模擬電子技術(shù)方法探究

王麗霞　姜鈞　魏英

(北京信息科技大學(xué) 電子信息與控制國家級實驗教學(xué)中心,北京　100192)

模擬電子技術(shù)方法探究

王麗霞姜鈞魏英

(北京信息科技大學(xué) 電子信息與控制國家級實驗教學(xué)中心,北京100192)

模擬電子技術(shù)是高校自動化、通信、電子信息等電類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。由于課程知識點多,實踐性強,入門難,所以一直以來老師覺得不好教,學(xué)生覺得不好學(xué),圍繞該課程的教學(xué)改革也一直在進行中。本文在教學(xué)方法上進行了一些探究,通過這些研究來提高模擬電子技術(shù)課程的教與學(xué)的質(zhì)量。

教學(xué)方法模擬電子技術(shù)探究

模擬電子技術(shù)是高校自動化、通信、電子信息等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，是電類專業(yè)的入門類的一門基礎(chǔ)課程，多年來這門課程知識點多，入門難，工程實踐性比較強，被許多學(xué)生譽為“魔鬼電子”，因此一直以來同行、專家也都在圍繞教學(xué)方法和教學(xué)模式進行改革。本文也在教學(xué)方法上進行了一些探究。

1　重新整合課程的知識結(jié)構(gòu)順序

依照我校采用的教材結(jié)構(gòu)通常采取的知識結(jié)構(gòu)順序是首先對半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識介紹，講解半導(dǎo)體二極管、三極管和場效應(yīng)管等常用的半導(dǎo)體器件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要特性、基本參數(shù);然后介紹基本放大電路的組成，分析和計算方法;之后過渡到集成運算放大器的基本原理、電路結(jié)構(gòu)特點、主要參數(shù)以及集成運算放大器的線性和非線性應(yīng)用;最后來介紹穩(wěn)壓電源的基本組成、工作原理及主要技術(shù)指標(biāo)，三端集成穩(wěn)壓器構(gòu)成的直流穩(wěn)壓電源。

這樣一個知識結(jié)構(gòu)看似由簡入難，符合一般的認知規(guī)律，但是學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中一直接觸的器件和電路都是線性的，從這門課開始接觸到的都是半導(dǎo)體這樣的非線性器件和非線性的電路，因此會覺得很難理解。往往學(xué)習(xí)了半導(dǎo)體器件后，被這些器件的內(nèi)部工作特性所困擾，以至于在這門課程的開始就有部分同學(xué)對這門課失去了興趣，甚至產(chǎn)生了厭煩，有了學(xué)不下去的心理。通過以往和學(xué)生的交流中發(fā)現(xiàn)，一直在似懂非懂的狀態(tài)下堅持學(xué)到后來的同學(xué)覺得學(xué)習(xí)到集成運算放大器的應(yīng)用和負反饋的時候反倒沒有那么難學(xué)了。因此，在講課的時候?qū)W(xué)習(xí)的內(nèi)容進行了調(diào)整，先來講述集成運算放大器的相關(guān)知識，讓學(xué)生理解在這門課程中，對于器件來講重點是掌握器件的外特性和應(yīng)用。通過相對容易掌握的知識引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。入門之后再來學(xué)習(xí)相關(guān)的單元電路和半導(dǎo)體的一些相關(guān)的知識。在這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)中使得學(xué)生更深刻的理解無論什么樣的器件學(xué)習(xí)的重點是它的外特性而非內(nèi)部特性，有利于對該課程的掌握理解。

2　實踐環(huán)節(jié)與理論課有機的結(jié)合在一起

模擬電子技術(shù)這門課程具有很強的工程性和實踐性，只有把理論和實踐有機的結(jié)合在一起學(xué)習(xí)效果才能更好。隨著一些仿真軟件和虛擬儀器的發(fā)展，使得實驗進入課堂成為了可能。

在理論和實驗相結(jié)合上我們做了以下兩點:

2.1應(yīng)用M ultisim仿真軟件將虛擬實驗帶入理論課堂

EDA仿真軟件的出現(xiàn)使得實驗進入理論課堂成為了可能。Multisim軟件功能強大，使用方便，因此選用這款軟件作為仿真工具，把一些學(xué)生不是很好理解的內(nèi)容用仿真軟件在課堂上進行演示，使得學(xué)生接受和理解更加的容易。

在這幾年的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)一些問題，比如在講解運算放大器的一些運算電路中，給學(xué)生介紹了分析這類電路用到的兩個非常重要的概念“虛短”和“虛斷”，在理論和實踐中都應(yīng)用這兩個概念來分析這一類電路的輸入輸出關(guān)系，但是學(xué)生在學(xué)習(xí)中往往忽略這兩個概念，采用出現(xiàn)一個電路圖就機械的記下這個圖和對應(yīng)的關(guān)系式的方式來學(xué)習(xí)，常常抱怨公式太多。所以在講授這部分內(nèi)容開始，以最簡單的反相運算電路為例，在Multisim軟件中進行仿真講解，在電路中首先讓學(xué)生體會“虛短”和“虛斷”的概念，進而進行理論推導(dǎo)，使學(xué)生深刻的認識學(xué)習(xí)這類電路的分析方法。

2.2進入實驗室進行理論課程的講解

在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)有些比較重要的內(nèi)容比如說溫度對放大電路的影響和負反饋放大電路這些內(nèi)容對實際設(shè)計和分析電路很重要，但是在實踐環(huán)節(jié)中并沒有安排相應(yīng)的內(nèi)容，我們采取的方法是進入到實驗室，通過具體的實驗電路的演示和學(xué)生實際動手的操作來深化學(xué)生對這些知識的理解。

以溫度對放大電路的影響為例，在實驗室由老師提供了一個基本的固定偏置共射放大電路，讓學(xué)生手持吹風(fēng)機或?qū)嶒炇页Ｓ玫碾娎予F來靠近三極管，進而在示波器中觀察放大電路輸出電壓的變化。通過這個實例引導(dǎo)后講解相關(guān)溫度對放大電路的影響的知識，進而引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論引入相應(yīng)的反饋或溫度補償?shù)姆椒梢砸种茰囟葘Ψ糯箅娐返挠绊?。在實驗室學(xué)生可以搭建一個射極偏置電路，用相同的方法來觀察溫度改變后放大電路的輸出基本不受影響。通過這樣的學(xué)習(xí)學(xué)生既理解了溫度對放大電路有何種影響，為什么會有影響，又理解了負反饋可以使放大電路更加穩(wěn)定的知識。

還有一些相對不好理解，又沒有安排相關(guān)實驗的內(nèi)容，如放大電路的頻率響應(yīng)、濾波電路、比較器、非正弦波發(fā)生電路、功率放大電路都可以在實驗室進行授課，收到的講課效果比較好。

3　對課程考核的一些想法

目前該課程的考核方式還是采取閉卷，學(xué)生答題的形式。其實這種形式不利于考核學(xué)生對知識的掌握程度，學(xué)生只是機械的記憶了一些電路的解題算式，并沒有真正的理解這些電路的用途和分析方法。并且這樣的考核方式仍然是把各個知識點割裂開了，學(xué)生雖然通過了考試，但還是不理解各種電路的實際應(yīng)用。

在這里對這個問題有一些思考:

(1)可以把實驗結(jié)合進來和理論課一起考核，不要把考試只局限在兩個小時的做題中。

(2)可以出一個非常綜合的考題，把閉卷考試改成開卷考試，考核的是學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

4　結(jié)語

以上是結(jié)合這幾年的教學(xué)經(jīng)驗，參考同行專家的介紹對模擬電子技術(shù)這門課程教學(xué)方法的探討，這些想法能夠?qū)嵤┑玫搅藢W(xué)校教務(wù)處的項目支持，在今后的教學(xué)中通過更進一步探討研究來提高教學(xué)質(zhì)量。

[1]華成英,童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2006,5.

[2]劉洋,張雅潔.Multisim在模擬電子技術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊,2009,NO.22152-154.

[3]徐曉華,何春華.Multisim 10計算機仿真及應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,北京交通大學(xué)出版社,201 1,9.

北京信息科技大學(xué)2013年度教學(xué)改革立項資助,項目號:5028024606。