石慶研，盧 丹，李 海，王文益

（中國民航大學(xué)電子信息工程學(xué)院，天津 300300）

低頻電子線路是電子信息工程、通信工程、電氣工程等眾多專業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)課之一，它既有自身的理論體系，又有很強(qiáng)的實(shí)踐性。通過本課程的講授，學(xué)生將獲得電子技術(shù)的基本理論、知識(shí)和技能，使學(xué)生掌握半導(dǎo)體器件和典型集成電路的工作原理、特性和參數(shù)，掌握放大器、穩(wěn)壓器等電路的組成原理、性能特點(diǎn)、基本分析方法和工程計(jì)算及應(yīng)用技術(shù)[1-2]。通過本課程的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，為今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)、研究和應(yīng)用電子技術(shù)奠定基礎(chǔ)。

由于本門課程教學(xué)內(nèi)容較多，同時(shí)有些知識(shí)比較抽象，概念難懂，電路千變?nèi)f化，以灌輸知識(shí)為主的傳統(tǒng)式教學(xué)方法很難達(dá)到激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情、提升學(xué)生綜合素質(zhì)、提高教學(xué)質(zhì)量的目的。如果學(xué)生學(xué)習(xí)上較困難，將很難產(chǎn)生興趣，很難有主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。久而久之，教師將面臨課堂管理難、傳授知識(shí)難的問題，更談不上學(xué)生素質(zhì)、能力的培養(yǎng)。

針對(duì)學(xué)生“學(xué)”、教師“教”的過程中出現(xiàn)的一些問題，近年來從事低頻電子線路課程教學(xué)工作的老師圍繞教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及考核等進(jìn)行了課程的教學(xué)改革，如通過適當(dāng)?shù)呐e例使抽象的概念具象[3]、“理實(shí)一體化”的項(xiàng)目教學(xué)[4]、基于電路仿真軟件的仿真實(shí)驗(yàn)[5]，這些方法都有效提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情及教學(xué)質(zhì)量，為本課程教學(xué)方法改革提供了有效的指導(dǎo)，但是這些方法均未從課程的全局進(jìn)行把握。

為了保證課程改革的順利實(shí)施、教學(xué)效果的有效提高，課程組老師深入調(diào)研了學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題，經(jīng)過反復(fù)討論，最后決定從課堂教學(xué)方法和方式出發(fā)，從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣入手，不斷啟發(fā)學(xué)生思考，從而達(dá)到牢固掌握知識(shí)和提高綜合素質(zhì)的教學(xué)目的。為此，我們緊緊圍繞大綱規(guī)定的培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了一個(gè)系統(tǒng)的改革總體規(guī)劃（如圖1所示），重點(diǎn)實(shí)施基于問題的知識(shí)傳授改革和習(xí)題、仿真實(shí)驗(yàn)改革，通過實(shí)施一組相互關(guān)聯(lián)、互補(bǔ)的改革方案保證規(guī)劃的順利完成。

圖1 教學(xué)方法改革總體規(guī)劃Fig.1 Overall reform planning of teaching methods

1 基于問題的知識(shí)傳授改革

該環(huán)節(jié)主要包括啟發(fā)引導(dǎo)式課堂教學(xué)和研究性課堂教學(xué)兩大部分。

1.1 啟發(fā)引導(dǎo)式課堂教學(xué)

“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”是現(xiàn)代教學(xué)的指導(dǎo)思想。如何體現(xiàn)學(xué)生為主體，關(guān)鍵是學(xué)生能否有學(xué)習(xí)的積極性，而教師為主導(dǎo)則主要體現(xiàn)在如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)低頻電子線路這類傳統(tǒng)難課的積極性上。

啟發(fā)式教學(xué)法可充分利用課堂時(shí)間，調(diào)動(dòng)學(xué)生積極思維，使學(xué)生的注意力始終集中在教學(xué)主題上，取得事半功倍的效果。其次，有利于系統(tǒng)地傳授知識(shí)，開拓學(xué)生視野，使學(xué)生擁有較為扎實(shí)、豐富的理論知識(shí)基礎(chǔ)和創(chuàng)新能力。因此，在本課程教學(xué)過程中的絕大多數(shù)章節(jié)都采用啟發(fā)式教學(xué)方法。

在本課程的每一章節(jié)或引入一個(gè)新的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，首先提出與該部分內(nèi)容相關(guān)、并能啟發(fā)學(xué)生思考的問題，然后通過教師講解解決提出問題。對(duì)于比較有代表性的問題，可以先進(jìn)行分組討論，讓學(xué)生充分發(fā)揮他們的想象力與創(chuàng)造力，鼓勵(lì)學(xué)生嘗試給出自己的解決方案，然后老師講解，最后學(xué)生再分組討論，實(shí)施流程如圖2所示。

圖2 啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)流程Fig.2 Procedure of heuristic teaching method

問題設(shè)計(jì)是該教學(xué)方法中的關(guān)鍵問題，教師所提問題應(yīng)與課程內(nèi)容緊密相關(guān)并且盡可能聯(lián)系實(shí)際，從而吸引學(xué)生的注意力。另一方面，所提問題學(xué)生能夠理解，能夠啟發(fā)學(xué)生思考。

在本門課的教學(xué)過程中第1章半導(dǎo)體器件、第2章放大器基礎(chǔ)、第4章負(fù)反饋放大器、第5章低頻功率放大器、第6章集成運(yùn)算放大器原理及應(yīng)用中采用基于啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)方法。通過啟發(fā)引導(dǎo)式教學(xué)方法，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還有效培養(yǎng)和訓(xùn)練了學(xué)生的思維能力，為后續(xù)的學(xué)習(xí)及工作打好基礎(chǔ)。

1.2 研究性課堂教學(xué)

在高等教育教學(xué)過程中，教學(xué)不再只是教師將知識(shí)教給學(xué)生，而是教師營造一種研究的氛圍，提出研究的需要，放手讓學(xué)生自己去研究，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)研究出結(jié)果，再回到課堂上與教師、同學(xué)交流和討論，教師給予必要的指導(dǎo)。這里面充滿了研究，包括有新有舊的研究。所謂有新有舊，舊的指的是各種知識(shí)，包括原理、定律、公式、技術(shù)等。對(duì)于教師來講，它們的研究過程是舊的，書本上都有，學(xué)者們已經(jīng)探討過了，但是對(duì)于學(xué)生來說，它們卻是新的。學(xué)生要經(jīng)歷探索的過程，才能真正領(lǐng)會(huì)和掌握它們[6]。這種研究性教學(xué)不僅可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)低頻電子線路課程的積極性，而且還有助于學(xué)生養(yǎng)成一種研究的品格，學(xué)會(huì)做科學(xué)研究。

在本教學(xué)方法實(shí)施過程中，主要步驟如下：在該章內(nèi)容開始時(shí)提出本章的核心問題，由學(xué)生課下自己通過鉆研教材、參考書、參考文獻(xiàn)研究學(xué)習(xí)本章知識(shí)，給出問題答案，然后課堂上進(jìn)行分組討論，教師針對(duì)學(xué)生提出的疑難問題進(jìn)行指導(dǎo)，學(xué)生完成學(xué)習(xí)報(bào)告，最后教師針對(duì)本章內(nèi)容、學(xué)生討論中出現(xiàn)問題、報(bào)告中出現(xiàn)的問題給出詳細(xì)的總結(jié)，實(shí)施流程如圖3所示。

為了有效啟發(fā)學(xué)生思維，保證學(xué)習(xí)質(zhì)量，教師提出的核心問題應(yīng)當(dāng)反映本章主體思想、體現(xiàn)主要分析方法、涵蓋主要知識(shí)點(diǎn)。在低頻電子線路課程的教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生在先修課程及本門課程中已學(xué)知識(shí)情況，選擇第3章放大器頻率特性和第7章直流穩(wěn)壓電源采用本方法，具體所提問題如表1所示。

圖3 研究性課堂教學(xué)流程Fig.3 Procedure of research-based classroom teaching method

表1 研究性課堂教學(xué)中核心問題Tab.1 Core issues in research-based classroom teaching

2 習(xí)題、仿真實(shí)驗(yàn)改革

該改革環(huán)節(jié)主要包括小班合作式習(xí)題課和基于Multisim的演示實(shí)驗(yàn)及仿真實(shí)驗(yàn)兩大方面。

2.1 小班合作式習(xí)題課

習(xí)題課是低頻電子線路課程中的重要環(huán)節(jié)，而通常采用的“填鴨”式的課堂教學(xué)，忽略了“習(xí)題課主體仍然是學(xué)生”，把課堂變成了教師講題課或是學(xué)生做題課，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。為了有效促進(jìn)學(xué)生之間、學(xué)生與老師之間的充分交流，部分章節(jié)的習(xí)題課采用小班授課方式，將授課班級(jí)分成兩個(gè)小班分別授課。整個(gè)合作式習(xí)題可從做作業(yè)到完成主要由七步組成，具體流程如圖4所示。

圖4 合作式習(xí)題課教學(xué)流程Fig.4 Procedure of cooperative exercise lesson teaching method

在整個(gè)過程中，每個(gè)學(xué)生的主體地位得到充分的體現(xiàn)，學(xué)生不僅要對(duì)自己負(fù)責(zé)，同時(shí)在互改作業(yè)環(huán)節(jié)，學(xué)生還要對(duì)同學(xué)負(fù)責(zé)。另一方面，通過這種方式可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行深入思考。組內(nèi)討論有利于同學(xué)之間知識(shí)的交流，能夠互補(bǔ)有無，開闊學(xué)生思路。通過解答學(xué)生問題，全面了解學(xué)生在知識(shí)理解、方法運(yùn)用等方面的不足，給予必要的及時(shí)糾正。同時(shí)，在習(xí)題講解過程中，不僅要指出錯(cuò)在哪里，更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生分析產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因，避免再犯類似錯(cuò)誤。

本教學(xué)方法在第1、2、4、5、6章中實(shí)施，由于第2章課后練習(xí)較多，所以該章習(xí)題課每個(gè)小班安排4學(xué)時(shí)，其余各章擬安排2學(xué)時(shí)。通過采用小班合作式習(xí)題課教學(xué)方法不僅能有效地增強(qiáng)學(xué)生解決問題的能力，提高教學(xué)質(zhì)量，而且培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。

2.2 基于Multisim的演示實(shí)驗(yàn)及仿真實(shí)驗(yàn)

低頻電子線路是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，一般在課程設(shè)置過程中以理論講解為主，再輔以傳統(tǒng)的課程實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過實(shí)驗(yàn)課程的訓(xùn)練，可以使學(xué)生更進(jìn)一步鞏固低頻電子線路相關(guān)理論知識(shí)，掌握常用電子設(shè)備的使用方法，提高動(dòng)手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。但是，在實(shí)際的教學(xué)過程中，理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的銜接經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些問題。比如，現(xiàn)在許多高校理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)分別由不同的兩個(gè)教學(xué)單位、不同的教師負(fù)責(zé)，并且由于擴(kuò)招學(xué)生較多，學(xué)習(xí)低頻電子線路課程的同學(xué)隨之增多，因此在安排實(shí)驗(yàn)時(shí)不可能完全照顧到每個(gè)班級(jí)的進(jìn)度和每個(gè)班級(jí)學(xué)生的具體掌握情況，從而不能達(dá)到事半功倍的效果。

為了有效提高教學(xué)效果，可以利用計(jì)算機(jī)仿真軟件把實(shí)驗(yàn)搬到理論教學(xué)中，以加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論的理解，提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐綜合能力。在課堂教學(xué)中，我們引入了Multisim電子仿真軟件[7-8]，在教學(xué)過程中精心設(shè)計(jì)課堂演示實(shí)驗(yàn)，基于Multisim的仿真實(shí)驗(yàn)具體流程如圖5所示。

圖5 實(shí)驗(yàn)改革流程Fig.5 Procedure of experiment reform

目前，我們已把共射、共集、共基、低頻功率放大電路、負(fù)反饋放大電路以及集成運(yùn)算放大電路等典型電路的仿真實(shí)驗(yàn)引入課堂，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的掌握。

3 結(jié)語

不斷改進(jìn)教學(xué)方法與手段、提高教學(xué)效果、提升學(xué)生的綜合素質(zhì)是教學(xué)過程中的指揮棒。依從這樣的原則，本文針對(duì)低頻電子線路課程特點(diǎn)，在教學(xué)過程中對(duì)知識(shí)傳授及習(xí)題、仿真兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，采用了基于問題的課堂教學(xué)方法、小班制合作式習(xí)題課以及基于Multisim的演示及仿真實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段，并給出各種改革方案的實(shí)施流程。在改革過程中注重知識(shí)傳授環(huán)節(jié)與習(xí)題仿真實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)教學(xué)方法的互補(bǔ)，以達(dá)到最佳教學(xué)效果。經(jīng)實(shí)踐證明，采用本文所述教學(xué)方法、教學(xué)手段能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，全面提高教學(xué)質(zhì)量，有效培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，收到良好的教學(xué)效果，為其他專業(yè)課教學(xué)改革提供一定的參考。

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