電子大賽對模擬電子技術課程教學改革的啟示

摘 要：模擬電子技術是一門理論性、應用性和實踐性都很強的課程。傳統的教學模式偏重理論教學，學生綜合運用知識的能力及實際動手能力不強。為適應新時代對創新人才的要求，培養學生的創新能力和實踐能力，使學生能學以致用，將電子大賽優秀設計引入模電課堂教學，讓學生對模電知識的實際應用和模電系統的概念有一個系統性的感性認識。

關鍵詞：電子大賽 模電課程 教學改革

一、全國大學生電子設計大賽的背景

全國大學生電子設計大賽（以下簡稱電子大賽）是教育部和工業信息化部共同主辦的大學生學科競賽之一。目的在于對大學生的創新能力、動手能力、工程實踐能力和團隊協作能力等綜合素質的培養。同時對高校電子類學科的課程體系、實踐教學和教學內容的改革有著積極的推動和引導作用。提高大學生對實際問題進行設計、制作的能力。

二、從電子大賽的視角反映出模電課程教學存在的問題

作為電子大賽的指導教師，從歷年電子大賽的要求和對學生賽前的培訓到比賽過程的情況來看，結合教學過程中的實際情況，深深感受到模擬電子技術基礎課程（以下簡稱模電）在教學中暴露出的問題：^[1]

1.偏重理論教學，理論與實際分離

在傳統的教學內容中，更多注重理論分析和繁瑣的公式推導;注重分立元件的講解而忽略集成芯片的分析和應用。很少介紹元器件的工程應用實例，理論與實際分離。以致學生很難學以致用，很難將所學的理論知識與實踐應用有機結合起來。所以學生都深感這門課程不好學，也對這門課程學來干什么感到困惑。導致學生學習興趣不濃，教學效果不理想。^[2]

2.學生系統概念淡薄，綜合運用知識能力不強

由于學生只有理論基礎知識，對系統概念的實際應用了解甚少，所以學生通常將每一個模塊的知識孤立起來學習，而不能將各個知識模塊（前后所學內容）結合和應用起來，建立一個系統的概念。對一個復雜的電路系統分析，常常不知如何下手，綜合運用知識的能力欠缺。^[3]

3.對新技術、新器件了解甚少

由于模電課程教學的學時限制，很少或幾乎不會介紹電子技術領域的新技術、新器件。導致學生對電子領域的發展和新技術、新器件的應用知之甚少，學生的知識面和視野得不到拓展。

針對模電課程教學存在的這些問題，結合歷年電子大賽的綜合要求，為使學生不僅具有堅實的理論基礎知識，更應具有創新能力、實踐能力和動手能力等綜合素質，對傳統的教學內容和教學方法的改革勢在必行。

三、教學內容和教學方法的改革措施

1.理論教學內容的改革

把理論教學的重點放在基本分析方法和基本設計方法的講解上。通過對一些典型電路的分析，讓學生掌握基本分析方法，能夠應用這些方法去分析其他電路，起到舉一反三的作用，而不是只會分析某一個具體的電路。

2.將電子大賽實例應用于課堂教學

為激發學生學習興趣，使理論知識與實際應用有機結合起來，在課堂教學中，引入歷年電子大賽題目進行分析、講解，讓學生對模電知識的應用有一個真正的感性認識。例如在講解集成運算放大電路（以下簡稱運放）的應用時，以2013年電子大賽D題---射頻寬帶放大電路的優秀設計方案為實例，在課堂上和學生一起，從大賽題目對放大電路的放大倍數、帶寬、噪聲及輸出幅度等設計要求入手，對各項技術指標進行逐一分析、討論，并結合模電所學知識，講解這個優秀設計方案的設計思路和工作原理。首先討論該設計為什么采用運放OP847作為前級？這就要求學生課前查閱OP847、OP657、OP846等集成運放芯片的技術參數，使學生對集成運放芯片的技術參數有了進一步的了解。然后要求學生對各集成運放芯片的技術參數進行比較、分析，為達到題目設計要求，找到最終選擇帶寬增益積高、且噪聲系數小的運放OP847作為前級放大的理論依據。其次分析中間級、輸出級的設計。最后分析、討論電路放大倍數、帶寬等總體技術指標在各級的分配原則，這是設計一個電子系統非常重要和關鍵的一個環節。通過上述分析，使學生不僅有了一個工程系統概念，還對如何在一個電子系統進行各項技術指標的分配有了一個系統的認識。這樣學生就可以真正做到將課堂所學理論知識與實際應用很好地結合起來。學生對此表示出濃厚的興趣，受到學生好評。^[4]

3.加強課程設計實踐

為了提高學生的動手能力，培養學生的創新意識，在具備扎實的理論基礎知識和了解集成運放應用實例的基礎上，引入課程設計實踐環節。要求學生運用集成運放芯片設計一個綜合性、設計性較強的實際應用電路。該電路涉及了模電的大部分知識模塊，包括信號產生電路、運算電路、放大電路和信號處理等教學內容。目的在于讓學生通過課程設計能夠掌握一般電子系統的設計方法和設計步驟，學會應用現代計算機輔助設計技術和借助現代互聯網平臺查閱集成芯片的技術參數以及典型應用。學生通過自己親自動手設計、仿真、安裝和調試的實踐過程，不僅奠定了堅實的理論基礎，還對電路設計和器件的使用有了進一步的了解和認識，提高了學生分析問題、解決問題以及動手的能力，更重要的是培養了學生的創新意識和團隊協作能力。

結語

在模電課程教學中，通過引入電子大賽優秀設計電路實例，建立起一套“理論、應用、實踐”三位一體的創新教學模式，使學生對理論如果指導實踐、實踐又如何驗證理論這種理論與實踐結合的過程有了更深的體會。激發了學生的學習熱情和學習興趣，取得了良好的教學效果。

參考文獻

[1]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.

[2]王蓉蓉.基于電子設計競賽的電子技術課程教學改革探索[J].社會科學家，2012，10：196-197

[3]任蘋，恩莉.通過電子設計競賽培養大學生創新能力[J].沈陽教育學院學報，2008，06（03）：47-49

[4]劉婕.模擬電子技術課程的實踐—集成運放課程設計[J].新教育時代，2019，11（42）：145-146