模擬電子技術(shù)課程改革

邵丙新+劉銀輝

[摘要]模擬電子技術(shù)是電類專業(yè)學(xué)生一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，隨著科學(xué)的發(fā)展技術(shù)的進(jìn)步和新型電子器件不斷涌現(xiàn)，促進(jìn)了電子技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展。作為電子技術(shù)的主要標(biāo)志的模擬電子技術(shù)課程改革勢(shì)在必行。教學(xué)內(nèi)容需要改革、教學(xué)方法需要完善、教學(xué)模式需要更新。按照電子技術(shù)的特點(diǎn)，模擬電子技術(shù)的課程改革，應(yīng)按照三個(gè)層面進(jìn)行：一是基本理論；二是層次化教學(xué)；三是技能培養(yǎng)。文章介紹模擬電子技術(shù)課程教學(xué)改革的基本內(nèi)容，提出了主線貫穿教學(xué)法、層次教學(xué)法和教學(xué)互動(dòng)。

[關(guān)鍵詞]主線貫穿法；層次教學(xué)法；教學(xué)互動(dòng)

1基本理論教學(xué)

理論教學(xué)是電子技術(shù)課程一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，掌握電子電路基本理論，才能掌握和應(yīng)用電子技術(shù)。模擬電子技術(shù)的特點(diǎn)是器件多、電路雜，理論不系統(tǒng)，分析方法不統(tǒng)一，內(nèi)容顯得凌亂，這給模擬電子技術(shù)教學(xué)帶來(lái)了諸多不便。因此模擬電子教學(xué)應(yīng)在以下幾個(gè)方面有所改進(jìn)：①系統(tǒng)性：即基本原理應(yīng)具有系統(tǒng)性。模擬電子技術(shù)難點(diǎn)在于基本原理凌亂，涉及的內(nèi)容雜，如對(duì)單級(jí)放大電路的分析，包括晶體管放大原理、放大電路的工作過(guò)程、靜態(tài)工作點(diǎn)、各點(diǎn)的波形圖、直流通路、交流通路和小信號(hào)等效電路等內(nèi)容。內(nèi)容雖多，它們有共同的特點(diǎn)：就是靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析及其等效電路。不僅僅單極放大電路要進(jìn)行靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析，集成電路構(gòu)成的各種運(yùn)算電路也涉及靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析的內(nèi)容。比如在單電源供電的情況下，集成運(yùn)算放大器也有設(shè)置工作點(diǎn)的問(wèn)題，不然會(huì)發(fā)生波形失真。因此，可以說(shuō)模擬電子技術(shù)的基本內(nèi)容就是直流分析、交流分析；基本原理就是工作點(diǎn)原理、圖解法原理和等效電路原理；核心內(nèi)容是放大電路，包括單極電壓放大、功率放大和運(yùn)算放大器放大電路。掌握了這些內(nèi)容，就掌握了模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。②內(nèi)容歸納：即找出共性的內(nèi)容。如小信號(hào)等效電路分析法對(duì)BJT、JFET和MOSFET組成的放大電路的分析，其基本原理是相同的，只因使用器件的不同，因而等效電路有所差異，分析方法是相同的。共射極放大電路、共集電極放大電路和共基極放大電路采用的分析方法也是相同的。集成運(yùn)放構(gòu)成的各種運(yùn)算電路的分析方法是相同的，即運(yùn)用虛斷和需短的概念。內(nèi)容相近的電路集中在一起講解，分析方法統(tǒng)一，有利于學(xué)生理解。通過(guò)不同電路的分析，可以看出電路在性能方面的差異，在共性之中找到個(gè)性，這樣可以增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。找到共性，就找到了捷徑，使教材的內(nèi)容更簡(jiǎn)潔，從而減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)。③分清主次：由于模擬電子技術(shù)的內(nèi)容太多，不可能面面俱到。因此，在教學(xué)中分辨教材的核心內(nèi)容和一般內(nèi)容，核心內(nèi)容就是教材的主要內(nèi)容、根本內(nèi)容，就是模擬電子技術(shù)從始至終的、內(nèi)容密切相關(guān)的部分。對(duì)核心內(nèi)容的講解，就是為了讓學(xué)生理解和掌握電子技術(shù)的基本原理、基本內(nèi)容和學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生迅速掌握電子技術(shù)的基本內(nèi)容，即使學(xué)生快速入門。這樣學(xué)生才能對(duì)本門課的學(xué)習(xí)產(chǎn)生信心。在課堂教學(xué)中建議采用以下措施：①主線貫穿法：即將教材內(nèi)容按照原理分別歸類，概括為幾條主線，然后把教材內(nèi)容在主線上串聯(lián)起來(lái)講解。把教學(xué)內(nèi)容按照原理分類，使得教學(xué)有條理，有利于學(xué)生對(duì)基本原理的掌握。比如把模擬電子技術(shù)內(nèi)容劃分為放大電路部分：其中包括單級(jí)放大電路、功率放大電路、集成運(yùn)放構(gòu)成的運(yùn)算電路；信號(hào)發(fā)生和處理電路部分；直流電源部分；負(fù)反饋部分，每個(gè)部分內(nèi)容按照電路原理依次展開(kāi)，使得課程條理清晰、目標(biāo)明確。②中心教學(xué)法：即教師在授課時(shí)，教學(xué)內(nèi)容要重點(diǎn)突出，老師要說(shuō)明這節(jié)課要講什么內(nèi)容或解決什么問(wèn)題，即講課要指出哪里是重點(diǎn)。這種方法能夠提高學(xué)生的注意力。比如說(shuō)圖解法分析單級(jí)放大電路的工作原理，工作點(diǎn)的作用是什么，為什么要設(shè)置工作點(diǎn)，這是圖解分析法的重點(diǎn)，各點(diǎn)波形的產(chǎn)生是動(dòng)態(tài)分析的重點(diǎn)。對(duì)放大器動(dòng)態(tài)指標(biāo)的分析方法是單級(jí)放大器的重點(diǎn)。③教學(xué)互動(dòng)：教師在授課中適當(dāng)提出問(wèn)題請(qǐng)學(xué)生回答，或者學(xué)生提出問(wèn)題，教師回答。比較突出的問(wèn)題進(jìn)行課堂討論，如為什么運(yùn)算放大器的同相輸入端電位和反相輸入端電位相等？有反饋時(shí)相等，無(wú)反饋時(shí)相等嗎？教師要善于在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候提出問(wèn)題，提出問(wèn)題可以提高學(xué)生的注意力，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析判斷，通過(guò)對(duì)問(wèn)題的解答，加深對(duì)課堂內(nèi)容的理解，比如甲類功率放大電路，電源電壓12V，要想使其輸出最大功率，靜態(tài)電壓VCE應(yīng)該為多少。通過(guò)互動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，加深對(duì)理論的理解，提高授課質(zhì)量。④電路仿真教學(xué)。在課堂教學(xué)中，增加電路仿真內(nèi)容，可以提高課堂教學(xué)效果。課堂上適當(dāng)講解電路的仿真分析、仿真電路各點(diǎn)電壓波形以及電路參數(shù)對(duì)波形的影響等內(nèi)容，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)電路的理解。

2層次化教學(xué)

把教學(xué)內(nèi)容分為幾個(gè)層面，如單極放大電路；運(yùn)算放大電路；信號(hào)產(chǎn)生和信號(hào)處理；反饋放大；直流穩(wěn)壓。半導(dǎo)體基礎(chǔ)、二極管、三極管原理、單級(jí)放大器和運(yùn)放構(gòu)成的基本運(yùn)算電路是第一層面；負(fù)反饋放大電路和頻率特性是第二層；信號(hào)和波形產(chǎn)生電路是第三層面的內(nèi)容；直流穩(wěn)壓電源是第四層內(nèi)容。把教材的內(nèi)容分成不同的層面有利于教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容的把握，可以根據(jù)學(xué)生的情況，適當(dāng)增減教學(xué)內(nèi)容。第一層是教材的核心內(nèi)容，是學(xué)生必須理解和掌握的，否則，無(wú)法學(xué)習(xí)電子技術(shù)。第二層是對(duì)第一層的補(bǔ)充，主要介紹反饋對(duì)放大電路性能的影響，可以適當(dāng)講解。第三層是知識(shí)的擴(kuò)展和電子技術(shù)的運(yùn)用，可根據(jù)學(xué)時(shí)和學(xué)生接受能力適當(dāng)刪減。

3技能培養(yǎng)

電子技術(shù)不但是一門理論基礎(chǔ)課，還是一門技術(shù)課，因此，要求學(xué)生在掌握理論的基礎(chǔ)上，還要掌握實(shí)踐技能。技能的培養(yǎng)離不開(kāi)基本原理；同時(shí)技能的提高，能夠加深對(duì)理論的理解。二者密切相關(guān)，缺一不可。技能的培養(yǎng)主要形式是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)不應(yīng)低于理論課學(xué)時(shí)的30%。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目標(biāo)：①掌握儀器的使用；②學(xué)習(xí)測(cè)量方法；③檢驗(yàn)電子電路；④電路創(chuàng)新。在確定實(shí)驗(yàn)題目和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上，應(yīng)按照教材核心內(nèi)容選擇，這樣做有利于理論和實(shí)踐的結(jié)合，加深對(duì)理論的理解。同時(shí)用學(xué)過(guò)的理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，起到互相促進(jìn)的作用，如晶體管共射極放大器實(shí)驗(yàn)、射極輸出器實(shí)驗(yàn)、正弦波發(fā)生器實(shí)驗(yàn)，與教學(xué)內(nèi)容關(guān)系密切，通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱岣邔W(xué)生對(duì)理論課的理解能力，提高動(dòng)手能力和理論指導(dǎo)實(shí)踐的能力。增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，可以促進(jìn)學(xué)生的思維能力、分析能力和設(shè)計(jì)能力的提高，可以促進(jìn)學(xué)生更好地掌握理論知識(shí)，可以提高學(xué)生的實(shí)踐技能。實(shí)踐技能的培養(yǎng)是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終目的。充分重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，采取措施，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要地位。在課程考核中實(shí)驗(yàn)考核應(yīng)占較大的比例。將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)和課堂教學(xué)，可以克服實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要，將實(shí)驗(yàn)任務(wù)布置給學(xué)生，在教師的指導(dǎo)下先進(jìn)行理論設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行仿真，完成仿真設(shè)計(jì)后，按照仿真電路裝配實(shí)際電路進(jìn)行調(diào)試。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)了電子技術(shù)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的方法，為其今后設(shè)計(jì)電子電路奠定良好的基礎(chǔ)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)起到了積極和促進(jìn)作用。

電子技術(shù)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，掌握這門技術(shù)的唯一途徑是實(shí)踐。實(shí)踐有兩個(gè)好處：一是通過(guò)實(shí)踐鞏固所學(xué)的理論，二是通過(guò)實(shí)踐能夠發(fā)展理論。電子技術(shù)是在實(shí)踐中產(chǎn)生的，也只有在實(shí)踐中才能得到發(fā)展。課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)實(shí)踐的一種有效途徑。課程設(shè)計(jì)能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在課程設(shè)過(guò)程中，應(yīng)遵循以學(xué)生設(shè)計(jì)為主，教師指導(dǎo)為輔的原則。課程設(shè)計(jì)的選題既要有實(shí)用性，又要和課程內(nèi)容密切相關(guān)，這樣讓學(xué)生用課堂學(xué)過(guò)的內(nèi)容、學(xué)過(guò)的電路完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。課程設(shè)計(jì)的主要目的就是讓學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，同時(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐能力。課程設(shè)計(jì)題目要選擇和教材內(nèi)容關(guān)系密切的設(shè)計(jì)題目：如功率放大器的設(shè)計(jì)、正弦波發(fā)生器的設(shè)計(jì)、聲光控制照明燈等設(shè)計(jì)題目，引導(dǎo)學(xué)生，運(yùn)用學(xué)過(guò)的原理和設(shè)計(jì)方法，采用自己熟悉的電路形式，完成電路設(shè)計(jì)，并通過(guò)仿真驗(yàn)證，對(duì)電路進(jìn)行補(bǔ)充和修改，使電路更完善，最后進(jìn)行安裝調(diào)試，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。

4結(jié)論

模擬電子技術(shù)一直是教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生普遍感到學(xué)不懂。我們做老師的也經(jīng)常思考如何把這門課程教好，經(jīng)過(guò)幾年的教學(xué)改革與課程建設(shè)，我們?cè)趯W(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)、教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)效果的方面取得了一些成績(jī)，找到了解決問(wèn)題的方法。其核心內(nèi)容是改變教學(xué)觀念，把復(fù)雜的內(nèi)容變成簡(jiǎn)單幾個(gè)環(huán)節(jié)，從而使問(wèn)題簡(jiǎn)單化。老師是教學(xué)的關(guān)鍵因素，通過(guò)改革使老師知道教學(xué)的主要內(nèi)容是什么，教學(xué)重點(diǎn)是什么，哪些是必須教的，哪些是可以省略的，使老師能夠靈活掌握教學(xué)內(nèi)容，這樣教學(xué)才能生動(dòng)靈活。采用新的教學(xué)方法并打破傳統(tǒng)教學(xué)方法，輔助多媒體教學(xué)和仿真等教學(xué)手段增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)模式，加深理課堂內(nèi)容的理解，培養(yǎng)動(dòng)手能力。增加實(shí)踐環(huán)節(jié)，課程設(shè)計(jì)多方面培養(yǎng)學(xué)生綜合能力，使教學(xué)充滿活力，切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量。

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