新工科背景下模擬電子技術實驗教學改革

束文強

（安徽信息工程學院電氣與電子工程學院，安徽 蕪湖 241000）

0 引言

模擬電子技術是電氣類專業一門應用性較強的基礎理論課程，側重于基礎理論講解和電路的分析計算。實踐教學作為理論教學的一個重要延伸，可提高學生的自主學習能力，滿足學生對獲取新知識的需求。為了適應高速發展的科技革命、產業革命[1-3]，確保“中國制造2025”落到實處，教育部提出了“新工科建設”。新工科的建設對人才提出了更高的要求，即需要人才具有跨界融合能力和自主學習能力，同時對模電實驗教學也提出了新的挑戰[4，5]。

1 傳統實踐教學的弊端

作為應用型人才培養的重要途徑，實踐教學的優良決定了新工科人才的培養質量[6]。傳統的實踐教學過程中，教師占據主導地位，教師為了完成教學任務，往往忽略了學生這個主體，學生只是被動的接受者，該模式下學生的自主學習能力和創造力得不到發展[7]。

傳統的模電實驗教學模式是學生對照指導書上的電路圖進行模塊化的連線并測量和記錄相關數據，學生只需按照實驗指導書上的步驟即可完成實驗內容。該模式下學生能掌握示波器、信號發生器、交流毫伏表等儀器的使用方法，但無法體會實踐教學的樂趣，也不能理解虛焊的概念以及焊接過程中的合理放置元器件和布線等問題。當實驗出現異常情況時，也無法快速高效地解決。同時受限于課時，部分學生在課上沒有完成相關實驗，一旦離開實驗室，就無法完成相應的實驗，對學生學習的積極性影響較大。

本文基于傳統模電實驗教學中的共性問題，探索實踐教學，使得學生初步掌握電路分析和設計能力。最后對比兩種教學模式，以安徽信息工程學院電氣與電子工程學院的兩屆學生的成績做對比，結果表明，利用新的教學模式，學生的成績顯著提高，同時學生的動手能力和積極性也得到改善。

2 實踐教學改革措施

2.1 課前預習

學生在課前需先熟悉實驗目的、內容、原理以及相關的原理圖，通過查閱相關資料了解實驗過程中用到的基本儀器使用方法。在實驗報告數據部分增加了仿真測量數據部分，學生在課前需利用Multisim對本次實驗進行仿真，完成相應的仿真數據測量，并同步完成實驗報告當中的實驗目的、實驗內容的部分填寫，僅留實驗數據在實驗課程當中去測試完成。在實驗前認真閱讀實驗指導書，了解當次實驗需要使用的儀器設備，同時注意實驗注意事項，避免出現燙傷或電路短接事項。

2.2 實驗教學

在實驗課程教學環節中，為了使得學生更好地理解實驗內容，授課教師可適當講解電路基本知識，例如電子元器件引腳以及基本功能，如何使用儀器檢查簡單電路的通斷或斷路等。在驗證性實驗電路中，學生通過實驗室提供的設備或元器件搭建好電路圖，檢查無誤后，由授課教師再次確認后，方可進行接電測量數據；綜合性和設計性實驗，學生根據要求，通過計算，然后自行選擇元器件，通過焊接調試后進行相關數據的測量。為了減少出錯提高實驗安全，在焊接之前學生需進行仿真，滿足實驗要求后，才允許學生進行實驗。同時學生可根據仿真結果反饋驗證實驗課上完成的數據的正確性，以及將實驗數據和仿真數據進行對比，分析誤差產生的原因。

實驗課程不同于理論課，理論課教師以講解為主，而實驗課程多以教師引導，學生自主完成為主。教師上課的主要任務是進行適當的理論內容講解，檢查學生電路搭建是否正確以及針對出現的共性問題進行集中講解，同時鼓勵學生利用電子儀器進行自我檢測，查找出電路問題。針對部分接受能力較強的同學，可根據實際情況，在完成基礎實驗的基礎之上適當增加設計性實驗，在加強實踐技能的培訓同時培養學生解決實際問題的能力。

2.3 實驗成績評定

實驗成績的評定主要由四個方面構成：

（1）實驗預習：通過課前發布實驗內容，讓學生了解實驗的目的、任務和實驗步驟，通過課前Multisim仿真以及撰寫實驗預習報告，通過仿真獲得的數據和波形等。

（2）實驗操作：在實驗過程中能否獨立完成電路的連接或設計電路的能力，同時是否具有發現問題解決問題的能力，嚴格遵守規章制度，實驗過程中無重大失誤，實驗完成后需景老師確認后，方可整理實驗設備。

（3）實驗報告：將實驗過程中獲得測量數據與仿真獲得的數據一并填寫到實驗報告中，對數據進行比較，分析誤差產生的原因以及需要改進的地方，同時在實驗報告上增加回答問題。

（4）期末考試：在課程結束后進行實驗考試，通過隨機抽題形式完成實際操作考核，并記錄成績。

3 教學成果

本文對安徽信息工程學院電氣學院2018年和2019年的模電實驗數據進行對比，兩屆學生使用的不同教學模式。該課成績在安徽信息工程學院教務處可查，成績表如表1所示。

表1 模電實驗成績表

由上表對比可知，采用新的教學模式下，能夠有效地提高學生做實驗的積極性，同時各個分數段的成績也得到了相應的提高。

4 結語

采用新的教學模式，不僅能夠提高學生對理論知識的掌握同時可提高學生的實際動手能力和查閱資料解決問題的能力。通過多模式結合的形式，學生自主學習能力得以提高，同時能夠更好地學習理論知識。通過課堂表現和最后結果來看，學生對新的教學模式具有較高的熱情，學習成績也有相應的提高。