張德偉　沈培鋒

文章編號：1672-5913(2009)10-0034-03

摘要：本文通過對當前 “模擬電子技術”課程主要問題的分析，提出了本課程改革亟待解決的教學觀念轉變問題以及應遵循的三大原則；并結合教學實踐，介紹了多方面的教學內容、教學方法和教學手段的改革措施。

關鍵詞：模擬電子技術；教學觀念；教學內容；教學方法；教學手段

中圖分類號：G642

文獻標識碼：B

1引言

隨著電子信息技術高速發(fā)展，現(xiàn)有“模擬電子技術”的教學已不能適應電子技術的發(fā)展，我們在深入分析該課程的教學實際和系統(tǒng)總結教學經驗的基礎上，針對存在的問題提出了改革的基本思路和總體構想，并經多年研究與實踐，取得了較好的效果。

2課程現(xiàn)狀與問題

該課程當前存在的問題除了“學時少”與“內容多”的矛盾十分突出外，教學內容的改革仍然滯后于新技術的發(fā)展，不少內容仍是傳統(tǒng)的一套，另外還存在以下兩大問題：

(1)“學”與“用”嚴重脫節(jié)

有些內容“學的用不上”，如花費大量學時講授的分立元件及放大電路，在后續(xù)的專業(yè)課中用得不多；有些內容“學了不會用”，講授的電路往往是原理性的、孤立的，缺乏一定專業(yè)應用背景實例和系統(tǒng)的綜合性運用，不知在哪兒應用？怎樣應用？有些要用的內容卻沒有學，如與工程實踐緊密聯(lián)系的內容、電子系統(tǒng)的整體概念和設計思想、電路應用的條件、背景和原則等。

(2) 教學方法不當

淡化器件內部的問題雖已講了多年，卻未徹底解決?；ㄙM在講解各種器件和集成塊內部電路的時間仍然不少，而宏觀思維的內容，特別是如何依據應用需求來構建電路、培養(yǎng)學生綜合運用各種器件和電路的能力仍較欠缺。各種電路的分析計算追求“講全、講細、講透”，缺乏濃縮提煉、舉一反三。例如在學習后續(xù)典型應用課程如“單片機原理與應用”時，經常會分析P0－P3口的內部結構，其中含有一個模電中的重要器件:場效應管，很多學生竟然不知道它的基本外特性，主要原因就是在學習模擬電子技術時過多地注重了內部細節(jié)原理分析，而對其基本的宏觀“導通、截止”外特性沒有掌握牢固的結果。

3改革的基本思路

3.1要實現(xiàn)教學觀念的三個轉變

(1) 實現(xiàn)由“學科系統(tǒng)式”向“應用系統(tǒng)式”的轉變

高等工程教育是在大學普通教育的基礎上，完成某一工程領域的專業(yè)訓練，工程教育面對的是某一工程技術領域，而不是某一學科領域，科學家要去發(fā)現(xiàn)世界，工程師是要去創(chuàng)造世界，現(xiàn)代高等教育提出“由科學向工程回歸”。強調科技服務于工程實際和社會。如果教學內容過多偏重理論化、學科化，忽視工程應用的內容，就必然造成理論和工程實踐脫節(jié)，學校與社會脫節(jié)，也就違背了工程教育的根本目標。因此，不能僅僅顧及學科自身的系統(tǒng)、全面，而應該更多地從工程教育的角度出發(fā)考慮問題。在基礎理論的學習中考慮專業(yè)的需要，在基礎知識的學習中滲透工程技術內容，變理論的抽象性為理論的應用性，變學科體系的系統(tǒng)性為工程系統(tǒng)的系統(tǒng)性。實現(xiàn)“學科系統(tǒng)式”向“應用系統(tǒng)式”的轉變。

(2) 實現(xiàn)由“微觀局部式”向“宏觀整體式”的轉變

高等工程教育培養(yǎng)的是工程應用型人才，必須進行“工程思維”訓練，要從工程實際的角度去思考和處理問題：只強調外部特性，不過多追求內部是什么，只強調近似的分析，不追究理論計算的精確，這就是所謂的“黑匣子”理念。因此，完全可以忽略一些“局部細節(jié)”，更多地關注“系統(tǒng)整體”，實現(xiàn)“微觀局部式”向“宏觀整體式”的轉變。

(3) 實現(xiàn)由“面面俱到式”向“精選式”的轉變

面向二十一世紀人才競爭日趨激烈，為適應知識更新日趨加快的社會環(huán)境，要培養(yǎng)學生具備較強的創(chuàng)新能力和自學能力。因此，必須對教學內容進行一番認真篩選，留有讓學生自學和發(fā)散思維的空間，實現(xiàn)從“面面俱到式”向“精選式”的轉變。

3.2應遵循的三個原則

(1) 宜精不宜泛

要精選精講教學內容，尤其要選擇問題的精華、分析的規(guī)律、思維的方法，給學生留有思維的空間，自己去獲取知識。

(2) 宜外不宜內

以分析器件、模塊外部特性為主，少講或干脆不講內部原理。跳出微觀局部的狹小圈子，更多地關注宏觀整體。

(3) 宜粗不宜細

要突出主干，突出宏觀全局，突出定性分析。是由于電子設備逐漸集成化，那種停留在分立元件電路上深挖細節(jié)的傳統(tǒng)作法應當改變；另一方面，隨著EDA等現(xiàn)代化電子電路分析和設計手段的普及，定量計算可以逐漸淡化，而應突出概念的形成和總體的構思，培養(yǎng)由局部到整體的應用能力。

4教學內容的更新

長期以來，我們一直選用重點大學的教材，但又不局限于教材本身，而是依據改革的基本思路，對教材進行下述的增刪整合。

(1) 強化集成，淡化分立

改變分立電路唱主角的作法，形成以集成電路為主導、分立元件及電路為基礎的新格局，分立電路只保留電路構成和基本原理，淡化設計、計算、調整方面的內容。

(2) 強化器件外特性，淡化器件內部原理

對于分立器件，除了簡介N型和P型半導體外，其它內部機理全部刪除，重新構建從外部電路分析電子器件的教學內容；對于集成電路，只要求粗略了解其內部電路簡化圖，而把重點放在器件和模塊的選用、連接、匹配等外特性上。

(3) 增強模數(shù)接口，減少放大電路

鑒于放大電路運用范圍趨窄，模擬和數(shù)字信號接口部分應用趨多，我們減少了放大電路的內容，加大了模-數(shù)信號的產生、處理和轉換方面的內容。

(4) 強化宏觀設計應用，淡化微觀細節(jié)內容

強化電子系統(tǒng)的宏觀整體概念，建立“系統(tǒng)—局部—系統(tǒng)”的新體系，即從電子系統(tǒng)的整體設計出發(fā)，引出局部功能電路，在講清局部電路的基礎上再搭建電子系統(tǒng)，這樣才能把局部的零散的知識系統(tǒng)化。我們把重點放在概念、電路和應用上，并增加了對電子系統(tǒng)總體介紹和工程設計的內容。

(5) 強化定性分析，淡化定量推導

從工程思維的觀念出發(fā)，不過分追求理論分析的嚴謹。因此，要處理好定性分析和定量分析的關系，一般應先定性概念理解，后定量分析，能定性概念理解不作定量分析。比如，“頻率響應”一章，教材中先從RC電路的定量分析導出波特圖，公式推了幾大篇，人們卻不知所云。我們嘗試先從物理概念入手，定性講清影響頻率響應的因素，引出頻率特性曲線，再定量分析頻率特性的各參數(shù)，引出波特圖，教學效果很好。

(6) 精練內容，不面面俱到

我們突出教學內容的精華部分，注重分析規(guī)律和思維方法的講授，分析電路以典型電路為例，一種電路講透了，其它類似電路只介紹不同點，舉一反三。比如，在講清基本放大電路分析計算的基礎上，再講解差動放大器時，只需分析出其求IEQ的方法、公用發(fā)射極電阻Re對有用信號不起作用、等效負載電阻為實際負載的一半三個不同點即可，而不必再進行太深入分析。

5教學方法的改革

在多年教學實踐基礎上，我們總結歸納出以下四條教學方法：

(1) 強化“三基”教學，激發(fā)學習興趣

筆者在講解PN結的電容效應時，指出電視接收機的電調諧模塊，就是利用了變容二極管的電容效應，通過諧振電路實現(xiàn)“選臺”作用。并和黑白電視接收機的機械調諧方式相比較，學生頓時豁然開朗。在講解計數(shù)器的概念和分類時，列舉日常生活中的交通燈控制系統(tǒng)，闡明他的定時部分就是一個對秒信號計數(shù)的減法計數(shù)器，課堂氣氛非?；钴S，學生對計數(shù)器產生了濃厚的興趣，急于知道計數(shù)器的工作原理，從而為后續(xù)內容的學習，起了一個非常好的鋪墊作用。

(2) 化零為整，加強宏觀思維

比如，集成運放可以組成分散在不同章節(jié)中的很多種應用電路，學生缺乏整體概念，搞不清各個局部之間的聯(lián)系，會張冠李戴。我們將這個順序顛倒過來，先總體介紹一個集成運放外接反饋電路不同，可以組成各種不同功能的電路，然后，把各個電路展示，分析它們的共性與個性，在學生頭腦中先建立整體印象，再分頭去研究各個電路，以培養(yǎng)學生的宏觀思維能力。

(3) 化三為一，舉一反三

模擬電路常分為三種組態(tài)，雖然分析計算的公式和結果不同，但分析的思路和方法一致，我們對三種電路只講一個思路，將單純講解改為思路討論，比如講放大器靜態(tài)工作點計算時，先講解題的思路步驟，然后以提問形式啟發(fā)學生依據這個思路列出一種形式電路的方程。最后，組織大家對另外兩種形式的電路展開討論，引發(fā)學生思維，培養(yǎng)舉一反三的能力。

(4) 化單一課型為多種課型

單一的理論講授課，即使教師加進一些“啟發(fā)式”，也仍然沒有脫離“傳授”模式的桎梏。因此，一定要設計多種課型，讓學生真正參與教學，如討論課、練習課、小結課、答記者問式課、提問式課等，讓“啟發(fā)式”真正落到實處?？梢曰瘑渭兝碚摓閯邮植僮鳌０ㄈ斯げ僮骱椭悄芑抡鎸嶒?。

6教學手段的改革

6.1運用EDA軟件進行仿真實驗，強化教學重點、克服教學難點，增強學生的動手能力

在模擬電路的晶體二極管、三極管教學過程中，用Edison軟件通過聲、光、動畫技術，以栩栩如生的3D組件形式，逼真地模擬了實際電路的工作形式。操作者只需通過鼠標拖拉，就可在電腦屏幕左邊連接成實物構成的電路圖，同時在屏幕的右邊自動生成該電路圖的原理圖。提供的實物模擬圖，會給學生帶來直觀的感性認識，激發(fā)學生的學習興趣。對于剛開始接觸電子技術的學生來說，把電路元件的電路符號和實物圖形聯(lián)系起來便于記憶。在數(shù)字電路的VHDL教學過程中，用MaxplusⅡ軟件演示用VHDL語言開發(fā)電路、數(shù)字系統(tǒng)的過程，觀察仿真結果，使學生很快就掌握用VHDL設計電路的過程，并明白了用VHDL設計電路和用原理圖設計電路的區(qū)別、優(yōu)點。如果只是用文字、圖表講述開發(fā)過程，學生普遍感到較抽象，效果不理想。

6.2教師的教學技藝與現(xiàn)代化教輔手段相結合

多媒體輔助教學以豐富的信息量和極強的表現(xiàn)力迅速走進課堂，成為課堂的主要教學手段，給現(xiàn)代教育注入了活力。但也存在以下弊端：信息保留時間短，稍有疏忽就會跟不上趟，不便于學生把握信息的局部和整體之間的關系；信息量大，節(jié)奏快，學生的思維處于高度緊張狀態(tài)，不便于學生深入思考；記筆記受到影響，不便于知識的消化和吸收。

為此，我們在課件制作和使用過程中摸索規(guī)律，揚長避短。在課件制作過程中，教師親自動手，融入教師的學術水平、教學技藝及藝術修養(yǎng)，創(chuàng)建適于個人特點和風格的課件；在授課中，教師適時走動，用生動形象的講解和豐富的語言適時調控講課節(jié)奏、課堂氣氛和學生情緒，聲情并茂，充分體現(xiàn)教師的氣質、風度和魅力，實踐證明教學效果良好。

6.3課堂理論教學與實驗演示相結合

我們注意在課堂上邊講授邊演示，展示元器件實物和工程系統(tǒng)線路板，利用EDA平臺進行“虛擬”實驗，把全套的仿真實驗直接鏈接到多媒體課件中，調用便捷，在課件中介紹工程實際應用和系統(tǒng)電路，并進行仿真演示，如“恒溫控制器”和火災報警器等，提高學生工程化思維能力。

7結束語

教學實踐證明，我們的課程改革思路是可行和有效的。通過改革，初步解決了學時少、內容多這個瓶頸問題，使教學內容“回歸工程”，更加貼近了工程應用背景的實際需要，培養(yǎng)了學生工程思維和工程應用的能力，降低了學生學習的難度，提高了學習興趣、創(chuàng)新能力以及綜合素質。

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