馬李剛

（南京曉莊學(xué)院，江蘇 南京 210017）

1 傳統(tǒng)講授型教學(xué)模式和OBE 理念教學(xué)模式的區(qū)別

傳統(tǒng)講授型教學(xué)在學(xué)校教學(xué)中廣泛應(yīng)用,有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),例如有利于發(fā)揮教師的教育職責(zé)、增強(qiáng)教師的教學(xué)效率、易于掌握教學(xué)進(jìn)度等［1］。 傳統(tǒng)的講授型教學(xué)也存在一定的弊端,例如:主要以教師為主導(dǎo),學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí),不利于發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性。 傳統(tǒng)講授法面對(duì)所有學(xué)生同時(shí)開(kāi)展教學(xué),不能很好地兼顧到不同學(xué)生的學(xué)習(xí)能力的差異。 這樣一來(lái),差生就越來(lái)越差,惡性循環(huán)。 同時(shí),傳統(tǒng)講授型教學(xué)思維定式,不能很好地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。

近年來(lái),基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式(OBE)被提出,這種教育模式是以學(xué)生為中心,充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性、創(chuàng)新性,以學(xué)習(xí)實(shí)質(zhì)性成果為導(dǎo)向的教育理念［2］。這種教育理念符合新工科和工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求,是對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式的一種改革,也是新工科背景下工程教育改革的主流方向之一。 其中,考核作為教學(xué)過(guò)程中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié),能有效地了解和考查教學(xué)效果,能推動(dòng)教學(xué)水平的提升,推進(jìn)素質(zhì)教育,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力［3］。 因此,OBE 理念下的教學(xué)模式的改革必然會(huì)有相應(yīng)的考核過(guò)程與之相適應(yīng),本研究剖析了“模擬電子技術(shù)”課程的特點(diǎn),探索了OBE理念下的教學(xué)模式,提出了相應(yīng)的過(guò)程性考核模式,動(dòng)態(tài)掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程。

2 “模擬電子技術(shù)”課程的特點(diǎn)及學(xué)生學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀

2.1 “模擬電子技術(shù)”的特點(diǎn)及所處的地位

“模擬電子技術(shù)”是高等學(xué)校、高職院校及大專院校工科類專業(yè)的必修課和基礎(chǔ)課,其是電子技術(shù)基礎(chǔ)的一個(gè)重要組成部分,是光電、電子信息等專業(yè)在電子技術(shù)方面入門性質(zhì)的基礎(chǔ)課。 后續(xù)課程“高頻電子技術(shù)”等課程是以該課程為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)的,是該課程的進(jìn)一步延伸。 學(xué)習(xí)該課程對(duì)這些課程起到重要的支柱作用。 本課程有理論和實(shí)驗(yàn)兩部分組成,兩部分同等重要。 實(shí)驗(yàn)是對(duì)理論部分的驗(yàn)證,理論是對(duì)實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo),兩者相輔相成。 學(xué)生獲得模擬電子技術(shù)方面的基本知識(shí)、基本理論、基本分析方法、基本應(yīng)用和基本技能,為深入學(xué)習(xí)后續(xù)課程和從事有關(guān)電子技術(shù)方面的實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)［4］。

2.2 模擬電子技術(shù)教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀

該課程涉及的內(nèi)容多、范圍廣。 對(duì)初學(xué)者而言,內(nèi)容復(fù)雜、概念抽象、不易理解。 因此,初學(xué)者通常形象地將該課程稱為“魔”電。 班級(jí)人數(shù)龐大也是一個(gè)要重視的問(wèn)題,教師無(wú)法擺脫以課件、板書等機(jī)械式講授為主的局面,教學(xué)方式枯燥,并且顧及不到所有學(xué)生。 學(xué)生只是被動(dòng)地接受知識(shí)而沒(méi)有真正參與課堂。 考核成績(jī)的比重為平時(shí)30%,期末考試70%。 該課程目前所面臨教師難教、學(xué)生難學(xué)的困境。 面對(duì)這些困境,很多學(xué)校正在推進(jìn)對(duì)傳統(tǒng)教育模式的改革,基于OBE 教學(xué)理念對(duì)該課程提出了很多新的教學(xué)方式,進(jìn)行了該課程的改革,目的是讓學(xué)生真正地做到學(xué)以致用。

3 OBE 理念下“模擬電子技術(shù)”的教學(xué)模式改革

3.1 端正認(rèn)知，小班教學(xué)，全員參加教學(xué)過(guò)程

對(duì)課程的正確認(rèn)知、好的學(xué)習(xí)態(tài)度可使學(xué)習(xí)效果事半功倍,有助于學(xué)習(xí)成果的產(chǎn)出。 自學(xué)生進(jìn)入大學(xué)起,學(xué)院應(yīng)該為每位學(xué)生指定學(xué)業(yè)導(dǎo)師,積極引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的人生觀和價(jià)值觀,讓學(xué)生從一開(kāi)始對(duì)所在專業(yè)有新的認(rèn)識(shí),了解該專業(yè)開(kāi)設(shè)課程的架構(gòu),知道學(xué)習(xí)課程的重要性,改變學(xué)生的思維模式。 同時(shí),教學(xué)班級(jí)應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)班級(jí),在教學(xué)過(guò)程中能兼顧到每位同學(xué),讓所有的同學(xué)參與互動(dòng)的環(huán)節(jié)［5］。

3.2 知識(shí)歸納，注重過(guò)程，引導(dǎo)積極自主學(xué)習(xí)

教師要著重備教材、備學(xué)生,梳理重難點(diǎn),在內(nèi)容和章節(jié)安排上進(jìn)行改革,分散學(xué)習(xí)難點(diǎn)。 “模擬電子技術(shù)”這門課程主要有四大板塊。

第一板塊為基本知識(shí)與基本元器件,這個(gè)板塊主要內(nèi)容涉及半導(dǎo)體的基本知識(shí)、二極管、三極管(晶體三極管和場(chǎng)效應(yīng)三極管)。 具體要求:了解P 型、N 型半導(dǎo)體的區(qū)別,內(nèi)部載流子的特點(diǎn)；了解PN 結(jié)的形成過(guò)程；掌握PN 的單向?qū)щ娦?、反向擊穿特性；理解二極管主要參數(shù)；掌握二極管簡(jiǎn)化模型；掌握二極管簡(jiǎn)化模型,分析二極管電路的基本方法；理解齊納二極管及其并聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理；了解變?nèi)荻O管、肖特基二極管和光電子器件等其他特殊二極管；掌握三極管(BJT、MOS)的基本結(jié)構(gòu)、類型、工作原理以及輸入和輸出特性曲線,讓同學(xué)對(duì)“模擬電子技術(shù)”的基礎(chǔ)知識(shí)有所了解,由易入難。

第二板塊為基本放大電路。 這個(gè)板塊主要講解基本的放大電路,先講解晶體管放大電路,類比晶體管放大電路,講解場(chǎng)效應(yīng)管放大電路。 學(xué)生須掌握BJT 放大電路的靜態(tài)偏置方法和計(jì)算方法；掌握信號(hào)的輸入、輸出方式；理解BJT 小信號(hào)模型的物理含義和使用條件；掌握用小信號(hào)模型分析法分析BJT 放大電路的動(dòng)態(tài)指標(biāo)；掌握共射、共集電和共基放大電路的性能及特點(diǎn)；掌握復(fù)合管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 根據(jù)晶體管放大電路,在場(chǎng)效應(yīng)管器件學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,老師提前給學(xué)生分組自學(xué)場(chǎng)效應(yīng)管放大電路,然后進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)。

第三板塊為其他基本放大電路。 這個(gè)板塊的主要內(nèi)容是以基本放大電路為基礎(chǔ),講解差分放大電路、反饋放大電路、功率放大電路、運(yùn)算放大電路。

學(xué)生需要掌握差分放大電路的基本概念；理解差分式放大電路放大差模信號(hào)和抑制共模信號(hào)的原理；掌握在雙端輸入、雙端輸出的基礎(chǔ)上,引出差分放大電路的4 種接法以及在每種接法下動(dòng)態(tài)參數(shù)的求解辦法；掌握對(duì)差分放大電路進(jìn)行改進(jìn),引出具有恒流源的差分放大電路和場(chǎng)效應(yīng)管放大電路。

對(duì)于反饋放大電路,學(xué)生需要理解反饋的基本概念與分類；掌握各種反饋類型的判別方法,并能判斷放大電路中的反饋極性和反饋組態(tài)；掌握在深度負(fù)反饋的基礎(chǔ)上,求解放大電路的放大增益。

學(xué)生需要了解功率放大電路的特點(diǎn)和分類,熟練掌握乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路的工作原理和指標(biāo)計(jì)算；理解產(chǎn)生交越失真原因及消除的方法；了解甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功率放大電路的工作原理；熟練掌握各項(xiàng)指標(biāo)的求解。

對(duì)于運(yùn)算放大器,學(xué)生需要了解運(yùn)算放大器的兩個(gè)工作區(qū)域,分別對(duì)線性區(qū)給出線性運(yùn)算放大電路；對(duì)非線性工作區(qū)域,學(xué)生需要掌握電壓比較器、遲滯比較器、正弦波產(chǎn)生電路、方波產(chǎn)生電路和鋸齒波產(chǎn)生電路等的工作原理。

器件、放大電路的應(yīng)用主要內(nèi)容有濾波電路、穩(wěn)壓電路、直流穩(wěn)壓電源、模擬集成電路以及工程應(yīng)用對(duì)應(yīng)的實(shí)際電路,主要考查學(xué)生對(duì)模擬電子技術(shù)的基本知識(shí)的掌握和應(yīng)用,注重理論知識(shí)與實(shí)際的緊密結(jié)合。

對(duì)模擬電子技術(shù)的知識(shí)按照如上幾塊進(jìn)行分解,學(xué)生能漸漸地適應(yīng)“模擬電子技術(shù)”這門課程。 同時(shí),老師上課前應(yīng)該結(jié)合線上資源,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),這樣才能達(dá)到教學(xué)效果和教學(xué)目標(biāo)。 考核形式應(yīng)該注重學(xué)習(xí)的過(guò)程性環(huán)節(jié)。

3.3 以差分放大電路為例進(jìn)行課程改革

以差分放大電路為例,歸納知識(shí),教師講課主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。

(1)課前:教師布置預(yù)習(xí)任務(wù),線上發(fā)布本章基本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)案,同學(xué)們通過(guò)預(yù)習(xí)對(duì)本章知識(shí)有大致了解,上課是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

(2)引出零點(diǎn)漂移:通過(guò)晶體管放大電路,引出零點(diǎn)漂移及產(chǎn)生的原因。 其中,溫度的影響是主要原因,因此也叫作溫漂。

(3)克服溫漂的方法:引入直流負(fù)反饋、溫度補(bǔ)償?shù)取?在此基礎(chǔ)上,引出另一種克服溫漂的辦法,即差分放大電路,然后引出差分放大電路的組成以及電路對(duì)差模信號(hào)和共模信號(hào)的作用。

(4)求解差分放大電路:引導(dǎo)學(xué)生自行分析差分放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。 靜態(tài)分析完成后,分析動(dòng)態(tài)。動(dòng)態(tài)分兩種情況:在共模信號(hào)作用下,電壓增益的求解；在差模信號(hào)的作用下,電壓增益的求解。 從求解的結(jié)果對(duì)比,差分放大電路是放大差模信號(hào),抑制共模信號(hào)的。 因此,差分放大電路也叫作差動(dòng)放大電路,輸入變動(dòng)了才能有輸出。 同時(shí),教師講解共模信號(hào)被抑制的原因,引出共模抑制比。

(5)實(shí)際應(yīng)用:信號(hào)源需要有“接地”點(diǎn),以避免干擾；負(fù)載需要有“接地”點(diǎn),以安全工作。 因此,差分放大電路有4 種接法。 同學(xué)們類比雙端輸入、雙端輸出,分組討論自行求解另外3 種接法下的性能指標(biāo),并對(duì)比4 種接法的共同點(diǎn)和差別。

(6)引導(dǎo)學(xué)生分析提高共模抑制比:從4 種接法中,要想使得共模抑制比越大,就必須增大Re,但是Re太大會(huì)影響靜態(tài)工作點(diǎn)。 用恒流源來(lái)代替Re 電阻。在保證有一個(gè)合適的射極電流的同時(shí)有一個(gè)比較大的電阻,得到具有恒流源的差分放大電路,然后分析電路特性。

(7)在以上基礎(chǔ)上,提出問(wèn)題:差分放大電路理想情況是左右對(duì)稱,若對(duì)于實(shí)際電路而言,出現(xiàn)不對(duì)稱的情況,應(yīng)該怎么辦？ 怎么對(duì)現(xiàn)有的差分放大電路進(jìn)行改進(jìn)？ 教師引出在兩個(gè)晶體管的射極加凋零電位器,使得放大電路左右對(duì)稱。 試著在這種接法的基礎(chǔ)上寫出共模增益和差模增益。

(8)在以上基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出問(wèn)題:若信號(hào)源很微弱,就希望差分放大電路的輸入電阻趨于無(wú)群,應(yīng)怎么改進(jìn)差分放大電路？ 同學(xué)分組討論,引出場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路,分析場(chǎng)效應(yīng)管差分放大電路的4 種接法下對(duì)應(yīng)的共模增益和差模增益。

在這8 個(gè)環(huán)節(jié)中,從理想電路到實(shí)際電路,從提出問(wèn)題到解決問(wèn)題,吸引學(xué)生的注意力,分組討論激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 以學(xué)生為中心,以教學(xué)效果為導(dǎo)向。

4 OBE 理念下的“模擬電子技術(shù)”的考核形式的改革探索

該課程的考核形式大多數(shù)高校通常采取平時(shí)占30%,期末占70%,忽視學(xué)生對(duì)該課程的學(xué)習(xí)過(guò)程的考核。 學(xué)生期末考試重點(diǎn)突擊復(fù)習(xí),也能蒙混過(guò)關(guān),但是并不了解和熟練掌握該課程的主要內(nèi)容。

基于OBE 理念,“模擬電子技術(shù)”在教學(xué)模式上進(jìn)行了改革,考核形式也隨之改革。 期末成績(jī)不僅僅是由平時(shí)作業(yè)和期末卷面構(gòu)成,過(guò)程性的學(xué)習(xí)效果和成果須納入期末總評(píng)成績(jī)中。 OBE 理念下的“模擬電子技術(shù)”的過(guò)程性考核項(xiàng)目有以下幾點(diǎn)。

課前預(yù)習(xí)(5%):借助各類線上學(xué)習(xí)平臺(tái),以問(wèn)題的形式提前發(fā)布上課內(nèi)容,上課前完成,上課時(shí)提問(wèn),給出分?jǐn)?shù)。 旨在培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和獨(dú)立思考的能力,提高教學(xué)效益,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

考勤(5%):課程的出勤應(yīng)該是貫穿于整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程的,可以通過(guò)隨機(jī)點(diǎn)名,確保學(xué)生全勤參與。

課堂表現(xiàn)與作業(yè)(10%):根據(jù)上課的內(nèi)容,設(shè)計(jì)提問(wèn)、做題環(huán)節(jié),根據(jù)學(xué)生的回答情況,給予成績(jī)。

作業(yè)(10%):每章教學(xué)完成后,教師針對(duì)關(guān)鍵題型布置作業(yè)。 學(xué)生在復(fù)習(xí)做題的同時(shí),會(huì)理解得更加深刻。 教師可以通過(guò)課程中心線上發(fā)布作業(yè)的題目。 學(xué)生線上提交作業(yè)。 過(guò)程性材料可以電子歸檔保存。

分組討論(10%):每組布置與課程緊密相關(guān)的主題進(jìn)行討論,最后以講課的形式反饋,根據(jù)討論的結(jié)果,給予成績(jī)。 設(shè)計(jì)如下問(wèn)題:放大電路是怎么對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大的、怎么判斷反饋的組態(tài)、差分放大電路是怎么抑制溫度漂移的、怎么通過(guò)小信號(hào)模型得到差分放大電路的共模增益和差模增益。

章節(jié)測(cè)驗(yàn)(10%):每章進(jìn)行一次測(cè)驗(yàn),或者每個(gè)板塊進(jìn)行一次測(cè)驗(yàn),檢驗(yàn)同學(xué)們對(duì)本章知識(shí)的掌握程度、學(xué)習(xí)情況,反饋本章的教學(xué)效果,適合調(diào)整教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方法。 教師可以通過(guò)課程中心線上發(fā)布考試題目,學(xué)生線上提交考試結(jié)果。 過(guò)程性材料可以電子歸檔保存。

期末考試(50%):考試范圍依據(jù)考試大綱,覆蓋所學(xué)知識(shí),可以采用教考分離的辦法實(shí)施考核,考察同學(xué)們對(duì)整體掌握的情況。

5 結(jié)語(yǔ)

以O(shè)BE 理念為宗旨,勢(shì)必要對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式進(jìn)行改革,才能體現(xiàn)出以學(xué)生為中心,以成果為導(dǎo)向。 本文提出了幾點(diǎn)教學(xué)改革的措施,并以差分放大電路為例,對(duì)其進(jìn)行了舉例說(shuō)明,有助于老師教學(xué)。 考核是檢驗(yàn)學(xué)習(xí)的手段,目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)到更多的知識(shí),并能在實(shí)踐中應(yīng)用。 過(guò)程性考核以學(xué)生為中心,在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中起到監(jiān)督作用,讓學(xué)生全程參與學(xué)習(xí),讓學(xué)生真正做到學(xué)以致用。 最后,在嘗試教學(xué)改革的過(guò)程中,要時(shí)常觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和心理狀態(tài)的變化,做到因人施教。