《模擬電子技術》教學改革探索與實踐

劉平英++徐軍++陳煒峰

摘 要：為了完成教學任務、達到教學目標、促進學生實踐能力的提高，對《模擬電子技術》從理論教學、實踐教學和考核方式三個方面進行改革探索。通過對經典內容的整合，使模擬電子的知識體系更加清晰；通過實踐教學重新理解和審視理論，同一個知識點用不同的方法去驗證、創新和實踐，從而提高學生的思辨能力、分析和解決問題的能力以及動手能力；在考核上加大實驗分數比例，提高了學生的自學能力和學習積極性。實踐表明，通過教改后的模電課程，學生愛學，學了會用。

關鍵詞：模擬電子技術 教學改革 實踐教學

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（c）-0139-02

《模擬電子技術》是電子類、電氣類、控制類、儀器類等專業的重要的專業技術基礎課，該課程概念性、實踐性和工程性強。該課程的教學目標與任務是使學生獲得電子技術和線路方面的基本理論、基本知識和基本技能；掌握半導體器件和典型集成電路的工作原理、特性和參數；掌握放大器、比較器、濾波器、穩壓器等電路的組成原理、性能特點、基本分析方法、工程計算及應用技術；培養分析問題和解決問題的能力，為以后深入學習電子技術某些領域中的內容以及為電子技術在實際中的應用打下基礎。為了完成教學任務達到教學目標，促進學生綜合素質與實踐能力的提高，該文闡述了基于該課程理論教學、實踐教學、考核等三方面的改革探索與實踐。

1 理論教學改革

本次授課選用的教材是高等教育出版社出版的童詩白、華成英主編的《模擬電子技術基礎》（第四版），該教材從1980年第一版面世以來歷經四次再版，教材已更具系統性、啟發性、先進性、實用性和適用性[1]。各章的Multisim應用舉例具有研究性質，全書的舉例基本涵蓋模擬電子電路的基本測試方法和仿真方法。針對教材的參考書出版了很多，該教材的課后習題詳解和教學視頻在網上很容易找得到，即適合作為考研的工具書也可作為工程技術人員的參考書。但在實際教學中，由于受學時的限制，不可能對教材上所有內容逐一講解，所以要從教學內容和教學手段上進行改革。

1.1 在經典教材基礎上整合教學內容

為適應知識更新日趨加快的社會環境，需要培養學生具有較強的創新能力和自學能力。因此，必須對教學內容進行認真篩選，留有讓學生自學和發散思維的空間，從面面俱到向“精選式”轉變[2]，在經典教材基礎上把教學內容整合為四大部分。把教材上常用半導體器件、基本放大電路、多級放大電路整合為放大電路部分，主要講述晶體三極管和場效應管的放大機理、基本放大電路和差分放大電路的基本計算和分析方法。把集成運算放大電路、放大電路中的反饋、信號的運算和處理整合成運算電路部分，要求理解反饋對電路的影響，著重掌握集成運放的電路分析和基本運放電路的應用，尤其是由集成運放構成的有源濾波電路和波形發生電路。第三部分為功率放大電路，掌握基本功率放大電路的形式和參數運算。第四部分為電源電路，重點介紹整流、濾波和穩壓電路的工作原理和在工程設計中的應用。

1.2 制作適合課堂教學的多媒體課件和教案

為了提高教學效率和效果，在發揮傳統教學手段的基礎上，根據整合過的教學內容，制作形象生動、界面清新、操作方便、圖文聲音并茂的適合課堂教學的多媒體課件，利用多媒體課件形象直觀、信息量大的特點，通過設置和制作動畫效果，把抽象的東西具體化，把復雜的問題簡單化，把靜態的問題動態化[3]。尤其是PN結形成、等效電路變換、波形發生電路等的分析，運用動畫可以逐步展現詳細的分析過程，可加強學生的理解和記憶刺激。同時充分發揮網絡優勢，將教案發布到網站上，學生可以自行下載，根據教案內容進行預習和課后復習，提高學生課堂聽課效率和課堂討論等教學活動的參與積極性，充分發揮學生的學習主動性。

2 實踐教學改革

《模擬電子技術》是一門實踐性非常強的學科之一，實踐教學的目的是培養學生的知識應用能力、信息獲取能力、方案選擇能力、動手實踐能力和創新能力，以提高學生的工程設計水平。單純的驗證性實驗很難滿足要求[4]，為了達到實踐教學目的，對現有的實踐教學進行改革，把實踐教學分成基礎實驗、仿真實驗和綜合設計三個環節。

2.1 基礎實驗

基礎實驗是在模電實驗箱上完成，開設的實驗項目為常用電子儀器的使用、單管共射放大電路、場效應管放大電路、差動放大器、集成運放在模擬運算中的應用、集成運放在波形產生方面的應用等[5]。這些實驗操作是在詳細的預習報告指導下，在實驗室進行的整個實驗過程。包括熟悉、檢查及使用實驗器件與常用儀器儀表，連接實驗線路，故障檢查，實際測試與記錄數據及實驗后的整理工作等。這些實驗大多是對電路原理進行驗證，可以加深對電子技術基礎理論的理解，提高對基礎實驗的興趣。

2.2 仿真實驗

仿真實驗采用Multisim11作為實驗教學的輔助教學手段和實驗工具[6-7]，可以解決基礎實驗受時間、地點和設備制約的問題，一臺電腦和一套軟件就可以構成一個虛擬的實驗平臺，學生在虛擬環境下就可以完成元件選擇、電路創建、計算與調整參數以及觀測仿真結果等環節，也可以邊設計邊實驗，修改調試方便[8]。開設的仿真實驗項目有共射極放大電路的仿真分析、差動放大電路的仿真分析、負反饋放大電路的仿真分析、單電源功率放大電路仿真分析、集成運算放大器的線性應用仿真分析等。由于受實踐教學課時的限制，只能在課堂上通過授課、示范與訓練結合的方式完成一二個實驗，其余仿真項目以作業形式課下完成。仿真實驗能幫助學生更好的理解模擬電路工作原理，為電子電路的設計制作打下良好基礎。

2.3 綜合設計

在實踐教學中引入綜合設計環節，旨在培養學生的知識應用能力、方案選擇能力、動手實踐能力和創新能力，以提高學生的工程設計水平[9-10]。作為電類專業的工科生，要求人手一套工具及常用材料，工具有：萬用表、電烙鐵、鑷子、扁口及十字螺絲刀、尖嘴鉗、剪刀和吸錫器等；材料有：焊錫、松香及相關元器件。綜合設計項目有有源音箱的設計與制作、有源濾波器的設計與制作、函數信號發生器的設計與制作、直流穩壓電源的設計與制作等。學生4人一組任選一題，根據設計要求制定設計方案并仿真驗證，最后列出元件清單，從教師處領取主要元件，在宿舍或者開放實驗室進行布局、焊接，完成電路調試。最終要上交設計技術文檔（包括電路原理介紹和仿真情況）和成品以便教師進行成績評判。endprint