基于網(wǎng)絡(luò)化的模擬電子技術(shù)課程開發(fā)設(shè)計

冷紅英

【摘要】模擬電子技術(shù)課程是電氣電子類專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程。由于其專業(yè)特點，涉及大量的物理數(shù)學(xué)知識，學(xué)生普遍感覺學(xué)習(xí)困難。文章利用計算機仿真軟件和慕課等教學(xué)模式在模電課程的教學(xué)方法和教學(xué)管理方面進行了改革，提升了模電課程的教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】模擬電子技術(shù)課程；教學(xué)改革；慕課；高等教育教學(xué)

一、引言

在科技高速發(fā)展的時代，利用計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源進行教學(xué)改革在全世界都是熱點話題，因此慕課應(yīng)運而生，影響了全球高等教育的發(fā)展軌跡。慕課被許多教育學(xué)家認為是未來教育的雛形。如此高的評價使慕課在我國得到了充分的重視。本文圍繞慕課這一新型教育模式和計算機仿真技術(shù)等對我國模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)展開探討，對課程內(nèi)容、教學(xué)方式、教學(xué)考核等方面進行改革。

二、模擬電子技術(shù)課程中存在的問題

模電課程由于涉及的其他專業(yè)知識較多，特別是物理、數(shù)學(xué)方面的知識，學(xué)生學(xué)習(xí)起來比較困難，比如頻率響應(yīng)需要用到傅立葉變換方面的知識，自激振蕩的深入理解需要用到計算電磁學(xué)方面的知識，這些知識本來就是其他課程的難點內(nèi)容，更何況需要靈活運用到模電課程中。這就對學(xué)生在這些知識領(lǐng)域的基本功提出了較高的要求，而許多學(xué)生達不到這樣的要求，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，課程教學(xué)效果很差。

三、基于網(wǎng)絡(luò)的模電課程教學(xué)改革方向

模電課程教學(xué)中存在的問題，需要有針對性地加以解決。結(jié)合目前國內(nèi)推廣慕課教學(xué)模式的背景，采取以下改革措施：在課堂上采用多媒體教學(xué)的方式結(jié)合計算機仿真軟件進行教學(xué)，提升學(xué)生的興趣，讓學(xué)生能從多個角度掌握理論知識；課下采用開放實驗室和慕課實踐的方式，學(xué)生可以自由使用實驗設(shè)備來驗證課堂所學(xué)，自主學(xué)習(xí)其他學(xué)科的相關(guān)知識，提升對模電課程的認知；教師在班級中舉辦一些小型競賽，并鼓勵學(xué)生積極參加校外競賽，培養(yǎng)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力；將期終考核轉(zhuǎn)變?yōu)檫^程考核，在知識掌握中加入對學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和動手能力的考核，全面衡量學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)提升程度。

（一）多媒體教學(xué)和EDA仿真軟件的使用

模電是比較抽象的學(xué)科，內(nèi)容繁雜瑣碎，難以理解。因此在課堂教學(xué)中應(yīng)該引入多媒體教學(xué)和EDA軟件仿真等手段，讓學(xué)生通過較為形象的方式來了解電路的工作原理和特性。教師利用多媒體把EDA仿真軟件中的模擬器件組成電路，配合虛擬儀器儀表等在教學(xué)過程中實時演示，能大大提高教學(xué)的生動性。

Multisim是很好的電路仿真軟件，界面友好，使用便捷，仿真功能強大，熟練地使用軟件可以大大提高學(xué)生對電路的理解。比如對于放大電路的頻率響應(yīng)和電阻參數(shù)對電路增益的影響，如果只是語言講述的話學(xué)生普遍反映理解不夠深刻，聽后就忘。使用Multisim軟件可以搭建出放大電路的模型，利用軟件的參數(shù)掃描功能改變電阻的取值，直接在示波器模塊上觀察輸出波形隨阻值變化的規(guī)律，利用瞬態(tài)分析觀察輸出波形的失真，利用交流分析直接觀看電路的頻率響應(yīng)曲線，得出電路的上限頻率和下限頻率值。這樣形象化的分析再結(jié)合理論講解可以使得學(xué)生對電路參數(shù)的變化能夠有一個比較深入的了解。事實上，由于模電課程有著模塊化的明顯特點，涉及的電路類型并不是很多，這樣把一個電路完全講透將大大促進學(xué)生對課程的掌握。

MATLAB軟件數(shù)據(jù)處理功能強大，SIMULINK仿真平臺可以很容易地搭建出仿真電路，M文件的編寫也可以很方便地對電路進行電磁學(xué)方面的計算。MATLAB軟件的熟練運用也使得學(xué)生對于后續(xù)課程的算法仿真變得容易。這些軟件的靈活應(yīng)用能夠給學(xué)生直觀的感受，教學(xué)效果明顯優(yōu)于口頭講授，同時也向?qū)W生展現(xiàn)了計算機技術(shù)在電子電路設(shè)計中的重要性。

（二）慕課模式和開放實驗室的應(yīng)用

慕課和開放實驗室都是一種課外學(xué)習(xí)方式。慕課課程的內(nèi)容可以涵蓋本課程中所有涉及的知識點，學(xué)生對課堂講解的知識掌握不好或?qū)υ撝R點的相關(guān)背景知識不太熟悉時，就可以去查詢慕課課程，完成在線學(xué)習(xí)。目前國內(nèi)許多大學(xué)都推出了自己的慕課資源，模擬電子技術(shù)課程方面做得比較好的是電子科技大學(xué)，使用時需要付費，教師可以向?qū)W校申請后使用，內(nèi)容可以根據(jù)本學(xué)校的大綱修改。

慕課不但可以上傳大量的教師講課視頻、實驗視頻、技術(shù)文檔等供學(xué)生學(xué)習(xí)，還可以通過討論區(qū)及時得到學(xué)生的反饋。模電課程前后內(nèi)容聯(lián)系緊密，教師可以根據(jù)相關(guān)知識點設(shè)計出大量的問題布置給學(xué)生討論。學(xué)生對某個知識點感興趣時，可以在開放實驗室中進行實驗驗證，因此學(xué)校應(yīng)該給學(xué)生提供一個較好的開放性實驗平臺，這個實驗平臺應(yīng)當(dāng)是全天候開放的，具備焊接、制板和調(diào)試等功能，擁有恒流源、穩(wěn)壓電源、示波器、毫伏表等基本儀器儀表，學(xué)校還應(yīng)當(dāng)安排合適的實驗室人員為學(xué)生指導(dǎo)焊接或答疑工作。鑒于此，教師在制作慕課時，應(yīng)當(dāng)在相關(guān)知識環(huán)節(jié)加入開放實驗的指導(dǎo)性意見，提出一些適合當(dāng)前章節(jié)的題目，學(xué)生自行設(shè)計實驗來完成知識點的驗證和鞏固。

（三）提高過程考核在課程考核中的比重

以前的過程考核側(cè)重于對學(xué)生在課堂考勤和課堂提問中的表現(xiàn)的如實記錄。建立網(wǎng)絡(luò)化的教學(xué)環(huán)境后，教師可以在慕課中布置一些重要概念的辨析題或電路設(shè)計題目，要求學(xué)生及時完成并提交，教師根據(jù)完成時間和質(zhì)量給分，這樣的考核方式便于在教學(xué)進程中隨時了解學(xué)生的掌握情況，彌補學(xué)生的薄弱環(huán)節(jié)。同時，教師在考核時還應(yīng)當(dāng)考慮到學(xué)生參與網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的主動性，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程和運用網(wǎng)絡(luò)資源來完成科研的能力。

四、模電課程教學(xué)改革效果

綜合采用以上教學(xué)改革措施后，從五年的教學(xué)成果來看，模擬電子技術(shù)課程從單純的課堂講授轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熀蛯W(xué)生的互動化教學(xué)模式。在課堂上，學(xué)生可以觀看到大量的視頻和EDA軟件仿真結(jié)果，學(xué)生的問題可以通過網(wǎng)絡(luò)及時得到教師的答復(fù)，也具有了大量的課外實踐機會。學(xué)生對本課程的興趣越來越濃厚，參加大學(xué)生電子競賽的學(xué)生數(shù)量明顯上升，學(xué)科成績也有明顯的提高，本校期終考評為優(yōu)的學(xué)生數(shù)目較上學(xué)年相比也上升了近10個百分點。

五、結(jié)語

本文主要對模電課程的教學(xué)改革情況進行了探討，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)實環(huán)境，提出了結(jié)合多媒體與仿真軟件的應(yīng)用，慕課與開放實驗室相結(jié)合，競賽模式的應(yīng)用的教學(xué)過程設(shè)計，對于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性有極大的幫助。今后將著眼于慕課內(nèi)容的豐富和仿真軟件的案例完善，繼續(xù)探討模電課程教學(xué)效果的提高。

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