“模擬電子技術(shù)”課程教學(xué)改革研究

董漢磊 范文

摘 要：文章針對(duì)目前高等院校模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)情況和存在問題，根據(jù)學(xué)情特點(diǎn)研究了“模擬電子技術(shù)”課程教學(xué)過程的結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置，明確提出了就教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)方法、塑造學(xué)生的興趣愛好、實(shí)踐教學(xué)法和考核方式的改革方案，通過一系列的實(shí)驗(yàn)證明，這些措施可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高研究和創(chuàng)新能力，以達(dá)到改善教學(xué)效果的目的。

關(guān)鍵詞：“模擬電子技術(shù)”;教學(xué)改革;實(shí)踐教學(xué)

1?課程定位和特點(diǎn)

“模擬電子技術(shù)”課程是高校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)中學(xué)生感覺比較不容易學(xué)但又很重要的的一門專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，課程的內(nèi)容不僅要求學(xué)生能理解和掌握模擬電子系統(tǒng)，還需要學(xué)生能使用集成電路芯片來完成所需的功能，該課程是學(xué)習(xí)高頻電子信息技術(shù)和數(shù)字邏輯的必要基礎(chǔ)。這門課程的內(nèi)容對(duì)學(xué)生來說起點(diǎn)低，不需要過多的專業(yè)技能，但實(shí)踐能力強(qiáng)，內(nèi)容量大，不容易記住。剛開始時(shí)，由于學(xué)生接觸的基本理論定義、基本原理方法、模擬電路計(jì)算等內(nèi)容是抽象的，因此理解起來比較困難。這就要求教師在整個(gè)授課過程中應(yīng)掌握模擬電路的特點(diǎn)，塑造學(xué)生的興趣愛好，掌握適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。

“模擬電子技術(shù)”這門課程的特點(diǎn)主要有4個(gè)方面。一是注意定性研究，必須確定具體電路系統(tǒng)的可行性分析。二是定性分析是“估計(jì)”，具體電路系統(tǒng)在考慮基本性能參數(shù)的前提下，允許一定范圍的一定誤差。三是類似的分析應(yīng)該是“有效的”，并掌握基本矛盾和差異的關(guān)鍵方面。四是電子電路畢竟是電源電路，在不同的標(biāo)準(zhǔn)下其結(jié)構(gòu)也不同。通過對(duì)通用電子元件，模擬電路以及系統(tǒng)軟件分析和設(shè)計(jì)方案的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，學(xué)生可以獲得模擬電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)技能，從而可以進(jìn)一步深入地研究電子技術(shù)在電路行業(yè)中的具體應(yīng)用。掌握基本要素，基本電源電路，基本方法和基本測(cè)試等專業(yè)技能，從而使學(xué)生具有再次學(xué)習(xí)和接受電子技術(shù)的新發(fā)展前景的能力，并且可以將所學(xué)的專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于模擬電路行業(yè)。

2?提高認(rèn)識(shí)、培養(yǎng)興趣

興趣才是最好的老師。只有當(dāng)學(xué)生對(duì)課程感興趣時(shí)，他們才能增強(qiáng)自己的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，在授課和實(shí)踐過程中，教學(xué)效果才能事半功倍。培養(yǎng)自學(xué)能力的第一步是使學(xué)生掌握課堂中的教學(xué)內(nèi)容，使他們了解該課程與畢業(yè)后就業(yè)形勢(shì)的緊密關(guān)系。學(xué)生認(rèn)為課程的內(nèi)容將對(duì)今后的就業(yè)和考研更加有用，才會(huì)認(rèn)真學(xué)習(xí)，否則他們會(huì)發(fā)自內(nèi)心地抵觸它，將無法真正地深入學(xué)習(xí)。因此，在課堂教學(xué)之初，有必要將基礎(chǔ)理論與實(shí)踐相結(jié)合，向?qū)W生介紹該課程內(nèi)容的一些實(shí)際應(yīng)用?！澳M電子技術(shù)”的內(nèi)容廣泛用于通信網(wǎng)絡(luò)，儀表板控制，有線數(shù)字電視，集成電路芯片等。在具體的教學(xué)過程中，我們要引起高度重視，即引言和序言部分的教學(xué)。許多老師認(rèn)為這部分的內(nèi)容并不重要，因此也沒有給出太多詳細(xì)的介紹。實(shí)際上，這些內(nèi)容是培養(yǎng)興趣的最佳時(shí)機(jī)，我們可以利用多媒體等手段形象生動(dòng)地引入該課程。

3?課程內(nèi)容改革

課程的教學(xué)包括3個(gè)部分：課程設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)。在過去的課堂中，過多的教學(xué)重點(diǎn)都集中在教師授課上，即理論教學(xué)的一部分，而忽略了實(shí)踐教學(xué)的一部分，預(yù)期效果不是很好。理論課堂教學(xué)是基礎(chǔ)，實(shí)踐教學(xué)是應(yīng)用。兩者相互促進(jìn)，不能忽視。因此，為了增大實(shí)踐教學(xué)的比例，兩個(gè)部分應(yīng)為1∶1。在理論教學(xué)中，我們應(yīng)該專注于講解電路原理的抽象原理，例如RC電池充電電路和濾波電路[1]。此外，為了更好地提高學(xué)生的興趣，可以分小組合作，討論門電路構(gòu)造的原理，系統(tǒng)軟件電路的設(shè)計(jì)和應(yīng)用以及IC連接的實(shí)際集成。教學(xué)內(nèi)容中需要堅(jiān)持“做中學(xué)，學(xué)中做”的標(biāo)準(zhǔn)，不要做太多難以理解的抽象分析，從而加重學(xué)生厭倦學(xué)習(xí)的心理狀態(tài)。

4?實(shí)踐教學(xué)改革

實(shí)踐教學(xué)的成功進(jìn)行可以促進(jìn)課堂理論教學(xué)和專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。因此，當(dāng)需要增加課時(shí)來提高教學(xué)效果時(shí)，應(yīng)首先增加實(shí)踐教學(xué)課時(shí)。實(shí)踐教學(xué)課時(shí)選擇的原則是：盡量減少演示和認(rèn)證類型的內(nèi)容，增加設(shè)計(jì)和分析類型的內(nèi)容，或者增加某些經(jīng)常要使用到的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，例如常用的儀器操作方法，常用的電子設(shè)備電路測(cè)試方法，以及如何正確識(shí)別與區(qū)分元器件等常見問題。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)重視結(jié)果，忽視過程;常使用特定的電子儀器平臺(tái)和元器件構(gòu)造電路，對(duì)于一些需要連線很多且復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，完成起來需要很長(zhǎng)時(shí)間。而且由于是特定的電子設(shè)備，所以能完成的實(shí)驗(yàn)在類別上以及數(shù)量上也有所限制。而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)卻可以有效彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)。實(shí)踐教學(xué)不僅要用到特定的實(shí)驗(yàn)電源電路和邏輯門集成IC，而且要用到一些必要的軟件工具，例如QuartusⅡ軟件及EDA軟件。在設(shè)置試驗(yàn)方案時(shí)要注意實(shí)驗(yàn)結(jié)果與整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程之間所用時(shí)間比例的關(guān)系，要讓學(xué)生知道過程與結(jié)果同樣重要，而不是向傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢又亟Y(jié)果輕過程[2]。課程內(nèi)容也有一個(gè)為期一周的課程設(shè)計(jì)。教師可以提出中等難度的問題，使學(xué)生可以參與其中并感受到專業(yè)學(xué)習(xí)中獲得成功的喜悅。在大學(xué)畢業(yè)時(shí)，教師還可以正確地指導(dǎo)學(xué)生選擇具有相關(guān)內(nèi)容的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，并將其整合在一起，為將來的就業(yè)奠定基礎(chǔ)。

5?教學(xué)方法改革

傳統(tǒng)的教學(xué)方式是一種枯燥的灌輸式課堂教學(xué)，長(zhǎng)期以來一直無法適應(yīng)當(dāng)今課堂教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)。多媒體設(shè)備、實(shí)訓(xùn)室等多種綜合教學(xué)方法，不斷提高了學(xué)生的積極性，增強(qiáng)合作學(xué)習(xí)能力，使課堂教學(xué)更加生動(dòng)有趣。教學(xué)情境引入的環(huán)節(jié)要求教師教學(xué)的基本理論內(nèi)容由淺到深，然后逐步正確指導(dǎo)學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)的核心內(nèi)容。一般的基本原理必須與具體示例緊密聯(lián)系，抽象的基本原理專業(yè)知識(shí)，通過可視化的方式呈現(xiàn)，使學(xué)生更容易接受。為了使學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)楠?dú)立思考，必須對(duì)基礎(chǔ)理論定義進(jìn)行仔細(xì)的劃分。探究式學(xué)習(xí)是以“培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，提出和解決困難的能力”為課程目標(biāo);使用各種主題或項(xiàng)目設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)培訓(xùn)方案等;在分析問題的基礎(chǔ)上，解決難題的過程中，訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的研究方法，從各個(gè)方面獲得豐富多樣的專業(yè)技能，并加強(qiáng)他們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握。

6 評(píng)價(jià)體系改革

在當(dāng)前階段，社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)提倡鼓勵(lì)式的互動(dòng)課堂教學(xué)，因?yàn)椴煌脑u(píng)價(jià)可能會(huì)對(duì)學(xué)生日后的學(xué)習(xí)和實(shí)習(xí)培訓(xùn)等造成影響。優(yōu)秀的課堂表現(xiàn)一方面是上課率，另一方面是聽課質(zhì)量，包括課堂教學(xué)中提出問題的回答情況和課堂教學(xué)討論的情況。根據(jù)家庭作業(yè)的布置安排，檢查專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)狀況，并注意作業(yè)中是否存在抄襲。教師可以將學(xué)生分為幾個(gè)工作小組，不同的工作組有不同類型的問題。要會(huì)看：讀圖，定性分析;會(huì)算：定量計(jì)算。要重點(diǎn)考查的是學(xué)生分析問題的能力。要會(huì)選：電路形式、器件、參數(shù)。這里考查的是解決問題的能力—設(shè)計(jì)能力。要會(huì)調(diào)：儀器選用、測(cè)試方法、故障診斷、QuartusⅡ軟件及EDA軟件的使用。這里考查的是解決問題的能力—實(shí)踐能力。調(diào)查的重點(diǎn)是關(guān)注學(xué)生分析問題的能力。實(shí)習(xí)和項(xiàng)目設(shè)計(jì)應(yīng)注意整個(gè)過程，而不僅僅是期末考試的成績(jī)，結(jié)果和整個(gè)過程同樣重要，以防止學(xué)生竊取測(cè)試數(shù)據(jù)和信息以獲得良好的評(píng)估。

7?在線教育資源與模擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用趨勢(shì)已經(jīng)顯示出其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)在現(xiàn)階段，高校已經(jīng)廣泛建立了校園寬帶，因此可以創(chuàng)建一個(gè)具有交互通信和靜態(tài)數(shù)據(jù)教學(xué)資源的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)上，每個(gè)學(xué)生都可以下載或?qū)W習(xí)在線教學(xué)課件等教學(xué)內(nèi)容，并且可以在家、在宿舍里隨時(shí)隨地上課。學(xué)生也可以發(fā)布討論帖，提出學(xué)習(xí)疑問和難以解決的問題。根據(jù)服務(wù)平臺(tái)上的討論帖，老師可以掌握學(xué)生學(xué)習(xí)和培訓(xùn)的難點(diǎn)，進(jìn)行有目的的講解，并隨時(shí)掌握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。

完善模擬仿真電子電路專業(yè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃建設(shè)。模擬仿真電子電路實(shí)驗(yàn)室不僅可以滿足對(duì)學(xué)生的一般測(cè)驗(yàn)和綜合測(cè)試，還可以給學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)，科學(xué)研究，電子競(jìng)賽等方面提供一個(gè)非常專業(yè)的場(chǎng)所。實(shí)驗(yàn)教學(xué)強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力，與理論教學(xué)密切相關(guān)。我們正在努力與一些大公司合作，將科研與教師相結(jié)合，并為模擬電子技術(shù)課程創(chuàng)建專業(yè)的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)服務(wù)平臺(tái)。逐漸增加一些預(yù)算并購(gòu)買一些電子組件，使教師在科學(xué)研究，學(xué)生在電子競(jìng)賽方面更充分地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)練習(xí)。

8?結(jié)語

在“模擬電子技術(shù)”課堂教學(xué)中，課程的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)進(jìn)行創(chuàng)新改革，重點(diǎn)應(yīng)為基于最新的EDA技術(shù)。并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方法的自主創(chuàng)新，所有示例和實(shí)驗(yàn)都應(yīng)更改為應(yīng)用于FPGA微控制器開發(fā)板來完成。設(shè)置相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)習(xí)內(nèi)容，創(chuàng)建具有輔助設(shè)施的課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)服務(wù)平臺(tái)，使學(xué)生不僅可以在PC上模擬每個(gè)實(shí)驗(yàn)，還可以使用服務(wù)平臺(tái)提供的高效軟硬件來調(diào)整和測(cè)試電源電路設(shè)計(jì)。只有進(jìn)行上述改革，“模擬電子技術(shù)”課程才能承擔(dān)起它在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)教學(xué)中承上啟下的作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]張啟英.“模擬電子技術(shù)”理實(shí)一體化教學(xué)改革的實(shí)踐與應(yīng)用[J].電子測(cè)試，2018（21）：121-122.

[2]鄧天平，張林.“模擬電子技術(shù)”教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2017（6）：38-40.

（編輯 傅金睿）