周麗娟

（江蘇省宿遷經(jīng)貿(mào)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇宿遷，223699）

0 引言

《模擬電子技術(shù)》是電子信息、自動(dòng)化、人工智能等專業(yè)學(xué)生必修的核心基礎(chǔ)課程，是一門研究模擬電信號(hào)產(chǎn)生、變化、放大、處理及其應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)，該課程不僅可以為學(xué)生專業(yè)課程學(xué)習(xí)打基礎(chǔ)，更為重要的是能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)直接運(yùn)用到工程實(shí)踐中去。微課是一種以微型教學(xué)視頻為主要載體，針對(duì)某個(gè)學(xué)科如重點(diǎn)、難點(diǎn)、疑點(diǎn)或教學(xué)環(huán)節(jié)而精心設(shè)計(jì)和開發(fā)的一種短小精悍的、可視化的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，微課資源在《模擬電子技術(shù)》中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)課堂講授、研討探究、課后實(shí)踐等環(huán)節(jié)的優(yōu)化與重構(gòu)，可以有效解決教學(xué)時(shí)長(zhǎng)不夠、學(xué)生理論知識(shí)不夠扎實(shí)等問題，有利于提高模擬電子技術(shù)教學(xué)的效率。

1 模擬電子技術(shù)微課資源開發(fā)

1.1 教學(xué)內(nèi)容

模擬電子技術(shù)是電子類專業(yè)的核心課程，主要內(nèi)容涉及放大電路、正弦振蕩電路、整流電路、濾波電路等知識(shí)，教學(xué)重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐技能，因此，在教學(xué)中，教師要根據(jù)學(xué)生就業(yè)崗位的需求及學(xué)生的理論基礎(chǔ)，注重將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合起來，鍛煉學(xué)生解決問題能力和動(dòng)手實(shí)踐能力。

1.2 學(xué)情分析

授課對(duì)象主要為00后的學(xué)生，他們頭腦靈活、動(dòng)手能力強(qiáng)，且具備較強(qiáng)的信息化素養(yǎng)，具有良好的人機(jī)互動(dòng)能力。

1.3 教學(xué)策略

在理實(shí)一體化的教學(xué)模式下，教師充分利用實(shí)訓(xùn)型、技能型、多媒體教學(xué)型等微課資源，采取線上線下混合、理論指導(dǎo)實(shí)踐為主線的模式，為學(xué)生構(gòu)建真實(shí)的工作場(chǎng)景，讓學(xué)生在微課資源輔助下，進(jìn)行理論知識(shí)學(xué)習(xí)、動(dòng)手操作和自主探究，以達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo)。

1.4 微課資源開發(fā)

微課資源的設(shè)計(jì)與制作主要從選題開始，在擬寫教案的基礎(chǔ)上，將教學(xué)內(nèi)容分解為若干為知識(shí)點(diǎn)，并聚焦于教學(xué)重點(diǎn)，有針對(duì)性地制作微課程。比如，在教學(xué)“萬用表”相關(guān)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，設(shè)計(jì)以“使用指針式萬用表測(cè)量電阻值”為主題的微課程，內(nèi)容主要包括萬用表測(cè)量電阻值的基本步驟、操作方法及注意事項(xiàng)，視頻以教師實(shí)驗(yàn)演示為主，其目的是幫助學(xué)生掌握正確、規(guī)范的操作步驟，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課程實(shí)驗(yàn)。

2 微課資源在模擬電子技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐案例

2.1 案例選擇

“功率放大器”是模擬電子技術(shù)課程中的一個(gè)典型電路，以功放直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，具有較強(qiáng)的應(yīng)用性、實(shí)踐性和工程型，是學(xué)生學(xué)習(xí)模擬電子技術(shù)必須掌握的一個(gè)核心技術(shù)。由于傳統(tǒng)的線性功率放大器效率低、熱損耗嚴(yán)重、穩(wěn)定性能差且電源難以實(shí)現(xiàn)較大的容量，因此，在課堂教學(xué)中以“線性功率放大器的設(shè)計(jì)”工程項(xiàng)目為載體，將微課資源融入到項(xiàng)目教學(xué)中，構(gòu)建基于項(xiàng)目引領(lǐng)、多元互動(dòng)、全程育人為核心的線上線下混合式教學(xué)模式，切實(shí)提高模擬電子技術(shù)的教學(xué)效率。

2.2 教學(xué)實(shí)踐

在項(xiàng)目式教學(xué)中，融合多元信息技術(shù)，把線上的交互支持和線下的智慧教室有機(jī)結(jié)合起來，并將微課資源貫穿到整個(gè)過程中，做到線上、線下打通。主要分為課前預(yù)學(xué)、智慧課堂共學(xué)和課后延學(xué)三個(gè)環(huán)節(jié)。三個(gè)階段互相配合，堅(jiān)持“翻轉(zhuǎn)為形、研討為神、評(píng)教一體”，增強(qiáng)學(xué)生課程參與和沉浸體驗(yàn)，助力學(xué)生個(gè)性發(fā)展。

（1）課前預(yù)學(xué)（線上）

微課資源：①功率放大器的組成及各部分的作用；②功率放大器的工作原理；③功率放大器的類型、類別和應(yīng)用；④功率放大器的制作與調(diào)試工藝。

微課形式：以圖文結(jié)合的方式向?qū)W生闡述功率放大器的組成、工作原理及制作工藝。

學(xué)生在課前以小組合作的方式，利用微課資源進(jìn)行課前預(yù)學(xué)，并通過分享、討論的方式，共同解決預(yù)學(xué)中遇到的疑難點(diǎn)，此外，教師還通過線上的前測(cè)環(huán)節(jié)，了解每個(gè)小組預(yù)習(xí)情況，從而為項(xiàng)目實(shí)施和課堂教學(xué)活動(dòng)開展奠定良好基礎(chǔ)。

（2）智慧課堂共學(xué)（線下）

在這一環(huán)節(jié)中，充分發(fā)揮信息技術(shù)和微課資源優(yōu)勢(shì)，實(shí)施多元化的互動(dòng)策略，促進(jìn)項(xiàng)目任務(wù)的順利完成。教學(xué)過程中，教師作為項(xiàng)目實(shí)施的組織者和領(lǐng)導(dǎo)者，引導(dǎo)學(xué)生在微課資源的輔助下，對(duì)“如何設(shè)計(jì)線性功率放大器”這個(gè)全局問題，組織學(xué)生以小組為單位查找資料、設(shè)計(jì)電路和搭建電路，將高階的難題交由課堂共同學(xué)習(xí)來完成和突破，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性。

微課資源：①功率放大器設(shè)計(jì)的具體指標(biāo)要求；②功率放大器電路效率與失真之間的矛盾問題；③電路交越失真的原因及消除方法；④線性功率放大器的工作原理及缺陷。

微課形式：圖文結(jié)合的方式。

①情境創(chuàng)設(shè)，引出項(xiàng)目

互感器在我們生活中應(yīng)用非常廣大，每個(gè)計(jì)量都能看見它的身影，尤其是國(guó)家電力計(jì)量中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，精準(zhǔn)的互感器，不僅可以減少供用電的糾紛，而且能夠保障電網(wǎng)計(jì)量工作的社會(huì)公信力。但由于在互感器校驗(yàn)用電源中，存在電源抗干擾性差、電源調(diào)節(jié)精度不高、放大器輸出波形諧波含量高、工作量等諸多難題，因此，為了改善電源輸出波形質(zhì)量，提高電源的工作效率和抗干擾性，有必要對(duì)傳統(tǒng)的線性功率放大器進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)。

如何進(jìn)行優(yōu)化與改進(jìn)呢？學(xué)生通過小組討論和師生互動(dòng)，提出全局性問題和局部問題，其中：全局性問題主要是指根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求需要考慮什么問題？線性功率放大器工作的基本電路如何設(shè)計(jì)？包括哪些基本單元電路？功率放大電路如何設(shè)計(jì)？電路如何持續(xù)改進(jìn)可以提高性能指標(biāo)？局部性問題主要指是如何構(gòu)建多級(jí)功率放大電路？如何消除交越失真？如何解決功率當(dāng)大電路中效率和失真的矛盾？

②借助微課，開展探究

有了明確的研究目標(biāo)，學(xué)生在微課的輔助下，解決電路設(shè)計(jì)中的一些關(guān)鍵問題，并形成小組研究方案。組一成員提出了一種基于分段顯性化的線性功率放大器，其電路圖如圖1所示。

圖1 電路圖

該電路主要有信號(hào)源、功率開關(guān)管、直流電源、鉗位二極管等元件組成，信號(hào)源為連續(xù)模擬信號(hào)，各個(gè)電源的電壓為：

由于功率放大器是上、下兩個(gè)橋臂組成，分別輸出正半波波形和負(fù)半波。其主要工作原理是利用多級(jí)高效率的射極跟隨器，將原本微弱功率的信號(hào)源，在確保其不失真的情況下，放大為可以帶動(dòng)大功率負(fù)載的相同輸出波形。

圖2

經(jīng)過小組計(jì)算，改進(jìn)后的線性功率放大器功率為表1所示。

表1 改進(jìn)后的線性功率放大器功率

（3）課后延學(xué)（線上/線下）

微課資源：①M(fèi)ATLAB編程操作流程；②實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建操作步驟。

微課形式：應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)演示的視頻教學(xué)方法，使實(shí)驗(yàn)操作步驟更加直觀。

在課后，為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)方案的正確性，組一學(xué)生通過觀看反復(fù)觀看微課資源，并進(jìn)行小組討論，搭建了一個(gè)八電平的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

圖3

其中功率管型號(hào)為IRFP4468PBF，并采用90歐姆電阻和180毫安的電感串聯(lián)后，模擬互感器。在實(shí)驗(yàn)過程中，由變壓器和調(diào)壓器為放大器提供電源，經(jīng)過分段線性化高效率線性功率放大器輸出的電流和電壓均具有良好的正弦特性。

圖4

利用MATLAB軟件平臺(tái)，對(duì)放大器的波形成分和效率進(jìn)行分析，其分析結(jié)果表2所示。

表2 放大器的波形成分和效率分析表

為了深入研究基于分段顯性化的線性功率放大器的變頻特性，學(xué)生還進(jìn)一步對(duì)信號(hào)源的輸出頻率進(jìn)行了調(diào)整和變動(dòng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，功率放大器輸出的電壓波形仍然具有較好的正弦特性。由小組進(jìn)行互動(dòng)討論與交流，歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)過程，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，上傳到學(xué)習(xí)平臺(tái)，交由教師進(jìn)行統(tǒng)一評(píng)改。

3 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，課堂教學(xué)對(duì)信息化的要求越來越高，微課被越來越多地應(yīng)用到課堂創(chuàng)新教學(xué)中。模擬電子技術(shù)課程涵蓋知識(shí)點(diǎn)多、范圍廣、內(nèi)容枯燥乏味，應(yīng)用微課改進(jìn)教學(xué)形式，有利于促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，我們教師應(yīng)緊跟時(shí)代步伐，認(rèn)真學(xué)習(xí)微課制作技巧，同時(shí)要注重培養(yǎng)自身信息化教學(xué)思維，在實(shí)際教學(xué)中靈活運(yùn)用微課、音視頻等數(shù)字化教學(xué)資源為課堂教學(xué)賦能。