基于創新及實踐能力培養的模擬電子技術課程改革研究

□鄭桂芳 王學軍

模擬電子技術是高等學校電類相關專業的一門專業基礎課，這門課程學的好壞直接影響后續課程的學習，甚至影響今后就業方向。該課程理論性強，內容抽象難懂，理論與實踐脫節，學生學起來比較吃力。傳統的教育模式都是以課堂教授為主，學生被動學習，教學效果欠佳。目前，國家大力倡導建設應用型本科院校，為了培養具有創新意識的應用型人才，在教學方法和教學模式上都進行了大量研究。本文積累前輩們的經驗教訓，進行模擬電子技術課程的教學改革，旨在培養符合社會需求的高素質創新型人才。

一、教學現狀

模擬電子技術的教學有其自身特點。第一，該課程本身知識點多而雜，物理概念抽象，工程特點突出，傳統的教學內容以理論知識為主線，從元器件知識到單元電路的分析，既涉及到元器件內部微觀結構，又涉及到電路分析，整堂課基本以灌輸學科知識為主，內容多而復雜，使學生難以理解。第二，教學過程中以教師為中心，沒有發揮學生的主觀能動性；教學方法不當，各種電路的分析追求“講全、講細、講透”，缺乏濃縮提煉、舉一反三。第三，理論與實際分離，學與用脫節，使學生無法理論聯系實際，深刻掌握相關知識。

二、教學改革目的

該課程教學目的不僅是使學生掌握科學分析電路的基本方法和技巧，更重要的是培養學生理論聯系實際，善于發現問題和分析問題，獨立解決實際電路問題的能力，培養學生嚴謹的科研態度、科學思維方式和實踐創新能力。雖然該課程經過不斷改革和完善，從教材到實驗課程都取得了很大進展，形成了比較完整的課程體系，但是本課程在實際教學過程中也遇到了不少問題。

模塊化教學模式是指將課程知識點歸納總結以模塊的形式傳達給學生，這種教學模式突破傳統教學章節的約束，使知識結構更加系統、完整，各個知識點銜接更加緊密。將模塊化教學模式應用到模擬電子技術的教學過程中，將整個知識點分成幾個模塊，每個模塊結合實踐教學，更容易讓學生理解和接受，有助于學生掌握相關技能，提高教學質量。

三、教學改革內容

模擬電子技術課程采用模塊式教學方法，就是將原有的教材結構重新構建，知識點融合，形成幾個教學模塊，每個模塊圍繞一個核心主題對教材知識點進行歸納、總結。授課過程中不再遵循教材的結構順序，而是圍繞每個主題展開，對涉及到的知識點進行詳細講解，再將這些零散的知識整合成一個具有某種功能的單元電路，在實踐過程中學生可結合理論知識設計電路，最后動手焊接電路板，接通電源通過實驗儀器觀察設計效果。本課程的整個教學改革過程可以分為兩大部分：理論教學和實踐教學。

(一)理論教學。理論教學過程中，一是針對每個教學模塊，講解每單元的基本作用以及涉及到的知識點，幫助學生理清知識脈絡，學習起來頭腦清晰，雜而不亂。二是詳細介紹涉及到的理論知識。三是根據電路圖分析電路的工作原理。課題組成員根據教學經驗，將整個教材內容整合成六大模塊：整流濾波、串聯穩壓、單管放大、集成運算放大、功率放大、振蕩電路。將現有教材各章節內容融合到每個模塊中。各個模塊涉及到的知識點以及技能目標如表1所示。

(二)實踐教學。實踐環節設計一個音頻放大電路，每個單元電路與理論教學模塊相結合，讓學生在掌握理論知識以后通過實踐環節得到驗證，給學生一個更直觀的感受。在實踐環節學生可通過Multisim仿真軟件對電路進行仿真，觀察仿真結果是否實現了預定功能。在此環節學生可以掌握仿真軟件的使用以及電路的設計原則。

識別元器件的各個引腳，焊接完成之后向學生講解電路檢查的基本方法，讓學生完成電路的檢查工作，比如是否有短路、斷路、虛焊、脫焊的情況，最后用實驗儀器對測量點進行數據測量。在實踐的過程中學生能夠掌握實驗儀器的使用方法，與此同時掌握發現問題解決問題的能力。模塊化教學模式理論與實踐相結合，能極大地激發學生的學習熱情，提高學生動手能力，為今后學生自主設計電路和參加電子競賽打下良好基礎。

以音頻放大電路中的一個單元電路為例，圖1為靜態工作點穩定電路。

表1 各模塊以及相關知識點

電路中的J6連接穩壓電路模塊。在此音頻放大電路的第二個電路模塊穩壓電路中，將輸出電壓穩定在12V，輸出端口和J6連接，作為靜態工作點穩定電路的直流電源。

這部分內容在課堂教學過程中作為重點內容介紹過，不難得出此電路的靜態工作點：

(1)

(2)

(3)

UCEQ=VCC-ICQR24-IEQR25

(4)

由以上四個公式可以看出，Rw2對靜態工作點的影響。增大Rw2，UCEQ減小；反之，增大。

圖1 靜態工作點穩定電路

通過公式，雖然很容易得到靜態工作點，但是靜態工作點對于信號放大的影響學生始終理解不透徹。通過這個模塊，學生完成焊接之后，設置好靜態工作點，加入信號，通過示波器觀察輸出波形；再通過調整電位器改變靜態工作點，觀察輸出波形的情況，是否產生失真。

在此電路模塊的焊接調試過程中，讓學生更直觀地感受靜態工作點穩定電路的工作原理以及參數變化對于靜態工作點的影響。同時，在此過程中還可以鍛煉學生的焊接技術、元器件的識別、萬用表的使用以及示波器的使用。教學實踐過程中要以學生為中心，體現出教師的導師作用，提升學生實踐能力的同時，能夠對教師的教學能力和教學水平有一定提升。

四、教學效果

項目組成員根據多年來的理論教學和實踐教學經驗，采用模塊化教學方法，通過電子信息工程專業2016級和2017級兩屆學生參與整個教學改革過程，在教學和實踐過程中總結經驗和不足，從而歸納出完善的教學方法和實施方案。

通過這一系列的教學改革，通過動手操作驗證數據，在實踐中檢驗真理，不再是以知識灌輸為主，學生發揮主觀能動性，使得模擬電子技術這門課程的教學取得良好效果，教師教得輕松，學生學得開心。第一，激發學生學習的積極性和學習興趣，明確學習方向，轉變學習態度，提高專業基礎水平，提高工程實踐能力，并且在實踐過程中能夠提高團隊合作意識。第二，模塊化教學也為今后電子類專業課和競賽打下堅實的基礎。每年全省、全國都有電子競賽，學生掌握相關技能之后也為今后電子競賽打下較好的基礎。第三，根據現在高校大眾化教學形式、模擬電子技術發展狀況和學校面向培養應用型人才的目標，加強能力本位課程建設，提高學生綜合素質水平，提高學校教學質量。

五、結語

培養高素質的創新型人才是各高校的職責所在，在此目標驅動下的教學改革是各個高校嘗試的方向。結合目前對電子技術人才培養的要求，將模擬電子技術的教學內容模塊化，注重實踐能力的提高以及理論與實踐的結合，旨在提高學生的綜合實踐能力和創新能力。該課程的教學改革，對于提高教學質量和學生的實踐創新能力具有一定的積極作用。