基于網絡化的模擬電子技術課程開發設計

冷紅英

【摘要】模擬電子技術課程是電氣電子類專業的核心基礎課程。由于其專業特點，涉及大量的物理數學知識，學生普遍感覺學習困難。文章利用計算機仿真軟件和慕課等教學模式在模電課程的教學方法和教學管理方面進行了改革，提升了模電課程的教學效果。

【關鍵詞】模擬電子技術課程；教學改革；慕課；高等教育教學

一、引言

在科技高速發展的時代，利用計算機技術和網絡資源進行教學改革在全世界都是熱點話題，因此慕課應運而生，影響了全球高等教育的發展軌跡。慕課被許多教育學家認為是未來教育的雛形。如此高的評價使慕課在我國得到了充分的重視。本文圍繞慕課這一新型教育模式和計算機仿真技術等對我國模擬電子技術課程的教學展開探討，對課程內容、教學方式、教學考核等方面進行改革。

二、模擬電子技術課程中存在的問題

模電課程由于涉及的其他專業知識較多，特別是物理、數學方面的知識，學生學習起來比較困難，比如頻率響應需要用到傅立葉變換方面的知識，自激振蕩的深入理解需要用到計算電磁學方面的知識，這些知識本來就是其他課程的難點內容，更何況需要靈活運用到模電課程中。這就對學生在這些知識領域的基本功提出了較高的要求，而許多學生達不到這樣的要求，導致學生學習興趣不高，課程教學效果很差。

三、基于網絡的模電課程教學改革方向

模電課程教學中存在的問題，需要有針對性地加以解決。結合目前國內推廣慕課教學模式的背景，采取以下改革措施：在課堂上采用多媒體教學的方式結合計算機仿真軟件進行教學，提升學生的興趣，讓學生能從多個角度掌握理論知識；課下采用開放實驗室和慕課實踐的方式，學生可以自由使用實驗設備來驗證課堂所學，自主學習其他學科的相關知識，提升對模電課程的認知；教師在班級中舉辦一些小型競賽，并鼓勵學生積極參加校外競賽，培養學生主動學習的能力；將期終考核轉變為過程考核，在知識掌握中加入對學生學習主動性和動手能力的考核，全面衡量學生的專業素質提升程度。

（一）多媒體教學和EDA仿真軟件的使用

模電是比較抽象的學科，內容繁雜瑣碎，難以理解。因此在課堂教學中應該引入多媒體教學和EDA軟件仿真等手段，讓學生通過較為形象的方式來了解電路的工作原理和特性。教師利用多媒體把EDA仿真軟件中的模擬器件組成電路，配合虛擬儀器儀表等在教學過程中實時演示，能大大提高教學的生動性。

Multisim是很好的電路仿真軟件，界面友好，使用便捷，仿真功能強大，熟練地使用軟件可以大大提高學生對電路的理解。比如對于放大電路的頻率響應和電阻參數對電路增益的影響，如果只是語言講述的話學生普遍反映理解不夠深刻，聽后就忘。使用Multisim軟件可以搭建出放大電路的模型，利用軟件的參數掃描功能改變電阻的取值，直接在示波器模塊上觀察輸出波形隨阻值變化的規律，利用瞬態分析觀察輸出波形的失真，利用交流分析直接觀看電路的頻率響應曲線，得出電路的上限頻率和下限頻率值。這樣形象化的分析再結合理論講解可以使得學生對電路參數的變化能夠有一個比較深入的了解。事實上，由于模電課程有著模塊化的明顯特點，涉及的電路類型并不是很多，這樣把一個電路完全講透將大大促進學生對課程的掌握。

MATLAB軟件數據處理功能強大，SIMULINK仿真平臺可以很容易地搭建出仿真電路，M文件的編寫也可以很方便地對電路進行電磁學方面的計算。MATLAB軟件的熟練運用也使得學生對于后續課程的算法仿真變得容易。這些軟件的靈活應用能夠給學生直觀的感受，教學效果明顯優于口頭講授，同時也向學生展現了計算機技術在電子電路設計中的重要性。

（二）慕課模式和開放實驗室的應用

慕課和開放實驗室都是一種課外學習方式。慕課課程的內容可以涵蓋本課程中所有涉及的知識點，學生對課堂講解的知識掌握不好或對該知識點的相關背景知識不太熟悉時，就可以去查詢慕課課程，完成在線學習。目前國內許多大學都推出了自己的慕課資源，模擬電子技術課程方面做得比較好的是電子科技大學，使用時需要付費，教師可以向學校申請后使用，內容可以根據本學校的大綱修改。

慕課不但可以上傳大量的教師講課視頻、實驗視頻、技術文檔等供學生學習，還可以通過討論區及時得到學生的反饋。模電課程前后內容聯系緊密，教師可以根據相關知識點設計出大量的問題布置給學生討論。學生對某個知識點感興趣時，可以在開放實驗室中進行實驗驗證，因此學校應該給學生提供一個較好的開放性實驗平臺，這個實驗平臺應當是全天候開放的，具備焊接、制板和調試等功能，擁有恒流源、穩壓電源、示波器、毫伏表等基本儀器儀表，學校還應當安排合適的實驗室人員為學生指導焊接或答疑工作。鑒于此，教師在制作慕課時，應當在相關知識環節加入開放實驗的指導性意見，提出一些適合當前章節的題目，學生自行設計實驗來完成知識點的驗證和鞏固。

（三）提高過程考核在課程考核中的比重

以前的過程考核側重于對學生在課堂考勤和課堂提問中的表現的如實記錄。建立網絡化的教學環境后，教師可以在慕課中布置一些重要概念的辨析題或電路設計題目，要求學生及時完成并提交，教師根據完成時間和質量給分，這樣的考核方式便于在教學進程中隨時了解學生的掌握情況，彌補學生的薄弱環節。同時，教師在考核時還應當考慮到學生參與網絡化學習的主動性，注重學生自主學習過程和運用網絡資源來完成科研的能力。

四、模電課程教學改革效果

綜合采用以上教學改革措施后，從五年的教學成果來看，模擬電子技術課程從單純的課堂講授轉變為教師和學生的互動化教學模式。在課堂上，學生可以觀看到大量的視頻和EDA軟件仿真結果，學生的問題可以通過網絡及時得到教師的答復，也具有了大量的課外實踐機會。學生對本課程的興趣越來越濃厚，參加大學生電子競賽的學生數量明顯上升，學科成績也有明顯的提高，本校期終考評為優的學生數目較上學年相比也上升了近10個百分點。

五、結語

本文主要對模電課程的教學改革情況進行了探討，結合網絡化的現實環境，提出了結合多媒體與仿真軟件的應用，慕課與開放實驗室相結合，競賽模式的應用的教學過程設計，對于提高學生的學習興趣和主觀能動性有極大的幫助。今后將著眼于慕課內容的豐富和仿真軟件的案例完善，繼續探討模電課程教學效果的提高。

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