電子類基礎課程教學改革與探索

徐丹旸 宋瀟 田葳

摘 ? 要：電子類基礎課程是電學專業(yè)低年級學生的必修課程，是培養(yǎng)學生的實踐能力和工程意識的先驅(qū)課程。針對當前課程教學存在的問題，提出一種教學改革方法，通過增加與理論課同步的實踐課程。該課程比實驗課內(nèi)容更豐富更靈活，以學生為主體，老師引導學生針對課程中重點和難點完成項目設計，實現(xiàn)課堂理論與實踐真正相結合，最終提高學生學習興趣和創(chuàng)新實踐能力，為后續(xù)專業(yè)課程打下堅實基礎。

關鍵詞：電子類基礎課 ?實踐教學 ?工程意識 ?創(chuàng)新

中圖分類號：G642.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）09（b）-0219-03

2018年6月陳寶生部長在新時代本科教育工作會議上提出，未來的高等教育要“堅持以本為本，推進四個回歸”，強調(diào)了做好本科教育教學的重要性。近幾年，河南科技大學電氣工程學院一直以做好本科教學為核心，以提高大學生創(chuàng)新實踐能力為目標，進行了多項教學改革和探索，涉及課程范圍從基礎課程到專業(yè)課程，取得了較好的教學效果。

電子類基礎課程包括“模擬電子技術”、“數(shù)字電子技術”、“電子技術課程設計”等課程，為電子科學技術、電氣工程及其自動化等電類專業(yè)學生開設，該課程是后續(xù)專業(yè)課程的基礎，是培養(yǎng)學生工程意識和實踐創(chuàng)新能力的起點課程。

1 ?主要問題

理論教學中以元件功能講解為主，推導計算分析比較多，忽視了器件的型號、種類、封裝等內(nèi)容，學生能夠熟練計算課本各類題目，但是給一個常用電子元件，實現(xiàn)一個簡單功能電路，卻感到無從下手，無法把理論知識應用到實際電路設計上，最終覺得課堂理論知識學了無用，失去學習的動力和興趣;每門課程都是獨立授課，課程之間關聯(lián)性知識講解較少，導致學生在實踐過程中，不能融會貫通;因授課環(huán)境和學時限制，在理論課中很難增加大量實踐內(nèi)容。

實驗室的實驗項目很多是在實驗箱上進行，也存在一些問題：一是設備上元件型號老舊，因?qū)嶒炏涫芟薏灰走M行更新;二是學生只能做規(guī)定的實驗項目，不能根據(jù)自己想法自由設計制作電路，抑制了學生的實踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 ?教學改革方法

2.1 改革思路

針對以上問題，結合電子類基礎課程教學特點，對電子類基礎課程教學進行了改革。如：在模擬電子技術和數(shù)字電子技術課程開設的學期，增開一門選修課“電子線路理論基礎”，作為電子類基礎課程內(nèi)容的補充，上課地點直接安排在創(chuàng)新實驗室。該實驗室是開放的，每個實驗桌都配備計算機、直流電源、信號源、示波器和電烙鐵等常用設備，常用元器件都可以在開放實驗盒中取用。學生可以自由出入實驗室，利用實驗設備，進行電路設計、制作和調(diào)試。區(qū)別于理論教學知識多而細化，該課程教學內(nèi)容是理論知識的凝練和總結。每節(jié)課都有一個設計項目，不但涉及到理論教學中的重點和難點，還把多門電子類基礎課程相關的內(nèi)容關聯(lián)在一起。老師只對課程相關知識簡單總結，提出問題并給出設計內(nèi)容，學生在面包板上插接或在洞洞板上焊接，完成要求的驗證和設計，讓學生成為課堂的主體，逐漸引導學生自主學習、積極思考。

2.2 具體實施方案

每次課前，老師會發(fā)布作業(yè)，如：復習理論知識點、需要設計和計算參數(shù)的電路，讓學生課前完成預習作業(yè)。課堂上老師講解的內(nèi)容，主要是元器件管腳識別、封裝以及選取規(guī)則，學生根據(jù)自己的設計，選擇所需元器件，在面包板（或洞洞板）上完成電路設計，記錄測試數(shù)據(jù)和結論，上交作業(yè)。下面以模擬電子技術中晶體三極管電路工作區(qū)這個知識點為例，說明課程實施情況。

（1）課前老師會下發(fā)課前任務。模擬電子技術理論課中講述了三極管的三個工作區(qū)以及判斷方法，這部分內(nèi)容是授課的重點，但是學生概念一直都比較模糊。課前發(fā)布電路，圖1和圖2，要求課前完成內(nèi)容包括：分析電路基本原理和功能;計算圖1中未知電阻參數(shù)范圍（電路臨界飽和）。這部分內(nèi)容理論課都有講過，學生獨立完成不會有困難。

（2）老師課堂先講述本次實驗采用的晶體三極管8050外觀、管腳、特性，如何采用萬用表測量電流放大倍數(shù)β。學生測量自己的8050的β值，并對比其他同學測量值，由此會發(fā)現(xiàn)每個人的測量值都有差別，讓學生思考原因是什么。通過這種方式，讓學生具有初步工程意識。學生把測量β值代入自己預先計算電阻范圍公式（圖1），預估臨界電阻值。實驗室提供兩個電阻1M和3M電阻，讓學生參考圖1接線，測量數(shù)據(jù)填入表1中并判斷三極管工作狀態(tài)，與理論分析計算結果進行對比分析，理解晶體管在三個工作區(qū)的電路特點。處于截止區(qū)和飽和區(qū)輸出電壓的特點，也可以與數(shù)電課程中TTL高低電平知識關聯(lián)起來。

（3）根據(jù)表1結果，進行圖2電路測量。圖2電路，讓學生了解晶體管級聯(lián)時前后兩級電路工作狀態(tài)對電路的影響，與晶體管電路級聯(lián)方式知識關聯(lián)起來。通過這兩個簡單的實驗，學生把課堂理論知識運用到實際電路設計中，如圖1中計算臨界飽和電阻R1范圍，根據(jù)該范圍，能夠初步預估R1取不同電阻值時T1的工作狀態(tài)，再通過實測電壓參數(shù)對比估算結果。

（4）每堂課后都會有相關作業(yè)。第一種老師給定作業(yè)，如圖3所示，讓學生利用課后時間到實驗室完成電路，并進行功能分析;第二種是根據(jù)本節(jié)課內(nèi)容，學生自行設計電路，完成具有某種功能的電路并分析其工作原理。以上作業(yè)二選一完成即可，并上交報告。

（5）課程成績考核看重實踐動手能力，平時實踐操作情況占50%，試卷筆試的內(nèi)容也主要是電路設計、問題解決和電路改進等內(nèi)容。考試方式的改變，促使學生更加注重平時的學習積累，認真完成每一次實踐作業(yè)，不再像過去那樣臨考背題刷題應付考試了。

2.3 教學改革成效

配合主修電子類基礎課程開設的這門實踐課程，課程內(nèi)容設置是根據(jù)理論課程難點和重點設置。老師結合基礎課程教學情況，精選實踐項目讓學生驗證或設計。實踐項目內(nèi)容選取原則：一是不能與課程實驗課內(nèi)容重復，二是更細化和更全面，關聯(lián)性和綜合性更強。課堂上實踐操作時間超過60%，學生作為主導，老師只作為理論知識引導和答疑作用。

該實踐選修課程于2016—2017和2017—2018學年在部分學生中實施，通過對比，選修這門課程的學生學習態(tài)度發(fā)生明顯轉變，理論課堂學習狀態(tài)好。遇到不理解電路，喜歡動手做一做，根據(jù)測試結果去分析解決;課下業(yè)余時間也喜歡去實驗室做一些趣味電路設計;調(diào)試電路遇到問題不再是急于問老師，而是先自己積極思考，通過調(diào)整電路參數(shù)、觀察電路狀態(tài)，進行對比研究，最終解決問題。

3 ?結語

傳統(tǒng)電子類基礎課程教學中，由于學時和場地限制，理論和實驗教學中很難融入更多實踐內(nèi)容，教學效果不理想。為改善這種狀態(tài)，引入與之配套的實踐課，學生的自主性更強，課堂內(nèi)容更細化更靈活，可以作為理論和實驗課程內(nèi)容的補充。通過這門課程的學習，學生遇到問題能夠主動思考，學習興趣提高了，創(chuàng)新和實踐能力得到明顯提高，為后續(xù)專業(yè)課學習打下堅實基礎。今后，我校電子類基礎課程教學還要繼續(xù)深化教學改革，不斷探索新方法提高教學質(zhì)量。

參考文獻

[1] 于海燕，龐杰，薛丹，等.改革電子技術實踐教學培養(yǎng)學生工程應用能力[J].實驗室研究與探索，2016，35（10）：179-181.

[2] 馬知遠，朱旭芳.以實踐教學為主線的電子技術系列課程教學模式[J].實驗室研究與探索，2015，34（11）：213-216.

[3] 梁麗.電類基礎課程群課后延續(xù)教學的探索與實踐[J].中國教育技術裝備，2017，20（10）：80-81.

[4] 姚纓英，范承志，林平，等.能力培養(yǎng)為導向的電類基礎程教學模式[J].電氣電子教學學報，2015（6）：1-3.