模擬電子技能教程的教學革新范文

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課程內容體系的更新

“模擬電子技術基礎”課程需要在有限的學時內（理論教學64學時，實驗20學時）使學生獲得電子技術方面的基本理論、基本知識和基本技能。新修訂的課程內容體系更加注重理論教學與實踐教學的銜接，在保證經典理論的基礎上重點講授集成運放組成的各種信號運算、信號處理和信號產生電路，并延伸到模擬集成電路和模數混合系統等內容，培養學生系統級的分析與設計能力。理論教學應簡化器件內部機理的介紹，弱化缺乏工程背景的解題技巧及公式記憶，強化器件的組合應用與接口擴展機制，加強主流新技術的探討；實踐教學應重點引入研究型和設計型實踐教學環節，為此出版了課程配套的“十一五”規劃實驗教材《電子技術實驗與模擬電子技術課程設計》。目前，多媒體教學和電子設計自動化（EDA）的發展使得教學輔助軟件能夠融入課堂，為學生豐富的探索和實踐提供了現代化手段。適用于該課程的研究型教學輔助軟件包括EDA仿真軟件Multisim、Proteus和工程計算軟件Matlab、MathCAD。在此基礎上，筆者將EDA仿真作為理論課的工具及學生進行硬件實驗的前提，建立了“理論•仿真•硬件”相互融合的教學模式，以保證研究型教學落到實處。

教學方法與教學手段的改進

1.通過網絡輔助教學平臺完善課程體系

隨著信息技術的發展，世界各國高校都在大力開展網絡化教學應用，然而海量的數字化資源會使學生感到無所適從。為此，筆者通過網絡輔助教學平臺給學生提供少而精的數字化資源，與課堂教學相輔相成。除了教學大綱、教學日歷和教學課件，網絡輔助教學平臺提供的數字化教學資源還包括教學輔助軟件、往屆試卷及答案詳解、國家級電子技術精品課程和國際一流大學電子技術課程的網址，方便學生進行自主學習。網絡輔助教學平臺還提供與課程相關的在線輔導答疑，并通過微博、QQ群、飛信群等網絡互動方式開展憶阻器、在系統可編程模擬器件、新型傳感器等前沿技術的專題討論，并讓學生通過網絡調查模擬電子技術的相關專利與應用，撰寫調研報告，促進學生開展研究性學習。

2.將EDA仿真演示融入理論教學

EDA技術是電子設計領域的一場革命，改變了以變量估算和硬件實驗為基礎的電路設計方法。在理論教學中引入重點內容的EDA仿真演示，有利于快捷地將理論性和應用性融于一體，實現理論教學的拓展，并為實踐教學打下基礎。由于學時與場所限制，教師需要在備課時充分考慮課堂投影演示與本機顯示的不同，精心設計演示范例與互動環節，引導學生思考，由學生得出結論，并事先做好演示范例的中間版本以便重點演示關鍵步驟。例如，筆者在課堂上利用EDA仿真軟件邊演示邊講解電路引入負反饋前后各種參數、輸入輸出信號波形、頻率響應特性的異同，學生通過直觀的比較加深了對負反饋作用的理解。此外，筆者在布置書面作業時還鼓勵學生對作業中的疑難問題進行仿真，并在作業本上寫出心得體會。

3.強化“系統化模擬電路”的定性思維

現行的理論教學往往只講器件和基礎電路，很少涉及如何由各種元器件通過某種聯結組成一個實用系統。筆者在緒論課中就結合實際闡明電路系統的組成及各部分的作用，并給出簡圖；之后課程中每一個新內容都會回到系統簡圖上來，逐漸深化、細化，并引導學生尋找反例，這樣不但使學生建立了系統的概念，而且能夠舉一反三。在EDA的輔助下，學生對各種電路無須精確的理論計算，但要掌握近似估算的方法，弄清楚電路系統的設計思路及其局限性、性能指標的折衷考慮。要注意各章節之間的相互配合和銜接，堅持培養學生“系統化模擬電路”的定性思維，強化以集成運放為基礎的知識體系，使學生建立系統觀念、工程觀念，學會定性分析與辯證的思維方法。

多層次的實踐教學

1.利用Multisim軟件開展虛擬實驗

研究型教學是理論和實踐有機結合的一種教學方式。然而由于學時、實驗條件的限制，課內實驗的教學效果難以達到預期目標，利用EDA軟件開展虛擬實驗能夠彌補當前課內實驗的不足。目前EDA軟件的種類很多，其中Multisim軟件提供了多種常用的虛擬電子儀器與元器件，特別適合于模擬電路系統的虛擬實驗。

學生可以通過這些儀器觀察電路的運行狀態，查看電路的仿真結果，許多設置、使用和讀數與實際的測量儀器類似。因此，課內實驗是首先在EDA實驗室安排了一節課的Multisim認識實習，隨后按教學日歷分為基礎實驗、綜合實驗、課程設計三個階段。各階段都增加了相應的仿真設計內容。在課內實驗之前，筆者要求學生預習實驗內容并進行Multisim仿真及課外研究，再進入實驗室通過儀器設備進行實際的硬件操作。虛擬實驗和硬件實驗不可重此輕彼，而應軟硬結合。筆者通過實驗課件的演示減少講解時間，讓學生有更多的時間用于實際操作與硬件調試。這種“理論•仿真•硬件”相互融合的教學模式將仿真考核和課外研究作為實驗成績的重要部分，增強了學生對理論知識的理解與掌握，提高了學生的仿真能力、設計能力和系統調試能力。

2.重視綜合實驗和課程設計

研究型教學需要一種類似科學研究的氛圍以及一對一的師生互動。綜合實驗和課程設計能夠較好地彌補理論教學大班授課的不足。有限的學時在一定程度上制約了實踐教學的深入開展，為此筆者壓縮了前期驗證型基礎實驗的次數，在實驗課程的后期安排了三次融合整學期知識點的綜合實驗，幫助學生強化“系統化模擬電路”的定性思維。期末的課程設計則由指導教師布置若干難度適中的研究課題，要求學生從查閱資料開始自主進行電路設計，對設計的電路進行仿真分析，經教師審查后方可選購器件，安裝調試電路，測量各種參數，進行實驗分析，提出改進意見，并根據規范格式書寫課程設計報告，完成一次較完整的工程研究訓練。鼓勵學生進一步拓展課程設計內容并發表科技小論文，在課程設計中表現突出的學生將被選拔參加各種課外科技活動和競賽。

結束語

研究型教學是面向創新型國家建設的新型教學實踐活動，也是創建高水平大學的重要途徑。本文以“模擬電子技術基礎”課程為例，從教改思路、內容體系、教學方法及實踐環節等多個方面探討了研究型教學改革的具體措施和方法，建立了學生為主體、教師為向導的教學模式。教學實踐表明，這些改革措施有效地調動了學生探索學習的積極性和主動性，提高了電類本科生的科學素養與創新能力。

作者：劉浩任立紅 唐莉萍單位：東華大學信息學院