曹曉麗 王霞 鄭州大學(xué)西亞斯國(guó)際學(xué)院

1.教學(xué)模式

電子技術(shù)實(shí)踐課程主要由模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)課程的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目組成，是將理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。課程學(xué)習(xí)的目的是使學(xué)生在掌握了理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識(shí)運(yùn)用在實(shí)際電子設(shè)計(jì)的案例中，在教育教學(xué)的實(shí)踐過(guò)程中，課程改革成為新的目標(biāo)，是將理論與實(shí)踐緊密的聯(lián)系起來(lái)的重要途徑。

2.我校電子技術(shù)實(shí)踐課程的重要性及現(xiàn)狀

電子技術(shù)實(shí)踐課程每年面向電子工程系300多名學(xué)生開(kāi)設(shè)，相關(guān)實(shí)驗(yàn)室每年接待學(xué)生實(shí)踐人數(shù)達(dá)到400人以上，且規(guī)模隨學(xué)院招生人數(shù)的增加而不斷增長(zhǎng)。隨著電子科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)和集成電路的廣泛應(yīng)用，以及電子信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)科學(xué)技術(shù)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防各領(lǐng)域的日益深入的影響和滲透，電子技術(shù)的知識(shí)、理論和方法在相關(guān)專(zhuān)業(yè)的地位越來(lái)越重要。電子技術(shù)實(shí)踐課程作為工科類(lèi)學(xué)生的電子類(lèi)基礎(chǔ)入門(mén)實(shí)踐課程，其作用不僅在于幫助學(xué)生扎實(shí)理論知識(shí)，更在于其是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的奠基性基礎(chǔ)實(shí)踐課程。對(duì)于基礎(chǔ)性實(shí)踐內(nèi)容掌握的好壞程度，直接關(guān)系到學(xué)生以后對(duì)電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程和后續(xù)綜合實(shí)踐的興趣和信心。同時(shí)，許多用人單位也把學(xué)生的基礎(chǔ)動(dòng)手實(shí)踐能力，作為就業(yè)考核的重要標(biāo)準(zhǔn)。

自2012年更新數(shù)模電實(shí)驗(yàn)室以來(lái)，電子技術(shù)實(shí)踐課程在實(shí)踐指導(dǎo)書(shū)的修訂、實(shí)踐項(xiàng)目的完善、實(shí)驗(yàn)室的改進(jìn)等方面都有一定的進(jìn)步，但是仍存在一些問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多以“驗(yàn)證型”實(shí)驗(yàn)為主，設(shè)計(jì)型和綜合型實(shí)驗(yàn)鮮少涉及到。以往的教學(xué)中為了鞏固學(xué)生的基本知識(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大部分的是現(xiàn)成的電子電路的連接與調(diào)試，學(xué)生在學(xué)會(huì)基本的電路知識(shí)和檢查電路的錯(cuò)誤后基本就完成了本次實(shí)驗(yàn)，不利于學(xué)生綜合能力的提高。

（2）學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不會(huì)主動(dòng)提問(wèn)與查找相關(guān)問(wèn)題的資料。學(xué)生長(zhǎng)期的依賴(lài)課本與教師，很少主動(dòng)的思考問(wèn)題的來(lái)源與解決問(wèn)題的辦法，長(zhǎng)此以往，學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性有所下降，形成懶惰不思考的不好習(xí)慣。

（3）創(chuàng)新能力不足，學(xué)生在做完基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)后仍然不能夠利用現(xiàn)有的基本知識(shí)設(shè)計(jì)電路，這也是目前大多數(shù)高校學(xué)生存在的通病。

（4）實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的限制，使得老師不能夠利用新的教學(xué)資源與形式展現(xiàn)課堂內(nèi)容，比如互聯(lián)網(wǎng)在實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用。

3.電子技術(shù)實(shí)踐課程改革思路

針對(duì)我校這種特殊情況，為了培養(yǎng)動(dòng)手能力更強(qiáng)的實(shí)踐人才，在人才培養(yǎng)上，本課程緊緊圍繞“以實(shí)踐教育、創(chuàng)新教育為重點(diǎn)”的專(zhuān)業(yè)教育模式，全面實(shí)現(xiàn)復(fù)合型應(yīng)用人才的培養(yǎng)目標(biāo)，密切結(jié)合學(xué)院學(xué)生的實(shí)際情況，改革思路有以下幾點(diǎn)：

第一，配合完成實(shí)驗(yàn)中心實(shí)施實(shí)驗(yàn)室規(guī)范化、常態(tài)化開(kāi)放，循序漸進(jìn)地加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力，在實(shí)踐中逐步形成和建立學(xué)生在專(zhuān)業(yè)技能方面的創(chuàng)新意識(shí)和能力，并已建立與之相應(yīng)的運(yùn)行機(jī)制。突出實(shí)驗(yàn)專(zhuān)業(yè)教學(xué)主體結(jié)構(gòu)，為學(xué)科建設(shè)提供強(qiáng)勁的環(huán)境支持，使電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室更加適應(yīng)復(fù)合型應(yīng)用人才的培養(yǎng)目標(biāo)，建立以實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)技術(shù)實(shí)踐創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為核心、附有儀器設(shè)備維修室、儀器管理室的實(shí)驗(yàn)中心結(jié)構(gòu)模式。

第二，開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室，自2012年以來(lái)，實(shí)驗(yàn)室就對(duì)學(xué)生免費(fèi)開(kāi)放，在課余時(shí)間為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生在開(kāi)放時(shí)間可以是自己補(bǔ)充不足，也可以和老師一起設(shè)計(jì)新型實(shí)驗(yàn)，老師也會(huì)提出實(shí)驗(yàn)或者設(shè)計(jì)的明確要求 ，針對(duì)不同學(xué)習(xí)程度的學(xué)生他們可以自由選擇老師給出的實(shí)驗(yàn)。從學(xué)生的不同層次出發(fā)，這樣可以有針對(duì)性的提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)和動(dòng)手能力，并讓學(xué)生自發(fā)的愛(ài)上學(xué)習(xí)。

第三，提出卓越工程師計(jì)劃，為了讓學(xué)生更好地適應(yīng)社會(huì)對(duì)實(shí)踐復(fù)合型人才的需求，特地在電子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室增設(shè)卓越工程師計(jì)劃課程，首先通過(guò)選拔將對(duì)電子設(shè)計(jì)有濃厚興趣的同學(xué)選拔出來(lái)加入到學(xué)習(xí)的團(tuán)隊(duì)中，老師通過(guò)具體實(shí)際的設(shè)計(jì)項(xiàng)目講解，讓學(xué)生對(duì)工程應(yīng)用有所了解并利用所學(xué)的知識(shí)逐步的探討、深入分析、設(shè)計(jì)實(shí)踐項(xiàng)目。

第四， 重視學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程，并鼓勵(lì)、激發(fā)學(xué)生對(duì)課程和電子學(xué)的濃厚興趣，不能一味的立足于學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)報(bào)告，將學(xué)生思考、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力一并的考慮到對(duì)學(xué)生成績(jī)的評(píng)定中，讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)不僅僅是及格的事情，而是掌握住問(wèn)題與解決問(wèn)題的重要事情。

第五，老師在課堂中不能只講理論，可以將實(shí)際的電子設(shè)計(jì)案例加入進(jìn)來(lái)。電子技術(shù)的課程中，有些理論、概念、定理有些抽象，如若學(xué)生不理解的情況下，可以通過(guò)實(shí)際的案例來(lái)驅(qū)動(dòng)學(xué)生對(duì)具體知識(shí)點(diǎn)的掌握。

4.案例驅(qū)動(dòng)

以最簡(jiǎn)單的三極管的飽和、截止、放大特性測(cè)試為例，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，需要對(duì)三極管的這三種工作狀態(tài)的特點(diǎn)描述的非常的清楚。

要使三極管處于飽和狀態(tài)，必須基極電流足夠大，三極管在飽和時(shí)，集電極與發(fā)射極間的飽和電壓（UCES）很小，基極電流很大，對(duì)硅管來(lái)說(shuō)，發(fā)射結(jié)的飽和壓降UBES＝0.7V（鍺管UBES＝-0.3V），而UCES＝0.3V，可見(jiàn)，UBE＞0，UBC＞0，也就是說(shuō)，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。

要使三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，必須基極電流IB＝0，此時(shí)集電極IC＝ICEO≈0（ICEO 為穿透電流，極?。?，UBE＜0，UBC＜0，也就是說(shuō)，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏。

要使三極管處于放大狀態(tài)，基極電流必須為：0＜IB＜IBS。三極管放大時(shí)，基極電流IB＞0，對(duì)硅管來(lái)說(shuō)，發(fā)射結(jié)的壓降UBE＝0.7V（鍺管UBE＝－0.3V），三極管在放大狀態(tài)時(shí)，集電極與發(fā)射極間的電壓UCE＞1V 以上，UBE＞0，UBC＜0，也就是說(shuō)，發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。

測(cè)試電路如圖1所示：

圖1 三極管特性測(cè)試電路

測(cè)試過(guò)程：

4.1 測(cè)試電路的截止?fàn)顟B(tài)

（1）根據(jù)圖一連接電路，將電流表和LED燈連接在電路中。

（2）使基極輸入電壓為0V，測(cè)試IC= 0 mA，Vc= 12 V。

得出結(jié)論：即使加有集電極電壓，但在基極無(wú)電流流過(guò)時(shí)，集電極和發(fā)射極也無(wú)電流流過(guò)。這樣的狀態(tài)稱(chēng)為三極管的“截止?fàn)顟B(tài)”，此時(shí)集—射電壓VCE等于電源電壓。

4.2 測(cè)試電路的放大狀態(tài)

（1）根據(jù)圖一連接電路，將電流表和LED燈連接在電路中。

（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使基極輸入電壓為3.9V，測(cè)試IC= 3.25 mA，Vc= 8.6 V， VE= 3.25 V。

得出結(jié)論：根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，若基極電流有微量的電流流過(guò)，則在集電極可以獲得較大的電流，且因集電極回路電源電壓的變化所引起的集電極電流的變化不大，因此可以說(shuō)集電極電流僅受控于基極電流。這樣的狀態(tài)被稱(chēng)為三極管的“放大狀態(tài)”。

4.3 測(cè)試電路的飽和狀態(tài)

（1）根據(jù)圖一連接電路，將電流表和LED燈連接在電路中。

（2）調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使基極輸入電壓為6.67V，測(cè)試IC= 5.81 mA，Vc= 6V，VE=5.99V。

得出結(jié)論：根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏，當(dāng)基極電流增加到一定值時(shí)，集電極電流將保持在一個(gè)最大值Ics而不再增加，此時(shí)集電極電流與基極電流的比值將小于放大狀態(tài)時(shí)的直流放大倍數(shù)。這樣的狀態(tài)被稱(chēng)為三極管的“飽和狀態(tài)”，在飽和狀態(tài)下，集—射電壓VCE約等于0.2V～0.3V。實(shí)際上三極管在飽和時(shí)的集電極電流（即上面提到的最大值）就是集電極回路能夠提供最大電流。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果最后總結(jié)三極管的電流控制作用：三極管是一個(gè)電流控制器件，即用基極電流去控制集電極電流。若基極電流為零，則集電極電流也為零，此時(shí)三極管處于截止?fàn)顟B(tài)；若基極有微小電流流過(guò)，則集電極中可得到較大的電流，此時(shí)三極管處于放大狀態(tài)，集電極電流與基極電流的比值被定義為三極管的放大倍數(shù)；當(dāng)基極電流較大，使集—射電壓約等于0.2V～0.3V時(shí)，三極管處于飽和狀態(tài)，此時(shí)集電極電流為集電極回路能提供的最大電流。

5.結(jié)論

電子技術(shù)實(shí)踐課程的改革需要在實(shí)踐中不斷地探索與實(shí)施，這也不僅僅是老師的事情，也是學(xué)生積極參與的結(jié)果。經(jīng)過(guò)近一年的實(shí)施，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性明顯有所提高，在動(dòng)手能力方面整體得到了提升，撰寫(xiě)科技報(bào)告的水平提高了不少，學(xué)生與老師會(huì)在接下來(lái)的實(shí)踐中繼續(xù)探索，為培養(yǎng)社會(huì)需要的人才打下基礎(chǔ)。

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