束文強
(安徽信息工程學(xué)院電氣與電子工程學(xué)院,安徽 蕪湖 241000)
模擬電子技術(shù)是電氣類專業(yè)一門應(yīng)用性較強的基礎(chǔ)理論課程,側(cè)重于基礎(chǔ)理論講解和電路的分析計算。實踐教學(xué)作為理論教學(xué)的一個重要延伸,可提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,滿足學(xué)生對獲取新知識的需求。為了適應(yīng)高速發(fā)展的科技革命、產(chǎn)業(yè)革命[1-3],確?!爸袊圃?025”落到實處,教育部提出了“新工科建設(shè)”。新工科的建設(shè)對人才提出了更高的要求,即需要人才具有跨界融合能力和自主學(xué)習(xí)能力,同時對模電實驗教學(xué)也提出了新的挑戰(zhàn)[4,5]。
作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)的重要途徑,實踐教學(xué)的優(yōu)良決定了新工科人才的培養(yǎng)質(zhì)量[6]。傳統(tǒng)的實踐教學(xué)過程中,教師占據(jù)主導(dǎo)地位,教師為了完成教學(xué)任務(wù),往往忽略了學(xué)生這個主體,學(xué)生只是被動的接受者,該模式下學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造力得不到發(fā)展[7]。
傳統(tǒng)的模電實驗教學(xué)模式是學(xué)生對照指導(dǎo)書上的電路圖進行模塊化的連線并測量和記錄相關(guān)數(shù)據(jù),學(xué)生只需按照實驗指導(dǎo)書上的步驟即可完成實驗內(nèi)容。該模式下學(xué)生能掌握示波器、信號發(fā)生器、交流毫伏表等儀器的使用方法,但無法體會實踐教學(xué)的樂趣,也不能理解虛焊的概念以及焊接過程中的合理放置元器件和布線等問題。當(dāng)實驗出現(xiàn)異常情況時,也無法快速高效地解決。同時受限于課時,部分學(xué)生在課上沒有完成相關(guān)實驗,一旦離開實驗室,就無法完成相應(yīng)的實驗,對學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性影響較大。
本文基于傳統(tǒng)模電實驗教學(xué)中的共性問題,探索實踐教學(xué),使得學(xué)生初步掌握電路分析和設(shè)計能力。最后對比兩種教學(xué)模式,以安徽信息工程學(xué)院電氣與電子工程學(xué)院的兩屆學(xué)生的成績做對比,結(jié)果表明,利用新的教學(xué)模式,學(xué)生的成績顯著提高,同時學(xué)生的動手能力和積極性也得到改善。
學(xué)生在課前需先熟悉實驗?zāi)康摹?nèi)容、原理以及相關(guān)的原理圖,通過查閱相關(guān)資料了解實驗過程中用到的基本儀器使用方法。在實驗報告數(shù)據(jù)部分增加了仿真測量數(shù)據(jù)部分,學(xué)生在課前需利用Multisim對本次實驗進行仿真,完成相應(yīng)的仿真數(shù)據(jù)測量,并同步完成實驗報告當(dāng)中的實驗?zāi)康摹嶒瀮?nèi)容的部分填寫,僅留實驗數(shù)據(jù)在實驗課程當(dāng)中去測試完成。在實驗前認真閱讀實驗指導(dǎo)書,了解當(dāng)次實驗需要使用的儀器設(shè)備,同時注意實驗注意事項,避免出現(xiàn)燙傷或電路短接事項。
在實驗課程教學(xué)環(huán)節(jié)中,為了使得學(xué)生更好地理解實驗內(nèi)容,授課教師可適當(dāng)講解電路基本知識,例如電子元器件引腳以及基本功能,如何使用儀器檢查簡單電路的通斷或斷路等。在驗證性實驗電路中,學(xué)生通過實驗室提供的設(shè)備或元器件搭建好電路圖,檢查無誤后,由授課教師再次確認后,方可進行接電測量數(shù)據(jù);綜合性和設(shè)計性實驗,學(xué)生根據(jù)要求,通過計算,然后自行選擇元器件,通過焊接調(diào)試后進行相關(guān)數(shù)據(jù)的測量。為了減少出錯提高實驗安全,在焊接之前學(xué)生需進行仿真,滿足實驗要求后,才允許學(xué)生進行實驗。同時學(xué)生可根據(jù)仿真結(jié)果反饋驗證實驗課上完成的數(shù)據(jù)的正確性,以及將實驗數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)進行對比,分析誤差產(chǎn)生的原因。
實驗課程不同于理論課,理論課教師以講解為主,而實驗課程多以教師引導(dǎo),學(xué)生自主完成為主。教師上課的主要任務(wù)是進行適當(dāng)?shù)睦碚搩?nèi)容講解,檢查學(xué)生電路搭建是否正確以及針對出現(xiàn)的共性問題進行集中講解,同時鼓勵學(xué)生利用電子儀器進行自我檢測,查找出電路問題。針對部分接受能力較強的同學(xué),可根據(jù)實際情況,在完成基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)之上適當(dāng)增加設(shè)計性實驗,在加強實踐技能的培訓(xùn)同時培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。
實驗成績的評定主要由四個方面構(gòu)成:
(1)實驗預(yù)習(xí):通過課前發(fā)布實驗內(nèi)容,讓學(xué)生了解實驗的目的、任務(wù)和實驗步驟,通過課前Multisim仿真以及撰寫實驗預(yù)習(xí)報告,通過仿真獲得的數(shù)據(jù)和波形等。
(2)實驗操作:在實驗過程中能否獨立完成電路的連接或設(shè)計電路的能力,同時是否具有發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力,嚴(yán)格遵守規(guī)章制度,實驗過程中無重大失誤,實驗完成后需景老師確認后,方可整理實驗設(shè)備。
(3)實驗報告:將實驗過程中獲得測量數(shù)據(jù)與仿真獲得的數(shù)據(jù)一并填寫到實驗報告中,對數(shù)據(jù)進行比較,分析誤差產(chǎn)生的原因以及需要改進的地方,同時在實驗報告上增加回答問題。
(4)期末考試:在課程結(jié)束后進行實驗考試,通過隨機抽題形式完成實際操作考核,并記錄成績。
本文對安徽信息工程學(xué)院電氣學(xué)院2018年和2019年的模電實驗數(shù)據(jù)進行對比,兩屆學(xué)生使用的不同教學(xué)模式。該課成績在安徽信息工程學(xué)院教務(wù)處可查,成績表如表1所示。
表1 模電實驗成績表
由上表對比可知,采用新的教學(xué)模式下,能夠有效地提高學(xué)生做實驗的積極性,同時各個分?jǐn)?shù)段的成績也得到了相應(yīng)的提高。
采用新的教學(xué)模式,不僅能夠提高學(xué)生對理論知識的掌握同時可提高學(xué)生的實際動手能力和查閱資料解決問題的能力。通過多模式結(jié)合的形式,學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力得以提高,同時能夠更好地學(xué)習(xí)理論知識。通過課堂表現(xiàn)和最后結(jié)果來看,學(xué)生對新的教學(xué)模式具有較高的熱情,學(xué)習(xí)成績也有相應(yīng)的提高。