統的模電課程教學模式，在授課的過程中加入電路仿真軟件、電子測量儀器、電路基本制作工藝等結合實際的講解，擴展了課程內容。

學生們普遍感到實踐性教學方式使同學們對課程產生了興趣，有同學在電子郵件中說：“不再一味地聽課做題，在模電設計和制作中不僅深化了對理論知識的理解，同時切切實實地提高了動手能力”、“提高了學習模擬電路課程的興趣，使我們喜歡上了自己的專業”、“通過三個從易到難的課程設計，很多同學實現了從空白到入門的跨越，發現自己慢慢地喜歡上電子設計了”。在筆者參與編寫的系列教材[4]中，課程設計內容已經成為重要的組成，傳統的聽課做題學習方式將發生根本性的改變。

經過幾年的教學實踐，證明這種教學方式可以提高學生的學習興趣，能培養學生提出問題、分析問題和解決問題的能力，培養學生的動手能力和獨立工作能力，使學生初步具有工程應用的概念，并學會在項目合作的過程中相互交流，體會到團隊合作的重要性，取得了理想的教學效果。

參考文獻：

[1]吳國祥，沈曉燕，章國安.“模擬電子技術”課程的教學改革與初探[J].中國電力教育，2013，（31）：58-59，63.

[2]張濤，陳和平，吳謹.“模擬電子電路”課程的教學改革研究[J].電氣電子教學學報，2010，32（5）：14-15.

[3]曾鶴瓊，胡駿.“模擬電子電路”課程教學改革思考[J].電氣電子教學學報，2010，32（4）：73-74，83.

[4]李寧，郭東亮，黃元福.模擬電路[M].北京：清華大學出版社，

2011.

（責任編輯：王祝萍）