模擬電子技術課程“一體化”教學模式的探索

盧松玉　陸欣云

摘要：模擬電子技術是電類課程體系中一門重要的專業基礎課，其理論抽象，工程實踐性很強，學生學習感到吃力。采用“一體化”教學有助于激發學生的學習興趣，降低學習難度，提高教學效果。

關鍵詞：模擬電子技術；一體化教學；教學案例

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）48-0163-02

一、傳統教學模式的缺陷

傳統的模擬電子技術課程教學模式是以理論教學為主，實踐教學為輔，理論與實踐之間做不到真正地融會貫通，達不到學校開設這門課的基本目標。

二、一體化教學的改革思路

（一）優化教學內容

在教學內容安排上做了一些優化，即把全部教學內容分成五個模塊，且每個模塊至少包含一個實驗。其中，第一模塊內容包括：理論教學的半導體器件及其基本放大電路、反饋放大電路，以雙極結型三極管（BJT）為主要學習內容，場效應管由于沒有配套的實驗，可以簡單介紹；實驗教學安排三個實驗，分別是單管交流放大電路、多級放大電路和負反饋放大電路，這里的單管交流放大電路無疑是本模塊的重點實驗，由于是課程的第一個實驗，涉及到很多儀器的初次使用，學生通常感到上手困難。第二模塊內容包括：理論教學的模擬集成電路和運算放大器，主要介紹差分式放大電路的一般結構和集成運放的電壓傳輸特性及其基本應用；實驗教學安排兩個實驗，分別是差動放大電路和集成運放的基本運算電路。第三模塊內容包括：理論教學的信號處理與信號產生電路，此內容在本課程中一直占有非常重要的位置，是學期末的課程設計必選的課題，因此，相應的實驗就顯得尤其必要了。在實驗教學上特別安排了兩個實驗，分別是電壓比較器和RC文氏電橋振蕩電路。第四模塊內容包括：理論教學的功率放大電路，從小信號變到大信號，分析方法也變了，特別是在要求輸出功率盡可能大（器件工作在接近極限運用狀態下）、提高效率的主要途徑（降低靜態功耗）等知識點方面，學生在上理論課時往往難以理解，如果結合實驗再討論該內容就會變得清晰直觀，這里配套的實驗為集成功率放大電路。第五模塊內容包括：理論教學的直流穩壓電源，講述小功率整流濾波電路和串聯反饋式穩壓電路，并安排一個實驗，即整流—濾波—穩壓電路。需要強調的是，所有模塊的理論和實驗部分均由同一個教師講授，教學順序遵循先理論后實驗的原則，即理論課上完后下一次課立即到實驗室完成相應的實驗。

（二）整合考試形式

為了實現對學生全方位的考核與測試，將模擬電子技術課程原來彼此獨立的理論和實驗考試合二為一，用同一張試卷讓學生在實驗室完成。命題者以課程的五個模塊為單元，配合該模塊的某個實驗，構成一份完整的試卷，這樣可以設計出五份不同的試卷，考試時，由學生臨場隨機抽簽。根據不同實驗的難易程度，命題者可自行確定試卷中理論—實驗的分值占比，如7∶3、6∶4、5∶5等。每一份試卷均設置現場操作分（20分），由監考教師依據考生的實驗操作情況現場打分，而試卷中的理論分析、計算、實驗的測量數據等應在考試結束后統一批改。

三、課堂教學案例

如圖1所示的基極分壓式射極偏置電路是模擬電子技術中最基本的放大電路，電路中有關元件的參數可以參考如下數據：UCC=12V，R1=5.1KΩ，Rp1=680KΩ，Rp2=10KΩ，R3=51KΩ，R4=24KΩ，R5=5.1KΩ，R6=100Ω，R7=1.8KΩ，R8=10KΩ，C1=10μF，C2=10μF，C3=10μF，β=100。

在教室上課時，筆者首先從理論教學的角度介紹了放大電路的分析方法包括兩大步，即靜態分析和動態分析。靜態分析可以通過畫該電路的直流通路，用近似估算得到靜態工作點，本例中，BJT的基極電位范圍為：

上述參數是通過解析計算得到的，也是傳統理論課上教師們重點講授的知識點。理論課的電路分析、計算完成后，下一次課就帶領同學們到實驗室，從實驗課的角度討論如何連接實際的電子電路、如何調整靜態工作點以及如何使用電子儀器測量參數。下面的數據是在實驗室的某個實驗箱上由實際測量得到的。

在示波器上觀察到最大不失真輸出信號后，用萬用表測量實際電路的靜態工作點，見表1。

在靜態工作點完全調整好后，調節函數信號發生器，輸入f=1kHz、Ui=5mV的正弦信號，用晶體管毫伏表測量放大電路空載時（斷開負載R8）和加負載時的輸出電壓Uo的實際值。

放大電路的輸入電阻和輸出電阻是由已知的測量參數經過簡單計算得到的。

由于輸入信號的幅值過大或者靜態工作點設置不合理都會導致輸出信號出現非線性失真，在理論課上講授這個知識點時，同學們總是似懂非懂，因此，在做實驗的過程中，要指導他們適時觀察非線性失真現象，并指導他們應調整哪些元件的參數才能使這些失真分別得到改善。在上完這樣的“理論—實踐”課后，同學們對基極分壓式射極偏置電路的工作原理一定會記憶深刻，對如何在實驗室搭接一個成功的放大電路也會有所體會和認識。

四、結語

實踐證明，采用“一體化”教學，即把傳統的理論課、實驗課進行資源整合，將理論教學與實踐教學有機結合起來，形成“教—學—做”一體化的教學模式，這是一種比較有效的教學方法，它符合工程科學認知的一般規律，容易調動學生的學習積極性和主動性，也為他們應用能力的培養以及后續課程的學習打下了良好的基礎。

參考文獻：

[1]康華光.電子技術基礎（模擬部分）[M].北京：高等教育出版社，2013.