《模擬電子技術》實驗教學的改革與思考

摘要：《模擬電子技術》實驗是加深、鞏固學生所學理論知識必需的教學手段和途徑。本文探討了《模擬電子技術》實驗的教學改革。

關鍵詞：模擬電子技術；實驗教學；教學方法；教學改革

《模擬電子技術》實驗教學直觀性強，更重要的是它更側重于對思維方式和動手能力的培養。作為理論教學的補充，《模擬電子技術》實驗教學在整個教學環節中具有重要地位。因此，實驗教學改革是實踐教學改革系統中的重要一環。為了培養創新素質、創新意識和創新能力，培養具有扎實的基礎和較強的動手能力的高素質人才，必須對實驗教學進行改革。下面筆者對《模擬電子技術》實驗教學改革談幾點體會。

要善于創設問題，激發學生的興趣

實驗教學中要注意教學方法的選擇。應采取引導式、啟發式教學，而非灌輸式教學，要善于創設問題，重視啟迪學生的思維，調動學生學習的積極性和主動性，開發學生的創造性，培養學生分析、解決問題的能力。

例如，在“單管共射放大電路實驗”中，為了讓學生掌握運用電壓法測量輸入電阻和輸出電阻，筆者先在黑板上出了兩道思考題：

1.放大電路Ⅰ和Ⅱ，其電壓增益|AV|均為100，它們分別同具有相同內阻的電壓源連接后，Uo1=4.85V，Uo2=4.95V，由此可知放大電路______（Ⅰ、Ⅱ）比較好，因為它的______（A 放大倍數大；B 輸入電阻大；C輸出電阻大。設所接負載電阻相同）。

2.放大電路Ⅰ和Ⅱ分別對同一個電壓信號進行放大，當輸出端開路時輸出電壓是5V，都接入2kΩ的負載以后，Uo1下降為2.5V，Uo2下降為4V，這說明放大電路Ⅰ的輸出電阻約為______，放大電路Ⅱ的輸出電阻約為______。（2kΩ，0.5kΩ，10kΩ）

這樣，學生帶著問題去做實驗，既掌握了一種測量方法，又加深了對理論的理解。另外，在實驗過程中學生遇到問題時，不應簡單地告之問題在哪，應如何解決，甚至代其檢查，代其排除故障；而應根據問題所在，因勢利導，讓學生自己發現問題所在及解決方法。例如，在上面提到的“單管共射放大電路實驗”中，有些學生的輸出波形出現了方波，學生百思不得其解后向我討教。此時若直接告之原因，學生就沒有深刻印象；而應該先問他什么是飽和失真和截止失真，若同時出現這兩種失真是什么原因造成的。學生就會逐漸考慮到現象原因，會主動去找問題的根源。這樣，不僅加深了學生對理論知識的理解和記憶，還鍛煉了實驗技能，激發了學習興趣和熱情。

增加綜合設計性實驗

綜合設計型實驗是實驗課中的重點和難點，也是實驗教學改革的核心部分。但綜合設計型實驗和驗證性實驗是密不可分、相輔相成的關系。驗證性實驗著重于基本能力、基本實驗技能的訓練；綜合設計型實驗的目的在于培養學生的綜合實驗能力及創造型思維，二者不能相互替代。所以綜合設計型實驗教學不應效仿驗證性實驗課教學，而應積極引導學生學習新方法、使用新器件、大膽設計、突出新穎，以培養創新能力。

例如，在《模擬電子技術》中，模擬信號的基本運算，包括加、減、乘、除、積分、微分等都是常用的信號處理方式。我們可以通過一個綜合性的設計實驗讓學生熟悉這些基本運算電路的設計方法。相應的實驗任務為，設計兩個電路，分別實現下列運算：（1）u01=4ui1-2ui2；（2）u02=-4ui1dt-2ui2。主要的技術指標為：輸入電阻Ri≥10KΩ；ui1為頻率是500Hz、幅值是±1V的方波；ui2=1V。

在此實驗中，對于（1）式，實際上是對兩個信號實現比例相減運算；對于（2）式，是實現比例積分和比例相減。在實際設計中有些問題必須考慮：其一，選擇電阻阻值時，除了考慮比例系數，還必須考慮輸入電阻的要求，同時為了減小零漂，還必須滿足靜態電阻匹配的要求。其二，在運算放大器的同相輸入端和反相輸入端都有一定的共模信號，為提高電路的共模抑制比，就對電路設計提出了更高的要求。這樣，運用這一綜合性設計實驗，不僅使學生掌握了理論知識，還使他們的動手動腦能力得到了全面的發展。

構建虛實結合的實驗環境

構建模電實驗虛實結合的實驗環境目的在于培養電子、通信等工科類專業學生的電子應用維修與電子設計創造的能力，提高他們的計算機設計應用水平，使傳統的實驗測試數據、數據分析與計算機數據分析有機地結合起來。學生通過實驗環境中虛實結合實驗能力的反復訓練，極大地提高了電子設計創造能力，為畢業設計和就業打下了堅實基礎。另外，學生在計算機上可自由完成課程教學中的各類理論驗證，從而突破了實驗場所的限制。虛擬環境的合理應用，可在滿足實驗要求與提高功能的基礎上降低實驗成本，并具有保存與反復應用的優點。虛擬實驗具有真實實驗無可比擬的元件更換能力，計算機的虛擬元件庫為元件更換的合理性與準確性提供了保障，計算機虛擬元件的更換結果可用理論計算驗證，驗證理論學習的實際效果。

例如，為了進一步理解功率放大電路，多數采用甲乙類推挽功率放大電路，而不采用乙類推挽功率放大電路，我們可采用虛擬實驗的方法觀察這兩種電路的輸出波形。圖1為乙類推挽功率放大電路，其中信號發生器產生的正弦波信號頻率為1kHz、幅值為3V。在示波器上觀察電路的輸出波形如圖2所示。由此可見，乙類推挽功率放大電路產生了交越失真現象。而對于圖3所示的甲乙類推挽功率放大電路，在靜態時由于D1、D2上產生的壓降為電路提供了合適的靜態工作點。因此，甲乙類推挽功率放大電路克服了乙類功率放大電路交越失真的現象，其輸出波形如圖4所示。

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作者簡介：

劉芬（1979—），女，工學碩士，天津工程師范學院電子系講師，研究方向為數字信號處理。