模擬電路實驗教學改革的探索

張科紅

摘要：針對傳統模擬電路實驗教學中的問題，厘清實驗教學思路，從拓展實驗教學內容、改革實驗教學方法、調整考核模式等方面作出探索，這些實驗教學改革舉措的推出，有益于培養學生的實踐能力。

關鍵詞：教學改革；實驗教學；考核模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）34-0146-02

一、引言

模擬電路實驗作為高等理工科院校電類各專業的一門主干技術基礎課程，在整個電類專業的課程體系中起著承前啟后的作用。它既是模擬電子技術理論課程的實踐和應用，又是后續專業課程的鋪墊和橋梁，還是訓練學生基本實驗技能、培養工程意識和創新能力，以及提高學生綜合素質的重要環節。傳統的模擬電路實驗教學，多定位為理論教學服務，實驗課學時數少，多以驗證性為主，這樣導致出現了學生對實驗課重視不夠、興趣不高的情況，對實踐能力培養的要求是不足的[1-3]。本文從厘清實驗教學思路、拓展實驗教學內容、改革實驗教學方法和實驗考核模式等作了探索，取得了很好的效果。

二、厘清實驗教學思路

模擬電路的理論課非常抽象，學生較難理解，很多老師存在有這樣的觀點：“實驗課把理論課上的東西能搞清楚就夠了。”但我們認為實驗教學的目的，不應該只是為理論教學服務，更應該關注學生對電子電路興趣的提升、工程意識和動手能力的培養。當然，實驗課也不是水中樓閣，它也應該與理論知識點緊密結合，幫助學生更好地掌握模擬電路理論知識，強調知識與能力并重，為后續的電路設計打下良好的基礎。為此，我們的觀點是：1）模擬電路實驗需要獨立設課，在條件容許的情況下可以增加學時，甚至更大膽的可以將理論課搬到實驗室上。2）模擬電路實驗課程的內容需要精心設計，教學方法上需要更貼近學生，真正以學生為主體，注重實踐能力的培養。

三、實驗教學內容改革

根據模擬電路的知識體系以及實踐能力培養的需要，我校將實驗教學內容按照“基本器件（含儀器）—單元電路—綜合設計制作”三個階段進行組織。

（一）基本器件類實驗（含儀器使用）

這類實驗包括信號源、示波器、萬用表、交流毫伏表等的使用，二極管、三極管、場效應管等半導體器件輸入輸出特性的測量等，目標在于培養學生的基本實驗技能，掌握基本實驗知識，熟悉常見電子器件特性。

（二）單元電路類實驗

這類實驗主要包括晶體管放大電路、場效應管放大電路、負反饋放大電路、基于集成運放的信號運算電路、比較器電路、有源濾波電路、波形發生電路、功率放大電路、直流穩壓電源等，這部分內容主要涵蓋了模擬電路各經典單元電路。通過實驗形式的改造，采用虛擬仿真與實驗箱操作相結合、驗證學習與設計實驗相結合的模式，增加學生的興趣，幫助學生加深對模擬電路理論知識的掌握，達到提高動手能力的目的。

（三）綜合設計制作類實驗

該類實驗實施開放教學，由教師或者學生提出設計任務，由學生主動去思考、查閱資料，完成實驗電路設計，并完成焊接、調試制作。目前我們開出的綜合設計制作類實驗包括：1）音頻放大器的設計與制作；2）多功能信號發生器的設計與制作；3）心電信號放大器的設計與制作；4）低壓直流電動機的轉速控制、測量與顯示；5）視力保護電路的設計與制作；6）直流可調電源的設計與制作等。

四、實驗教學方法改革

根據實驗教學內容的改革，本著以學生為主體的原則，在實驗教學方法上也做了一些有益的探索，為激發同學興趣起到了很好的作用。

（一）強化研討式教學

實驗教學中以學生為主體，借鑒翻轉課堂教學理念[4]，強化研討式教學。通過提前布置實驗任務，要求學生兩人一組，以小組為單位，查找資料，做好PPT，課堂上開展討論式教學，變傳統的教師一言堂為學生來講，然后展開討論。這種教學方法讓教師從傳統的教授變為引導，學生真正地在課外去認真預習，課堂上更加積極主動，讓學生主動參與到實驗教學過程，分享學習的樂趣及成果，這樣可以激發學生的學習興趣，調動學習的積極性和主動性。

（二）虛實結合[5]

充分利用電路軟件MULTISIM，PSPICE等作為仿真實驗平臺，可以拓展實驗項目，實現實驗的時間、空間自由。學生通過在MULTISIM等軟件平臺上對電路參數進行調試、仿真，然后再開始實際硬件電路的安裝調試，更加心中有數，對電路的原理掌握更加透徹，而且通過軟硬件測試結果的比較，也可以進一步促進對電路的思考。

（三）基于BB平臺的在線學習

模擬電路實驗課程通過網絡信息化平臺Black Board實現了遠程在線教學，在該平臺上傳有課程大綱、教學簡介、仿真軟件等資料，針對每個實驗項目設計了測試題庫，要求同學實驗后及時完成測試，以切實掌握實驗項目涉及的理論知識及實驗技能。網站上還開設有討論區，學生可以就課程的相關問題直接與教師或同學進行互動交流[6]。近年，我校將BB平臺的應用納入了課程考評的環節，模擬電路實驗課程屢次被評為網絡活躍課堂。

（四）基于項目驅動的團隊合作式教學

在綜合設計制作實驗環節，由實驗室指定課外開放時間，開展基于項目驅動的團隊合作式教學。由同學2至3人一組，根據課題任務要求，自行尋找資料，設計電路方案，完成仿真，并在萬能板上完成焊接、調試制作。整個焊接制作調試環節都放在課外，課堂內由教師驗收提問，實現課堂內外的融合。該項目完全由學生課外合作實施，教師僅僅負責必要的答疑指導。

（五）以賽促學

為了更好地激發學生學習電子電路的興趣，我們還在課外推出了大學生虛擬電子設計競賽，以競賽來促進學生對電子電路實驗的學習。實驗競賽項目從早期的課程內部培育活動到規模及影響力的不斷擴大，現在已經通過評審，納入學院級正式競賽。該競賽項目主要是依托MULTISIM平臺進行，題目來源為具有一定展示功能的模擬電路和數字電路，要求同學在規定時間內完成仿真設計并通過網絡提交作品，由教師評委會根據作品的完成度、創新性、文檔的質量等綜合評分。該競賽定位于實驗教學的課外拓展，通過利用軟件平臺可以大大增加學生的參與面，一方面它降低了組織難度，降低了學習電子電路的門檻，增加了一般同學對電子電路的學習信心；另一方面也為后續的國家級、省級電子設計大賽、教師科研團隊提供了苗子。迄今已經是第八屆競賽了，每年報名參與該競賽的學生熱情高漲，實際參賽的數量能占到學習模擬電路實驗同學的2/3，受到了師生們的一致好評。

五、實驗考核模式改革

模擬電路實驗考核模式的改革是以過程評價為導向，取消了早前的試卷考試的模式，改由平時實驗（70%）和綜合設計制作實驗（30%）組成。其中平時實驗成績部分包括預習（10%）、實驗操作（30%）、實驗報告（15%）、BB測試（15%），綜合設計制作實驗部分由成果制作（10%）、PPT答辯（10%）、實驗報告（10%）組成。通過考核方式的變革，引導學生更注重平常的實驗操作和課外開放項目的設計制作，更注重實踐能力的提升，而不僅是實驗報告的紙面成績。

六、總結

在模擬電子技術實驗教學中，通過厘清教學思路、優化實驗教學內容、改革傳統的教學方式及嚴格考評等，不但可以激發學生學習電子電路的興趣，而且可以使學生的實踐能力及創新精神得到極好的培養。值得欣慰的是，近年來，學生在對課程的教學評價中，模擬電路實驗課程名列前茅，在全國以及省級電子設計大賽上也取得了不錯的成績。

參考文獻：

[1]晏湧.模擬電子技術實驗教學改革的探索與實踐[J].實驗技術與管理，2012，（4）：288-290.

[2]趙亞妮，李淑萍，孟江.模擬電子技術實驗教學改革與實踐[J].電腦知識與技術，2015，（26）：140-141.

[3]王春靜.模擬電路實驗教學改革與探索[J].大學教育，2015，（6）：78-79.

[4]張強，張海峰，唐巖，等.電路原理基于SPOC翻轉課堂教學模式的實施[J].實驗技術與管理，2016，（1）：187-190.

[5]盛蘇英.開放式虛實結合實驗教學探索與實踐[J].實驗科學與技術，2014，12（1）：98-101.

[6]孟英新，趙玉英.基于BB平臺的教學資源建設[J].中國教育技術裝備，2011，（9）：84-84.