模擬電路理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革與探索

摘要：基于傳統(tǒng)電路理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，針對(duì)已存在的問(wèn)題，提出了優(yōu)化模擬電路理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程體系，調(diào)整了模擬電路實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方法，更新了實(shí)踐教學(xué)的教學(xué)手段和教學(xué)方式。另外，結(jié)合當(dāng)前的仿真軟件及科研條件，對(duì)如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)行了改革與探討。這對(duì)提高模擬電路教學(xué)質(zhì)量具有重要意義。

關(guān)鍵詞：模擬電路；教學(xué)方法；教學(xué)模式；課程體系

作者簡(jiǎn)介：申杰奮（1978-），女，河南林州人，新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)系，講師。（河南 新鄉(xiāng) 453003）

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2012）18-0080-01

“模擬電子技術(shù)”是高等院校物理、通信、電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課之一，這門(mén)課程主要是讓學(xué)生掌握電子技術(shù)的入門(mén)知識(shí)，為他們進(jìn)一步學(xué)習(xí)后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程和從事有關(guān)電子設(shè)計(jì)方面的工作打下基礎(chǔ)。該課程能夠培養(yǎng)學(xué)生分析電路、設(shè)計(jì)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)能力。醫(yī)學(xué)院校生物醫(yī)學(xué)工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生既要掌握醫(yī)學(xué)方面的知識(shí)，也要掌握醫(yī)療儀器及電子技術(shù)課程，如何培養(yǎng)學(xué)生的興趣與愛(ài)好是最大難題。因此，必須對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行改革，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)模電的興趣與熱情，才能讓學(xué)生更加深入地喜歡電子設(shè)計(jì)。

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端

“模擬電子技術(shù)”課程是在介紹常用半導(dǎo)體器件知識(shí)的基礎(chǔ)之上，重點(diǎn)分析和研究電路的基本概念、基本原理和一些基本電路的分析方法，該課程知識(shí)點(diǎn)多，內(nèi)容瑣碎。大部分學(xué)生在學(xué)完該課程后還是一知半解，不會(huì)分析一些簡(jiǎn)單的電路，更別說(shuō)進(jìn)行一些電路設(shè)計(jì)了。學(xué)生不能把學(xué)到的知識(shí)用到實(shí)際電路中，從而導(dǎo)致理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐的嚴(yán)重脫節(jié)，對(duì)學(xué)習(xí)后面的專(zhuān)業(yè)課程造成一定的障礙。

長(zhǎng)期以來(lái)，模擬電子技術(shù)的理論課都有相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課，實(shí)驗(yàn)課教學(xué)也一直依附于理論教學(xué)。大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容都是對(duì)理論教學(xué)內(nèi)容的簡(jiǎn)單驗(yàn)證，做完實(shí)驗(yàn)學(xué)生也不了解實(shí)驗(yàn)的目的。而且在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，一般都是實(shí)驗(yàn)老師提前做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作（包括實(shí)驗(yàn)箱和電路模塊的準(zhǔn)備），課堂上老師從實(shí)驗(yàn)原理到實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)步驟、注意事項(xiàng)，甚至到實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題都會(huì)詳細(xì)講解。學(xué)生課前大部分都不預(yù)習(xí)，課上只是按部就班、被動(dòng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，利用現(xiàn)成的電路模塊，把線路連接好，直接觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。即使遇到困難，也不會(huì)思考是哪一部分出現(xiàn)問(wèn)題，而是急于找老師來(lái)解決問(wèn)題。這樣的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不僅不能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，而且還束縛了學(xué)生科學(xué)思維能力的發(fā)展，極不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。要使實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠更好地發(fā)揮作用，必須對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和理論教學(xué)模式進(jìn)行改革。

二、教學(xué)模式和課程體系的改革與創(chuàng)新

建立新的教學(xué)模式主要以能力培養(yǎng)為主線。為了進(jìn)一步改善教學(xué)模式，使學(xué)生能夠更好更快地掌握模擬電路知識(shí)，主要對(duì)以下四個(gè)方面進(jìn)行了改革。

1.理論教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整與更新

在理論教學(xué)過(guò)程中，緊密結(jié)合理論教材，在講課過(guò)程中及時(shí)把電子技術(shù)方面的最新信息反映給同學(xué)，及時(shí)補(bǔ)充理論教學(xué)內(nèi)容，做到理論與實(shí)際的緊密結(jié)合。老師在上課過(guò)程中可以給學(xué)生介紹在生活中的一些小設(shè)計(jì)，讓學(xué)生學(xué)到理論知識(shí)的同時(shí)，還能夠緊密聯(lián)系實(shí)際，從而培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)設(shè)計(jì)、愛(ài)動(dòng)手、愛(ài)思考的良好習(xí)慣。

在理論教學(xué)內(nèi)容上把章節(jié)做了一些調(diào)整。把第十章的內(nèi)容“直流電源”調(diào)整到第一堂課上講解。主要是對(duì)在實(shí)驗(yàn)中所做的改進(jìn)有很大幫助，為后面所學(xué)知識(shí)做到相輔相成。第四章內(nèi)容“功率放大電路”調(diào)整到最后一次課上講解，主要是讓大家了解什么是互補(bǔ)電路，功率放大器，與前面幾個(gè)章節(jié)聯(lián)系不大。這樣的調(diào)整在整體上可以使“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”在內(nèi)容上更為銜接，更有利于實(shí)驗(yàn)上的改進(jìn)。

2.更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

在傳統(tǒng)的模電實(shí)驗(yàn)中，大部分高等院校主要使用模擬電路實(shí)驗(yàn)箱做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生興趣不是很大，而且做完實(shí)驗(yàn)以后對(duì)一些電子元器件的結(jié)構(gòu)及電路的作用還是不太熟悉。

在新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院的模擬電路實(shí)驗(yàn)中，模電課程負(fù)責(zé)人從培養(yǎng)學(xué)生的基本素質(zhì)和能力出發(fā)，對(duì)實(shí)驗(yàn)做出了全新的改革，增開(kāi)綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)新精神。在第一次實(shí)驗(yàn)課任課教師就讓學(xué)生自己動(dòng)手制作線路板，學(xué)生動(dòng)手進(jìn)行熱轉(zhuǎn)印、腐蝕線路板、打孔、將電路板制作成功，為后面的實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。這個(gè)過(guò)程也可使學(xué)生了解電子制作工藝過(guò)程。

前面介紹了將第十章的內(nèi)容提前到第一次課講解，使學(xué)生初步了解與掌握電路設(shè)計(jì)能夠使生活中常用的波動(dòng)比較大的交流電，通過(guò)電容濾波、穩(wěn)壓電路能夠變?yōu)殡妷夯痉€(wěn)定的直流電。更主要的是可以通過(guò)設(shè)計(jì)電路來(lái)給后面的各種功能的電路提供所需要的直流電壓。這樣可使學(xué)生深刻理解和掌握理論知識(shí)。

在線路板上主要設(shè)計(jì)了10個(gè)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，分別是整流電路、集成穩(wěn)壓電路、集成雙路可調(diào)穩(wěn)壓電路、單級(jí)放大電路（2個(gè)）、負(fù)反饋放大電路、集成電路 RC正弦波振蕩器、波形發(fā)生器（方波發(fā)生器，積分電路）和功率放大器。前三個(gè)實(shí)驗(yàn)主要能夠使穩(wěn)壓電路產(chǎn)生±12V電壓，做為后面7個(gè)實(shí)驗(yàn)的電源電壓、整個(gè)電路板的設(shè)計(jì)作為一體，而不是獨(dú)立的。

電路板上的所有元器件都需要學(xué)生自己動(dòng)手焊接。老師課堂上介紹怎樣焊接電路，識(shí)別電阻的色環(huán)，電容、二極管的正負(fù)極，三極管的基極、發(fā)射級(jí)和集電極怎樣用萬(wàn)用表來(lái)辨別，集成穩(wěn)壓器的三個(gè)端怎么識(shí)別，集成電路的管腳的排列順序等知識(shí)。醫(yī)工專(zhuān)業(yè)有80名學(xué)生，在做學(xué)生調(diào)查的時(shí)候，學(xué)生普遍反映模電實(shí)驗(yàn)有意思，容易記憶；既能夠提高動(dòng)手能力，又能掌握書(shū)上所學(xué)的理論知識(shí)。

在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，如果實(shí)驗(yàn)不成功，學(xué)生會(huì)根據(jù)自己焊接的電路檢查錯(cuò)誤，排除故障。整個(gè)實(shí)驗(yàn)下來(lái)，學(xué)生基本可以通過(guò)識(shí)別色環(huán)就能夠知道電阻，了解各種電路元件及焊接技術(shù)，對(duì)電路的功能也了解得非常透徹，受益匪淺。在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，學(xué)生能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，和老師交流。其中有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)需要通過(guò)模電實(shí)驗(yàn)箱，學(xué)生普遍反映收益不大，興趣也不高。

因此，這種實(shí)驗(yàn)類(lèi)型不僅讓學(xué)生自己動(dòng)手制作電路，而且在測(cè)量與調(diào)試電路時(shí)能夠增強(qiáng)學(xué)生對(duì)電路設(shè)計(jì)的興趣。設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生有一定的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，并熟練使用相關(guān)的儀器、儀表。此種試驗(yàn)方法也提高了學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的綜合能力。

3.開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室和組織電子協(xié)會(huì)

除了理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)上的改革，新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)系建立電子工藝開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，成立電子工藝小組，增開(kāi)電子工藝課。這樣可以使部分喜歡設(shè)計(jì)的學(xué)生除正常的實(shí)驗(yàn)教學(xué)外，還可以利用業(yè)余時(shí)間到電子工藝實(shí)驗(yàn)室去設(shè)計(jì)、制作、維修電子產(chǎn)品，全面提高和強(qiáng)化他們的實(shí)踐動(dòng)手能力。而且課內(nèi)教學(xué)與課外活動(dòng)有機(jī)的結(jié)合，調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲，激發(fā)其創(chuàng)新意識(shí)。

4.開(kāi)設(shè)選修課，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)配合教學(xué)

我系在上模擬電路理論課的同時(shí)增開(kāi)了Protel電子設(shè)計(jì)課程和EDA技術(shù)選修課，讓學(xué)生能夠充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)補(bǔ)充在模電理論課上所不能夠?qū)W到的知識(shí)。學(xué)校都有自己的仿真實(shí)驗(yàn)室，可以讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際中所學(xué)的理論知識(shí)，利用Multisim仿真軟件、Protel和EDA仿真軟件來(lái)完成比較復(fù)雜的設(shè)計(jì)型、綜合型實(shí)驗(yàn)。這樣可以充分利用學(xué)生的課余時(shí)間來(lái)完成電路的仿真設(shè)計(jì)。開(kāi)設(shè)選修課能開(kāi)拓學(xué)生的視野，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。

三、結(jié)束語(yǔ)

模擬電路作為新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院唯一的一個(gè)工科專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課，在各方面都要為醫(yī)工專(zhuān)業(yè)的學(xué)生著想，要想使他們與其他高校的電子類(lèi)畢業(yè)生相比能夠更勝一籌，就要在教學(xué)上能夠使學(xué)生掌握更牢固和扎實(shí)的知識(shí)，更強(qiáng)的動(dòng)手能力和創(chuàng)造能力。在教學(xué)上側(cè)重應(yīng)用能力學(xué)習(xí)，從實(shí)際下手注重掌握其應(yīng)用方法與技能。在該課程教學(xué)中盡量創(chuàng)造條件，采取多種辦法和措施，來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力和科技創(chuàng)新能力。

通過(guò)上述課程體系的變革和各種教學(xué)方法的結(jié)合，學(xué)生的知識(shí)體系實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。教學(xué)實(shí)踐證明，積極主動(dòng)為學(xué)生提供好的學(xué)習(xí)條件，能夠起到最大化的激發(fā)作用。

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（責(zé)任編輯：宋秀麗）