模擬電子技術(shù)課程中物理學(xué)師范生綜合能力培養(yǎng)探析

黎運(yùn)宇　黃翠萍　韋萬　黃瑩　黃敢

【摘 要】本文論述在模擬電子技術(shù)課程中培養(yǎng)物理學(xué)師范生的綜合能力，從理論分析能力和實(shí)踐能力兩方面提出培養(yǎng)物理學(xué)師范生綜合能力的措施：“預(yù)習(xí)與任務(wù)—課堂分析—實(shí)驗(yàn)與制作—回顧與練習(xí)”四步走；充分運(yùn)用各種教學(xué)手段，提高教學(xué)效果；自主學(xué)習(xí)模式與傳統(tǒng)受教模式相融合；實(shí)驗(yàn)測試與組裝收音機(jī)結(jié)合；師生共創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

【關(guān)鍵詞】物理學(xué) 模擬電子技術(shù) 綜合能力 電路 分析方法

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2018）03C-0159-03

物理學(xué)專業(yè)是傳統(tǒng)的本科專業(yè)，隨著專業(yè)的發(fā)展，專業(yè)課程必須不斷與時(shí)俱進(jìn)。模擬電子技術(shù)是廣西民族師范學(xué)院物理專業(yè)限選課程，通過該課程培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力是一個(gè)重要的課題。模擬電子技術(shù)課程主要培養(yǎng)物理學(xué)師范生的綜合能力包括：對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)知能力、元器件的結(jié)構(gòu)原理理解分析能力、電路的分析能力、綜合分析設(shè)計(jì)能力，創(chuàng)新實(shí)踐能力等。本文主要從理論分析能力和實(shí)踐能力兩個(gè)方面探索在模擬電子技術(shù)課程中培養(yǎng)物理學(xué)師范生的綜合能力。

一、模擬電子技術(shù)課程培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的必要性

第一，模擬電子技術(shù)課程的認(rèn)知特點(diǎn)要求必須培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。模擬電子技術(shù)課程對(duì)于物理師范生是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是物理師范生學(xué)習(xí)與探究的一個(gè)重難點(diǎn)。這門課程比較抽象，而且很多概念有獨(dú)立性，難學(xué)易忘，且學(xué)完這些知識(shí)還不知道用在何處，怎么聯(lián)系實(shí)踐，而一張綜合電路圖通常包含幾個(gè)單元的概念，覆蓋面廣，綜合性強(qiáng)。模擬電子技術(shù)是一門研究對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理的模擬電路的學(xué)科。它以半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管和場效應(yīng)管為關(guān)鍵電子器件，包括功率放大電路、運(yùn)算放大電路、反饋放大電路、信號(hào)運(yùn)算與處理電路、信號(hào)產(chǎn)生電路、電源穩(wěn)壓電路等研究方向?yàn)橹骶€，各個(gè)內(nèi)容緊密相連，環(huán)環(huán)相扣，圍繞著一個(gè)核心問題：信號(hào)的放大、運(yùn)算、處理、轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生。學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)生需理解記憶記、懂得看圖、組裝分析電路。

第二，模擬電子技術(shù)是偏向于技術(shù)型的學(xué)科，要學(xué)好這個(gè)重難點(diǎn)科目，不僅需要學(xué)生深入地掌握模擬電子技術(shù)的基本理論知識(shí)，還需要學(xué)生有更深厚的對(duì)一些電氣及儀器方面的操作技術(shù)并且熟練的實(shí)踐操作素養(yǎng)和能力。學(xué)好模擬電子技術(shù)這門課程，對(duì)于物理師范生而言是一個(gè)重大而艱巨的學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)。廣西民族師范學(xué)院本科物理教育專業(yè)的學(xué)生都是師范生，由于學(xué)校安排的課程學(xué)時(shí)不足，很多同學(xué)無法跟上老師的教學(xué)步伐，導(dǎo)致學(xué)不懂。因此，在學(xué)習(xí)這門學(xué)科時(shí)，學(xué)生最好從基本概念開始，比如什么是PN結(jié)，什么是二極管、三極管等都要一一掌握。學(xué)習(xí)過程中學(xué)生要盡量跟上老師的教學(xué)進(jìn)度，對(duì)于易混淆的概念，只有聽教師的總結(jié)辨析，及時(shí)歸納整理，才能掌握各種電路的特點(diǎn)、分析方法，以及參數(shù)的選擇、電位點(diǎn)的計(jì)算、器件的選用等問題。

第三，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中要懂得運(yùn)用各方面的資源。學(xué)生對(duì)模擬電子電路進(jìn)行分析時(shí)，應(yīng)能對(duì)簡單的電子電路設(shè)計(jì)等展開探究與應(yīng)用，比如查工具書、字典、詞典、參考資料，只要用得上，盡可能發(fā)揮工具書的作用。親自查找答案，是探索學(xué)習(xí)方法、摸索學(xué)習(xí)規(guī)律的過程，也是提高運(yùn)用工具書能力的過程。對(duì)于似曾相識(shí)的問題，應(yīng)查一查以往學(xué)過的理論和知識(shí)，把新舊知識(shí)聯(lián)系起來，“溫故而知新”。查出的答案經(jīng)過分析，理解能力又能得到提高，這是學(xué)習(xí)理科的基本方法。鞏固的練習(xí)不光是指要認(rèn)真完成課內(nèi)習(xí)題，還應(yīng)完成一定量的課外練習(xí)。由此可見，在學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)過程中需要應(yīng)用到學(xué)生各方面的綜合能力。

二、物理師范生理論分析能力的培養(yǎng)

《模擬電子技術(shù)》教材涵蓋該門課程的所有模塊內(nèi)容，教材設(shè)置程梯度化由易到難的層次依次推進(jìn)：PN節(jié)—二極管—應(yīng)用電源電路—整流—濾波—穩(wěn)壓，三極管—場效應(yīng)管—放大電路—差動(dòng)放大電路—運(yùn)算放大電路—反饋電路—功率放大。理論性、連續(xù)性、抽象性極強(qiáng)，學(xué)生學(xué)起來要有整體思維，否則比較吃力。模擬電子技術(shù)涉及的實(shí)驗(yàn)操作非常廣，與生活中廣大電器聯(lián)系很多，同時(shí)又要具備很強(qiáng)的理論作為基礎(chǔ)，如電工學(xué)、高等數(shù)學(xué)等多門學(xué)科的相關(guān)理論知識(shí)作為指導(dǎo)。因此，要讓物理師范生充分理解基礎(chǔ)概念和基本電路，提高綜合能力，必須從以下方面培養(yǎng)學(xué)生的理論分析能力。

（一）模擬電子技術(shù)理論學(xué)習(xí)遵循“預(yù)習(xí)與任務(wù)—課堂分析—實(shí)驗(yàn)與制作—回顧與練習(xí)”四步走。具體如下：

1.做好預(yù)習(xí)與落實(shí)任務(wù)是學(xué)習(xí)好理論的前提。模擬電子技術(shù)課程項(xiàng)目的學(xué)習(xí)與探究都應(yīng)該在課前有縝密、認(rèn)真的預(yù)習(xí)，知道知識(shí)章節(jié)的任務(wù)工作或準(zhǔn)備工作，這是學(xué)好本課程理論知識(shí)的前提。例如，電路分析中參數(shù)的名稱眾多，參數(shù)的選擇困難，因此做好預(yù)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)電路分析會(huì)有極大的幫助，學(xué)生經(jīng)過了預(yù)習(xí)，聽課效果會(huì)有很大的不同。

2.掌握電路課堂理論分析的方法。模擬電子技術(shù)課程是理論與實(shí)踐并重的科目，在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生不僅要熟悉理論知識(shí)，同時(shí)也要掌握分析方法這一工具。課堂上應(yīng)把握好“元件外形—結(jié)構(gòu)—特性分析—原理—使用參數(shù)—更換”這條主線思路，這也是學(xué)習(xí)以電路為基礎(chǔ)后續(xù)課程的方法工具，物理師范生應(yīng)該抓住這個(gè)重難點(diǎn)進(jìn)行更加深入、具體的學(xué)習(xí)。

3.實(shí)踐與制作是綜合理論和提升動(dòng)手能力的途徑。記憶在人類學(xué)習(xí)過程中擔(dān)當(dāng)著重要的角色，每個(gè)物理師范生的記憶理解也不同。實(shí)踐課上要積極主動(dòng)，不可以粗心大意、蒙混過關(guān)，將平時(shí)學(xué)習(xí)到的正確理論知識(shí)結(jié)合實(shí)際運(yùn)用到實(shí)踐中去，這才是正確的做法。如在實(shí)踐中測試三極管的三極，需要弄清楚三極管的原理及如何使用萬用表測量；測試三極管的性能，放大電路的波形，就要把握好三極的各個(gè)參數(shù)，各極之間的關(guān)系，示波器的使用方法，放大電路的結(jié)構(gòu)原理等相關(guān)知識(shí)理論，才能培養(yǎng)良好的電子電路的制作、分析能力，師范生更應(yīng)該抓住這些細(xì)節(jié)的方法來進(jìn)行學(xué)習(xí)。

4.課后回顧知識(shí)與作業(yè)是消化和鞏固的重要環(huán)節(jié)?！皠?dòng)筆使人準(zhǔn)確”，學(xué)習(xí)的過程也是不斷糾錯(cuò)的過程，學(xué)生把作業(yè)和學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果表現(xiàn)在紙面上。通過做作業(yè)及老師的批改、講評(píng)，學(xué)習(xí)者可以發(fā)現(xiàn)自己未曾注意的一些概念、原理理解上的偏差甚至錯(cuò)誤之處、筆誤和疏忽之處，可以說做作業(yè)是學(xué)生自己教授自己的過程。在電子電路的實(shí)驗(yàn)中可以通過對(duì)電路中電位的測量、波形的觀察，加深對(duì)相關(guān)理論的理解與記憶。因此，課后對(duì)于理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的回顧以及作業(yè)的鞏固是必不可少的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。

（二）充分運(yùn)用各種教學(xué)手段，提高定理、定理分析教學(xué)效果。要求學(xué)生學(xué)好“模擬電子技術(shù)”理論，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，采用合適教學(xué)方法，達(dá)到調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性的學(xué)習(xí)目的。在講到模擬電子技術(shù)的“反饋”內(nèi)容時(shí)，教師可以用常見電器的反饋原理為例進(jìn)行新課引入，例如以智能空調(diào)為例，采集到溫度信號(hào)與風(fēng)扇內(nèi)部的設(shè)置溫度相比較，調(diào)節(jié)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出風(fēng)量，若采集室溫高了就增加風(fēng)量、低于標(biāo)準(zhǔn)溫度就減少風(fēng)量，使室內(nèi)溫度穩(wěn)定在一個(gè)合適舒服的范圍內(nèi)，讓學(xué)生明白將輸出量通過一定的方式反送到輸入回路中去來改變輸出的現(xiàn)象，就是反饋。

在講授“模擬電子技術(shù)”時(shí)，教師在教學(xué)過程中要特別注重新舊知識(shí)的區(qū)別與相同點(diǎn)，靈活的采用漸進(jìn)教學(xué)法等各類教學(xué)方法來引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)有效的學(xué)習(xí)。比如可以引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)電工學(xué)課程中的疊加原理和戴維南等效定理，然后將交流信號(hào)和直流信號(hào)分開討論，學(xué)生在理解掌握直流信號(hào)基礎(chǔ)上分析交流信號(hào)問題。為解決實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足問題，教師在教學(xué)過程中可教會(huì)學(xué)生使用NI Multisim輔助教學(xué)模擬軟件，學(xué)生利用自己的電腦課外進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，通過多樣化的教學(xué)方法很好地增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)課時(shí)和實(shí)踐機(jī)會(huì)。

模擬電子技術(shù)課程教學(xué)只安排了51個(gè)課時(shí)，除了科學(xué)運(yùn)用各種教學(xué)方法外，還需要充分運(yùn)用各種教學(xué)手段，向課堂要效率。如用PPT課件加板書相結(jié)合，教師采用flash動(dòng)畫等將電流的流向、放大的效果等現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)教學(xué)模式，這樣既提高了課堂效率又能取得更優(yōu)的教學(xué)效果。

（三）自主學(xué)習(xí)模式與傳統(tǒng)受教模式相融合。傳統(tǒng)的受教模式學(xué)習(xí)方法是“預(yù)習(xí)—講授—作業(yè)—復(fù)習(xí)”，這樣對(duì)理論學(xué)習(xí)是可行的，然而要學(xué)好模擬電子技術(shù)課程，僅靠這種方法還不夠，學(xué)生要把自主學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)的受教模式互相融合，公平、接納、提升每個(gè)學(xué)生的能力，拓展實(shí)踐機(jī)會(huì)，在實(shí)驗(yàn)中摸索理論的原理，真正做到學(xué)習(xí)氛圍的融合，學(xué)習(xí)方法的融合，教學(xué)模式的融合，取得最優(yōu)的學(xué)習(xí)效果。例如，在課堂上除了聽教師講課，學(xué)生還要學(xué)會(huì)自主做筆記，以利于課后復(fù)習(xí)。做筆記要簡潔明了，速度要快，突出重點(diǎn)，課堂上把重點(diǎn)的詞語記下來，課后整理筆記，把自己在課堂上記得比較粗略的知識(shí)點(diǎn)整理得詳細(xì)清楚，相當(dāng)于復(fù)習(xí)了一遍上課內(nèi)容，課后依據(jù)筆記復(fù)習(xí)，主動(dòng)去圖書館查閱一些相關(guān)的書籍，這樣才能提高聽課效率及學(xué)習(xí)效果，提高自主學(xué)習(xí)的效率。

三、物理師范生實(shí)踐能力的培養(yǎng)

（一）實(shí)驗(yàn)測試與組裝收音機(jī)相結(jié)合。實(shí)驗(yàn)實(shí)踐是檢驗(yàn)理論學(xué)習(xí)的效果和促進(jìn)能力培養(yǎng)必要途徑，在模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生驗(yàn)證所學(xué)的理論、培養(yǎng)解決實(shí)際問題的能力。實(shí)驗(yàn)的方法主要是認(rèn)識(shí)、測試各類元件、搭建各部分電路，如電源整流穩(wěn)壓電路，一級(jí)放大電路，集成運(yùn)放電路，用示波器測試有無負(fù)反饋電路前后的信號(hào)，組裝功率放大電路，利用項(xiàng)目教學(xué)法對(duì)學(xué)生進(jìn)行“預(yù)先布置任務(wù)—引導(dǎo)和輔導(dǎo)—驗(yàn)收效果”的方法使教學(xué)過程達(dá)到滿意的教學(xué)效果。綜合實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生組裝收音機(jī)功率放大電路，邊講解邊組裝，學(xué)生就會(huì)針對(duì)對(duì)于電子、電路領(lǐng)域中的元件、特性、功能以及應(yīng)用等各個(gè)方面的深入了解認(rèn)知與學(xué)習(xí)，能夠快速準(zhǔn)確地掌握基本知識(shí)建立起電路的分析構(gòu)建方法，避免理論與實(shí)際脫節(jié)。

（二）師生共創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，強(qiáng)化綜合能力的培養(yǎng)。在相應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的先進(jìn)程度、數(shù)量有限的情況下，可以從改變實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式入手。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)安排是從驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)到學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，有利于提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力。如果理論課程教學(xué)跟不上實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)數(shù)量過多、若實(shí)驗(yàn)課時(shí)不足等原因?qū)е轮荒軐W(xué)習(xí)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)就結(jié)束了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，無法進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以及分析原理的能力綜合實(shí)踐。減少一些驗(yàn)證試驗(yàn)的安排，多采用項(xiàng)目教學(xué)法，由師生共創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

例如，項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)三步走的教學(xué)方法既簡單又可行度高。第一步，在學(xué)習(xí)部分合理驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)之后，教師要積極引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生自行分組按要求設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。第二步，教師要檢查學(xué)生的方案并進(jìn)行模擬仿真，原理可行了就讓學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)方案。第三步，教師要給予綜合性的分析評(píng)價(jià)，可嘗試指導(dǎo)一些學(xué)習(xí)基礎(chǔ)好，實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力較強(qiáng)的學(xué)生，使之更多的、更早地接觸和參加大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。最終在班上形成以基礎(chǔ)好的同學(xué)帶動(dòng)其他同學(xué)形成學(xué)習(xí)小組，提高學(xué)習(xí)效率。還可以發(fā)展學(xué)生掌管實(shí)驗(yàn)室鑰匙，學(xué)生可以隨時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生參與開放性實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)。

最后，物理師范生在學(xué)習(xí)、探究的過程中更應(yīng)該側(cè)重對(duì)電子電路分析綜合能力的培養(yǎng)。理論知識(shí)的學(xué)習(xí)（下轉(zhuǎn)第175頁）（上接第160頁）不僅僅只是在理論知識(shí)上突破，在實(shí)踐中電路故障的判斷和排除故障，從理論深入到實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐學(xué)習(xí)，掌握這些方法的重點(diǎn)是掌握基礎(chǔ)知識(shí)，將基本概念、電路分析融會(huì)貫通、綜合應(yīng)用，既提高理論分析能力，又增強(qiáng)實(shí)踐測試和制作能力，達(dá)到綜合能力全面提高的效果。

總之，如何讓物理學(xué)師范學(xué)生更好地掌握和學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)這門課程，不僅需要從學(xué)習(xí)思想本質(zhì)上高度培養(yǎng)、激發(fā)濃厚的學(xué)習(xí)興趣、掌握良好的學(xué)習(xí)方法，使得學(xué)生樂于、敢于學(xué)習(xí)重難點(diǎn)科目，還需要學(xué)生在理論與實(shí)踐中不斷地研究和探索，善于接受去獲取新的知識(shí)，敢于嘗試、敢于面對(duì)失敗、敢于挑戰(zhàn)。教師應(yīng)利用項(xiàng)目教學(xué)法、融合教育等措施因材施教，著力培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和綜合能力，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中才能不斷創(chuàng)新不斷進(jìn)步；將理論融入于實(shí)踐，做到學(xué)以致用，運(yùn)用于生活中發(fā)揮知識(shí)的能動(dòng)性作用。

【基金項(xiàng)目】2016年度廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目“應(yīng)用型本科轉(zhuǎn)型背景下電子信息工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革與實(shí)踐”（2016JGA368）；2015年度廣西民族師范學(xué)院校級(jí)教學(xué)改革研究課題“基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)的《模擬電子技術(shù)》教學(xué)改革研究與實(shí)踐”（JGYB201544）

【作者簡介】黎運(yùn)宇（1971— ），男，土家族，碩士，廣西民族師范學(xué)院講師，研究方向：農(nóng)業(yè)機(jī)械化、機(jī)電控制。

（責(zé)編 盧 雯）