應用型高校計算機專業(yè)模擬電子技術的教學思考

張自鋒 葉 松 陳初俠 張世軍 孔 兵

（巢湖學院，安徽 巢湖 238000）

應用型高校計算機專業(yè)模擬電子技術的教學思考

張自鋒 葉 松 陳初俠 張世軍 孔 兵

（巢湖學院，安徽 巢湖 238000）

文章從應用型高校計算機專業(yè)學生的知識結構、接受和理解能力及模擬電子技術課程特點出發(fā)，結合自身的教學研究，提出在模擬電子技術教學中，要重點做好教材的選擇，教學內容的合理安排，教學內容的適度拓展，教學手段的綜合運用。同時結合電子技術的飛速發(fā)展特點，提出改進模擬電子實驗室的重要性和迫切性。

模擬電子技術；教學手段；教學內容

隨著科學技術迅速發(fā)展，電子器件更新?lián)Q代日新月異，一部分人對模擬電路中由分立元件構成的低頻電路學習的必要性提出了疑問。當然上述觀點是不正確的，因為不管電子元器件怎樣更新?lián)Q代，電路的拓撲結構，即電路的設計思想是不會改變的。電子線路基本理論是電子器件及系統(tǒng)設計的根據。在實際的應用中，如對于自動控制系統(tǒng)而言，非電信號與電信號的轉換的問題只有模擬電子技術能夠解決[1]。因此，模擬電子技術不僅需要學習，而且還要學懂、學精，即在學習的過程中要能夠抓住模擬電子技術的精髓。這對于應用型高校計算機專業(yè)的學生來說比較困難。原因有很多，一方面從學生的角度來看，大多數進入應用型高校計算機專業(yè)的學生基本理論知識相對薄弱，容易影響到學習興趣；另一方面，就課程本身而言，概念偏多，理論性較強，基礎知識還牽涉半導體物理及器件等高難度的內容，造成大部分學生學起來覺得很抽象，不易于理解和掌握。對于這些模擬電子技術教學中存在的難點，筆者在學習眾多一線教師多年教學經驗基礎上，結合自身的教學實踐總結及計算機專業(yè)學生的知識結構，從知識授予方，提出計算機專業(yè)學生模擬電子技術授課存在問題的解決方法。

1 從學生基礎和實際應用角度出發(fā)選擇教材

巢湖學院對模擬電子技術的定位是：作為計算機專業(yè)的專業(yè)必修課，從大一上學期開始開課，根據學生的基礎要求模擬電子技術知識偏向原理性、基礎性以及應用范圍。課程內容主要集中于電子器件基礎材料、種類和構成、不同器件的工作原理以及由電子元器件組成的電路的分析與設計。知識的具體給出順序應該從半導體物理和電路最基礎知識出發(fā)，呈現模擬電子系統(tǒng)的基本原理和基本規(guī)律，內容體系要求盡可能全面，并且要求涉及實際的應用方面的介紹，使得學生在學習枯燥的理論知識的同時了解理論在實際應用中是如何指導實踐的。

雖然模擬電子技術是一門較為成熟的學科，相關教材種類有幾十種之多，但內容編排方面對于應用型高校計算機專業(yè)學生來說過于繁難。比如清華大學出版社童詩白編寫的《模擬電子技術基礎》[2]，內容的確很詳實，但是對于應用型高校計算機專業(yè)的同學來說根本無法完成學習，一是沒有足夠的課程安排時間，二是學生的基礎知識比較薄弱，一時很難補缺補差。至于北京大學出版社宋樹祥主編的《模擬電子線路》相對于童詩白和康華光版本來說，內容精簡了不少，但是難度依然較大，無法滿足應用型高校的實際需求。最終考慮各方面的因素，我們選擇了北京大學出版社鄔春明編寫的《模擬與數字電子技術》，該書將模擬電子技術和數字電子技術有機整合在同一本書中，不僅大大縮短了學時，更使得學生可以在一個學期內熟悉基礎模擬和數字技術兩方面的知識，不論從興趣的培養(yǎng)還是從入門傳授來說都是有利的。

2 立足于電子技術前沿，合理安排教學內容進行并進行適度拓展

模擬電子技術是一門既成熟又年輕的科目，其具體內容隨著電子科學技術的發(fā)展會不斷更新，因此，在授課中應當聯(lián)系最新電子技術的現狀和具體應用。然而還得考慮到本校計算機專業(yè)課程設置方面的因素，模擬電子技術和數字電子技術合二為一，不僅需要將主題內容進行概括，還需要確保內容之間的連續(xù)性和邏輯性，與此同時怎樣將模擬電子技術和數字電子技術有效地銜接也是難點所在。雖然該門課程授課時間不短，但是依然缺少較為有效的授課經驗，因此借鑒國內其它應用型大學和著名高校關于“電子技術”類課程內容的設置和教學大綱的的編排就顯得尤為重要。總體而言，模擬電子技術的主體內容可總結為：材料基礎、基本元器件構成和工作原理、基本電路結構和分析，多級放大電路，集成放大電路以及放大電路中的參數分析等。概括地說，主要是研究電信號的產生，放大處理以及有效傳輸，將主要內容優(yōu)化成一條主線：材料—器件—電路—信號處理，并依照這條主線設置授課內容。

講授過程中應該把握各個單元和主線的關系，絕對不能照本宣科，這樣會使得學生對原本非常重要和實用的專業(yè)知識失去興趣。實際授課過程中應根據學生的基礎知識結構，并結合電子技術新的現狀以及學生對授課效果的反饋及時對內容設置進行調整。比如在講解基本半導體器件中，要結合實例展示器件在不同領域的應用，讓學生真正體會到學有所用，從而激發(fā)更濃厚的學習熱情。與此同時還應該介紹技術的進展情況，比如在講MOS器件時，注意聯(lián)系MOS器件的更新?lián)Q代以及性能指標的提升情況。只有結合實際對課程進行適度的拓展，學生才能夠領悟知識的力量和神奇之處。

3 科學運用現代教學手段，合理利用多種教學手段，提高教學質量

模擬電子技術作為專業(yè)基礎課，許多內容特別是半導體材料基礎和電路分析部分涉及的理論知識較多，難度也較大。如果在教學中直接推導繁多的公式，不僅使得課堂氛圍變得枯燥乏味，而且更讓學生對公式背后所包含的物理意義失去了解的熱情，因而，在實際課堂中，應采用合理的教學手段。由于模擬電子技術課程的絕大部分理論與實際應用緊密聯(lián)系，如放大電路靜態(tài)工作點的設置可以和實際的簡單放大電路聯(lián)系起來，讓學生求出一定需求的靜態(tài)工作點，這樣有利于增強學生對復雜理論知識意義的認識。不僅如此，還應注意課堂中PPT與板書的有機結合。比如推導公式時，可以把板書的過程性與PPT的直觀性結合起來對公式的過程和物理意義進行講授，促進學生對公式的理解進而使得學生掌握公式和利用公式。同時，由于電子器件和電路分析包含的信息量大、圖表多，所以PPT中還應該設計相應的動畫、圖片和音效等輔助方法，如在講解PN結擴散電流和漂移電流的運動過程、晶體管電流形成機理、MOS管工作原理等部分時，運用不同表現手段使得學生更容易理解所學的內容。同時，圖片的直觀沖擊性會讓同學看到各種電子器件不是課本中的死知識，而是切切實實存在于他們的實際生活中[3]。上課時多采用互動式和啟發(fā)式教學方法，切忌一言堂，扭轉學生高中所養(yǎng)成的被動學習知識習慣，并且要多提啟發(fā)性問題，鼓勵學生勇于表達自己的觀點，激發(fā)學生學習熱情、活躍課堂氛圍，這樣有利于學生加深對知識的理解。除此之外，還應注意利用實踐教學環(huán)節(jié)，比如授課中給同學展示一些基本的電子器件，利用仿真軟件Multisim演示相應的現象給學生看，這樣不僅可以加深學生對知識的理解，而且對強化學生基本能力可以起到較好的促進作用[4]。

4 根據電子技術的發(fā)展現狀，改進模擬電子實驗室

由于模擬電子學是一門實用性較強的基礎專業(yè)課，因此實驗課對培養(yǎng)專業(yè)人才的重要性就不言而喻。實驗課不僅能增強學生對相關知識的理解，增強學生學習的趣味性和積極性，還能有助于學生動手能力的培養(yǎng)[5]。目前，許多應用型高校和知名高校在實驗室建設專項經費的支持下，教學實驗設備都做了更新?lián)Q代，模擬電路實驗室配置了晶體管參數測試儀、單級晶體管共射放大電路和模擬運算放大電路試驗箱、電壓比較器、555定時器以及波形發(fā)生器等，可以進行較多的相關實驗，增強了學生學習的積極性，促進了學生對知識的理解，增強了學生的動手操作能力。而本校在模擬電子實驗室建設水平方面，與高水平的高校存在一定的差距，可以操作的的實驗有限，為了培養(yǎng)出具有較強競爭力的學生，相關實驗室的改進迫在眉睫。

[1]劉曉亮，馬良花.《模擬電路》教學方法芻議[J].武漢工程職業(yè)技術學院學報，2009，（1）:72-77.

[2]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎:第4版[M].北京:高等教育出版社，2006.

[3]齊春東.培養(yǎng)“模擬電路基礎”學習興趣的教學研究與實踐[J].中國電力教育，2011，（4）:64-65.

[4]王冠華.Multisim10.0電路設計及應用[M].北京:國防工業(yè)出版社，2008.

[5]王志平，張毅，童華，等.軟件工程實驗室建設和實驗教學的探索[J].實驗科學與技術，2007，（6）:50-62.

責任編輯：楊松水

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：1672-2868（2017）03-0141-03

2016-12-02

安徽省教育廳重大項目（項目編號：KJ2016SD4D）；巢湖學院博士科研啟動項目（項目編號:KYQD-201501）

張自鋒（1986-），男，安徽滁州人。巢湖學院機械與電子工程學院，講師，博士。研究方向:半導體材料及器件。