模擬電子技術課程改革

邵丙新+劉銀輝

[摘要]模擬電子技術是電類專業(yè)學生一門重要的技術基礎課，隨著科學的發(fā)展技術的進步和新型電子器件不斷涌現(xiàn)，促進了電子技術的進步和發(fā)展。作為電子技術的主要標志的模擬電子技術課程改革勢在必行。教學內(nèi)容需要改革、教學方法需要完善、教學模式需要更新。按照電子技術的特點，模擬電子技術的課程改革，應按照三個層面進行：一是基本理論；二是層次化教學；三是技能培養(yǎng)。文章介紹模擬電子技術課程教學改革的基本內(nèi)容，提出了主線貫穿教學法、層次教學法和教學互動。

[關鍵詞]主線貫穿法；層次教學法；教學互動

1基本理論教學

理論教學是電子技術課程一個非常重要的環(huán)節(jié)，掌握電子電路基本理論，才能掌握和應用電子技術。模擬電子技術的特點是器件多、電路雜，理論不系統(tǒng)，分析方法不統(tǒng)一，內(nèi)容顯得凌亂，這給模擬電子技術教學帶來了諸多不便。因此模擬電子教學應在以下幾個方面有所改進：①系統(tǒng)性：即基本原理應具有系統(tǒng)性。模擬電子技術難點在于基本原理凌亂，涉及的內(nèi)容雜，如對單級放大電路的分析，包括晶體管放大原理、放大電路的工作過程、靜態(tài)工作點、各點的波形圖、直流通路、交流通路和小信號等效電路等內(nèi)容。內(nèi)容雖多，它們有共同的特點：就是靜態(tài)分析和動態(tài)分析及其等效電路。不僅僅單極放大電路要進行靜態(tài)分析、動態(tài)分析，集成電路構(gòu)成的各種運算電路也涉及靜態(tài)分析和動態(tài)分析的內(nèi)容。比如在單電源供電的情況下，集成運算放大器也有設置工作點的問題，不然會發(fā)生波形失真。因此，可以說模擬電子技術的基本內(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基礎。②內(nèi)容歸納：即找出共性的內(nèi)容。如小信號等效電路分析法對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。集成運放構(gòu)成的各種運算電路的分析方法是相同的，即運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，有利于學生理解。通過不同電路的分析，可以看出電路在性能方面的差異，在共性之中找到個性，這樣可以增強學生的感性認識。找到共性，就找到了捷徑，使教材的內(nèi)容更簡潔，從而減輕學生的負擔。③分清主次：由于模擬電子技術的內(nèi)容太多，不可能面面俱到。因此，在教學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，就是模擬電子技術從始至終的、內(nèi)容密切相關的部分。對核心內(nèi)容的講解，就是為了讓學生理解和掌握電子技術的基本原理、基本內(nèi)容和學習方法，使學生迅速掌握電子技術的基本內(nèi)容，即使學生快速入門。這樣學生才能對本門課的學習產(chǎn)生信心。在課堂教學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)起來講解。把教學內(nèi)容按照原理分類，使得教學有條理，有利于學生對基本原理的掌握。比如把模擬電子技術內(nèi)容劃分為放大電路部分：其中包括單級放大電路、功率放大電路、集成運放構(gòu)成的運算電路；信號發(fā)生和處理電路部分；直流電源部分；負反饋部分，每個部分內(nèi)容按照電路原理依次展開，使得課程條理清晰、目標明確。②中心教學法：即教師在授課時，教學內(nèi)容要重點突出，老師要說明這節(jié)課要講什么內(nèi)容或解決什么問題，即講課要指出哪里是重點。這種方法能夠提高學生的注意力。比如說圖解法分析單級放大電路的工作原理，工作點的作用是什么，為什么要設置工作點，這是圖解分析法的重點，各點波形的產(chǎn)生是動態(tài)分析的重點。對放大器動態(tài)指標的分析方法是單級放大器的重點。③教學互動：教師在授課中適當提出問題請學生回答，或者學生提出問題，教師回答。比較突出的問題進行課堂討論，如為什么運算放大器的同相輸入端電位和反相輸入端電位相等？有反饋時相等，無反饋時相等嗎？教師要善于在適當?shù)臅r候提出問題，提出問題可以提高學生的注意力，引導學生進行分析判斷，通過對問題的解答，加深對課堂內(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應該為多少。通過互動，激發(fā)學生的學習熱情，加深對理論的理解，提高授課質(zhì)量。④電路仿真教學。在課堂教學中，增加電路仿真內(nèi)容，可以提高課堂教學效果。課堂上適當講解電路的仿真分析、仿真電路各點電壓波形以及電路參數(shù)對波形的影響等內(nèi)容，增強學生的感性認識，促進學生對電路的理解。

2層次化教學

把教學內(nèi)容分為幾個層面，如單極放大電路；運算放大電路；信號產(chǎn)生和信號處理；反饋放大；直流穩(wěn)壓。半導體基礎、二極管、三極管原理、單級放大器和運放構(gòu)成的基本運算電路是第一層面；負反饋放大電路和頻率特性是第二層；信號和波形產(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教學內(nèi)容的把握，可以根據(jù)學生的情況，適當增減教學內(nèi)容。第一層是教材的核心內(nèi)容，是學生必須理解和掌握的，否則，無法學習電子技術。第二層是對第一層的補充，主要介紹反饋對放大電路性能的影響，可以適當講解。第三層是知識的擴展和電子技術的運用，可根據(jù)學時和學生接受能力適當刪減。

3技能培養(yǎng)

電子技術不但是一門理論基礎課，還是一門技術課，因此，要求學生在掌握理論的基礎上，還要掌握實踐技能。技能的培養(yǎng)離不開基本原理；同時技能的提高，能夠加深對理論的理解。二者密切相關，缺一不可。技能的培養(yǎng)主要形式是實驗教學，實驗學時不應低于理論課學時的30%。實驗教學的目標：①掌握儀器的使用；②學習測量方法；③檢驗電子電路；④電路創(chuàng)新。在確定實驗題目和實驗內(nèi)容上，應按照教材核心內(nèi)容選擇，這樣做有利于理論和實踐的結(jié)合，加深對理論的理解。同時用學過的理論知識指導實驗，起到互相促進的作用，如晶體管共射極放大器實驗、射極輸出器實驗、正弦波發(fā)生器實驗，與教學內(nèi)容關系密切，通過這些實驗能夠提高學生對理論課的理解能力，提高動手能力和理論指導實踐的能力。增加設計性實驗，可以促進學生的思維能力、分析能力和設計能力的提高，可以促進學生更好地掌握理論知識，可以提高學生的實踐技能。實踐技能的培養(yǎng)是實驗教學的最終目的。充分重視實驗教學的重要性，采取措施，保證實驗教學的重要地位。在課程考核中實驗考核應占較大的比例。將計算機仿真技術引入實驗教學和課堂教學，可以克服實驗儀器、實驗設備的限制。在實驗教學中，可以根據(jù)教學內(nèi)容的需要，將實驗任務布置給學生，在教師的指導下先進行理論設計，然后進行仿真，完成仿真設計后，按照仿真電路裝配實際電路進行調(diào)試。通過仿真實驗，學生學習了電子技術自動化設計的方法，為其今后設計電子電路奠定良好的基礎，對培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)起到了積極和促進作用。

電子技術是一門實踐性很強的學科，掌握這門技術的唯一途徑是實踐。實踐有兩個好處：一是通過實踐鞏固所學的理論，二是通過實踐能夠發(fā)展理論。電子技術是在實踐中產(chǎn)生的，也只有在實踐中才能得到發(fā)展。課程設計是電子技術實踐的一種有效途徑。課程設計能夠激發(fā)學生的學習熱情，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。在課程設過程中，應遵循以學生設計為主，教師指導為輔的原則。課程設計的選題既要有實用性，又要和課程內(nèi)容密切相關，這樣讓學生用課堂學過的內(nèi)容、學過的電路完成課程設計任務。課程設計的主要目的就是讓學生利用所學的知識解決實際問題，同時提高學生的實踐能力。課程設計題目要選擇和教材內(nèi)容關系密切的設計題目：如功率放大器的設計、正弦波發(fā)生器的設計、聲光控制照明燈等設計題目，引導學生，運用學過的原理和設計方法，采用自己熟悉的電路形式，完成電路設計，并通過仿真驗證，對電路進行補充和修改，使電路更完善，最后進行安裝調(diào)試，完成設計任務。

4結(jié)論

模擬電子技術一直是教學的一個難點，學生普遍感到學不懂。我們做老師的也經(jīng)常思考如何把這門課程教好，經(jīng)過幾年的教學改革與課程建設，我們在學生的動手能力、創(chuàng)新意識培養(yǎng)、教學質(zhì)量及教學效果的方面取得了一些成績，找到了解決問題的方法。其核心內(nèi)容是改變教學觀念，把復雜的內(nèi)容變成簡單幾個環(huán)節(jié)，從而使問題簡單化。老師是教學的關鍵因素，通過改革使老師知道教學的主要內(nèi)容是什么，教學重點是什么，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內(nèi)容，這樣教學才能生動靈活。采用新的教學方法并打破傳統(tǒng)教學方法，輔助多媒體教學和仿真等教學手段增強學生的學習興趣，采用理論與實踐相結(jié)合的教學模式，加深理課堂內(nèi)容的理解，培養(yǎng)動手能力。增加實踐環(huán)節(jié)，課程設計多方面培養(yǎng)學生綜合能力，使教學充滿活力，切實提高教學質(zhì)量。

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