微課資源在模擬電子技術中的應用現狀研究

周麗娟

（江蘇省宿遷經貿高等職業技術學校，江蘇宿遷，223699）

0 引言

《模擬電子技術》是電子信息、自動化、人工智能等專業學生必修的核心基礎課程，是一門研究模擬電信號產生、變化、放大、處理及其應用的科學技術，該課程不僅可以為學生專業課程學習打基礎，更為重要的是能夠將所學知識直接運用到工程實踐中去。微課是一種以微型教學視頻為主要載體，針對某個學科如重點、難點、疑點或教學環節而精心設計和開發的一種短小精悍的、可視化的數字化學習資源。在“互聯網+教育”背景下，微課資源在《模擬電子技術》中的應用，實現課堂講授、研討探究、課后實踐等環節的優化與重構，可以有效解決教學時長不夠、學生理論知識不夠扎實等問題，有利于提高模擬電子技術教學的效率。

1 模擬電子技術微課資源開發

1.1 教學內容

模擬電子技術是電子類專業的核心課程，主要內容涉及放大電路、正弦振蕩電路、整流電路、濾波電路等知識，教學重點是培養學生的實踐技能，因此，在教學中，教師要根據學生就業崗位的需求及學生的理論基礎，注重將理論與實踐緊密結合起來，鍛煉學生解決問題能力和動手實踐能力。

1.2 學情分析

授課對象主要為00后的學生，他們頭腦靈活、動手能力強，且具備較強的信息化素養，具有良好的人機互動能力。

1.3 教學策略

在理實一體化的教學模式下，教師充分利用實訓型、技能型、多媒體教學型等微課資源，采取線上線下混合、理論指導實踐為主線的模式，為學生構建真實的工作場景，讓學生在微課資源輔助下，進行理論知識學習、動手操作和自主探究，以達到預期教學目標。

1.4 微課資源開發

微課資源的設計與制作主要從選題開始，在擬寫教案的基礎上，將教學內容分解為若干為知識點，并聚焦于教學重點，有針對性地制作微課程。比如，在教學“萬用表”相關知識點時，設計以“使用指針式萬用表測量電阻值”為主題的微課程，內容主要包括萬用表測量電阻值的基本步驟、操作方法及注意事項，視頻以教師實驗演示為主，其目的是幫助學生掌握正確、規范的操作步驟，并引導學生進行課程實驗。

2 微課資源在模擬電子技術的應用實踐案例

2.1 案例選擇

“功率放大器”是模擬電子技術課程中的一個典型電路，以功放直接驅動負載，具有較強的應用性、實踐性和工程型，是學生學習模擬電子技術必須掌握的一個核心技術。由于傳統的線性功率放大器效率低、熱損耗嚴重、穩定性能差且電源難以實現較大的容量，因此，在課堂教學中以“線性功率放大器的設計”工程項目為載體，將微課資源融入到項目教學中，構建基于項目引領、多元互動、全程育人為核心的線上線下混合式教學模式，切實提高模擬電子技術的教學效率。

2.2 教學實踐

在項目式教學中，融合多元信息技術，把線上的交互支持和線下的智慧教室有機結合起來，并將微課資源貫穿到整個過程中，做到線上、線下打通。主要分為課前預學、智慧課堂共學和課后延學三個環節。三個階段互相配合，堅持“翻轉為形、研討為神、評教一體”，增強學生課程參與和沉浸體驗，助力學生個性發展。

（1）課前預學（線上）

微課資源：①功率放大器的組成及各部分的作用；②功率放大器的工作原理；③功率放大器的類型、類別和應用；④功率放大器的制作與調試工藝。

微課形式：以圖文結合的方式向學生闡述功率放大器的組成、工作原理及制作工藝。

學生在課前以小組合作的方式，利用微課資源進行課前預學，并通過分享、討論的方式，共同解決預學中遇到的疑難點，此外，教師還通過線上的前測環節，了解每個小組預習情況，從而為項目實施和課堂教學活動開展奠定良好基礎。

（2）智慧課堂共學（線下）

在這一環節中，充分發揮信息技術和微課資源優勢，實施多元化的互動策略，促進項目任務的順利完成。教學過程中，教師作為項目實施的組織者和領導者，引導學生在微課資源的輔助下，對“如何設計線性功率放大器”這個全局問題，組織學生以小組為單位查找資料、設計電路和搭建電路，將高階的難題交由課堂共同學習來完成和突破，充分發揮學生的學習主體性。

微課資源：①功率放大器設計的具體指標要求；②功率放大器電路效率與失真之間的矛盾問題；③電路交越失真的原因及消除方法；④線性功率放大器的工作原理及缺陷。

微課形式：圖文結合的方式。

①情境創設，引出項目

互感器在我們生活中應用非常廣大，每個計量都能看見它的身影，尤其是國家電力計量中發揮著至關重要的作用，精準的互感器，不僅可以減少供用電的糾紛，而且能夠保障電網計量工作的社會公信力。但由于在互感器校驗用電源中，存在電源抗干擾性差、電源調節精度不高、放大器輸出波形諧波含量高、工作量等諸多難題，因此，為了改善電源輸出波形質量，提高電源的工作效率和抗干擾性，有必要對傳統的線性功率放大器進行優化與改進。

如何進行優化與改進呢？學生通過小組討論和師生互動，提出全局性問題和局部問題，其中：全局性問題主要是指根據設計任務和要求需要考慮什么問題？線性功率放大器工作的基本電路如何設計？包括哪些基本單元電路？功率放大電路如何設計？電路如何持續改進可以提高性能指標？局部性問題主要指是如何構建多級功率放大電路？如何消除交越失真？如何解決功率當大電路中效率和失真的矛盾？

②借助微課，開展探究

有了明確的研究目標，學生在微課的輔助下，解決電路設計中的一些關鍵問題，并形成小組研究方案。組一成員提出了一種基于分段顯性化的線性功率放大器，其電路圖如圖1所示。

圖1 電路圖

該電路主要有信號源、功率開關管、直流電源、鉗位二極管等元件組成，信號源為連續模擬信號，各個電源的電壓為：

由于功率放大器是上、下兩個橋臂組成，分別輸出正半波波形和負半波。其主要工作原理是利用多級高效率的射極跟隨器，將原本微弱功率的信號源，在確保其不失真的情況下，放大為可以帶動大功率負載的相同輸出波形。

圖2

經過小組計算，改進后的線性功率放大器功率為表1所示。

表1 改進后的線性功率放大器功率

（3）課后延學（線上/線下）

微課資源：①MATLAB編程操作流程；②實驗平臺的搭建操作步驟。

微課形式：應用現場演示的視頻教學方法，使實驗操作步驟更加直觀。

在課后，為了驗證所設計方案的正確性，組一學生通過觀看反復觀看微課資源，并進行小組討論，搭建了一個八電平的實驗平臺。

圖3

其中功率管型號為IRFP4468PBF，并采用90歐姆電阻和180毫安的電感串聯后，模擬互感器。在實驗過程中，由變壓器和調壓器為放大器提供電源，經過分段線性化高效率線性功率放大器輸出的電流和電壓均具有良好的正弦特性。

圖4

利用MATLAB軟件平臺，對放大器的波形成分和效率進行分析，其分析結果表2所示。

表2 放大器的波形成分和效率分析表

為了深入研究基于分段顯性化的線性功率放大器的變頻特性，學生還進一步對信號源的輸出頻率進行了調整和變動，結果發現，功率放大器輸出的電壓波形仍然具有較好的正弦特性。由小組進行互動討論與交流，歸納總結實驗過程，得出實驗結論，并撰寫實驗報告，上傳到學習平臺，交由教師進行統一評改。

3 結束語

隨著信息技術的飛速發展，課堂教學對信息化的要求越來越高，微課被越來越多地應用到課堂創新教學中。模擬電子技術課程涵蓋知識點多、范圍廣、內容枯燥乏味，應用微課改進教學形式，有利于促進信息技術與教育教學的深度融合，我們教師應緊跟時代步伐，認真學習微課制作技巧，同時要注重培養自身信息化教學思維，在實際教學中靈活運用微課、音視頻等數字化教學資源為課堂教學賦能。