基于自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備的模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程改革

黃品高 葉 懋

（桂林電子科技大學(xué)，廣西 桂林 541004）

基于自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備的模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程改革

黃品高 葉 懋

（桂林電子科技大學(xué)，廣西 桂林 541004）

隨著課時(shí)數(shù)的變更和學(xué)生人數(shù)的增加，模擬電子電路實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)過程中出現(xiàn)了學(xué)生動(dòng)手能力差別較大、對(duì)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容缺乏總體認(rèn)識(shí)等一些問題，影響了教學(xué)效果。文章通過自制模擬電子電路實(shí)驗(yàn)課程的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，配合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革，在一定程度上增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性，取得了較好的教學(xué)效果。

自制實(shí)驗(yàn)設(shè)備；模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)；課程改革

1 引言

模擬電子技術(shù)課程是電子類專業(yè)一門十分重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程[1-2]。它除了是一門具有較強(qiáng)理論性的課程外，還是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。因此，該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為十分重要的環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方法，開拓學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，提高學(xué)生的綜合運(yùn)用能力等方面具有課堂理論教學(xué)所無法替代的作用。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題

桂林電子科技大學(xué)的模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程隸屬于電子電路實(shí)驗(yàn)中心，采用的是獨(dú)立設(shè)課的形式，即與理論課的學(xué)分分開，成為一門單獨(dú)的課程。該方式在10多年的實(shí)施過程中，極大地推動(dòng)了課程教學(xué)的進(jìn)步，取得了良好的教學(xué)效果。隨著課程學(xué)時(shí)的變動(dòng)以及學(xué)生人數(shù)的增加，一些問題在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中開始顯現(xiàn)出來。我校在該課程上的實(shí)驗(yàn)教學(xué)狀況，主要有以下兩個(gè)方面的問題：

（1）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用獨(dú)立式單模塊實(shí)驗(yàn)，雖然能對(duì)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)課程各環(huán)節(jié)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但很難讓學(xué)生對(duì)該課程有個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

（2）利用導(dǎo)線進(jìn)行插接完成實(shí)驗(yàn)的模式，雖然能加快學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)度，但對(duì)學(xué)生的調(diào)試和測(cè)量能力訓(xùn)練不夠。

（3）學(xué)生動(dòng)手能力相差較大。一部分同學(xué)完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)困難，而另一部分學(xué)有余力，不能做到因材施教。

針對(duì)以上問題，在充分利用國家實(shí)驗(yàn)示范中心的優(yōu)勢(shì)的條件下，中心教師通過自制儀器，對(duì)模擬電子電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)課程改革進(jìn)行了探索。

3 改革措施和解決問題的方法

課程改革一般可以從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段以及教學(xué)模式上進(jìn)行實(shí)施。由于模擬電子電路基礎(chǔ)課程是一門經(jīng)典的課程，在當(dāng)前條件下，教學(xué)內(nèi)容不宜做重大的變更，因此，中心主要通過改變教學(xué)模式、教學(xué)方法和手段為主，適當(dāng)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容的改革途徑。

3.1自制基本儀器設(shè)備，突出教學(xué)內(nèi)容系統(tǒng)性

桂林電子科技大學(xué)當(dāng)下所使用的模擬電子技術(shù)課程教材，絕大部分內(nèi)容是關(guān)于放大器的，內(nèi)容可分為BJT分立元件放大器、CMOS分立元件放大器、集成放大器，而反饋、運(yùn)算電路、甚至包括電源電路，幾乎都離不開放大器。因此，用這些內(nèi)容實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)際的系統(tǒng)，將有助于學(xué)生深入理解各種電路的功能以及應(yīng)用場(chǎng)合。

經(jīng)過仔細(xì)設(shè)計(jì)，中心選用的是一個(gè)完整的音頻功率放大器為原型，通過適當(dāng)改進(jìn)而實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將各種電路做成音頻功率放大器的一部分，加入幾種反饋環(huán)，并增加穩(wěn)壓電源電路，最后構(gòu)成了一個(gè)性能不錯(cuò)的音頻功放。每套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中都有這個(gè)完整的功放模塊，當(dāng)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)是，將自己相應(yīng)的模塊搭接好，然后插入入實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，就可以對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。這樣學(xué)生不僅能完全測(cè)試相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，還可以了解自己所做實(shí)驗(yàn)電路在整個(gè)系統(tǒng)的中作用，并測(cè)試電路對(duì)整個(gè)系統(tǒng)性能的影響，從而加深對(duì)電路系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

3.2制作綜合性實(shí)驗(yàn)電路板，實(shí)現(xiàn)分級(jí)擴(kuò)展教學(xué)

學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和技能參差不齊。學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)和技能的不同，容易導(dǎo)致一部分學(xué)生完成基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都困難，而另一部分學(xué)有余力，希望得到更進(jìn)一步鍛煉。學(xué)生人數(shù)增加，教師、教學(xué)設(shè)備等資源相對(duì)緊張。這些都制約了實(shí)踐教學(xué)效果。

為了解決這個(gè)問題，中心通過設(shè)計(jì)了一系列的實(shí)驗(yàn)電路，并制作了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)電路板來解決以上問題。針對(duì)不同的學(xué)生，實(shí)驗(yàn)課程中給出了萬用板搭接一部分電路、集成功放電路板、分立器件和集成電路混合放大器設(shè)計(jì)電路板、實(shí)用功放電路板以及自主設(shè)計(jì)功放等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。這些內(nèi)容由簡(jiǎn)單到困難，能夠滿足一般學(xué)生、卓越班以及創(chuàng)新基地學(xué)生的學(xué)習(xí)要求。

3.3采用靈活多樣的考核方式

教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)展必然會(huì)導(dǎo)致教學(xué)過程監(jiān)控和考核方式的變化。為了適應(yīng)各類學(xué)生的學(xué)習(xí)，盡可能客觀地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，采用了如下考核方式：

（1）對(duì)于基本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要求在實(shí)驗(yàn)室完成，并采用試卷出題、學(xué)生當(dāng)場(chǎng)操作完成的方式進(jìn)行考核。由于這部分內(nèi)容主要訓(xùn)練學(xué)生的基本動(dòng)手能力、調(diào)試能力以及基本概念，這部分對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行嚴(yán)格把控，以提高教學(xué)效果。

（2）對(duì)于擴(kuò)展內(nèi)容部分，以項(xiàng)目的形式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)收。能夠進(jìn)行擴(kuò)展內(nèi)容的學(xué)生，大部分已經(jīng)具有一定的學(xué)習(xí)興趣，并已經(jīng)掌握了部分學(xué)習(xí)方法，因此需要提供一定的空間，以發(fā)揮其思維能力。實(shí)驗(yàn)電路板和器件在開課后 2周領(lǐng)取，可以在學(xué)生創(chuàng)新基地、實(shí)驗(yàn)室或?qū)嬍易孕型瓿?。完成后，?yàn)收的方式分為以下幾種：

（a）提交設(shè)計(jì)報(bào)告；

（b）現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)單提問；

（c）現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)測(cè)試。

實(shí)際操作過程中，教師采用以上考核方式的一種或者幾種相結(jié)合的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。

3.4注重動(dòng)手能力和設(shè)計(jì)能力訓(xùn)練，改革實(shí)驗(yàn)報(bào)告方式

實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)中重要的一部分，通常每個(gè)實(shí)驗(yàn)都需要遞交規(guī)范的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)有兩個(gè)問題：一是學(xué)生實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)相當(dāng)多，需要花大量時(shí)間進(jìn)行預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫；二是過多的實(shí)驗(yàn)報(bào)告導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量不高，抄教材甚至互相抄襲。為此，對(duì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行如下改革：

（1）對(duì)于基本驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，提供統(tǒng)一電子模板，學(xué)生只需記錄和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；

（2）對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)和擴(kuò)展內(nèi)容，需要遞交完整的設(shè)計(jì)報(bào)告。

這樣，既可以減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)、讓其能投入更多精力到實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，又兼顧了報(bào)告的完整性。

4 改革效果

為了確保正常教學(xué)過程的進(jìn)行，模擬電子電路基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)首先在 4個(gè)普通課號(hào)、1個(gè)卓越計(jì)劃班課號(hào)（一個(gè)課號(hào)最多20人）中進(jìn)行嘗試性的小范圍試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)人數(shù)97人。課程改革包括了實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ胶筒糠謱?shí)驗(yàn)內(nèi)容的擴(kuò)展等幾方面，通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告統(tǒng)計(jì)、實(shí)驗(yàn)考核結(jié)果分析以及問卷調(diào)查，該課程改革情況如下：

（1）設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量明顯提高。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，設(shè)計(jì)過程、測(cè)試參數(shù)等相比以前更加詳細(xì)、規(guī)范；雷同率顯著減少。

（2）選擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的學(xué)生顯著增加。卓越計(jì)劃班的同學(xué)全部選擇，普通班約有2/3的學(xué)生選做了擴(kuò)展電路板中的1項(xiàng)。

（3）所有學(xué)生都利用了實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間段。在開放時(shí)間段，一部分學(xué)生是完成擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)，一部分是鞏固基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和練習(xí)使用儀器設(shè)備。

（4）問卷調(diào)查學(xué)習(xí)情況如下：對(duì)問卷中的問題“實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力和調(diào)試能力是否得到增強(qiáng)”，78份問卷肯定了學(xué)習(xí)效果；對(duì)于問題“是否了解了各部分電路的功能和應(yīng)用場(chǎng)合”，38份問卷選擇是“比較了解”，27份選擇“了解”。

（5）考試通過率輕微上升?？荚嚥捎玫目荚?平時(shí)成績的方式?？荚囆问绞窃诮虒W(xué)內(nèi)容范圍內(nèi)隨機(jī)抽取出一份操作題，學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)完成題目。最終結(jié)果是 3人未通過，與往年相比，通過率略微上升。

表1　標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)果數(shù)據(jù)

5 結(jié)語

桂林電子科技大學(xué)模擬電子電路實(shí)驗(yàn)課程通過自制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)和綜合性、設(shè)計(jì)性以及自主實(shí)驗(yàn)電路板，配合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容的改革，針對(duì)不同的學(xué)生群體進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)性開課，增加了學(xué)生實(shí)驗(yàn)積極性，在一定程度上提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，取得了較好的教學(xué)效果。

[1] 晏湧.模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理,2012,29(4):288-290.

[2] 程春雨.模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2014,12(6):71-74.

Reform of analog electronic technology experiment course based on self-built experiment equipment

With the decrease of class hours and the increase of students, some problems occur in the teaching of analog electronic technology experiment course, and influence the teaching effect. By self-building Experiment equipment, and changing teaching mode and teaching content, the manipulative ability and learning initiative of students are enhanced,and better teaching effect is achieved.

Self-built experiment equipment; analog electronic technology experiment; course reform

Q813.11

A

1008-1151(2015)10-0114-02

2015-09-13

學(xué)校教改項(xiàng)目（ZJW07231）。

黃品高（1978－），男，湖北天門人，桂林電子科技大學(xué)教學(xué)實(shí)踐部講師，碩士，研究方向?yàn)樾盘?hào)與信息處理。