計(jì)算機(jī)專業(yè)電路與模擬電子技術(shù)教學(xué)改革與實(shí)踐

呂偉艷 蘇萬(wàn)力

摘 要 從電路和模擬電子技術(shù)兩門課程合并后學(xué)時(shí)減少的實(shí)際出發(fā)，結(jié)合計(jì)算機(jī)專業(yè)的特點(diǎn)，重新規(guī)劃課程內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)形式。使得課程改革后，學(xué)生能夠基本掌握電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)增強(qiáng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)效果，為后續(xù)課程的開(kāi)展打好基礎(chǔ)，基本完成教改目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 電路；模擬電子技術(shù)；教學(xué)改革；計(jì)算機(jī)專業(yè)；電工實(shí)習(xí)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2018）12-0084-03

1 前言

電路基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)一直是青島農(nóng)業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)開(kāi)設(shè)的兩門專業(yè)基礎(chǔ)課，課時(shí)均為64學(xué)時(shí)（52學(xué)時(shí)理論+12學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)）。考慮到計(jì)算機(jī)專業(yè)的特點(diǎn)，只需掌握電路和模擬電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理以及集成電路的簡(jiǎn)單應(yīng)用，滿足后續(xù)硬件及接口知識(shí)需要即可，不要求深入探究[1]。同時(shí)，為了適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展，計(jì)算機(jī)專業(yè)不斷開(kāi)設(shè)新的課程，學(xué)生需要學(xué)習(xí)的新知識(shí)越來(lái)越多。但在有限的時(shí)間內(nèi)學(xué)習(xí)更多的內(nèi)容，不得不減少原有課程的學(xué)時(shí)數(shù)[2]。因此，優(yōu)化電路基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)的課程內(nèi)容、課時(shí)設(shè)計(jì)等勢(shì)在必行。

為達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色名校建設(shè)工程的推動(dòng)下，對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程進(jìn)行大刀闊斧的改革，將電路基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)兩門課程合并成電路與模擬電子技術(shù)一門課程，總課時(shí)減少，同時(shí)要滿足為后續(xù)課程做好知識(shí)鋪墊[3]。這給教學(xué)工作提出更高的要求，也激勵(lì)教師在教學(xué)工作中對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法不斷改進(jìn)。為此，對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)電路與模擬電子技術(shù)教學(xué)進(jìn)行改革并進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證，力求探尋既能滿足計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)科發(fā)展需求，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的教學(xué)模式。

2 需要做的工作

針對(duì)教學(xué)具體情況，整理出教改過(guò)程中需要做的工作。

合理規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容 理論教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)減少，需要整合電路基礎(chǔ)和模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)兩門課程的教學(xué)內(nèi)容，合理規(guī)劃，滿足掌握基本的電子技術(shù)的分析方法及相關(guān)應(yīng)用的教學(xué)要求。

改進(jìn)教學(xué)模式 教學(xué)形式上需不斷改進(jìn)，以適應(yīng)學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)有效掌握知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。

保障實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量 實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)由原來(lái)的24學(xué)時(shí)下降為16學(xué)時(shí)，需改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)形式，保障實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。

提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性 現(xiàn)代學(xué)習(xí)生活，學(xué)生面臨眾多誘惑與干擾（如手機(jī)及游戲、不良的社會(huì)輿論等），教師在教學(xué)過(guò)程中要幫助學(xué)生樹(shù)立學(xué)習(xí)的信心，提高對(duì)專業(yè)知識(shí)的關(guān)注。

3 課程內(nèi)容規(guī)劃

兩門課程合并后的總學(xué)時(shí)為80學(xué)時(shí)（64學(xué)時(shí)理論+16學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)），學(xué)時(shí)在以前兩門課64學(xué)時(shí)+64學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)上銳減，因此，課程內(nèi)容上也不得不做出較大的調(diào)整。課題組以“強(qiáng)化基礎(chǔ)、突出實(shí)用”為主線，設(shè)計(jì)課程內(nèi)容。課程內(nèi)容總體上仍劃分為電路和模擬電子技術(shù)兩大塊，在保障學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，弱化與計(jì)算機(jī)專業(yè)關(guān)聯(lián)性不大的教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)與電子技術(shù)應(yīng)用相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容。采用的教材為高等教育出版社出版，殷瑞祥主編的《電路與模擬電子技術(shù)》。

電路部分理論教學(xué)計(jì)劃學(xué)時(shí)為28學(xué)時(shí)，主要講授內(nèi)容為電路的分析方法，共分為四部分：電路的基本概念和基本定律；電路分析的基本方法；暫態(tài)電路分析；交流穩(wěn)態(tài)電路分析。課程內(nèi)容上強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)的電路理論分析方法的講解，去掉了原電路課程中的Δ-Y型變換、三相電路知識(shí)，交流穩(wěn)態(tài)電路只強(qiáng)調(diào)向量法分析電路。電路中集成運(yùn)放的應(yīng)用部分和模擬電子技術(shù)的內(nèi)容重復(fù)，合并到模電部分講解。通過(guò)電路部分的教學(xué)，使學(xué)生掌握電路分析的基本方法和相關(guān)定理，建立對(duì)抽象后的理想電路元件和電路網(wǎng)絡(luò)分析的基本思路。

模擬電子技術(shù)部分理論教學(xué)學(xué)時(shí)為36學(xué)時(shí)，主要講授內(nèi)容為晶體管放大電路基礎(chǔ)和集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用，共分為五部分：半導(dǎo)體器件基礎(chǔ)；晶體管放大電路基礎(chǔ)；集成運(yùn)放及其應(yīng)用電路；信號(hào)產(chǎn)生電路；直流電源。模電部分學(xué)生能夠接觸到更接近實(shí)用的電路，以此為基礎(chǔ)，帶領(lǐng)學(xué)生分析不同條件下電路的輸入輸出特點(diǎn)，關(guān)注元件參數(shù)變化引起電路整體表現(xiàn)的變化，引導(dǎo)學(xué)生完成單元電路或簡(jiǎn)單電路的設(shè)計(jì)，建立電路設(shè)計(jì)的基本思路。

綜上所述，以電路來(lái)強(qiáng)化基礎(chǔ)，以模電來(lái)突出應(yīng)用，同時(shí)結(jié)合16學(xué)時(shí)的實(shí)踐課程強(qiáng)化應(yīng)用。經(jīng)過(guò)三屆學(xué)生的教學(xué)實(shí)踐，課程內(nèi)容基本上能滿足學(xué)生后續(xù)課程需要，對(duì)上述的教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生在規(guī)定的學(xué)時(shí)內(nèi)能夠基本掌握。

4 改進(jìn)教學(xué)形式

采用多樣化的教學(xué)形式，在傳統(tǒng)教學(xué)手段的基礎(chǔ)上結(jié)合其他各種教學(xué)手段和教學(xué)方法，以增強(qiáng)授課的效果。電路與模擬電子技術(shù)教學(xué)內(nèi)容的理論教學(xué)以電子電路的分析方法為主，掌握基礎(chǔ)的電子電路知識(shí)，所以傳統(tǒng)的教學(xué)方法必不可少，仍需重視。此外，考慮到課程本身的特點(diǎn)及學(xué)生的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，采用多種教學(xué)手段也是勢(shì)在必行。

抽象理論形象化 課程本身比較抽象，大大影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，因此在教學(xué)過(guò)程中結(jié)合動(dòng)畫演示，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)提高學(xué)習(xí)興趣。如在講解PN結(jié)的形成及單向?qū)щ娦浴㈧o態(tài)工作點(diǎn)與波形失真時(shí)引入Flash，使得教學(xué)過(guò)程的難點(diǎn)變得易于理解又生動(dòng)有趣。當(dāng)然，引用動(dòng)畫也應(yīng)有針對(duì)性，不能過(guò)于依賴[4]。

結(jié)合工程實(shí)例 模擬電子技術(shù)部分，很多單元電路在實(shí)際電路中都有體現(xiàn)，于是將實(shí)際應(yīng)用中的電路拿到課堂上分析講解。如在學(xué)習(xí)振蕩電路時(shí)引入電子琴電路，和學(xué)生一起探討電子琴的原理。由理論知識(shí)直接看到其應(yīng)用，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。

引入畢業(yè)設(shè)計(jì)優(yōu)秀的作品 往屆畢業(yè)生的優(yōu)秀畢業(yè)作品中有不少采用電子電路實(shí)現(xiàn)的。在教學(xué)過(guò)程中把優(yōu)秀的硬件作品直接展示給學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生思考如何實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，各抒己見(jiàn)，最后講解畢業(yè)設(shè)計(jì)作者的大致實(shí)現(xiàn)方法。在這幾屆學(xué)生中，筆者實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，每到這個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生的興趣度特別高。首先，作品就是身邊的學(xué)長(zhǎng)完成的，學(xué)生學(xué)習(xí)的信心由此倍增；其次，覺(jué)得自己可以學(xué)以致用，解決生活實(shí)際問(wèn)題，學(xué)生也會(huì)頗有成就感。

引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)規(guī)律[5] 在學(xué)習(xí)基本放大電路的時(shí)候，一般都是以共射放大電路為例，講解信號(hào)放大，再另行講解共集、共基放大電路。那么，該如何判斷電路為何種基本放大電路？這時(shí)候就可以引導(dǎo)學(xué)生去思考這幾種放大電路的特點(diǎn)，觀察輸入信號(hào)如何加入放大電路，是加到晶體管的哪個(gè)極，輸出信號(hào)是如何送出的，即從晶體管的哪個(gè)極引出的。通過(guò)幾種放大電路的對(duì)比分析，總結(jié)出這三種類型放大電路的判斷方法。這些問(wèn)題的解決需要在教學(xué)過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生一起分析對(duì)比，尋找判斷方法，總結(jié)規(guī)律，從而使學(xué)生牢固掌握這些基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)會(huì)分析方法。

引導(dǎo)快樂(lè)學(xué)習(xí) 引導(dǎo)學(xué)生快樂(lè)學(xué)習(xí)一直是筆者在教學(xué)過(guò)程中追求的目標(biāo)。課堂氣氛在教學(xué)過(guò)程中是重要一環(huán)。生澀難懂的知識(shí)傳授如果能轉(zhuǎn)化成師生間親切而又愉悅的交流，學(xué)生將不再拒絕學(xué)習(xí)所謂生硬的知識(shí)。如在講課過(guò)程中能不斷引入形象而饒有趣味的比喻來(lái)解釋知識(shí)點(diǎn)，遠(yuǎn)比直接搬出生硬的理論對(duì)學(xué)生而言更加易于接受，深刻理解知識(shí)的同時(shí)還能活躍課堂氣氛。當(dāng)然，教師首先要做到的是對(duì)知識(shí)的牢固掌握，在課堂上才能靈活展現(xiàn)。課后的交流答疑也充分利用即時(shí)通信工具，創(chuàng)建教學(xué)互動(dòng)群，提高了學(xué)習(xí)效率，也拉近了師生感情。

建設(shè)教學(xué)資源庫(kù) 建立教學(xué)資源較為完整的教學(xué)網(wǎng)站，以方便學(xué)生學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。網(wǎng)站資源主要有課程相關(guān)素材，如教學(xué)大綱、教學(xué)課件、教學(xué)視頻以及試題庫(kù)等。這些教學(xué)資源需要教師不斷積累并改進(jìn)。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)于還不能理解的部分可以隨時(shí)到教學(xué)網(wǎng)站上查閱教學(xué)資料或觀看教學(xué)視頻，方便了日常學(xué)習(xí)。網(wǎng)站上的配套練習(xí)有助于學(xué)生復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)，查漏補(bǔ)缺。

5 實(shí)踐教學(xué)

實(shí)踐教學(xué)采用簡(jiǎn)單驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式。對(duì)于涉及的一些基本的知識(shí)，需要通過(guò)實(shí)際電路去加深理解，這部分基礎(chǔ)性、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)主要采用實(shí)驗(yàn)箱。但是實(shí)驗(yàn)箱也有其局限性，故綜合性的實(shí)驗(yàn)采用“自行設(shè)計(jì)—購(gòu)買散件—焊接實(shí)現(xiàn)—綜合調(diào)試”的過(guò)程來(lái)完成，一改電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)全部實(shí)驗(yàn)箱實(shí)現(xiàn)的傳統(tǒng)教學(xué)方式。在綜合性實(shí)驗(yàn)部分，學(xué)生能夠更充分地理解所學(xué)知識(shí)，學(xué)會(huì)查閱產(chǎn)品手冊(cè)，深刻體會(huì)實(shí)際電路排查故障的過(guò)程。同時(shí)，動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用電路的成就感，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與創(chuàng)新意識(shí)。

在實(shí)踐教學(xué)方面，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)另外開(kāi)設(shè)了一門延伸課程——電工實(shí)習(xí)。在電工實(shí)習(xí)課程中，要求學(xué)生根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)完成一個(gè)實(shí)用電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，包括根據(jù)指標(biāo)完成電路圖的設(shè)計(jì)，選擇合適的器件，焊接，調(diào)試排障。通過(guò)電工實(shí)習(xí)課程，進(jìn)一步強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)硬件知識(shí)的掌握，提高了分析設(shè)計(jì)電路能力和電路測(cè)試排障能力。電工實(shí)習(xí)鞏固電路與模擬電子技術(shù)課程知識(shí)，體現(xiàn)了突出應(yīng)用的課程改革主線。

6 總結(jié)

本文討論了青島農(nóng)業(yè)大學(xué)電路和模擬電子技術(shù)課程合并為一門課程后，在課程內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)中的一系列改進(jìn)，采用多樣化的教學(xué)形式，使得課程改革后，學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)質(zhì)量有較大的提高。尤其是實(shí)踐教學(xué)中綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)效果很好，學(xué)生對(duì)此類實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出很強(qiáng)的關(guān)注度和積極性，通過(guò)自主地設(shè)計(jì)、焊接、調(diào)試過(guò)程，鞏固了理論知識(shí)，更好地強(qiáng)化了應(yīng)用能力。

綜上所述，在課時(shí)減少的情況下，以“強(qiáng)化基礎(chǔ)、突出實(shí)用”為主線，通過(guò)一系列改革舉措，使學(xué)生能夠基本掌握電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，為后續(xù)課程的開(kāi)展打好了基礎(chǔ)，基本上完成了教學(xué)目標(biāo)。經(jīng)過(guò)針對(duì)連續(xù)三屆學(xué)生的教學(xué)嘗試和實(shí)踐，通過(guò)與學(xué)生交流，學(xué)生較為認(rèn)可改革后的新課，評(píng)價(jià)良好。

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