徐丹旸 宋瀟 田葳

摘 ? 要：電子類基礎(chǔ)課程是電學(xué)專業(yè)低年級(jí)學(xué)生的必修課程，是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和工程意識(shí)的先驅(qū)課程。針對(duì)當(dāng)前課程教學(xué)存在的問題，提出一種教學(xué)改革方法，通過增加與理論課同步的實(shí)踐課程。該課程比實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容更豐富更靈活，以學(xué)生為主體，老師引導(dǎo)學(xué)生針對(duì)課程中重點(diǎn)和難點(diǎn)完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)課堂理論與實(shí)踐真正相結(jié)合，最終提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新實(shí)踐能力，為后續(xù)專業(yè)課程打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：電子類基礎(chǔ)課 ?實(shí)踐教學(xué) ?工程意識(shí) ?創(chuàng)新

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）09（b）-0219-03

2018年6月陳寶生部長在新時(shí)代本科教育工作會(huì)議上提出，未來的高等教育要“堅(jiān)持以本為本，推進(jìn)四個(gè)回歸”，強(qiáng)調(diào)了做好本科教育教學(xué)的重要性。近幾年，河南科技大學(xué)電氣工程學(xué)院一直以做好本科教學(xué)為核心，以提高大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力為目標(biāo)，進(jìn)行了多項(xiàng)教學(xué)改革和探索，涉及課程范圍從基礎(chǔ)課程到專業(yè)課程，取得了較好的教學(xué)效果。

電子類基礎(chǔ)課程包括“模擬電子技術(shù)”、“數(shù)字電子技術(shù)”、“電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)”等課程，為電子科學(xué)技術(shù)、電氣工程及其自動(dòng)化等電類專業(yè)學(xué)生開設(shè)，該課程是后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)，是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和實(shí)踐創(chuàng)新能力的起點(diǎn)課程。

1 ?主要問題

理論教學(xué)中以元件功能講解為主，推導(dǎo)計(jì)算分析比較多，忽視了器件的型號(hào)、種類、封裝等內(nèi)容，學(xué)生能夠熟練計(jì)算課本各類題目，但是給一個(gè)常用電子元件，實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡單功能電路，卻感到無從下手，無法把理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際電路設(shè)計(jì)上，最終覺得課堂理論知識(shí)學(xué)了無用，失去學(xué)習(xí)的動(dòng)力和興趣;每門課程都是獨(dú)立授課，課程之間關(guān)聯(lián)性知識(shí)講解較少，導(dǎo)致學(xué)生在實(shí)踐過程中，不能融會(huì)貫通;因授課環(huán)境和學(xué)時(shí)限制，在理論課中很難增加大量實(shí)踐內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目很多是在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行，也存在一些問題：一是設(shè)備上元件型號(hào)老舊，因?qū)嶒?yàn)箱受限不易進(jìn)行更新;二是學(xué)生只能做規(guī)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不能根據(jù)自己想法自由設(shè)計(jì)制作電路，抑制了學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2 ?教學(xué)改革方法

2.1 改革思路

針對(duì)以上問題，結(jié)合電子類基礎(chǔ)課程教學(xué)特點(diǎn)，對(duì)電子類基礎(chǔ)課程教學(xué)進(jìn)行了改革。如：在模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)課程開設(shè)的學(xué)期，增開一門選修課“電子線路理論基礎(chǔ)”，作為電子類基礎(chǔ)課程內(nèi)容的補(bǔ)充，上課地點(diǎn)直接安排在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室是開放的，每個(gè)實(shí)驗(yàn)桌都配備計(jì)算機(jī)、直流電源、信號(hào)源、示波器和電烙鐵等常用設(shè)備，常用元器件都可以在開放實(shí)驗(yàn)盒中取用。學(xué)生可以自由出入實(shí)驗(yàn)室，利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試。區(qū)別于理論教學(xué)知識(shí)多而細(xì)化，該課程教學(xué)內(nèi)容是理論知識(shí)的凝練和總結(jié)。每節(jié)課都有一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，不但涉及到理論教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，還把多門電子類基礎(chǔ)課程相關(guān)的內(nèi)容關(guān)聯(lián)在一起。老師只對(duì)課程相關(guān)知識(shí)簡單總結(jié)，提出問題并給出設(shè)計(jì)內(nèi)容，學(xué)生在面包板上插接或在洞洞板上焊接，完成要求的驗(yàn)證和設(shè)計(jì)，讓學(xué)生成為課堂的主體，逐漸引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、積極思考。

2.2 具體實(shí)施方案

每次課前，老師會(huì)發(fā)布作業(yè)，如：復(fù)習(xí)理論知識(shí)點(diǎn)、需要設(shè)計(jì)和計(jì)算參數(shù)的電路，讓學(xué)生課前完成預(yù)習(xí)作業(yè)。課堂上老師講解的內(nèi)容，主要是元器件管腳識(shí)別、封裝以及選取規(guī)則，學(xué)生根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，選擇所需元器件，在面包板（或洞洞板）上完成電路設(shè)計(jì)，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)和結(jié)論，上交作業(yè)。下面以模擬電子技術(shù)中晶體三極管電路工作區(qū)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)為例，說明課程實(shí)施情況。

（1）課前老師會(huì)下發(fā)課前任務(wù)。模擬電子技術(shù)理論課中講述了三極管的三個(gè)工作區(qū)以及判斷方法，這部分內(nèi)容是授課的重點(diǎn)，但是學(xué)生概念一直都比較模糊。課前發(fā)布電路，圖1和圖2，要求課前完成內(nèi)容包括：分析電路基本原理和功能;計(jì)算圖1中未知電阻參數(shù)范圍（電路臨界飽和）。這部分內(nèi)容理論課都有講過，學(xué)生獨(dú)立完成不會(huì)有困難。

（2）老師課堂先講述本次實(shí)驗(yàn)采用的晶體三極管8050外觀、管腳、特性，如何采用萬用表測(cè)量電流放大倍數(shù)β。學(xué)生測(cè)量自己的8050的β值，并對(duì)比其他同學(xué)測(cè)量值，由此會(huì)發(fā)現(xiàn)每個(gè)人的測(cè)量值都有差別，讓學(xué)生思考原因是什么。通過這種方式，讓學(xué)生具有初步工程意識(shí)。學(xué)生把測(cè)量β值代入自己預(yù)先計(jì)算電阻范圍公式（圖1），預(yù)估臨界電阻值。實(shí)驗(yàn)室提供兩個(gè)電阻1M和3M電阻，讓學(xué)生參考圖1接線，測(cè)量數(shù)據(jù)填入表1中并判斷三極管工作狀態(tài)，與理論分析計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，理解晶體管在三個(gè)工作區(qū)的電路特點(diǎn)。處于截止區(qū)和飽和區(qū)輸出電壓的特點(diǎn)，也可以與數(shù)電課程中TTL高低電平知識(shí)關(guān)聯(lián)起來。

（3）根據(jù)表1結(jié)果，進(jìn)行圖2電路測(cè)量。圖2電路，讓學(xué)生了解晶體管級(jí)聯(lián)時(shí)前后兩級(jí)電路工作狀態(tài)對(duì)電路的影響，與晶體管電路級(jí)聯(lián)方式知識(shí)關(guān)聯(lián)起來。通過這兩個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生把課堂理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際電路設(shè)計(jì)中，如圖1中計(jì)算臨界飽和電阻R1范圍，根據(jù)該范圍，能夠初步預(yù)估R1取不同電阻值時(shí)T1的工作狀態(tài)，再通過實(shí)測(cè)電壓參數(shù)對(duì)比估算結(jié)果。

（4）每堂課后都會(huì)有相關(guān)作業(yè)。第一種老師給定作業(yè)，如圖3所示，讓學(xué)生利用課后時(shí)間到實(shí)驗(yàn)室完成電路，并進(jìn)行功能分析;第二種是根據(jù)本節(jié)課內(nèi)容，學(xué)生自行設(shè)計(jì)電路，完成具有某種功能的電路并分析其工作原理。以上作業(yè)二選一完成即可，并上交報(bào)告。

（5）課程成績考核看重實(shí)踐動(dòng)手能力，平時(shí)實(shí)踐操作情況占50%，試卷筆試的內(nèi)容也主要是電路設(shè)計(jì)、問題解決和電路改進(jìn)等內(nèi)容?？荚嚪绞降母淖儯偈箤W(xué)生更加注重平時(shí)的學(xué)習(xí)積累，認(rèn)真完成每一次實(shí)踐作業(yè)，不再像過去那樣臨考背題刷題應(yīng)付考試了。

2.3 教學(xué)改革成效

配合主修電子類基礎(chǔ)課程開設(shè)的這門實(shí)踐課程，課程內(nèi)容設(shè)置是根據(jù)理論課程難點(diǎn)和重點(diǎn)設(shè)置。老師結(jié)合基礎(chǔ)課程教學(xué)情況，精選實(shí)踐項(xiàng)目讓學(xué)生驗(yàn)證或設(shè)計(jì)。實(shí)踐項(xiàng)目內(nèi)容選取原則：一是不能與課程實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容重復(fù)，二是更細(xì)化和更全面，關(guān)聯(lián)性和綜合性更強(qiáng)。課堂上實(shí)踐操作時(shí)間超過60%，學(xué)生作為主導(dǎo)，老師只作為理論知識(shí)引導(dǎo)和答疑作用。

該實(shí)踐選修課程于2016—2017和2017—2018學(xué)年在部分學(xué)生中實(shí)施，通過對(duì)比，選修這門課程的學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度發(fā)生明顯轉(zhuǎn)變，理論課堂學(xué)習(xí)狀態(tài)好。遇到不理解電路，喜歡動(dòng)手做一做，根據(jù)測(cè)試結(jié)果去分析解決;課下業(yè)余時(shí)間也喜歡去實(shí)驗(yàn)室做一些趣味電路設(shè)計(jì);調(diào)試電路遇到問題不再是急于問老師，而是先自己積極思考，通過調(diào)整電路參數(shù)、觀察電路狀態(tài)，進(jìn)行對(duì)比研究，最終解決問題。

3 ?結(jié)語

傳統(tǒng)電子類基礎(chǔ)課程教學(xué)中，由于學(xué)時(shí)和場地限制，理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中很難融入更多實(shí)踐內(nèi)容，教學(xué)效果不理想。為改善這種狀態(tài)，引入與之配套的實(shí)踐課，學(xué)生的自主性更強(qiáng)，課堂內(nèi)容更細(xì)化更靈活，可以作為理論和實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的補(bǔ)充。通過這門課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生遇到問題能夠主動(dòng)思考，學(xué)習(xí)興趣提高了，創(chuàng)新和實(shí)踐能力得到明顯提高，為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。今后，我校電子類基礎(chǔ)課程教學(xué)還要繼續(xù)深化教學(xué)改革，不斷探索新方法提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 于海燕，龐杰，薛丹，等.改革電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2016，35（10）：179-181.

[2] 馬知遠(yuǎn)，朱旭芳.以實(shí)踐教學(xué)為主線的電子技術(shù)系列課程教學(xué)模式[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2015，34（11）：213-216.

[3] 梁麗.電類基礎(chǔ)課程群課后延續(xù)教學(xué)的探索與實(shí)踐[J].中國教育技術(shù)裝備，2017，20（10）：80-81.

[4] 姚纓英，范承志，林平，等.能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的電類基礎(chǔ)程教學(xué)模式[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2015（6）：1-3.