模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與研究

褚剛秀 李科

摘要：模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是模電教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。針對(duì)目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比重過大和教學(xué)模式單一等問題，通過增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn);采用線上線下混合式教學(xué)模式，建立線上教學(xué)資源庫、強(qiáng)化預(yù)習(xí)效果、改變課堂教學(xué)模式和考核方式幾方面進(jìn)行改革，并以實(shí)例進(jìn)行了論述。經(jīng)過這些改革措施一定程度上激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn);教學(xué)改革;線上線下;混合教學(xué)

中圖分類號(hào)：TP393? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）26-0206-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

模擬電子技術(shù)是電氣信息類專業(yè)學(xué)生必修的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，其特點(diǎn)是理論和實(shí)踐緊密結(jié)合。本課程不僅需要學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，而且要求學(xué)生具有很強(qiáng)的動(dòng)手能力。模擬電子技術(shù)是后續(xù)課程：數(shù)字電路、高頻電子線路、單片機(jī)原理等學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)[1]。因此模擬電子技術(shù)課程在電子通信類專業(yè)中有著重要的地位[2]。實(shí)踐是理論的升華，通過模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)可以加深學(xué)生對(duì)抽象的理論的理解，而設(shè)計(jì)性、綜合性和擴(kuò)展性的實(shí)驗(yàn)可以提高學(xué)生掌握電路的工作原理與設(shè)計(jì)方法，有利于提高學(xué)生能力、分析問題，解決問題的能力，同時(shí)鍛煉學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力[3]。

1 實(shí)驗(yàn)課程的現(xiàn)狀

目前模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在以下問題，主要表現(xiàn)在：

1）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比重過大

表1是我校目前的模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從實(shí)驗(yàn)內(nèi)容來看，存在如下問題：目前的實(shí)驗(yàn)安排全部是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺少設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)。所有的實(shí)驗(yàn)都是在實(shí)驗(yàn)箱和模塊化的擴(kuò)展板上完成，不需要學(xué)生自己去選擇元器件設(shè)計(jì)電路和連接電路，學(xué)生只需要把輸入信號(hào)和直流電源加到擴(kuò)展板的相應(yīng)的電路連接端就可以了，這樣導(dǎo)致很多學(xué)生對(duì)常用的元器件不太熟悉，不了解二極管，三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、電容、電阻等識(shí)別和檢測(cè)方法，對(duì)簡單的放大電路也不會(huì)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。這樣的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不利于培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，也不利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力[4]。

2）教學(xué)模式單一，學(xué)生預(yù)習(xí)效果差，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想

現(xiàn)在模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式還是采用的傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教學(xué)模式比較單一。實(shí)驗(yàn)課前大部分學(xué)生很少主動(dòng)的去預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，預(yù)習(xí)的同學(xué)也只是大概的了解一下實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃砗蛯?shí)驗(yàn)步驟。由于缺少實(shí)物參考，學(xué)生對(duì)預(yù)習(xí)的積極性不高，預(yù)習(xí)的效率低。對(duì)老師而言，由于預(yù)習(xí)效果不明顯，沒有體現(xiàn)出差異，對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握程度無法判斷，無法有針對(duì)性的調(diào)整實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。上實(shí)驗(yàn)課時(shí)老師在課堂講解實(shí)驗(yàn)的目的、原理和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并演示實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生只需要按照老師的演示步驟調(diào)節(jié)電路的參數(shù)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果不會(huì)分析，在實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題就束手無策，更不用說單獨(dú)的去設(shè)計(jì)和分析一個(gè)電路，學(xué)生處于被動(dòng)狀態(tài)，無法充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，這和我們?nèi)瞬排囵B(yǎng)的目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力尚有明顯的差距。

2 實(shí)驗(yàn)改革措施

為了提高模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果，使學(xué)生從被動(dòng)的接受知識(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的探索性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)模擬電路的學(xué)習(xí)興趣，提高實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力[5]，采用線上線下混合式教學(xué)，建立線上教學(xué)資源庫、強(qiáng)化預(yù)習(xí)效果、改變課堂教學(xué)模式和改變實(shí)驗(yàn)考核方式等進(jìn)行改革。

2.1實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的改革

在保留少部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)。

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)以演示實(shí)驗(yàn)和模擬操作實(shí)驗(yàn)為主，包括常規(guī)儀器儀表的使用及常用元器件的測(cè)試、單管共射級(jí)放大器實(shí)驗(yàn)和差動(dòng)放大器實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)主要是使學(xué)生掌握常用的電子儀器和設(shè)備的使用、常見的元器件的識(shí)別和檢測(cè)方法以及基本電子電路的測(cè)量和調(diào)試方法來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)這門課的興趣、培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力以及提高學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能為主，要求學(xué)生能在指導(dǎo)老師的引導(dǎo)下熟練地使用各種儀器和設(shè)備，掌握模擬電子技術(shù)基本的實(shí)踐技能，了解如何獲得靜態(tài)和動(dòng)態(tài)參數(shù)，加強(qiáng)動(dòng)手能力。為學(xué)生設(shè)計(jì)、調(diào)試電路打下基礎(chǔ)。對(duì)于接受能力強(qiáng)的同學(xué)，在完成要求的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上可以選做單管共射放大電路的設(shè)計(jì)和差分放大電路的設(shè)計(jì)內(nèi)容。

設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)包括負(fù)反饋放大器的設(shè)計(jì)、集成運(yùn)算放大器的設(shè)計(jì)、RC正弦波振蕩器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和低頻放大電路的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如果學(xué)有余力的同學(xué)還可以進(jìn)行擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)如擴(kuò)音器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和溫度監(jiān)測(cè)及控制電路的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等。要求學(xué)生在重復(fù)理解原理的基礎(chǔ)上能夠自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、選擇合適元器件、設(shè)計(jì)電路并仿真、搭建電路，調(diào)試電路和排除故障。設(shè)計(jì)性、綜合性和擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)注重培養(yǎng)學(xué)生查閱和利用文獻(xiàn)和技術(shù)資料能力;合理的選擇電子元器件構(gòu)成電路的能力;獨(dú)立設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試電路的能力;獨(dú)立組織實(shí)驗(yàn)，制定實(shí)驗(yàn)步驟并選擇合適的儀器設(shè)備的能力;獨(dú)立分析電路故障和排除故障的能力來加深對(duì)模擬電路的理解從而激發(fā)學(xué)生的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)造性思維[6]。

2.2 線上線下混合式教學(xué)模式

改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，采用線上線下混合式教學(xué)。混合式教學(xué)是將傳統(tǒng)的線下課堂教學(xué)與線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有機(jī)融合后形成的新的先進(jìn)的教學(xué)模式[7]：學(xué)生首先利用線上資源庫完成自主學(xué)習(xí)和測(cè)試，然后在實(shí)驗(yàn)課上和老師探討并自主完成實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)后鞏固知識(shí)并補(bǔ)充完善教學(xué)資源庫。

1）建立線上教學(xué)資源庫

在超星泛雅上建立實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源庫，包括實(shí)驗(yàn)所用到的儀器設(shè)備的使用介紹、仿真軟件介紹、元器件的識(shí)別檢測(cè);驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的目的、原理、步驟的介紹;設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)提示等。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前在線觀看和學(xué)習(xí)，老師通過超星泛雅上的統(tǒng)計(jì)功能可以看到每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在規(guī)定的時(shí)間沒有完成在線學(xué)習(xí)的同學(xué)，老師可以通過QQ群等交流工具提醒該學(xué)生。在學(xué)習(xí)過程中有問題的同學(xué)，可以在線和老師交流。一些很多同學(xué)普遍存在的的問題，老師可以發(fā)布在超星泛雅的討論平臺(tái)讓大家參與討論。