淺析高職模擬電子技術(shù)課程的模塊化教學(xué)

張群 唐正林

【摘要】對(duì)高職電子類專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)課程感到較難的原因有學(xué)習(xí)抓不住重點(diǎn)，理實(shí)分家。如果教師教學(xué)中能啟發(fā)學(xué)生樹(shù)立電路模塊化的學(xué)習(xí)思維，圍繞電路的組建、調(diào)試把握必須的理論重點(diǎn)，或許會(huì)讓模電課程學(xué)習(xí)變得簡(jiǎn)單些。

【關(guān)鍵詞】模擬電路 模塊 理論 實(shí)驗(yàn)

模擬電子技術(shù)課程是高職電子類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)這門(mén)課程時(shí)普遍感覺(jué)較難，對(duì)這門(mén)課的一些概念感覺(jué)深?yuàn)W難懂，對(duì)各種電路的變化形式覺(jué)得迷糊，究其原因，除了我校高職學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)普遍較弱外，主要還有三點(diǎn)原因，一是在理論學(xué)習(xí)中不會(huì)抓重點(diǎn)，有時(shí)鉆人一個(gè)小問(wèn)題而不能自拔，放大了學(xué)習(xí)難度；二是理實(shí)學(xué)習(xí)分家，不能預(yù)期實(shí)驗(yàn)應(yīng)達(dá)到何結(jié)果，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不能主動(dòng)從理論角度進(jìn)行分析；三是課后不復(fù)習(xí)，作業(yè)不及時(shí)完成。其中第三點(diǎn)屬于學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)習(xí)慣問(wèn)題，本文著力探討采用模塊化教學(xué)來(lái)解決前兩個(gè)問(wèn)題。

一、功能模塊的識(shí)別

在學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)課程初期，首先應(yīng)該讓學(xué)生了解典型電子信息系統(tǒng)由信號(hào)的提取、信號(hào)的預(yù)處理與加工、A/D轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)或其它數(shù)字系統(tǒng)、D/A轉(zhuǎn)換、信號(hào)的驅(qū)動(dòng)與執(zhí)行等部分組成，對(duì)于模擬信號(hào)最基本的處理是放大，而放大電路是構(gòu)成各種模擬電路的基礎(chǔ)。

在電子系統(tǒng)中，常用的模擬電路及其功能如下：

1、放大電路：用于信號(hào)的電壓、電流或功率放大。

2、濾波電路：用于信號(hào)的提取、變換或抗干擾。

3、運(yùn)算電路：用于信號(hào)的比例、加、減、乘、除、積分、微分等運(yùn)算。

4、信號(hào)轉(zhuǎn)換電路：用于信號(hào)的轉(zhuǎn)換。如將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)或?qū)㈦娏餍盘?hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)、將交流信號(hào)變換為直流信號(hào)或?qū)⒅绷餍盘?hào)變換為交流信號(hào)等等。

5、信號(hào)發(fā)生電路：用于產(chǎn)生正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波信號(hào)等等。

6、直流電源：用于將交流電轉(zhuǎn)換為不同輸出電壓和輸出電流的直流電。供給各種電子電路的供電電源。

在明確了各模塊名稱及功能后，學(xué)生在模擬電子技術(shù)課程學(xué)習(xí)中容易將各模塊電路區(qū)別開(kāi)來(lái)，也就易于電路的識(shí)讀。

二、各模塊的理論學(xué)習(xí)

這門(mén)課人門(mén)學(xué)習(xí)時(shí)有一個(gè)很清晰的線索：半導(dǎo)體材料的性質(zhì)，半導(dǎo)體構(gòu)成的元件，半導(dǎo)體元件組成的放大電路，處理電路。前后緊密相連，環(huán)環(huán)相扣，圍繞著一個(gè)核心問(wèn)題即模塊化電路：信號(hào)的放大，運(yùn)算，處理，轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生。在學(xué)習(xí)的時(shí)候，要從應(yīng)用角度多想想，模塊電路是作什么用的，組成模塊的元器件有何特性及作用，如何讓元器件正常工作而不致?lián)p壞？針對(duì)元器件，要重點(diǎn)關(guān)注其特性、作用、參數(shù)及好壞判斷。因此在元器件的學(xué)習(xí)過(guò)程中，重點(diǎn)把握與其特性、作用、好壞判斷相關(guān)的理論，參數(shù)的理解放在電路中去分析是否可行更好。

在模塊電路的分析過(guò)程中，需要掌握一些基本概念，理解一些參數(shù)的物理意義。比如說(shuō)，什么是輸入電阻，什么是輸出電阻，為什么要求輸入電阻，輸出電阻，如何求解等。要理解重要參數(shù)的正確含義，切不可在沒(méi)完全弄懂的情況下混過(guò)去，這樣到以后反而更加麻煩。

在掌握基本概念的同時(shí)也要掌握基本分析方法。比如，在求Q點(diǎn)時(shí)需要用直流通路，在求動(dòng)態(tài)參數(shù)時(shí)需要小信號(hào)等效電路，對(duì)于基本的共射極放大電路和分壓式帶射極偏置電阻的放大電路，其求Q點(diǎn)參數(shù)的順序是不同的。在對(duì)運(yùn)放線性應(yīng)用電路不熟悉的情況下，可用運(yùn)放線性應(yīng)用的特點(diǎn)進(jìn)行分析。

除了基本概念、基本分析方法外，必須清楚各個(gè)功能模塊內(nèi)有哪些基本電路，如放大電路中有共射極放大電路，乙類雙電源互補(bǔ)功率發(fā)大電路，差分電路等。要掌握它們的工作原理，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，性能特點(diǎn)。唯有如此，才能對(duì)它們的改進(jìn)電路和類似電路做進(jìn)一步的分析。

三、各模塊的實(shí)驗(yàn)及分析

模電的實(shí)驗(yàn)是非常重要的，在實(shí)驗(yàn)中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，如果針對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題盡可能的找出理論依據(jù)，那模擬電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)效果就會(huì)有質(zhì)的飛躍。

模擬電子技術(shù)的各功能模塊的學(xué)習(xí)最好都有一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)安排時(shí)間緊靠相關(guān)理論的學(xué)習(xí)，如果學(xué)時(shí)允許的話，安排多一點(diǎn)、復(fù)雜實(shí)驗(yàn)安排4學(xué)時(shí)會(huì)更好些。

在放大電路模塊實(shí)驗(yàn)中可選擇三極管共射極放大電路，讓學(xué)生先判斷三極管的好壞、電位器好后再組建電路，先測(cè)三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)，判斷其工作狀態(tài)，再輸入正弦交流信號(hào)，用示波器觀測(cè)輸入與輸出信號(hào)波形，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生應(yīng)該用倒相放大的結(jié)論判斷電路工作是否正常，如果出現(xiàn)輸出波形失真，又要分析是何原因，可能是三極管的靜態(tài)工作點(diǎn)不合適導(dǎo)致了截止失真或飽和失真，如果截止和飽和失真同時(shí)發(fā)生，怎么都調(diào)不過(guò)來(lái)時(shí)，那就要減小輸入信號(hào)，或者在發(fā)射極接入一個(gè)電阻來(lái)解決，而后者又涉及到負(fù)反饋降低放大倍數(shù)的理論，當(dāng)輸出信號(hào)正常之后，測(cè)試負(fù)載開(kāi)路輸出和連接負(fù)載時(shí)輸出電壓的大小，可計(jì)算輸出電阻的大小，而計(jì)算的理論基礎(chǔ)又與輸出電阻的定義有關(guān)，與電壓信號(hào)源與內(nèi)阻串聯(lián)的模型有關(guān)。

在運(yùn)算電路模塊的實(shí)驗(yàn)中可多安排幾個(gè)運(yùn)算電路。在運(yùn)放的積分電路實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)讓學(xué)生先判斷核心器件運(yùn)放的好壞，好壞的判斷涉及電壓跟隨器，在積分電路的實(shí)驗(yàn)中，可能不會(huì)出現(xiàn)應(yīng)有的積分結(jié)果，例如運(yùn)放反相輸入端接入方波信號(hào)，輸出該為三角波，而實(shí)際出現(xiàn)的一條直線，測(cè)量輸出電壓大小，始終是運(yùn)放的最大輸出電壓，分析原因是因?yàn)榻尤氲姆讲ㄐ盘?hào)低電平為。而不是負(fù)電壓，導(dǎo)致出現(xiàn)了積分飽和，而在積分電容端并聯(lián)電阻后，輸出波形變?yōu)榻其忼X波，因?yàn)榉e分電容有了放電回路。

四、結(jié)語(yǔ)

在高職模擬電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)中，要能區(qū)分出各功能模塊，各模擬下有哪些基本電路，心里一定要有數(shù)，圍繞元器件的測(cè)量、電路組建、調(diào)試來(lái)找出支撐理論來(lái)學(xué)習(xí)，就一定能把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)了，實(shí)驗(yàn)時(shí)再主動(dòng)用理論來(lái)進(jìn)行分析相關(guān)現(xiàn)象，找出解決辦法，課程的學(xué)習(xí)也會(huì)變得簡(jiǎn)單些了。

參考文獻(xiàn)：

[1]模擬電子技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2015.