論模擬電子技術教學中“教、學、做”一體化模式的應用

劉紹麗,黃巧巧,李 敏

（湖北文理學院 理工學院電子科學與信息工程系,湖北 襄陽 441000）

論模擬電子技術教學中“教、學、做”一體化模式的應用

劉紹麗,黃巧巧,李 敏

（湖北文理學院 理工學院電子科學與信息工程系,湖北 襄陽 441000）

模擬電子技術是一門工程實踐性很強的專業(yè)基礎課程，傳統(tǒng)的”學生被動接受”的教學模式已不能適應新時期高校人才培養(yǎng)目標的需求。因此，本文介紹采用“教、學、做”一體化模式，在教學各個環(huán)節(jié)中，使授課從“知識傳遞”向“知識的處理和轉換”、“單一型”向“行為引導型”轉變，并且結合教學過程中的實例使該方法得以具體實施。教學實踐表明，該模式能有效地提高學生自主學習的積極性，培養(yǎng)學生善于思考、分析解決問題以及應用創(chuàng)新的能力。

模擬電子技術;實踐教學;“教、學、做”一體化

0 引言

模擬電子技術作為電子技術基礎的一個重要分支，是電子信息類專業(yè)學生的入門性質的技術基礎課程[1]。該課程具有內容豐富，概念、原理抽象，實踐性強等特點，而在有限時間內完成整個課程內容的教學，學生反映理論概念多，分析方法考慮因素多，理論應用較難等問題[2]，因此模電課程的改革對于地方本科院校的學生和教師而言，在教學形式的探索方面更需要加強課程的教學、實踐與考核環(huán)節(jié)中學生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3]。為此在針對地方院校教學過程中，運用“教、學、做”一體化模式，調動學生的學習興趣和積極性，提高學生的知識應用能力。

1 理論教學模式

在以往的模電課程理論教學中，大多采用“老師講，學生聽”的模式，教師備課時做的相當充分，而在課堂上一味地講授各種理論概念、電路功能和性能，學生聽課效率達不到預期效果，長此下去可能會產生厭學心理。因此，教師需轉變角色，創(chuàng)設接受性的學習氛圍，以學生為主，采用“討論+反饋+知新”模式教學。該模式注重加強基本概念、基本原則以及相互之間的關系，強調發(fā)現過程，激勵內部動機，注意及時反饋。在具體實施過程中，通過講授和探討，帶動學生理解基礎性的理論知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。

下面以半導體二極管知識為例，本課程在開篇就在講述這部分內容，學生之前已經形成初步的認識，二極管具有單向導電的特性，在講解內容之前，提出問題“為什么二極管具有單向導電性”激發(fā)學生的興趣，然后以課題討論的形式展開授課。首先引導學生討論二極管相關知識點，反饋形成簡要的知識體系結構圖(如圖1所示)。本征半導體是完全純凈的晶體，在兩個不同區(qū)域分別摻入兩種特殊元素（如硼、磷）形成區(qū)域型雜質半導體（P區(qū)和N區(qū)），直接導致兩個區(qū)域的兩種載流子數目不同，而被分為多數載流子和少數載流子；在交界面處因載流子濃度差異，造成多數載流子的擴散運動，分別留下帶負電（P型區(qū)）和帶正電（N型區(qū)）的雜質離子，結果形成了比較薄的空間電荷區(qū)，也成內電場；該電場雖抑制多數載流子的擴散，但會促使兩個區(qū)域少數載流子的漂移，當漂移運動和擴散運動相等時，空點電荷區(qū)達到動態(tài)平衡。

其次施加條件（在PN結上加上外電壓），引導學生思考在打破內部電場平衡后載流子的運動過程，當PN結外加正向電壓時，內部空間電荷區(qū)變窄，外電場使得多數載流子擴散運動源源不斷地進行，致使大量載流子定向移動，形成導通電流；當PN結外加反向電壓時，外電場與內電場方向與一致，抑制擴散運動，促進少數載流子漂移運動，形成微弱電流，可近似為零。最后總結結論，解決問題。

2 實踐教學模式

2.1 實驗教學

模擬電子技術實驗是加深、鞏固所學理論知識，提高動手實踐與創(chuàng)新能力的一種必要的教學手段和教學途徑通過組建調試電路、記錄實驗數據、觀察實驗現象、分析實驗結果達到理論指導實驗，提高電子儀器操作能力的目的。根據課程教學改革中的經驗，在實驗教學中以驗證性實驗為基礎，推動設計性實驗。以小功率直流穩(wěn)壓電源為例，首先引導學生進行實驗前期預習，借助實驗仿真軟件繪制電路如圖2所示，

分析各個模塊電路，比較各部分輸出波形的區(qū)別，并借助課堂理論知識加以解釋，加強理解模塊化電路，根據實驗現象分析并調整電路。在圖中所示整流電路部分，當變壓器次級輸出為正向時，電流流向為1342；當變壓器次級輸出為負向時，電流流向為2341，因此得到如圖3(a)所示波形，整流電路模塊輸出諧波部分借助RC濾波電路消除，原理是在電容C1充電過程中，當V2大于電容兩端電壓，整流二極管按上述流程正常工作；當V2小于電容兩端電壓時，整流二極管全部截止，電容C1放電，通常來講，電容充電速度快，放電速度較慢，因此輸出波形如圖3（b）中上圖所示。直流穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓電路由R1和穩(wěn)壓管D2組成，直流電源輸出的電壓Vo等于穩(wěn)壓管UZ，其輸出波形如圖3（b）中下圖所示。

2.2 實訓教學

模擬電子技術實訓是繼理論教學及實驗課程之后的重要實踐性環(huán)節(jié)，本階段采用“任務驅動”模式[5]，學生在相關理論的指導下，通過實訓任務，設計具有一定功能的作品，加深對基礎理論知識的理解，掌握課程中的關鍵要點，培養(yǎng)其設計思考能力、動手操作能力、應用創(chuàng)新能力。實訓教學著眼于將“教”與“學”融入至“做”，把之前的理論概念和電路、定性及定量分析方法、基本實驗技能，過渡至工程估算、元器件的選擇、電路的設計制作與調試，然后撰寫規(guī)范的論文報告和技術資料，逐步掌握工程設計的步驟和方法。該階段以學生設計的“路燈控制裝置”為例，其實物如圖4所示，包括總體方案設計，電路設計與調試，系統(tǒng)分析與總結等。本設計運用微控制芯片實現智能化路燈控制，采用直流穩(wěn)壓電源供電，紅外感應模塊識別人體，光敏電阻感應環(huán)境光線，然后通過電壓比較器來確定光線的強弱。

3 結束語

模擬電子技術是一門工程實踐性很強的課程，傳統(tǒng)的教學手段與教育模式已經遠遠落后于現代化的生產體系，本文通過構建“教”“學”“做”一體化教學體系，把培養(yǎng)學生基本理論能力與工程實踐相結合的教學作為整體考慮，旨在使學生能將課堂上的電子技術知識及時消化吸收，提高教學質量，立足達到立竿見影的效果，快速培養(yǎng)社會需要的合格的技能型人才。

[1]劉愛,汪瑞雪.模擬電子技術教學改革探討[J].武漢大學學報（理學版）,2012,58(s2)：177-180.

[2]吳國祥,沈曉燕,章國安.“模擬電子技術”課程的教學改革與探討[J].中國電力教育,2013(31)：58-59.

[3]曹佃國,武玉強,張立華.”模擬電子技術”教學改革探索[J].電氣電子教學學報,2009,31(04)：14-15.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.126

劉紹麗（1986-）,女,湖北襄陽人,研究生,助教,主要研究方向：通信與信息系統(tǒng)。