論模擬電子技術(shù)教學(xué)中“教、學(xué)、做”一體化模式的應(yīng)用

劉紹麗,黃巧巧,李 敏

（湖北文理學(xué)院 理工學(xué)院電子科學(xué)與信息工程系,湖北 襄陽(yáng) 441000）

論模擬電子技術(shù)教學(xué)中“教、學(xué)、做”一體化模式的應(yīng)用

劉紹麗,黃巧巧,李 敏

（湖北文理學(xué)院 理工學(xué)院電子科學(xué)與信息工程系,湖北 襄陽(yáng) 441000）

模擬電子技術(shù)是一門工程實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，傳統(tǒng)的”學(xué)生被動(dòng)接受”的教學(xué)模式已不能適應(yīng)新時(shí)期高校人才培養(yǎng)目標(biāo)的需求。因此，本文介紹采用“教、學(xué)、做”一體化模式，在教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)中，使授課從“知識(shí)傳遞”向“知識(shí)的處理和轉(zhuǎn)換”、“單一型”向“行為引導(dǎo)型”轉(zhuǎn)變，并且結(jié)合教學(xué)過(guò)程中的實(shí)例使該方法得以具體實(shí)施。教學(xué)實(shí)踐表明，該模式能有效地提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生善于思考、分析解決問(wèn)題以及應(yīng)用創(chuàng)新的能力。

模擬電子技術(shù);實(shí)踐教學(xué);“教、學(xué)、做”一體化

0 引言

模擬電子技術(shù)作為電子技術(shù)基礎(chǔ)的一個(gè)重要分支，是電子信息類專業(yè)學(xué)生的入門性質(zhì)的技術(shù)基礎(chǔ)課程[1]。該課程具有內(nèi)容豐富，概念、原理抽象，實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，而在有限時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)課程內(nèi)容的教學(xué)，學(xué)生反映理論概念多，分析方法考慮因素多，理論應(yīng)用較難等問(wèn)題[2]，因此模電課程的改革對(duì)于地方本科院校的學(xué)生和教師而言，在教學(xué)形式的探索方面更需要加強(qiáng)課程的教學(xué)、實(shí)踐與考核環(huán)節(jié)中學(xué)生自主創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[3]。為此在針對(duì)地方院校教學(xué)過(guò)程中，運(yùn)用“教、學(xué)、做”一體化模式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，提高學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力。

1 理論教學(xué)模式

在以往的模電課程理論教學(xué)中，大多采用“老師講，學(xué)生聽(tīng)”的模式，教師備課時(shí)做的相當(dāng)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(xué)生聽(tīng)課效率達(dá)不到預(yù)期效果，長(zhǎng)此下去可能會(huì)產(chǎn)生厭學(xué)心理。因此，教師需轉(zhuǎn)變角色，創(chuàng)設(shè)接受性的學(xué)習(xí)氛圍，以學(xué)生為主，采用“討論+反饋+知新”模式教學(xué)。該模式注重加強(qiáng)基本概念、基本原則以及相互之間的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)過(guò)程，激勵(lì)內(nèi)部動(dòng)機(jī)，注意及時(shí)反饋。在具體實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)講授和探討，帶動(dòng)學(xué)生理解基礎(chǔ)性的理論知識(shí)，培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

下面以半導(dǎo)體二極管知識(shí)為例，本課程在開(kāi)篇就在講述這部分內(nèi)容，學(xué)生之前已經(jīng)形成初步的認(rèn)識(shí)，二極管具有單向?qū)щ姷奶匦?，在講解內(nèi)容之前，提出問(wèn)題“為什么二極管具有單向?qū)щ娦浴奔ぐl(fā)學(xué)生的興趣，然后以課題討論的形式展開(kāi)授課。首先引導(dǎo)學(xué)生討論二極管相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，反饋形成簡(jiǎn)要的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)圖(如圖1所示)。本征半導(dǎo)體是完全純凈的晶體，在兩個(gè)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(zhì)半導(dǎo)體（P區(qū)和N區(qū)），直接導(dǎo)致兩個(gè)區(qū)域的兩種載流子數(shù)目不同，而被分為多數(shù)載流子和少數(shù)載流子；在交界面處因載流子濃度差異，造成多數(shù)載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，分別留下帶負(fù)電（P型區(qū)）和帶正電（N型區(qū)）的雜質(zhì)離子，結(jié)果形成了比較薄的空間電荷區(qū)，也成內(nèi)電場(chǎng)；該電場(chǎng)雖抑制多數(shù)載流子的擴(kuò)散，但會(huì)促使兩個(gè)區(qū)域少數(shù)載流子的漂移，當(dāng)漂移運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)相等時(shí)，空點(diǎn)電荷區(qū)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。

其次施加條件（在PN結(jié)上加上外電壓），引導(dǎo)學(xué)生思考在打破內(nèi)部電場(chǎng)平衡后載流子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，當(dāng)PN結(jié)外加正向電壓時(shí)，內(nèi)部空間電荷區(qū)變窄，外電場(chǎng)使得多數(shù)載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)源源不斷地進(jìn)行，致使大量載流子定向移動(dòng)，形成導(dǎo)通電流；當(dāng)PN結(jié)外加反向電壓時(shí)，外電場(chǎng)與內(nèi)電場(chǎng)方向與一致，抑制擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，促進(jìn)少數(shù)載流子漂移運(yùn)動(dòng)，形成微弱電流，可近似為零。最后總結(jié)結(jié)論，解決問(wèn)題。

2 實(shí)踐教學(xué)模式

2.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

模擬電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)是加深、鞏固所學(xué)理論知識(shí)，提高動(dòng)手實(shí)踐與創(chuàng)新能力的一種必要的教學(xué)手段和教學(xué)途徑通過(guò)組建調(diào)試電路、記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到理論指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，提高電子儀器操作能力的目的。根據(jù)課程教學(xué)改革中的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，推動(dòng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。以小功率直流穩(wěn)壓電源為例，首先引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前期預(yù)習(xí)，借助實(shí)驗(yàn)仿真軟件繪制電路如圖2所示，

分析各個(gè)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(shí)加以解釋，加強(qiáng)理解模塊化電路，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析并調(diào)整電路。在圖中所示整流電路部分，當(dāng)變壓器次級(jí)輸出為正向時(shí)，電流流向?yàn)?342；當(dāng)變壓器次級(jí)輸出為負(fù)向時(shí)，電流流向?yàn)?341，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(guò)程中，當(dāng)V2大于電容兩端電壓，整流二極管按上述流程正常工作；當(dāng)V2小于電容兩端電壓時(shí)，整流二極管全部截止，電容C1放電，通常來(lái)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(shí)訓(xùn)教學(xué)

模擬電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)是繼理論教學(xué)及實(shí)驗(yàn)課程之后的重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，本階段采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”模式[5]，學(xué)生在相關(guān)理論的指導(dǎo)下，通過(guò)實(shí)訓(xùn)任務(wù)，設(shè)計(jì)具有一定功能的作品，加深對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的理解，掌握課程中的關(guān)鍵要點(diǎn)，培養(yǎng)其設(shè)計(jì)思考能力、動(dòng)手操作能力、應(yīng)用創(chuàng)新能力。實(shí)訓(xùn)教學(xué)著眼于將“教”與“學(xué)”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(shí)驗(yàn)技能，過(guò)渡至工程估算、元器件的選擇、電路的設(shè)計(jì)制作與調(diào)試，然后撰寫(xiě)規(guī)范的論文報(bào)告和技術(shù)資料，逐步掌握工程設(shè)計(jì)的步驟和方法。該階段以學(xué)生設(shè)計(jì)的“路燈控制裝置”為例，其實(shí)物如圖4所示，包括總體方案設(shè)計(jì)，電路設(shè)計(jì)與調(diào)試，系統(tǒng)分析與總結(jié)等。本設(shè)計(jì)運(yùn)用微控制芯片實(shí)現(xiàn)智能化路燈控制，采用直流穩(wěn)壓電源供電，紅外感應(yīng)模塊識(shí)別人體，光敏電阻感應(yīng)環(huán)境光線，然后通過(guò)電壓比較器來(lái)確定光線的強(qiáng)弱。

3 結(jié)束語(yǔ)

模擬電子技術(shù)是一門工程實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，傳統(tǒng)的教學(xué)手段與教育模式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于現(xiàn)代化的生產(chǎn)體系，本文通過(guò)構(gòu)建“教”“學(xué)”“做”一體化教學(xué)體系，把培養(yǎng)學(xué)生基本理論能力與工程實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)作為整體考慮，旨在使學(xué)生能將課堂上的電子技術(shù)知識(shí)及時(shí)消化吸收，提高教學(xué)質(zhì)量，立足達(dá)到立竿見(jiàn)影的效果，快速培養(yǎng)社會(huì)需要的合格的技能型人才。

[1]劉愛(ài),汪瑞雪.模擬電子技術(shù)教學(xué)改革探討[J].武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（理學(xué)版）,2012,58(s2)：177-180.

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

[3]曹佃國(guó),武玉強(qiáng),張立華.”模擬電子技術(shù)”教學(xué)改革探索[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2009,31(04)：14-15.

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

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