模擬電子技術課程教學改革

趙冬梅 宋陽 孔軍輝

摘要：以培養高素質新型軍事人才為目標，從課程背景與概況、內容結構與設計、學情分析與探討、教學策略與評價和課程特色與創新等方面對“模擬電子技術”課程設計的改革進行了探討。

關鍵詞：模擬電子技術;課程設計;教學改革

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）24-0185-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

1 課程背景與概況

1.1 課程定位、作用

模擬電子技術是一門重要的技術基礎課，它是前期多門課程知識的升華，是電路走向應用的入門，是學習信息知識的首要環節，是處理工程技術問題的基石，在課程體系中起著承上啟下的重要作用。

該課程有兩大突出特點——工程性、實踐性很強[1]，工程性是指以現有技術為基礎解決實際問題，是近似的科學，取舍的藝術，實踐性是理論聯系實際。

該課程內容多、知識散，涉及的器件種類多、電路花樣多、概念方法多，這就給教與學帶來了更大的挑戰，教員如何教，學員學什么、如何學、學到什么程度都是課程設計重點考慮的問題。

1.2 教學目標

圍繞人才培養方案，為貼近崗位需求，培養具備“8個能力”的高素質軍事人才，本課程的教學目標為：

1）會看：能識別電路并定性分析原理、功能;

2）會算：能定量估算電路的性能指標;

3）會選：在已知需求的情況下選擇器件和電路;

4）會調：掌握電子電路的測試方法、儀器的使用和故障的排查[2]。

在“四會”的基礎上，還應培養學員的科學思維，提高分析解決問題能力;為適應軍隊信息化建設的需求，增強信息素養，培育信息處理能力;學習電子電路“牽一發而動全身”的特點，樹立學員的系統觀念，塑造全局戰略思維;為滿足未來軍事發展的需要，充分尊重學員的主體地位，培養自主學習能力和創新精神。

2 內容結構與設計

2.1 教學內容

教材采用華中科技大學康華光、張林主編的“十二五”國家級規劃教材，它內容精煉，不斷推陳出新，曾獲國家級優秀教材特等獎[3]。

全書包含十二章，主要分為三大模塊：電子器件、單元電路和功能電路，簡稱“管”“路”“用”。其中，“管”主要介紹集成運放、二極管、FET、BJT等器件的結構、原理、特性和參數;“路”介紹由這些器件組成的基本放大電路，學習電路組成、工作原理、性能指標和分析方法;“用”包括功率放大電路、正弦波振蕩電路等，是對前面所學單元電路的綜合應用，學習電路組成、功能和指標等。“管”立足于“路”，“路”瞄準“用”，三個模塊層層遞進，不斷深入，逐步建立學員的知識體系和工程素養。

2.2 內容改革

為落實軍隊院校改革要求，緩解內容多和學時少的矛盾，首先要優化教學內容。電子學科是突飛猛進發展的學科，這就注定該課程必須“站在基礎，面向未來”，教學小組以優化整個電類基礎課程體系為依據，推動教學內容改革。

1）提煉重點、核心內容

對于電子電路中的重要、核心內容，必須重點學習，“學深”“學透”。

2）次要內容、降低要求

在保證基本理論完整的前提下，精簡器件內部的物理過程，選擇性講述分立元件電路，簡明分析頻率特性，降低難度較大的功能電路的教學要求。

3）緊跟發展，更新內容

隨著新技術的發展，運算放大器和FET比BJT更具優勢，應用更廣泛，為此，大力加強運放和FET的相關內容，削減BJT內容。

4）貼近軍事、增加實例

為貫徹理論聯系實際、貼近軍事的原則，各章節都安排了軍事實例，如PID自動舵中的各種運算電路，陀螺儀溫度測量和報警電路，雷達二極管檢波電路，艦炮瞄準隨動系統中的功率放大電路等。

2.3 重難點

課程的重點是器件的特性，電路的分析方法和功能;

難點是器件的內部結構、電路的工作原理以及學習電子電路的工程性特點。

施教過程中，充分利用多媒體課件、自編習題集、網絡課程、微課、軍事電路素材庫等資源突出教學重點;利用動畫演示、實驗仿真、實物演示等手段，任務驅動、問題牽引、探究發現等方法和哲學辯證思想突破教學難點。

3 學情分析與探討

3.1 授課對象

課程的授課對象是大二學員，通過先修課程的學習，學員具備了一定的數學推導、物理抽象和分析線性電路的能力，但對本門課中的非線性電路還比較陌生，普遍存在畏難心理。

3.2 緊扣教學主要矛盾

教學實施過程中主要存在以下教學矛盾[4]：

1）與先修、后續課程脫節，不能站在課程體系的宏觀角度去學習，“只見樹木不見森林”。

為此，我們將電類基礎課程銜接的知識點進行梳理，構建“一體化”的知識體系;還將后續課程的典型電路拆分，引入教學，使先修、后續課程交叉融合、相互滲透。

2）學員習慣機械記憶，忽略對知識的融會貫通，知識與解決問題脫節，知其然不知其所以然。

為此，設計與教學內容相關的問題，在分析解決問題時，不但學到知識，也利于理解電路精髓，培養邏輯思維和分析解決問題能力。

3）學員習慣了“非此即彼”“非黑即白”，不習慣辯證地看問題，忽略電路的工程應用背景，造成理論學習與工程應用脫節，知識無用武之地。

為此，在教學中融入辯證思想;加入實際軍事電路，增強感性認識，提高實踐應用能力。

4 教學策略與評價

遵循“學為主體，教為主導，啟發式教學”的思想，運用“多媒體+板書+仿真+實驗”“四位一體”模式，“講授法”“類比法”“發現法”等多種教學方法，采用多樣性、結構化、開放型考核方式，形成教、學、做、考規范化教學實施步驟。

4.1 教學模式

EDA技術的日臻成熟， 為理論和實踐的結合搭建了平臺， 為豐富學員的探索和實踐提供了現代化手段。它是理論課的工具，又是硬件實驗的前提， 理論、實踐、EDA的相互融合， 理實一體，虛實結合，利于培養學員“會看、會算、會選、會調”的能力。

4.2 教學資源

為此，教學小組開發了虛擬仿真實驗平臺，設計了上百個虛擬實驗，既包括與課堂授課配套的基礎項目，也包括電子設計大賽等擴展項目，適合不同層次學員使用;界面簡潔易懂，突出實驗過程、現象和結果。仿真成功后，學員可以在面包板上搭建電路、調試故障，實現功能，“學中做、做中學”，充分實現了“理論實踐一體化”。

此外，教學小組建設的網絡課程、微課、精品課例等多次獲獎，動畫視頻、習題集、試題庫等不斷完善，為開展教學打下了堅實的基礎。

在信息化教學的大背景下，引入國內頂級專家的慕課資源，這些資源或經典權威，或緊跟國際電子技術教學的最新發展，能拓展知識面，及時推送給學員，作為教學的有益補充。

教學小組還探索嘗試利用智慧教學工具——雨課堂全面提升課前——課上——課后每個環節的教學體驗，讓課堂互動永不下線。

4.3 教學方法

針對“管”“路”“用”三個模塊的不同特點，采用不同的教學方法。

1）“管”，是電子技術課程的入門，各種器件的結構紛繁雜亂、原理費解難懂，就內容特點來說，講授法無疑能夠更好地讓學員接受和吸收，為了提高學員興趣，輔以實物展示、動畫演示、引導文鋪墊、學習任務單總結等手段。

2）“路”，以“管”為基礎，邁上一個臺階，應注重電路特點，強化分析方法，這部分電路有著明顯的相似可比之處，所以學完共射放大電路，共集、共源和共漏放大電路可采用類比法由此及彼、舉一反三，輔以研討、自學、線上線下融合等方式能達到事半功倍的效果。

3）“用”，是本課程的最高層次，強調電路應用，突出工程實踐，經過“管”“路”的學習，學員具備了分析基本放大電路的能力，卻不習慣從系統角度認識電路，缺乏工程思維，故選用發現法。先分析實際需求背景，用已知的電路不能解決問題，引出新電路，論證新電路的正確性，討論適用條件，繼續探索新需求，改進電路……如此不斷使學員建立系統和工程的觀念，學會定性分析和辯證的思維方法。

4.4 教學評價

圍繞“四會”進行考核，包括形成性考核和終結性考核。形成性考核以實驗、課堂提問研討等為主，側重考查“會選”“會調”的實踐能力;終結性考核為期末考試，增加開放型命題，側重考查“會看”“會算”的分析問題能力。

5 課程特色與創新

號稱“魔鬼電路”的模擬電子技術難在知識新、內容多，為解決教學疑難問題，教學小組進行了如下探索，指導學員“魔鬼”變“魔幻”。

5.1 “貼近裝備”學模電

電子技術知識是學習和使用現代高科技武器裝備的基礎和關鍵，為使學員將來更好地學習使用武器裝備，在教學中引入典型裝備電路實例。

5.2 “辯證思維”學模電

模擬電子技術的內容和方法蘊含著豐富的辯證關系，閃耀著方法論的光輝。教學小組結合課程特點，開展了培養學員辯證思維能力的課堂教學設計，并在教學實際中不斷完善和提高。使學員明白有一利必有一弊，最適用的電路才是最好的電路。

5.3 “理實一體、虛實結合”學模電

結合課程實踐性特點，將理論和實驗結合，軟件和硬件的結合，處理好理論→EDA→實踐三個環節，使學員認識理想電路、仿真電路與實際電路的區別，進一步提高認知水平、科學思維和系統觀念。

參考文獻：

[1] 侯亞玲，劉穎.基于OBE理念的電子電路基礎課程建設[J].電腦知識與技術，2018，14（33）：219-220.

[2] 童詩白，華成英.模擬電子技術基礎（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2015.

[3] 康華光.電子技術基礎（模擬部分）第六版[M].北京：高等教育出版社，2013.

[4] 王雪明，溫建華.電子類專業基礎課教學改革的探索與實踐[J].高等教育研究學報，2013，36（2）：108-110.

【通聯編輯：王力】