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《模拟电子技术基础》课程教学改革探讨论文

发布时间:2021-03-03 09:25:33 文章来源:SCI论文网 我要评论














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摘要:模拟电子技术基础课程是高等学校电子与电气信息类工程专业的技术基础课,在整个电子与电气信息类专业的人才培养方案和课程体系中起着非常重要的作用。文章将针对模拟电子技术基础课程进行教学改革探讨,这些教学改革措施包括重新梳理和合理规划教学内容,注重实践教学,探索新的课堂教学模式,以及拓宽师生交流渠道,在培养学生的实践能力、分析设计能力、自学能力和创新意识方面具有良好的促进作用。

关键词:模拟电子技术基础;教学改革;课堂教学

本文引用格式:郑浩等.《模拟电子技术基础》课程教学改革探讨[J].教育现代化,2019,6(80):297-299.

Discussion on Teaching Reforms of Analog Electronic Technique Fundamental

ZHENG Hao,WANG Qi-uyan,WANG Dao-ping,YAO Peng,YANG Dong-dong

(Rocket Force University of Engineering,Xi’an,Shaanxi,China)

Abstract:Analog electronics technique fundamental,which is a basic course of electronics,electrical and information engineer major,plays a very important role in the student training program and course system.This paper discusses the teaching reforms for the course of analog electronic technique fundamental.The teaching reforms,which mainly include reorganizing and planning teaching contents,focusing on practical teaching,exploring new classroom teaching modes,and widen communication channels between teacher and students,are beneficial to promote the improvement of the practical experience,circuit design and analysis ability and innovation concepts.

Key words:analog electronic technique fundamental;teaching reform;classroom teaching

教育部2017年启动“新工科研究与实践项目”,加快了工程性、实践性强的课程教育改革创新的进度[1][2]。“模拟电子技术基础”课程是我国高校电子与信息类专业的专业基础课,是所有与电相关专业的必修课;它是学生在大学学习中接触的一门工程和实践性极强的课程,是帮助学生构建专业框架的基石,在整个电子与电气信息类专业的人才培养方案和课程体系中起着非常重要的作用。随着时代的进步,以及电子技术的快速发展,迫切需要对现有课程内容和教学手段进行改革[3][4]。

模拟电子技术基础课程的教学目标是使学生掌握先进的电子技术知识,培养学生在电子技术方面的实践能力、分析设计能力、自学能力和创新意识。“模拟电子技术基础”课程主要学习三方面的内容:常用半导体器件,基本放大电路,典型应用电路。常用半导体器件是放大电路构成的基本要素,而对应用电路的学习又指明了学习放大电路的目的。然而在教学实践中,学生通常感觉到模拟电子技术课程非常难学,导致学生在学习过程中存在畏难和厌学情绪,教学目标难以达到,更谈不上通过学习模拟电子技术课程提高学生的实践能力、创新能力。因此,为了能够提高学生学习模拟电子技术课程的效果,教学团队针对模拟电子技术基础课程开展了以下有针对性的教学改革和探索,取得了一些的教学成效。

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一 重新梳理和规划教学内容

考虑到“模拟电子技术基础”这门课程面向的教学对象是我校所有工科专业,教学内容既具有基础性,又具有工程性。在我校,“模拟电子技术基础”课程开设于第三学期,在工科学生的培养过程中,本课程首次将工程应用和工程分析方法引入课堂教学。基于以上考虑,在教学过程中贯彻的基本原则是:在体现基础课教学特征的同时,引入工程观点和工程分析方法,强调课程内容实践对电子电路理论的支撑。

基础课教学注重形成合理的概念体系,构建完整的理论结构,通过教学使学员掌握基本概念,熟悉基本理论,逐步培养学生对电子电路的直觉。模拟电子技术虽然发展较快,新器件、新电路结构不断涌现,但仍然有一些相对稳定的、基础性的以及让学员长期受益的内容。所以,在“模拟电子技术基础”课程内容的规划中注重对基本概念、通用方法和典型技术的讲解,这对于学员的终身学习和实际情况下应用电子技术都极为重要。

“模拟电子技术基础”课程的主要包括半导体器件、基本放大电路和应用电路三部分内容。其中半导体器件是基本放大电路的基础,器件部分的教学可以侧重物理概念的讲解,兼顾外特性的理解,说明器件参数与实际应用的关系。电子器件部分包括二极管、三极管以及场效应管、集成运算放大器等,传统教学中,三极管是重点介绍内容,然而,随着电子技术和集成电路的发展,集成运算放大器在电子电路中的重要性愈发明显,故集成运算放大器内容需加强,而三极管内容将适当弱化。基本放大电路部分主要讲授由三极管和场效应管构成的基本放大电路,主要关注电路结构特征、工作原理描述和电路分析典型方法。这部分的教学,利用了电路基本理论知识,在引入模型化分析方法和工程估算方法的基础上,重点解决非线性电路转换为线性电路的前提条件和方法过程,这种解决问题的方法和思路一直贯穿于后续课程甚至专业课的学习,是工科学生必备方法之一。此外,基本放大电路引入负反馈技术以后形成负反馈放大电路,成为电子电路的教学难点内容。为弱化具体电路的复杂性,该部分内容的讲解应注重从系统层面出发,抽象出系统结构即四种反馈组态,然后再回到具体电路。在电子电路的应用部分的教学中,功率放大电路、信号产生电路、信号处理电路和直流稳压电路都可视为典型电路的工程应用,在教学中注重掌握其工作原理、电路的基本特点,尤其是其适用的场合,指明电路改进的方向,这些在培养学生创新能力的同时,启发学生创造性思维。

“模拟电子技术基础”所涉及的具体内容包括小信号放大电路、功率放大电路、信号产生和处理电路等功能电路,它们是组成电子系统的基本功能模块。在不影响课程理论体系完整性的条件下,可以更多地介绍功能电路的应用背景知识,强调工程实际应用的重要性,这样的教学理念,既保持了对功能模块电路进行理论分析的教学特点,又突出了功能电路的实际工程应用。我们把全书所涉及的电路内容划分为原理电路、功能电路和电子系统电路。在原理电路的教学过程中,体现模拟电子技术基础课的基础性;在功能电路的教学过程中,注重模拟电子技术基础课的实用性;在电子系统电路的教学过程中,强调功能电路的综合性。总之从原理电路到功能电路,从功能电路到电子系统,在学习电子技术的过程中,实现掌握设计电路的基本方法和解决实际问题的关键技术。

二加强实践教学,注重实践能力培养

实践教学是课程教学的重要组成部分。“模拟电子技术基础”课程是实践性极强的一门课程,电子技术基本知识、基本理论的掌握与电子技术应用能力的培养在很大程度上有赖于学员实践。实践教学是工程训练的重要环节,学员通过实践教学应具备基本工程意识、基本的工程实践能力和初步的工程设计和创新能力。其中,工程意识体现了对新知识、新问题的敏锐性,它需要在教学中通过理论学习和工程实践训练逐步形成。对于电子工程师来讲,基本工程实践能力指的是掌握常用仪器设备的基本原理和数据处理的基本方法,掌握电学参量的测量方法,掌握分析电路、调试电路的基本技能,掌握电子系统的基本设计方法。工程设计和创新能力是指持续跟踪新科技、新技术的发展,运用最新科学技术解决工程问题和实施科技创新的能力。实践教学在“模拟电子技术基础”教学中应该起更大的作用,很多教学内容可以通过实践课教学形式讲授。然而,工程实践能力和创新能力的培养从来都不是一蹴而就,需要从基础实训开始,逐步练就的过程。因此,基于以上考虑,“模拟电子技术基础”课程实践能力的培养开展分层实训:

(一)课后实验是实践能力培养的基石

实践能力的培养开始于理论课后开设的实验课,传统的实验课内容基于最基础的验证型实验,该类实验主要涉及一门课程的相关知识点。实验目的是使学员验证、理解、巩固并掌握课堂内所要求的基本教学内容,如基本晶体管放大电路、差分放大电路、集成运算放大器构成的运算电路、振荡电路、功率放大电路等。

(二)设计与开发型实践

该类实验以“任务”或“课题”形式提出实验要求和具体的实验成果,要求学员通过有关课程或自学方式,理清楚“模块电路”与电子系统之间的关系,掌握实验所涉及的知识,通过综合利用这些知识来设计、开发并最终完成实验项目,实现一个较为完整的电子系统。该类实验是以“任务”驱动,旨在培养学员综合应用所学知识与技术的能力,培养学员带着问题自主学习的能力。

(三)研究与创新型实践

该类实验重在培养学员的研究能力与创新意识。实验室可设定研究方向,也可由学员自选题目。培养对象是那些学有余力,对电子技术学习具有浓厚兴趣的学员,要求学员能实现设计目标,获取实验结果,并撰写研究报告,写出有见解的心得体会。该类任务由任课教师多个学期全程跟踪,任课老师在整个过程中扮演指导者的角色。

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三 探索新的课堂教学模式

课堂教学是学生获取知识的重要途径。传统单调的PPT+板书的教学模式让课程内容的讲解和学习非常吃力。因此,需要探索新的多种教学方法来化解学习和教学中存在的难题,下面就课堂教学提供一些新的教学模式,旨在克服学生学习模拟电子技术课程的困难和激发学习模拟电子技术的兴趣。

(一)课堂展示半导体器件进行实物认知

“模拟电子技术基础”课程从总体上来看,前面部分主要介绍基本的电子器件,理论性强,学习起来枯燥无味,往往都感觉到“入门难”,通过在课堂展示基本电子器件实物,例如各种类型的二极管、三极管、场效应管以及运算放大器等,让学生可见、可触摸所学器件,提升学生学习兴趣。

(二)典型电路课堂演示

现场演示分为:利用EDA工具现场搭建电路,通过仿真程序现场呈现放大电路中各个结点处的波形。例如在讲授放大电路图解法分析时,可以将放大电路中三极管各个电极的电压波形显示出来,让学生观察。此外,利用自研电路演示套件,课堂上现场搭建电路,使用便携式波形测试设备显示电路波形,让学生真实体会,避免理论讲解的枯燥。

(三)课堂讨论

任课老师可以特别的选择一些专题,让学生课下查找资料,准备材料,课上现场分享给同学,学生用自己的语言讲解所学电子电路知识,然后由老师总结回答学生遇到的问题。课堂讨论能够活跃课堂气氛,增加学员的参与性,同时培养学生查找文献资料的能力,提高他们发现问题、解决问题的能力。

四 拓宽师生课后交流渠道

教学工作是教师与学生双向互动的过程,最终目的是使学生学有所成,有所收获。只有让学生满意的教师才是一位合格的教师,这就要求教师及时了解和把握学员的思想动态、存在问题及具体要求,发现问题及时调整教学方式,使得教与学这个动态的过程始终沿着一个良好的方向前进,进一步提高教学效果。当前,随着互联网技术和便携式设备的普及,师生交流的渠道变得多种多样,除了课间交流、课后辅导,发展线上答疑解惑等交流方式同等重要,甚至交流效果更好。

五结语

针对“模拟电子技术基础”课程,本文给出了一些教学改革措施,这些措施包括重新梳理和合理规划教学内容,加强实践教学培养学生的实践能力,探索新的课堂教学模式和拓宽师生课后交流渠道,旨在克服学生在学习过程中存在畏难和厌学情绪问题,激发学生的学习兴趣,以及培养学生的实践能力和创新意识。本文针对“模拟电子技术基础”教学改革措施所进行的探讨对其他课程的教学改革具有一定的借鉴意义。

参考文献

[1]吴新胜,何鲲,吴冬梅,等.基于“新工科”理念的《模拟电子技术》课程教学改革探索[J].广西师范学院学报(自然科学版),2018,35(03):122-127.
[2]张贞凯,王敏,陆南,等.工程认证背景下的模拟电子技术课程改革研究[J].高教学刊,2019(01):127-129.
[3]张启英.“模拟电子技术”理实一体化教学改革的实践与应用[J].电子测试,2018(21):121-122.
[4]张翠,周茂杰,杨志清.混合式教学在《模拟电子技术》课程中的应用与研究[J].现代计算机(专业版),2018(34):46-49.

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