電子技術基礎課程改革的實踐

唐　鶯　翁飛兵　單慶曉

[摘要]《電子技術基礎》是一門重要的技術基礎課程。根據筆者的多年教學實踐，本文就國防科技大學《電子技術基礎》課程內容設置、實驗教學方式改革等實踐過程作了詳細闡述。

[關鍵詞]本科生，電子技術，教學。

[中圖分類號]TN4[文獻標識碼]A[文章編號]1005-4634(2006)02-0152-03

[收稿日期]2005-6-29

[作者簡介]唐鶯(1971-)，女，漢族，湖南祁陽人，博士研究生，講師，主要研究方向為測試計量技術及儀器、電磁檢測；翁飛兵（1962-），男，漢族，湖南汨羅人，碩士，副教授，主要研究方向為測試計量技術及儀器、電力電子技術。

《電工學》是面向非電類本科專業開設的一門技術基礎課程，在專業課中具有承上啟下的作用，其主要目的是為非電專業學生學習后續專業知識和以后從事工程技術工作打好電工、電子技術的理論基礎。國防科技大學開設的《電工技術》課程為50課時（含實驗10學時）；《電子技術》課程為56學時（含實驗10學時）。《電子技術》課程最為突出的特點是理論與實際聯系緊密，是一門工程性很強的技術基礎課，在教學中應理論與實踐并重，堅持理論教學和實踐教學“兩條腿”走路。為此，筆者以著重培養學生的創新意識、創新能力為目標，改革了《電子技術》課程的內容，并加大電工電子實驗中心的資金投入，改善了實驗條件，適當增加了實驗學時，嘗試了新的實驗教學模式，收到了良好效果。

1改革課程內容

近年隨著微電子的飛速發展以及計算機的普及，新型電子產品、器件大量出現，大規模、超大規模集成電路得到廣泛應用，分立電路已逐漸由超大規模集成電路所取代，原有教學大綱以分立元件為基本知識單元，注重半導體器件內部工作原理，對所有電路力求講透徹每一元器件的工作原理，已經不能適應集成電路時代學生學習大量電子新技術、新理論的要求。筆者對《電子技術》教學大綱作了修訂，改革了課程內容。

1.1課時調整

《電子技術》課程分為模擬電子技術和數字電子技術兩部分，原有教學大綱中模擬電子技術講授課時所占比重遠大于數字電子技術部分，主要是關于半導體器件內部結構原理的推導及參數計算占了一大部分課時，現適當弱化這部分內容，增加數字電子技術在該課程中的學時比重，同時為了培養學生的實踐能力和創新意識，在不具備實驗單獨開課的條件下加大實驗學時。新修訂的教學大綱使該課程由56學時增加為60學時，其中模擬電子技術22學時，數字電子技術24學時，實驗學時由10學時增加到14學時。

1.2課程內容設置上的調整

1）模擬電子技術的內容安排應當著重突出基本原理、基本方法，并且以分立元件為基礎、集成電路為主導，將兩者有機結合。對于常用半導體器件重點介紹外部特性曲線和參數，新型的集成電子元器件重點在如何使用。如：半導體二極管的等效近似模型，需要掌握其伏安特性曲線以及不同情況下的等效模型——理想二極管在導通時壓降視為0V，當成一根導線處理；其他一般不考慮二極管的導通內阻時，將導通時的二極管等效為一電壓源，導通壓降視半導體材料不同而不同，鍺材料為0.2V，硅材料為0.7V。這種分析方法將非線性的二極管元件等效為線性模型，大大簡化了電路的分析、計算。半導體三極管的小信號等效模型同樣用到了近似方法。還有分析集成運放在引入負反饋條件下的“虛短”“虛斷”方法的運用等。在此基礎上，課程內容安排上盡量壓縮分立元件電路中過時的內容和分析方法，增加集成電路應用的內容；

2）大幅增加數字電路的內容。淡化數字邏輯部件的內部結構、工作原理，重視其外部邏輯功能分析。如：重點介紹邏輯門（TTL、MOS）、觸發器的原理和外部邏輯功能，組合邏輯電路要突出常用集成組合邏輯部件的外特性，并使學生掌握集成組合邏輯器件電路的分析和設計等等。增加了常用新型器件如：PLD、GAL等的介紹。

2實驗教學改革

實驗教學是培養學生把理論知識應用于實踐中的教學方式。通過這種教學活動使學生具備觀察問題、分析問題、判斷事物、通過現象找本質的能力，以及設計實驗、進行實驗的能力，為此在《電子技術》課程的實驗教學方面做了以下工作。

2.1更新實驗教學內容

在全面審視原有電子技術實驗題目和內容的基礎上，淘汰了現代科研生產中過時的內容、方法和設備。筆者新編寫了實驗教材《電子技術實踐教程》，將實驗內容分為三個部分：一是驗證性基礎實驗，這些實驗部分對實驗原理寫得詳細，給出了實驗目的、實驗電路圖，列出了實驗步驟和數據表格，力求讓學生通過這一階段的實驗活動，得到基礎實驗技能和測試技能的訓練，掌握實驗的一般方法和常用電子元器件參數測試和應用、電子儀器的使用方法、基本電路的構成與調試。如：單管共射放大電路實驗給出了具體電路圖，詳細介紹了電壓放大倍數、輸入電阻、輸出電阻等交流性能指標的測試原理及實現方法；二是設計性實驗。主要體現在數字電子技術實驗中，只提出實驗目的和要求，提供儀器設備和元器件，要求學生自行設計電路圖和實驗方法，從而將以往學生被動接受轉變為培養學生獨立思考、獨立分析和解決問題的能力。比如教師給出大的實驗范圍，由學生在提供的實驗條件下自行設計方案及實現電路，最后要求提交質量較高的實驗報告，包括實驗內容、實驗用元器件、實驗電路圖、數據現象記錄、結果分析及問題的提出和解決放案；三是電子綜合應用實驗。這部分實驗對學生的要求較高，要能綜合應用模擬電路和數字電路，進行系統的綜合設計和實踐，目的是鍛煉學生的綜合運用能力。對可編程邏輯器件與常用EDA軟件的使用，包括GAL器件、ISP器件及Protel99、PSPICE、ispExpertSystem、 PAC.Designer、Electronics Workbench等電子設計自動化軟件的應用作為課程設計以講座形式介紹給學生。

2.2 改革實驗教學形式

一直以來，電子技術實驗教學從屬于理論教學，且側重理論教學、輕視實踐教學。有些學生本身也對實驗持無所謂態度，甚至不去做實驗，編湊實驗報告應付了事。而有些學生又認為既定實驗學時不能滿足其要求。近年來筆者堅持在正式講授課程前讓學生參觀實驗室，使學生們對常用電子儀器、半導體元器件、實驗箱等有直觀認識，并進行演示實驗，以激發其興趣。

針對不同的實驗教學內容，采取不同的實驗指導形式。基礎實驗按一人一組開設，以培養學生的實際操作能力和獨立分析問題、解決問題的能力。設計性實驗2～3人一組，目的是鍛煉學生的團結協作精神。大型綜合應用實驗由學生們自由組合成三人一組，共同討論設計實施方案，分配具體任務等。筆者一直堅持授課教員對部分學生的實驗進行指導，這樣，授課老師對學生的學習情況較為了解，便于對學生有針對性的訓練、培養。

同時為了滿足不同層次學生的要求，筆者對電子技術實驗進行開放式教學。利用“211工程”投資教育工程的契機，更新了電子實驗設備，可同時開設80組實驗；新建了EDA和ISP仿真實驗室，為開放式實驗教學創造了條件。在電子技術課程開始后，根據教學大綱的要求一次將實驗內容和要求布置下去，學生根據每個人具體情況選擇做實驗的時間，電子技術實驗室每天從早上8:00～晚上10:00進行開放。

2.3 改革實驗教學手段

實驗手段在很大程度上決定了實驗效果。除了保留傳統的形式外，嘗試了實物演示、計算機仿真等形式。例如在數字電子技術實驗中采用了ISP在線可編程邏輯器件替代傳統的數字電路進行實驗。推廣應用EDA電子設計自動化，要求學生在設計好實驗后，先在仿真軟件上調試、修改，最后再進行實際驗證，這樣可以一定程度上解決設計性、綜合性實驗開設困難的問題，在學生數量不斷增加的情況下，為開放電子技術實驗室提供了可能。

3改革考核方法

本科生的成績評定是本科生教學實踐活動中重要的一環，直接影響學生的發展和教學效果。傳統的筆試考核方法有著其自身的優勢，比較客觀公正，但是由于題目只能覆蓋部分內容，偶然性較大，不能滿足全面、公正的評價學生的能力。隨著科技的發展，社會對人才的要求不僅僅是書本的知識更是知識的綜合運用及解決實際問題的能力。《電子技術》是一門實踐性非常強的技術基礎課程，對學生的考核要體現學生電子技術的系統設計和應用能力。筆者在評定學生的成績考核時，以筆試和電子技術設計為主，作業及課堂表現為輔，學生的最后成績由四個部分組成：筆試和設計實驗分別占40%、35%，作業占15%，課堂表現10%。筆試和作業反映了學生對理論知識的掌握程度，設計實驗體現的是對知識的實際運用能力。由于學生規模的不斷擴大，任課教員任務繁重，學生的設計性實驗內容、實現方法各不相同，要完全正確評定學生的實際成績有相當大的難度。

4體會

筆者在《電子技術》教學實踐中作了一些嘗試，成效比較明顯。從近些年來國防科技大學開展的電子制作競賽和學生參加全國電子設計競賽情況來看，學生對“電子”的興趣日益增強，動手能力、分析問題、解決問題得到提高。以前學生在實驗中出現問題總是依賴教員的幫助，有些學生做“模擬電子技術實驗”測量小信號放大交流性能指標時用示波器觀察不到放大了的正弦波，面對這種情況往往是束手無策，實際上是根本沒有接入直流工作電源。這兩年在改革實驗教學形式和手段后，這種現象大大減少，學生對實驗裝置出現故障的診斷和排除的能力有所提高。

為了適應電子技術的飛速發展，進一步提高教學水平，筆者仍將探索新的教學方法，不斷改進實驗模式，增加新知識、新技術，促進教學效果更上一層樓。

參考文獻

1田夢君,向平.機電類專業電子技術課程的改革實踐[J].西 北工業大學學報,2003,22(3):87-88.

2 潘矜矜,楊小勁,潘丹青.《電子技術》課程教學與改革[J].桂林航天工業高等專科學校學報,2004,33:70-71.

Reform and Practice of Electronic Technology Fundamentals

Tang Ying Weng Feibing Shan Qingxiao

(School of Mechatronics Engineering and Automation,National University ofDefense Technology,ChangSha,Hunan,410073)

Abstract"Electronic Technology Fundamentals" is a significiant technologic fundamental course.Based on the experience of teaching practice in this course for many years,this paper presents details on content config and reform of experiments teaching.The practice shows good effect of proposed method.

Key wordsbachelor,electronic technique,teaching.