“模擬電子技術”教學模式改革與探索

劉士興　張章　魯迎春　楊小平

摘要：針對“模擬電子技術”課程學習入門難、課程內容工程性和實踐性較強的特點，總結近年來教學實踐中所積累的經驗。通過優化教學內容，合理安排知識點的教學順序，采用多媒體教學與板書相結合的授課方法，充分利用現代化教輔手段，在如何培養學生的學習興趣、增強學生的自主學習和實踐動手能力等方面，進行了一些有益的改革與探索，并在教學實踐中收到了良好的效果。

關鍵詞：模擬電子技術；教學模式；優化；互動

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）03-0089-02

一、課程的特點

“模擬電子技術”是電子信息類專業的重要學科基礎課程。該課程內容豐富，既有模擬電子技術的理論分析，又強調模擬電路的工程性和實踐性；既要掌握模擬電子電路的基本概念、基本電路及其分析方法，又要求對電路進行定性分析和近似分析，學會辯證、全面地分析問題和解決問題。通過本課程的學習，培養學生繼續深入學習和接受電子技術專業知識的能力，培養學生系統的觀念、工程的觀念、科技進步的觀念和創新意識，學習科學的思維方法。因此，普遍認為該課程“入門難”，在教學過程中各個知識點的銜接以及各個教學環節的配合十分重要。

二、課程結構與基本教學要求

“模擬電子技術”是電子信息類專業及其重要的學科基礎課程之一，“電路分析基礎”是與其直接相關的先修課程，此外還包括“高等教學”和“普通物理學”等相關課程?！皵底蛛娮蛹夹g”、“電子線路課程設計”、“高頻電子電路”、“半導體集成電路基礎”等后續課程與本課程密切相關，傳感器原理、嵌入式系統以及畢業設計等也與本課程的聯系比較緊密。結合電子科學與技術、微電子科學與工程的專業特點，在本課程教學過程中，我們注意本課程與后續課程的內容銜接，盡量避免復雜的公式推導，注重分析問題能力的培養。

1.課程的基本結構。為使學生對電子電路建立起系統的觀念、工程的觀念和創新意識。首先，要培養學生分析問題的能力，使其“會”讀圖，能對電路進行性定性分析，其次，要求能夠進行定量計算。以我院電子科學與技術，微電子科學與工程兩個專業為例，“模擬電子技術”教學計劃共64學時，其中56學時為課堂理論教學，8學時為實驗教學。為進一步培養學生的動手能力，隨后安排2周的電子電路課程設計，作為實踐環節的補充。經過比較甄別，采用文獻[1]作為基礎教材。教材遵循“先器件后電路，先小信號后大信號，先基礎后應用”的規律編排內容，為相關課程的學習打下較好基礎。在應用方面，是圍繞信號的放大、運算、處理、轉換和產生來介紹。

2.本課程的教學內容。在教學內容安排上，除去緒論部分，筆者將課程內容分成4個單元，如表1所示。第一單元講述常用半導體原理，及其與分立元件組成的放大電路的原理；第二、三單元分別為集成運算放大電路的原理及其應用；關于直流穩壓電源的內容為第四單元。其中每個單元安排2學時的實驗課程，分別為三極管放大電路（單級、差分）、運算電路、反饋放大電路和直流電源，考慮與實踐環節“電子線路課程設計”的銜接，僅安排驗證性實驗。

三、教學模式的改革思路

1.優化教學內容。我們以所選用教材為根本，考慮教學學時有限，以及相關知識點的銜接，對教學內容做了一些優化。如表1所示，第一單元內容包括半導體器件及其基本放大電路，以雙極性器件為主，單極性器件的學習做好與后續課程銜接即可。其中多級放大電路部分主要講述差分放大電路；考慮知識點的連貫性，特別是把教材第9章關于功率放大電路的內容作為分立元件放大電路的應用，與多級放大器的輸出級部分一起講授。在此，要特別注意本課程“入門難”在該部分教學內容中充分體現；例如關于PN結單向導電特點，應避免復雜的理論和公式推導，在教學時可先由線性電阻的雙向導電性對比PN結的單向導電性，比較其伏安特性曲線，使其特點一目了然。隨著信息技術的發展，集成放大電路的應用越來越廣泛。學習第二單元集成放大電路的原理及特點，特別要注意與后續課程“半導體集成電路基礎”的銜接，關于集成放大電路的原理此處應重視其外特性，重點分析集成放大電路的頻率響應和放大電路中的反饋。第三單元，集成運算放大電路的應用，包括基于集成運算放大器的信號運算與處理以及波形發生與轉換電路。此處應注意與“高頻電子線路”課程的銜接，波形發生電路重點講述RC正弦波振蕩電路即可，在內容上要避免不必要的重復。第四單元，直流穩壓電源，講述小功率整流濾波電路和串聯反饋式穩壓電路，并安排2學時的實驗。考慮到在本課程的教學過程中，已將關于電子線路讀圖的方法穿插到相關章節；沒有單獨安排第11章“模擬電子電路的讀圖”的教學內容。

2.合理安排相關知識點的教學順序。為培養學生綜合應用所學知識解決問題的能力，要明確“學以致用”的道理；即學習器件原理的目的是為了組成功能電路。遵循這個理念，合理安排相關知識點的教學順序，深刻領會知識點的內涵是教學過程中一個重要環節。首先，針對第一單元知識點的教學順序做了一些調整。在學習三極管基本原理后，接下來便是三極管基本放大電路的學習；其次，考慮為CMOS集成電路的學習打下基礎，關于場效應管原理其基本放大電路的學習雖非重點內容，但卻是必不可少的。另外，關于差分放大電路以及互補輸出電路的學習，需注意與集成運算放大電路的關系。第三單元分析非正弦波發生電路是一個難點，在教學過程中應引導學生應用“電路分析基礎”課程“RC電路三要素法”定理分析非正弦波發生電路工作原理，則問題可迎刃而解?！半娐贩治龌A”課程中所學“電流節點定律”、“電壓回路定律”、“線性電路疊加原理”、“戴維寧定理”和“諾頓定理”等理論是從事模擬電子線路分析的基本定理，必須牢記。

3.完善多媒體教學課件，做好板書與多媒體教學相結合。多媒體教學以信息量大、圖文并茂等優點，在當前電子信息類專業課的教學已普遍采用，很多教材配套多媒體課件，甚至出現在課教學過程中完全丟棄板書的現象。但必須注意多媒體教學節奏快，學生很難有時間做課堂筆記，容易產生“夾生飯”。對此，我們首先完善了與教材配套的多媒體教學課件，根據上文3.1和3.2所述優化教學內容和知識點順序，特別參考相關文獻對一些知識難點分解、細化，經過近3年的不斷完善基本形成具有特色的“模擬電子技術基礎”多媒體課件。同時，對一些比較適合板書講解的知識點，注意做好傳統板書與多媒體相結合；例如二極管整流濾波、放大電路圖解分析法、放大電路交流等效電路、非正弦波發生電路的過程分析等，在講解過程中通過板書一步步地畫出相關波形有利于充分理解其內涵，培養學生的學習興趣、增強學生的自主學習和實踐動手能力。endprint

4.以能力培養為導向，充分調動學習主動性。以能力培養為導向，注重學生的綜合素質與創新能力的提高。探索師生互動的課堂教學模式，提倡和鼓勵學生自主學習，讓學生真正參與教學。以應用為背景，采用提問的方式，激發學生學習興趣，破解本課程“入門難”的問題。在一輪教學過程，按照“回顧要點—提出問題—分析問題—當堂小結”的順序組織授課內容，除了要求完成相應的作業題目，每個知識點均設計1～2題小結性質的問題進行提問，并引導學生當堂解答，或作為課后作業在下次課隨機抽取學生講述該題目的解答，鼓勵學生發表見解，大膽質疑。以此使學生充分參與教學，激發學習興趣，調動其學習積極性。

5.充分利用現代教輔手段。隨著信息技術的發展，現代教輔手段在教學過程中得到廣泛應用。針對模擬電子技術的學習，為培養學生實踐能力，堅持理論仿真與實踐相結合。我們選用Multisim電路仿真軟件演示相應功能電路的工作過程，以加深理解。以此對學生選用相關儀器測試電路的方法，以及電路設計和電路故障診斷的能力進行虛擬訓練。當前網絡學習方興未艾，進一步如何充分利用網絡教學平臺，建立教學網站，實現資源共享，進一步可開設基于網絡平臺的討論，以此作為課堂教學的有益補充。

在“模擬電子技術基礎”課程的教學實踐中，通過引入多種功能電子電路的進行原理分析，組織學生進行擴展練習，激發了學生的學習興趣；在深入理解基本理論的基礎上培養學生分析問題和解決問題的能力，為電子技術在專業中的應用打好基礎。我們以制定2013版教學計劃為契機，通過一系列教學改革手段的實施，取得良好教學效果。以電子科學與技術專業2012級為例，教學評價得分分別為93.26；集成電路設計和系統集成該專業2013級教學評價得分為93.13。

參考文獻：

[1]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎[M].第四版.北京：高等教育出版社，2006.

[2]華成英.模擬電子技術基礎（第4版）習題解答[M].北京：高等教育出版社，2007-03.

[3]康華光.電子技術基礎·模擬部分[M].第5版.北京：高等教育出版社，2006.

[4]李月喬，宗偉.“模擬電子技術基礎”教學方法的思考與體會[J].電氣電子教學學報，2006，（01）.

[5]周曉華，王應吉.“模擬電子技術”課程教案設計的探索[J].電氣電子教學學報，2011，（05）.

[6]ThomasL.Floyd.電子學——從電路分析到器件應用[M].張寶玲，等，譯.北京：科學出版社，2008.endprint