“模擬電子技術(shù)”課程教學(xué)改革的探索

摘要：針對“模擬電子技術(shù)”課程教學(xué)中存在的問題，黑龍江科技大學(xué)采用“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，興趣驅(qū)動，重在能力”的教學(xué)模式，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行了有益的改革嘗試。實(shí)踐證明，這些改革激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，提高了教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：模擬電子技術(shù)；教學(xué)改革；教學(xué)模式

作者簡介：王國新（1980-），男，蒙古族，遼寧建平人，黑龍江科技大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，講師；張桂鳳（1976-），女，內(nèi)蒙古牙克石人，黑龍江科技大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院，講師。（黑龍江 哈爾濱 150022）

基金項(xiàng)目：本文系黑龍江省新世紀(jì)教學(xué)改革項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：JG2012010556）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）28-0084-02

建設(shè)創(chuàng)新型國家需要培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新精神的優(yōu)秀人才，而高等學(xué)校作為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的重要基地，一直在積極探索有益于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的教學(xué)模式。“模擬電子技術(shù)”是工科電氣工程及電子信息類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課程，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。由于該課程概念抽象、原理難懂，電子新技術(shù)又不斷涌現(xiàn)，因此“模擬電子技術(shù)”課程常常被學(xué)生稱為“魔電”。如何讓晦澀難懂的知識變得容易理解，同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，是各高等學(xué)校努力改革的方向。黑龍江科技大學(xué)（以下簡稱“我校”）采用“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體，興趣驅(qū)動，重在能力”的教學(xué)模式，取得了良好的效果。本文將教學(xué)改革中采取的幾點(diǎn)措施和體會進(jìn)行簡要的介紹。

一、“模擬電子技術(shù)”課程現(xiàn)狀

“模擬電子技術(shù)”包括了半導(dǎo)體器件、基本放大電路、功率放大電路、集成運(yùn)算放大電路、信號處理與變換電路、信號產(chǎn)生電路、反饋放大電路、直流電源等知識，內(nèi)容多、難度大并且學(xué)時(shí)少。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教師往往重視知識的理論性，輕視知識的實(shí)踐性；重視語言的邏輯性，輕視語言的趣味性；重視分立元件放大電路的分析，輕視各種模擬集成電路的應(yīng)用。為適應(yīng)當(dāng)前電子技術(shù)發(fā)展的形勢，陳舊的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該進(jìn)行更新，傳統(tǒng)“填鴨式”的教學(xué)方式應(yīng)該改進(jìn)，單一依靠板書或多媒體課件的教學(xué)手段應(yīng)該得以豐富，注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革應(yīng)該進(jìn)一步深化。

二、優(yōu)化“模擬電子技術(shù)”教學(xué)內(nèi)容

高等學(xué)校的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，注意更新與豐富。目前在實(shí)際中應(yīng)用較多的是各種規(guī)模的集成電路，然而在傳統(tǒng)的“模擬電子技術(shù)”課程里，半導(dǎo)體器件內(nèi)部的載流子運(yùn)動，分立元件構(gòu)成的共射、共基、共集放大電路等內(nèi)容均為教學(xué)重點(diǎn)，因此我校對此部分教學(xué)內(nèi)容的學(xué)時(shí)進(jìn)行了壓縮，內(nèi)容精煉，注重實(shí)用。例如略講了三極管內(nèi)部載流子的運(yùn)動過程，而增加了實(shí)際應(yīng)用中三極管類型的判別方法等內(nèi)容，在減少對分立元件構(gòu)成的放大電路內(nèi)容講解的同時(shí)加強(qiáng)了對集成電路外特性及應(yīng)用的介紹。我校新編的教材在注重基礎(chǔ)的同時(shí)，吸收了很多新教材中的新思想、新理論和新技術(shù)，較好地處理了實(shí)用性和先進(jìn)性之間的關(guān)系，可滿足“應(yīng)用型本科學(xué)生”的培養(yǎng)目標(biāo)。該教材已被機(jī)械工業(yè)出版社于2013年出版，并被列入普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材。

三、改革“模擬電子技術(shù)”教學(xué)方法與手段

1.重視語言的藝術(shù)性

蘇霍姆林斯基曾言：“教師的語言素養(yǎng)在極大程度上決定著學(xué)生在課堂上腦力勞動的效率。”在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師往往作為課堂上的主體，用嚴(yán)謹(jǐn)且邏輯性很強(qiáng)的語言將知識傳授給學(xué)生，而學(xué)生只能被動接受，結(jié)果使很多學(xué)生認(rèn)為“模擬電子技術(shù)”課程內(nèi)容枯燥難懂，逐漸失去了學(xué)習(xí)這門課程的興趣。筆者認(rèn)為教師的語言不僅應(yīng)準(zhǔn)確、精練且邏輯性強(qiáng)，還應(yīng)風(fēng)趣幽默，這樣可以縮短師生之間的距離，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。例如在三極管放大電路中既有直流信號又有交流信號，很多同學(xué)對此不理解，教師則可以用“直流搭臺，交流唱戲”八個(gè)字總結(jié)，語言詼諧幽默又起到了畫龍點(diǎn)睛的作用。對于硅二極管兩端加0.5V電壓時(shí)的狀態(tài)則可用“小荷才露尖尖角”這句詩來描述，枯燥的課堂頓時(shí)變成生動的、有吸引力的課堂。此外，教師作為主導(dǎo)，學(xué)生作為課堂上的主體，積極采用啟發(fā)式和討論式教學(xué)模式可以啟迪學(xué)生的智慧、挖掘?qū)W生的創(chuàng)新意識，同時(shí)也對學(xué)生學(xué)習(xí)以后的專業(yè)課程有著潛移默化的影響。

2.豐富多媒體教學(xué)的多樣性

首先，制作高質(zhì)量的幻燈片。多媒體課件作為易于展示圖片和動畫效果的教學(xué)工具，應(yīng)該充分利用它的優(yōu)勢，彌補(bǔ)板書授課方式的不足，提高課堂教學(xué)質(zhì)量。例如，在講解PN結(jié)形成的過程及晶體管內(nèi)部載流子運(yùn)動規(guī)律的內(nèi)容時(shí)，單一用板書授課會讓學(xué)生普遍感覺聽起來很累，不便于學(xué)生理解，并且增加了此部分內(nèi)容的授課時(shí)間。用多媒體動畫的方式讓PN結(jié)及晶體管內(nèi)部載流子真正“運(yùn)動起來”，學(xué)生觀看起來感覺輕松、直觀、生動，提高教學(xué)效果的同時(shí)又節(jié)省了此部分內(nèi)容的授課時(shí)間。

其次，合理利用視頻播放。在課堂上用適當(dāng)?shù)臅r(shí)間播放一些電子新技術(shù)的視頻，可以滿足學(xué)生的好奇心，拓寬學(xué)生的視野，也有益于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。此外，我校將教師做過的一些科研項(xiàng)目以及一些學(xué)生做過的優(yōu)秀作品制作成視頻，在講授到相關(guān)內(nèi)容的時(shí)候進(jìn)行播放，大大提高了學(xué)生動手實(shí)踐的積極性，改變了過去學(xué)生學(xué)完理論知識不知道有什么用以及怎樣用的狀況。

再次，將仿真技術(shù)引入課堂。Multisim仿真軟件具有操作界面簡單，元器件資源豐富，運(yùn)行速度快等優(yōu)點(diǎn)，利用Multisim仿真軟件進(jìn)行課堂教學(xué)是對傳統(tǒng)教學(xué)手段有益的補(bǔ)充。一方面，可以利用軟件提供的各種分析方法增強(qiáng)學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解。例如，用Multisim 仿真軟件演示晶體管放大電路的工作波形與靜態(tài)工作點(diǎn)位置之間的關(guān)系，只需要調(diào)節(jié)相應(yīng)電阻的阻值，便可以實(shí)時(shí)觀察輸出信號波形出現(xiàn)了頂部削平或者底部削平的現(xiàn)象，然后結(jié)合理論對現(xiàn)象進(jìn)行分析，學(xué)生會很容易理解。另一方面，具有豐富資源的實(shí)驗(yàn)環(huán)境是培養(yǎng)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識的重要保障。電子技術(shù)日新月異，然而由于條件限制，各高等學(xué)校的實(shí)驗(yàn)條件卻不可能隨時(shí)更新。充分利用Multisim仿真軟件對單元電路和設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真，打破了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中時(shí)間和空間對學(xué)生的限制，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識的有效途徑。

3.提高實(shí)物展示的實(shí)效性

實(shí)物展示是學(xué)生非常感興趣的一個(gè)環(huán)節(jié)，是對理論知識最好的總結(jié)，也是鼓勵學(xué)生創(chuàng)新的好方法。展示的實(shí)物既可以是元器件，也可以是一個(gè)相對復(fù)雜的系統(tǒng)。例如，在講二極管和三極管內(nèi)容的時(shí)候，可以將各種類型的二極管和三極管進(jìn)行展示，同時(shí)對實(shí)際應(yīng)用中常常遇到的問題進(jìn)行介紹。在講解反饋這部分的時(shí)候，我校將學(xué)生自己制作的一個(gè)溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行了演示，在講直流穩(wěn)壓電源時(shí)展示了由往屆學(xué)生制作的手機(jī)充電器等等。利用適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，選擇適合展示的實(shí)物，有益于學(xué)生對理論知識的理解及實(shí)踐能力的培養(yǎng)，進(jìn)一步提高了教學(xué)質(zhì)量。

四、創(chuàng)新“模擬電子技術(shù)”實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)

模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)是課程體系中不可缺少的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)。我校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)采取開放式教學(xué)，電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室從每天早上八點(diǎn)半到晚上十點(diǎn)開放，學(xué)生可根據(jù)每個(gè)人的具體情況選擇做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。在開放的時(shí)間內(nèi)，學(xué)生既可以選擇實(shí)驗(yàn)計(jì)劃中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，也可以按照個(gè)人的興趣自行選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，經(jīng)教師審核通過后便可實(shí)施，教師可根據(jù)實(shí)驗(yàn)的完成情況及是否有創(chuàng)新進(jìn)行評分。在實(shí)驗(yàn)過程中教師真正起到導(dǎo)向的作用，從而提高了學(xué)生動手實(shí)踐的能力。

模擬電子技術(shù)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)以我校的國家級精品課——電氣工程實(shí)踐基地為依托，進(jìn)一步提高了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。在電子工程實(shí)踐教學(xué)基地，學(xué)生可以利用我校自行開發(fā)的電子工程實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行電子電路的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了學(xué)生調(diào)試電子電路的能力；通過在電子工藝實(shí)踐教學(xué)基地的學(xué)習(xí)，學(xué)生增強(qiáng)了進(jìn)行手工焊接和貼片焊接的能力；在EDA工程實(shí)踐教學(xué)基地的學(xué)習(xí)可以使學(xué)生熟練進(jìn)行電路原理圖的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)印制電路板的版面設(shè)計(jì)；在應(yīng)用電子工程實(shí)踐教學(xué)基地，學(xué)生可以鍛煉對復(fù)雜電子線路系統(tǒng)（如電視機(jī)等）的故障分析的能力；學(xué)生必須在每一個(gè)實(shí)踐教學(xué)基地學(xué)習(xí)并通過考試，這也加強(qiáng)了學(xué)生對實(shí)踐教學(xué)的重視，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和提高綜合能力方面取得了良好效果。

五、結(jié)語

近年來我校對模擬電子技術(shù)課程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)等方面進(jìn)行了有益的改革嘗試，總結(jié)出一整套教學(xué)改革方法與措施。通過教學(xué)改革，學(xué)生在全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽和黑龍江省電子設(shè)計(jì)競賽等比賽中均取得了優(yōu)異的成績，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到顯著提高。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：王意琴）