《模擬電子技術(shù)》的模塊化實(shí)踐教學(xué)的改革與實(shí)踐

張鳳，李密蘭，李萍

（銀川科技學(xué)院，寧夏銀川，750021）

0 引言

《模擬電子技術(shù)》課程是工科電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。該課程知識(shí)點(diǎn)和概念多，基本電路類型多，不論是圖解分析還是估算法分析，難度都較大，學(xué)生學(xué)習(xí)起來相對(duì)困難[1]。但“模擬電子技術(shù)”具有理論體系完整、工程性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此本文提出了基于《模擬電子技術(shù)》的模塊化實(shí)踐教學(xué)的改革與應(yīng)用，旨在將每一章的知識(shí)點(diǎn)通過一個(gè)實(shí)際電路進(jìn)行模塊化處理，然后通過分析實(shí)際電路的工作原理，逆向思維的學(xué)習(xí)方式達(dá)到學(xué)習(xí)該課程知識(shí)點(diǎn)的目的，在學(xué)習(xí)課程的過程中，充分挖掘“模擬電子技術(shù)”課程中蘊(yùn)含的德育元素，培養(yǎng)學(xué)生工匠精神，實(shí)現(xiàn)全過程育人的目標(biāo)[2]。

1“模擬電子技術(shù)”課程模塊化教學(xué)實(shí)施過程

模擬電子技術(shù)模塊化教學(xué)的基本過程如圖1所示：首先通過認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、專業(yè)講座、實(shí)際例子激發(fā)學(xué)生對(duì)模擬電子技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣；然后通過模塊化電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)課程思政建設(shè)和理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，最終達(dá)到知識(shí)與能力綜合培養(yǎng)的目標(biāo)。

圖1 模塊化教學(xué)的基本過程

1.1 課程思政建設(shè)

在模擬電子技術(shù)模塊化教學(xué)過程中，始終將課程思政貫穿在整個(gè)教學(xué)過程中，可以挖掘的思想政治教育元素比較多，比如在做項(xiàng)目教學(xué)時(shí)，一般以小組進(jìn)行，可以培養(yǎng)學(xué)生小組之間的團(tuán)隊(duì)合作精神；在實(shí)物制作過程中，要求學(xué)生自己焊接電路，可培養(yǎng)學(xué)生在焊接過程中精益求精的精神；在問題導(dǎo)向的教學(xué)方式中，要求學(xué)生勤思考，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)解決問題的能力；課后通過學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的反饋，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度以及學(xué)生的心理反應(yīng)，潤物細(xì)無聲的將課程思政貫穿在整個(gè)課程的教學(xué)過程中，全方位、全過程培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

1.2 模塊化電路的設(shè)計(jì)

因“模擬電子技術(shù)”課程具有理論體系完整、工程性和實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)模擬電子技術(shù)課程知識(shí)點(diǎn)的分析和梳理，整理如下模塊化電路。

表1 模擬電子技術(shù)課程模塊化電路設(shè)計(jì)

1.3 模塊化電路的實(shí)施

1.3.1 修訂教學(xué)大綱

原有教學(xué)大綱是以教師教授為主的知識(shí)傳授型教學(xué)模式，通過模塊化電路設(shè)計(jì)之后，教學(xué)大綱修訂為以“實(shí)踐+理論”的模式進(jìn)行，相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)時(shí)數(shù)也做了重新分配[3]。①基本元件的學(xué)習(xí)，如二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管的學(xué)習(xí)主要采用實(shí)驗(yàn)室認(rèn)知和測(cè)量的方式進(jìn)行，要求學(xué)生對(duì)元件的原理和特性做深入的了解，為后續(xù)放大電路的講解打好基礎(chǔ)。②基本放大電路的學(xué)習(xí)，通過設(shè)計(jì)與之匹配的實(shí)際電路，通過焊接電路的方式，首先讓學(xué)生直觀的看到電路的結(jié)果，以此反推放大電路的原理以及分析放大電路的方法，要求學(xué)生重點(diǎn)掌握放大電路的分析方法。③功率放大電路的學(xué)習(xí)，主要通過舉音頻功率放大器的例子，讓學(xué)生講知識(shí)點(diǎn)與實(shí)際相結(jié)合，再通過Multisim軟件仿真直觀的分析功率放大的結(jié)果，要求學(xué)生對(duì)功率放大電路的分類、性能指標(biāo)有一定的了解。④集成運(yùn)算放大電路的學(xué)習(xí)，主要通過設(shè)置與集成運(yùn)算放大電路有關(guān)的問題，應(yīng)用問題導(dǎo)向式，讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的積極性。⑤穩(wěn)壓電源電路的學(xué)習(xí)，主要是通過實(shí)際中電路的設(shè)計(jì)，應(yīng)用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，將一章的內(nèi)容通過一個(gè)完整項(xiàng)目的實(shí)施，達(dá)到邏輯清晰，過程明了，結(jié)果可視的效果，要求學(xué)生通過知識(shí)的學(xué)習(xí)能自主設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)壓電源。

1.3.2 模塊一：半導(dǎo)體二極管和三極管

將半導(dǎo)體二極管和三極管的理論講解，通過討論和實(shí)操形式進(jìn)行。首先讓學(xué)生認(rèn)識(shí)二極管和三極管，然后通過萬用表測(cè)量二極管的電阻值，對(duì)出現(xiàn)的電阻特點(diǎn)進(jìn)行討論，引出二極管單向?qū)щ娦缘奶攸c(diǎn)，最后講解二極管具有單向?qū)щ娦缘脑?。通過討論讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，對(duì)于三極管的放大的特點(diǎn)，借助Multisim軟件，仿真分析三極管三個(gè)極的電流大小，得出三極管具有放大的結(jié)論，然后逆向推導(dǎo)三極管放大的原理，通實(shí)踐和仿真的教學(xué)方法，學(xué)生能比較直觀的理解抽象的知識(shí)點(diǎn)。

圖2 學(xué)生測(cè)量二極管特性

圖3 三極管仿真特性

1.3.3 模塊二：基本放大電路設(shè)計(jì)

從光控聲光報(bào)警實(shí)際電路圖和基本放大電路比較可以看出，光控聲光報(bào)警本質(zhì)是一個(gè)放大電路。首先讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室焊接一個(gè)實(shí)際電路——“光控聲光報(bào)警電路”，然后討論出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因，得出聲光報(bào)警電路的工作原理，引出本章節(jié)的知識(shí)。通過提問的方式引出“基本放大電路”的相關(guān)知識(shí)。使枯燥的理論學(xué)習(xí)變得有趣味，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1.3.4 模塊三：穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)

首先焊接實(shí)際電路“蘑菇小燈電路”，然后設(shè)置問題：

A.LED燈亮需要多高的電壓？需要的是直流電壓還是交流電壓？

B.如何將交流電壓變成直流電壓的？

通過實(shí)踐和提問方式，將理論知識(shí)與實(shí)際例子緊密相結(jié)合，使枯燥的知識(shí)變得直觀，學(xué)生接受起來更容易。

1.3.5 仿真軟件的應(yīng)用

對(duì)于不容易在實(shí)驗(yàn)室焊接的電路，可以通過仿真教學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)，通過 Multisim 仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真，觀察仿真結(jié)果是否實(shí)現(xiàn)了預(yù)定功能，幫助學(xué)生直觀的認(rèn)識(shí)模擬電路中抽象的原理，在此環(huán)節(jié)學(xué)生可以掌握仿真軟件的使用以及電路的設(shè)計(jì)原則。

2 “模擬電子技術(shù)”課程模塊化教學(xué)評(píng)價(jià)體系

為使基于模塊化教學(xué)取得更好的效果，激勵(lì)學(xué)生的積極性，評(píng)價(jià)體系不再采用單一的終結(jié)性考核形式，而是采用“1+N”過程性和終結(jié)性結(jié)合的考核形式，具體形式如圖4所示。

圖4 模塊化考核方式

2.1 期末考試

這部分屬于終結(jié)性測(cè)試，主要檢驗(yàn)?zāi)K化教學(xué)的效果，在學(xué)期末進(jìn)行，由學(xué)校教務(wù)處統(tǒng)一安排，考試一般采用閉卷形式進(jìn)行。

2.2 完成每項(xiàng)作業(yè)的態(tài)度

在過程性考核中，態(tài)度是放在第一位的，始終堅(jiān)持“態(tài)度決定一切”的原則，細(xì)節(jié)上的東西我們可能無法全都考慮到，但是態(tài)度上的問題卻是我們自己能夠完全掌控的，當(dāng)態(tài)度改變了，習(xí)慣就會(huì)跟著改變；習(xí)慣改變，性格跟著改變，性格改變，人生就跟著改變。不管是以討論形式，還是模塊化以項(xiàng)目形式開展教學(xué)，學(xué)生都要要積極認(rèn)真的態(tài)度對(duì)待每一節(jié)課程。

2.3 筆記

筆記記錄的過程，其實(shí)是態(tài)度的一種折射，不管是課前預(yù)習(xí)、課中學(xué)習(xí)還是課后反饋，筆記體現(xiàn)的就是學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度。

2.4 項(xiàng)目設(shè)計(jì)

在學(xué)期中后期，將學(xué)生以項(xiàng)目為單位分成若干小組 (設(shè)計(jì)能力和組織能力強(qiáng)的學(xué)生作為小組組長)，利用所學(xué)知識(shí)，根據(jù)自身興趣自由選題，從方案選定、電路設(shè)計(jì)、購買器件、利用 Multisim 軟件進(jìn)行仿真測(cè)試與參數(shù)調(diào)整、焊接直到最終調(diào)試實(shí)現(xiàn)都由小組集體完成[4]。完成項(xiàng)目后，進(jìn)行項(xiàng)目的答辯，該項(xiàng)成績占平時(shí)成績的30%。在該階段，學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目需求運(yùn)用已有基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行資料收集分析、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、自主設(shè)計(jì)、答辯，在這個(gè)過程中，提高了學(xué)生的邏輯思維和表達(dá)能力、學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，提高了學(xué)生的綜合分析能力和綜合創(chuàng)新能力[5]。

3 總結(jié)

模擬電子技術(shù)模塊化實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用與實(shí)踐，為后續(xù)電子工藝實(shí)訓(xùn)、單片機(jī)等課程的學(xué)習(xí)打下了扎實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)，為也學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽提供理論聯(lián)系實(shí)際的載體。通過模塊式實(shí)踐教學(xué)，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生的“工匠精神”。