时间:2023-03-17 18:07:58
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首先将模拟电子技术课程的教学体现在三个方面:课堂理论教学、计算机仿真技术辅助教学和实践教学。其次,模拟电子技术相关知识点的实践应用则贯穿于大二(下)到四年级的毕业设计,如大二的电子技术基本技能训练、模拟电子技术课程设计,大三的综合电子系统设计,大四的毕业设计等。其三,除了这些必修科目以外,在一些选修类项目,如大学生科技创新、电子设计竞赛、社团组织中也体现了模拟电子技术知识的运用。通过培养方案的调整,可以行之有效的保证学生在校学习期间不断学习、实践模拟电子的相关知识,将学以致用的理念贯穿于整个在校学习期间,使学生在反复学习实践中不断拓展知识的深度和广度,具有分析问题、解决问题的工程实践能力。
二、改革探索更加有效的教学模式
(一)教学手段不断改革
为了改进教学质量,提高教学效果,为培养应用型人才提供有力支持,近年来,我们在教学手段的不断改进方面做了有益的尝试。
第一,引入计算机仿真技术,将理论与实践有机结合。在教学中引入仿真技术,有效的改进了教学效果,增强了学生分析问题、解决问题的能力。首先,站在教师的角度,仿真技术的使用,使教师在原有电子课件的基础上,加入了对实际电路的分析过程,使得教学生动直观,加深学生对概念和规律的理解和掌握。通过仿真软件,不仅可以帮助学生理解一些抽象概念,并且可以使其深刻理解在电路中,各元件参数对电路的影响。其次,从学生的角度看,将计算机仿真技术与模拟电子技术教学内容有效结合,使学生通过仿真直观的了解本课程研究中所能解决的实际问题,有利于激发学生的学习兴趣与参与探索的求知欲。如在学习完相关理论后,引导学生利用仿真软件自行设计波形信号发生器、多路输出的直流稳压电源、心电图信号放大器、低频功率放大器、光电报警器等。学生通过这样一些模拟电路的实际应用,了解了课程的作用,明确了学习目标,产生了好奇心,激发了学习动力。在教学中引入计算机仿真技术,使学生在教师的引导下带着问题进行自发学习,使整个学习过程始终处于探索研究、再探索研究到最终验证的良性循环过程。
第二,开放实验室,提供探究和创新的良好环境。模拟电子技术是一门实践性很强,并且面向工程的课程,基本的应用电路在掌握了基本理论后,都需要实验来验证。通过实验验证理论发现问题结合理论修正问题再次进行实验验证,通过这样一个螺旋式过程,学生学习知识的深度和广度均不断拓展。同时,也让学生深刻体会到了实践和理论的差异,在实践中切实锻炼了学生分析解决问题的能力。院系面向电子信息类学生开放电子技术实验室,为学生提供了理论联系实践的场所,更为学生进行探究式学习提供了不可取代的自主学习平台,是培养学生探究未知能力、实践能力和创新能力的必要途径。
除集中实验外,课后及其他学期学生根据自己的兴趣及时间安排,自行登记到实验室进行实验和研究。电子技术实验室安排值班教师为实验学生答疑,帮助学生探究和创新。实验室的开放,满足了不同层次学生培养实践能力的要求,体现了因人而异、因材施教的教育理念。第三,充分利用网络资源,引导学生自主学习。模拟电子技术课程为校级精品课程,目前在建校级资源共享课程。现有的精品课程网站,为学生的课外学习提供了一个高效的研究型学习平台。精品课程网站提供了丰富的和教学相关的资讯。学生可以根据自己的兴趣和爱好,进行探索式研究式自主学习。这样的学习模式不受空间和时间的制约,延伸了学生获取知识的途径,不仅使得学生的学习变得更加便捷,而且学习起来更加自主、高效,更重要的是在学生能力培养方面起到了不可或缺的作用。
(二)教学方法不断改进
教学是一个获取知识、启迪思想、激发潜能、培养能力的过程,它需要教师根据自己的教学能力设计一种教学策略,通过优化的教学手段和教学方法,在课堂上将教学内容精彩而生动地展示给学生,并且在课后进一步挖掘学生自主学习的潜力。在培养应用型人才思想指导下,我们不断在教学方法上进行探索和改进,侧重培养学生的工程应用能力。
1.采用启发探索式教学激发学生学习兴趣,提高教学质量。
采用启发探索式教学提高学生的学习兴趣,教师在教学中主要承担主导作用。在对课程进行教学设计时,在保证基本概念的基础上部分重点采用案例式教学,通过分析实际电路,引入知识点。通过课堂讨论、仿真软件演示、习题研究等环节,引导学生自主学习,让学生由被动的接受知识转化为主动的探索知识,充分发挥学生在教学中的主体作用。教师在完成一个知识点或一个章节的教学后,布置两到三个综合性的问题,让学生自由分组形成课题组。利用课余时间自行通过查阅资料完成题目的分析、方案选择、电路仿真设计、结果分析,并制作出一份多媒体课件及电子文档说明原理、分析过程、重难点及注意事项,由课题组选派一名同学在课堂上进行讲解,并且接受老师和同学的提问,进行讨论。在这个过程中,学生不仅从中领会自学的思路,学会分析问题和解决问题,而且还培养了团队协作能力和科技论文的写作能力。还有一点也是很重要的,即讲解之后还要接受老师和同学的提问,进行讨论。在这个环节中,不仅可以查漏补缺,检查出学生在学习过程中的薄弱环节,及时加以弥补,而且也可以有效的促进教学相长,教师可以根据讨论中学生反映出的兴趣点对教学过程进行进一步优化。最后,在教与学的位置互换中,学生亲身体验了“教”,这有助于加强师生之间的互相理解。
2.鼓励支持学生自主学习,拓展知识广度与深度。
课堂教学无论在时间和内容上都是有限的,除了课堂教学,课后可供学生自主支配的时间很多。引导学生利用好课余时间,是提高学习质量的一个有效工具。如在初期给出参考书目,让学生阅读,撰写读书报告;给出优秀的模拟电子技术学习网站或电子论坛,指导学生进行自主学习;订好答疑时间,定期解答学习过程中遇到的问题;鼓励学生参加专业社团及校省级大学生创新项目;在学生自愿报名的基础上,优选学生参与省及国家的电子设计竞赛和智能车大赛;鼓励和帮助学生在校学习期间发表学术论文等。参与以上活动的优秀学生,根据培养方案中规定,均奖励相应的学分,旨在鼓励和培养学生的研究创新能力。通过近几年的实践,反映出学生普遍对面向实际、有挑战性的课题比较感兴趣。而兴趣是促进学习的强大动力,在强大的兴趣驱动下,在团队精神的鼓舞下,学生自发学习,分析问题、解决问题的能力得到了迅速的提高。近年来,电信专业的学生在大学生电子设计竞赛、智能车大赛中均获得省级以上奖项。
(三)重组优化教学内容,充分发挥课堂教学的效果
在课时压缩的客观条件下,教学内容必须进行优化重组。教学内容在保证本课程基础及关键知识点完整的前提下进行了合适的优选。在电子教案中增加了本学科领域的技术前沿和新科技成果的应用介绍,在不多占用课时的基础上扩展了知识的广度,提高了学生的学习兴趣,同时也为学生的自主学习指引了方向。
高职院校的学生并不擅长纯理论的学习,如果在学习模电这门课程时,先进行一些感性认识的教学环节,他们往往更容易学习这门课程。科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”。因此,在讲授模电这门课程时,在讲完绪论以后首先由老师做一些电子方面的趣味实验,以激发学生的兴趣和好奇心,以增强学生学习这门课程的积极性。如果有条件让学生到实验室动手做一些较简单的电子实验,这些实验不仅能提高兴趣,又让他们认识了一些电子器件及特性,使今后在讲授各种电子器件时不再空洞乏味。
2要引导学生进行思维方式的转变
模电作为一门技术基础课,有其自有的特点和规律,其课程更重视理论与实践的结合。一般教学计划都是电工基础安排在模电课程之前来作为模电的基础课程,但如果不加分析地用电工基础的分析方法去分析模电,可能不会得到正确的结论。模电的理论有其自身的特点,表现在:第一,模电主要的电子器件二级管、三级管都是非线性器件,这与线性电路的分析和计算是有很大区别。第二,模电的分析都是直流加交流的分析方法,即直流通道和交流通道。直流通道决定静态工作点,而交流通道是信号的通道。第三,反馈网络是模电经常使用的电路,不管是运算放大器还是振荡器都必须有反馈网络的构成。以上几点正是学生学习模电的难点,因此在讲课过程中,要让学生了解这些特点与难点,调整思维方式和学习方法,使学生能够正确把握这门课程的学习特点。以下通过几个实例说明如何引导学生思维方式的转变。
2.1非线性电路与估算
在模电中常用的二极管、三极管的伏安特性为非线性,一般称为非线性元件,而电阻、直流电源的伏安特性为线性,一般称为线性元件。在模电中线性元件与非线性元件共同组成各种电路,那么电路的计算问题在电工基础中并未涉及,那么计算这种电路目前使用估算法、图解法。有的同学往往提出为什么不用解析法,而那样计算的不是更精确吗?在讲解这类问题时要给学生讲清楚估算法在工程计算中是非常重要的,它能使有些计算问题变得简单,能较快地解决实际问题,而用解析法,一是目前学生的数学知识不能解决这种问题,二是如果能用高等数学的方法解决,但过程过于繁杂,虽然计算精度高,但与估算结果差距不大。因此在这里要让学生思维方式有一个转变。
2.2放大电路的直流通路与交流通路
在模电的放大电路中,直流通路和交流通路的分析也是模电独特的电路分析方法,由于二极管、三极管中PN结死区电压的存在,必须在交流信号通过放大电路时有一个直流电压及电流的存在,这样才能保证交流信号不失真地通过放大电路。这也是学生需思维转变的一个重要方面。对于三极管、电阻、电容、电感、电源等电子元器件,它们分别在直流电及交流信号激励作用下的不同响应决定了它们在直流电及交流信号中所起的不同作用,这些都是分析复杂放大电路的基础。很难想象不清楚放大电路直流通路和交流通路的学生能够学习好这门课程。
3通过课程综合实验提高学生的整体水平
由于模电是一门与实践联系非常密切的技术基础课,通过一些综合实验来提升学生的理论水平和实践技能是非常重要的,因此在课程讲完之后,笔者就安排一个超外差式收音机综合实验来提升学生模电的理论水平和实践能力。读图——提升学生的读图能力,课上讲的模电电路一般是各类单元电路,如共射基本放大电路、振荡电路、功率放大电路等。通过综合实验课可以将各个电路串成一个整体,笔者通过对一个超外差式收音机电路图进行整体讲解和分析,来提升学生模电电路的整体分析能力。一般超外差式收音机的电路组成为变频级——中放级——检波级——低频放大级——功率放大级,对照理论教学所讲授的内容,变频级对应振荡电路及基本放大电路,而该放大电路又工作在非线性区属非线性放大,这样才能混频输出差频信号,在这里还要补充讲解一下放大电路的非线性特性及应用,这样使学生对三极管有了更深刻的认识,平时常常强调放大电路要工作在线性区,似乎非线性区是不可用的、多余的,但通过这样一个实例让学生明白,三极管放大电路工作在线性工作区时可进行线性放大,工作非线性区时可以进行混频等应用。这样一级一级来分析后面的中频放大电路、检波电路、低频放大电路、功率放大电路等。实践证明,通过整体电路的分析与讲解,学生的读图和分析能力得到了明显的提高。
4结束语
首先将课程名称更改为模拟电路分析与设计模块,将传统的课本的内容进行整合,按章节知识点设置项目名称,整个课程设置六到七个项目,每个项目中要涵盖学生应知应会的知识点,将每个项目进行安排,制订项目任务书,在任务书中详细说明了学生应掌握的知识点,技能和职业素养,项目的任务和任务的要求。我们将这种方法概括为任务驱动小模块项目教学,将模拟电子技术常规传统知识分成若干个相对独立的单元,每个单元都设置了趣味制作学习内容,以具有实用意义的小电子电路为对象,将该单元所涉及内容包含其中,既提供了学习的平台,又激发了学生的学习兴趣,形成快乐学习的教学模式。
2改变传统授课方法,首次尝试“三段九步”
在每个知识点上,我们都设置了“三段九步”的教学组织形式,其中“三段”指的是“任务准备阶段”、“任务实施阶段”和“总结和考核阶段”。“九步”指的是“分组”、“下达项目任务书”、“教师分解任务”、“分组讨论任务”、“任务分析设计”、“项目制作”、“项目验收考核”、“总结汇报”和“教师点评”。在整个教学设计中,我们主要强调的是充分发挥学生的主观能动性,让学生自己去发现知识点,找到自己的薄弱环节,用每一个任务去驱动学生主动地学习,查找资料。
3提高学生学习兴趣,增强自主学习能力
在教学过程中旨在提高学生的学习兴趣,培养学生的自学能力,教师起到引导的作用。由于之前学生没有这样上过课,所以学生在整个课程的学习中兴趣还是很浓厚的。每一个项目都要求学生自己查阅相关资料,在正式进行项目制作之前通过各种渠道进行知识的储备和积累,教师进行提示,把学生应该在本项目中掌握的知识点以任务书的形式传达下去,很大程度上提高了学生的自主学习能力,学生能够在项目任务书中看到任务的趣味性,能够真正提高兴趣,自己想学,去学,从而达到教学的目的,做到做中学,学中做,学生在项目制作中如果遇到问题,教师也是起到引导的作用,引导学生自己去解决问题,可以给学生提供解决问题的途径,或者给学生提出合理化的建议,当真正遇到大多数学生都解决不了的问题的时候,才集中给学生做讲解,尽量避免传统教学中“满堂灌”的教学模式,使学生不会感觉枯燥乏味,对学习这门课程产生兴趣。用问题去引导学生向着更深层面的去发掘。举个例子,在学生制作“声控电子猫”的时候,项目初始时,学生只要能让电子猫的眼睛(两个发光二极管)发光,发出叫声(蜂鸣器响)就可以了,之后对学生提出新的要求,能够让眼睛眨起来,叫声忽高忽低,提出这些要求之后,学生就开始主动通过上网、查阅书籍,想办法去解决问题,最后有一部分学生能够基本完成任务并把自己经验分享给其他同学。学生的学习兴趣提高了,学习态度和学习中的一些不良习惯也慢慢改善了,例如个别学生在第一次项目中积极性很差,在经过了几个项目的制作后可以将自己融入到小组中,服从小组的分工,尽力的去完成应当完成的各项工作。
4增强学生团队意识,培养学生职业素养
在这门课程中,我们重点强调团队协作,考虑到将来学生走上社会,走上工作岗位,面临着和人相处,与人合作的问题,所以在课程的组织上,我们尽可能多的考虑学生职业素质的培养,我们在每次项目进行之前都对学生进行趣味性的分组,既保证学生分组的公平性,随机性,还要顾及到分组的趣味性,在项目制作的时候,学生的考核主要是采取过程考核的方式,将学生在项目制作过程中对学生的表现进行采分,而且要让学生明白个人的表现不仅仅影响着个人的成绩,还与小组成绩息息相关,而每个人都要以小组成绩作为基分,才能够得出最后的个人总分,由此可见,团队协作的重要性,每个人都不是独立的个人,每个人的背后都有团队,要在所有项目进行完之后,把团队协作的理念潜移默化的给学生灌输进去。我们在进行考核分数的设定上也充分考虑到了小组与个人的这种相互作用的关系。在每一个项目结束之后还要求学生针对自己所做的项目进行PPT汇报,一方面能够使学生对自己的学习过程做一个总结性回顾,另一方面还可以培养学生的计算机能力和口头表达能力。学生从第一个项目生涩的语言组织,简单的幻灯片发展到最后能够声情并茂的去讲解自己制作的精美PPT,这也是一个非常大的进步,相信能给他们今后的职业生涯奠定一定的基础。
5促进教师能力的提高
这一点作为教师感触颇深,以前进行传统授课,需要提前备教材,备学生,现在进行改革模式的教学,课上做的事少了,可是课下却要进行更加充足的准备,寻找合适的项目,既要满足知识点的要求,又要有一定的趣味性,构思整个项目制作的安排,考虑到学生在项目制作过程中可能遇到的问题,能否提出解决的方案,在这个过程中,需要查找大量的资料,以前是讲什么看什么,而现在则需要参考很多的东西,涉及很多的领域,在知识的储备上也有了一个较高的要求,要站在一个宏观的高度上去看待每一个项目,包括这个项目最后要达到的效果,都需要提前做好设想。
电子技术的发展,推动各行各业的发展,应用广泛———广播通信、网络、航空航天、工业、交通、医学、消费类电子领域都离不开电子技术。众所周知的北京2008年奥运会的水立方建筑运用50万颗LED灯构成世界上最大的半导体照明工程。学习电子技术基础是适应时展之必须。高职教育不同于普通高等教育,它的专业设置和课程设置指导思想都是以服务为宗旨,以就业为导向。针对区域经济发展的要求,我们进行了广泛的市场调研,重点调研了长三角地区高职毕业生的主要就业岗位,需要具备的职业能力及从业资格证书等问题,应用电子专业的就业岗位主要有:电子产品维修工,电子产品装配工,电子产品调试员,电子产品工艺员。通过岗位的典型工作任务,职业能力分析,归纳出职业行动领域,然后根据我系的实际教学条件,实训条件,将职业行动领域转化为学习领域,构建了《电路与模拟电子技术》这门课程。同时,我们制定了课程标准。
2电路与模拟电子技术课程目标
本课程的总体目标是:通过对电路原理、常用电子元器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习,使学生获得电路与模拟电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技能,为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。其中包括:(1)知识目标:掌握电路基本概念、基本分析和计算方法;会计算电路主要参数;掌握电路波形图画法、建立电路模型的方法;会判断器件类型、电路工作状态;(2)能力目标:培养学生正确使用常用仪表的能力;培养学生正确选择元器件的能力;培养学生检索与阅读各种电子手册及资料的能力;培养学生识读与分析电路的能力;培养学生安装和焊接电路的能力;培养学生电路测试方案的设计能力和对测试数据的分析能力;培养学生排除电路故障的能力;培养学生进行简单电路设计的能力;(3)情感目标:通过趣味案例激发学生好奇心和学习兴趣;通过学习情境挖掘学生的求知欲和创造欲,树立学生自信心。
3电路与模拟电子技术课程设计
本门课程设计的理念是:以学生职业能力的培养为最根本的出发点,理论学习以必须,够用为度,同时进行课证融合。在课程的教学过程中采用多种教学方法和手段:传统的教学法、直观教学法、探究法、启发式教学和多媒体教学手段。
4电路与模拟电子技术课程实施
在课程的实施过程中教师首先进行了学情分析:高职院校的学生学习基础普遍较差,学习能力欠缺,急于求成,缺乏持久性。虽然学生对电类专业课入门的学习具有一定的兴趣,但这种兴趣不够稳定,需要教师创设适度的情境,适时地激发。所以在教学过程中,教师要力求做到将深奥的知识浅显化,抽象的知识形象化。课程的重点难点是半导体器件,放大电路,负反馈。教师对重点、难点的处理方法有:(1)传统的讲解法;(2)直观式教学;(3)配合flas演示;(4)通过万用表测试加深理解;(5)创建学习情境。例如:在半导体器件的讲解部分,可采用直观式的教学法,带领学生认识各种不同的二极管,三极管。对于三极管的讲解,配合万用表测试加深理解。下面以一次课实验课———三极管电流放大特性为例,来说明课堂的教学组织。三极管的电流放大特性这节内容是深入模拟电子技术部分的第一道难关。学生只有深入到心里层面去理解了这节内容,才可以举一反三去理解后续学习的电子元器件。教师采用基于工作过程“教、学、做”一体化的教学设计,把启发式教学贯穿整个教学过程,通过探究实验操作和多媒体仿真,把抽象的理论知识难度降低,达到突破难点,帮助学生化难为易,让学生轻松愉快充满信心地完成学习。
5考核方案
课程的考核方案根据学院教务处的要求,期中成绩占30%,平时成绩占30%,期末成绩占40%。平时成绩包括:课堂考核,课后作业,单元测验。在学期结束前另有为期一周的教学实习,教师根据维修电工的考试内容结合实际情况申报,并由系部统一采购实习耗材。实习的考核分为:优———电路功能完全实现,性能优良,工艺精美。良———电路功能基本实现,性能优良。中———电路功能基本实现,性能不够稳定。及格———在教师辅助制作下,电路功能基本实现。不及格———电路功能未实现且学习态度有问题。
6教学评价
课程的教学评价包括:校内督导评价,同行专家评价,教师自我评价,学生评价。
7课程特色及展望
现在多媒体教学中最为常用的是微软公司研发的软件制作PPT,制作的PPT属于点击+讲解的模式。其中最为突出的其结构性比较强。正是由于这种超强的结构性,使得一些教学经验丰富的老师的教学模式很容易受多媒体的牵绊,致使失去一个讲解知识的解惑者身份而深陷授业者的角色中无法自拔,因此,即便是采用了先进的教学模式但是教学效果却没有得到很大的改善。所以,在近几年里根据对多媒体教学的尝试和摸索,对教学方法进行了一系列的改革,根据教学大纲,准确的找到教学的重点、难点以及学生必要掌握的知识点等。并且根据要求,着重的强调学生在学习中的主体作用和对学习的主动精神。着重发掘学生们的潜能,采用互动教学的方式,鼓励和支持学生们主动和自主学习,并且注意要因材施教,激发学生们的学习欲望。
2寻找好的正确的教学方法,提高课堂效率
首先,教师要在教学过程中去激发学生想要深入探究的欲望。大体是说老师在教学上要善于运用问题教学法。所谓的问题教学法就是将问题作为主题去驱使学生学习的方法。它主要是为了培养学生的思考能力,培养学生主动探究问题的意识以及培养学生解决问题的能力。其次,教师为了培养学生的自主学习的意识和能力,要懂得运用项目教学法。所谓的项目教学法就是以培养学生的各方面能力为目的的教学方法。将项目作为任务,学生需要解决任务,而教师是辅助学生解决任务。让学生在做任务的同时逐步培养学生的各方面的能力。最后,教师为了促进学生的主观能动性和培养学生学习的兴趣,需要运用互动式教学以及多媒体教学,来激发学生们的主观能动性和其对学习产生兴趣。俗话说的好,兴趣是最好的帮助学生学习的良方。所以,教师要正确的运用这些教学方法来促进学生的学习,进而提高模拟电子技术课堂的教学效率。
3结束语
高职院校的学生并不擅长纯理论的学习,如果在学习模电这门课程时,先进行一些感性认识的教学环节,他们往往更容易学习这门课程。科学家爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”。因此,在讲授模电这门课程时,在讲完绪论以后首先由老师做一些电子方面的趣味实验,以激发学生的兴趣和好奇心,以增强学生学习这门课程的积极性。如果有条件让学生到实验室动手做一些较简单的电子实验,这些实验不仅能提高兴趣,又让他们认识了一些电子器件及特性,使今后在讲授各种电子器件时不再空洞乏味。
2要引导学生进行思维方式的转变
模电作为一门技术基础课,有其自有的特点和规律,其课程更重视理论与实践的结合。一般教学计划都是电工基础安排在模电课程之前来作为模电的基础课程,但如果不加分析地用电工基础的分析方法去分析模电,可能不会得到正确的结论。模电的理论有其自身的特点,表现在:第一,模电主要的电子器件二级管、三级管都是非线性器件,这与线性电路的分析和计算是有很大区别。第二,模电的分析都是直流加交流的分析方法,即直流通道和交流通道。直流通道决定静态工作点,而交流通道是信号的通道。第三,反馈网络是模电经常使用的电路,不管是运算放大器还是振荡器都必须有反馈网络的构成。以上几点正是学生学习模电的难点,因此在讲课过程中,要让学生了解这些特点与难点,调整思维方式和学习方法,使学生能够正确把握这门课程的学习特点。以下通过几个实例说明如何引导学生思维方式的转变。
2.1非线性电路与估算
在模电中常用的二极管、三极管的伏安特性为非线性,一般称为非线性元件,而电阻、直流电源的伏安特性为线性,一般称为线性元件。在模电中线性元件与非线性元件共同组成各种电路,那么电路的计算问题在电工基础中并未涉及,那么计算这种电路目前使用估算法、图解法。有的同学往往提出为什么不用解析法,而那样计算的不是更精确吗?在讲解这类问题时要给学生讲清楚估算法在工程计算中是非常重要的,它能使有些计算问题变得简单,能较快地解决实际问题,而用解析法,一是目前学生的数学知识不能解决这种问题,二是如果能用高等数学的方法解决,但过程过于繁杂,虽然计算精度高,但与估算结果差距不大。因此在这里要让学生思维方式有一个转变。
2.2放大电路的直流通路与交流通路
在模电的放大电路中,直流通路和交流通路的分析也是模电独特的电路分析方法,由于二极管、三极管中PN结死区电压的存在,必须在交流信号通过放大电路时有一个直流电压及电流的存在,这样才能保证交流信号不失真地通过放大电路。这也是学生需思维转变的一个重要方面。对于三极管、电阻、电容、电感、电源等电子元器件,它们分别在直流电及交流信号激励作用下的不同响应决定了它们在直流电及交流信号中所起的不同作用,这些都是分析复杂放大电路的基础。很难想象不清楚放大电路直流通路和交流通路的学生能够学习好这门课程。
3通过课程综合实验提高学生的整体水平
由于模电是一门与实践联系非常密切的技术基础课,通过一些综合实验来提升学生的理论水平和实践技能是非常重要的,因此在课程讲完之后,笔者就安排一个超外差式收音机综合实验来提升学生模电的理论水平和实践能力。读图——提升学生的读图能力,课上讲的模电电路一般是各类单元电路,如共射基本放大电路、振荡电路、功率放大电路等。通过综合实验课可以将各个电路串成一个整体,笔者通过对一个超外差式收音机电路图进行整体讲解和分析,来提升学生模电电路的整体分析能力。一般超外差式收音机的电路组成为变频级——中放级——检波级——低频放大级——功率放大级,对照理论教学所讲授的内容,变频级对应振荡电路及基本放大电路,而该放大电路又工作在非线性区属非线性放大,这样才能混频输出差频信号,在这里还要补充讲解一下放大电路的非线性特性及应用,这样使学生对三极管有了更深刻的认识,平时常常强调放大电路要工作在线性区,似乎非线性区是不可用的、多余的,但通过这样一个实例让学生明白,三极管放大电路工作在线性工作区时可进行线性放大,工作非线性区时可以进行混频等应用。这样一级一级来分析后面的中频放大电路、检波电路、低频放大电路、功率放大电路等。实践证明,通过整体电路的分析与讲解,学生的读图和分析能力得到了明显的提高。
4结束语
绪论,是学生入门的第一课,如何利用这第一节课,将对以后的教学起着关键性的作用,轻松有创意的课程引入,可以带动学生对学科的兴趣并引发其学习动力,这样可以将学生的主观能动性全面发挥出来,学生也会主动的去接受学习。所以引发学生对学科的兴趣及动力就成为了这第一课的首要任务。首先要结合社会现行引领大趋势的电子产品———计算机的发明与制造过程,简介电子技术的发展史,使学生充分的了解到电子技术是一门在不断革新、不断探索的科学技术,其在以惊人的速度发展。其次,我们应举例介绍同我们生活息息相关的电子产品,如液晶电视、激光唱片、交通指示灯等,使学生知道我们现在的生活处处离不开电子技术的应用,使他们的思想在潜移默化之中由被动的接受变成主动的汲取。还有可以简介与电子技术相关的专业,使其明了电子技术在其中的重要性,让学生的思想对其产生向往。
2采用多种教学方法和教学手段,调动积极性
针对《模拟电子技术基础》不同章节的不同内容,在教学过程中,通常会选用以下几种教学方式:①多种方式的问答。问答法主要是根据学生已掌握的知识或者是实践经验,有目的性的引导提问,提出问题让学生讨论作答,有的则是为了抛砖引玉带出之后的新课程,不回答,同时根据教学进度适时的进行相关知识点的补充。②诱发求知欲,进行实体演示,演示教学是我们在教学工程中运用教学用具或者做相应的示范性试验等方式,将学生引入角色,使学生通过近距离的观摩实践将所习得的知识加深理解的一种方式,还能让学生体会到理论与实际更为贴近。③不断地练习,进行章节测验。④运用类比法教学。我们在日常的教学是将内容相近的知识点同时进行讲解,这可以培养学生的举一反三能力,同时也提高了教学质量及学习效率。⑤不断总结,巩固知识。每一章授课完毕后,要对此章的内容进行归纳总结。总结的过程同时也是一个思考过程,这对知识的梳理与加工有很好的效果。⑥提升教师的个人魅力使得学生信任、尊重老师,这对于教师的教学会起到很大的作用,个人的良好人品与修养,会得到人们的欣赏与向往,作为育人者,教师应该更为注重个人素养及人格魅力,只有拥有了渊博的才识,具备极强的综合处理事务能力,通过努力不断完善自己的行为品质。学高为师,道高为范。在学生们眼中会起到放大的效果,教师的优缺点都会被放大。⑦讲解二极管的整流功能时,就和学生说,大家听说过“整容”吧,整流和整容是一个道理。这样的话,可以激发学生的兴趣。⑧在教授新课时,避免一次讲的太多,讲一点,练习一到两节复习巩固,千万不要讲的太多,避免学生害怕学习该门课程。
3注重实验教学,提高学生的实践应用能力及创新能力
模拟电路实践教学可分为以下三个部分,基础实验、提高实验与职业技能,电工电子基础试验中心拥有创新实验室,可以让学生综合全面的掌握电工电子的综合技术,提高学生的实践操作能力。具体在实验的内容教学中,增强综合性、设计性、开放性试验比例。充分利用实验教学对枯燥无趣的理论教学进行补充,将抽象难懂的内容利用实验课中的器具实验用品进行模仿验证,加深学生对知识的吸收与理解。引发调动学生的学习积极性及兴趣。模拟电路实践课可以给学生提供丰富的实验课目,学生能够根据自身的知识积累,来选择安排实验学习。例如,放大器的Q点和动态特性的图解法是非常抽象的教学内容,经过相关程序的仿真,学生可以直观地观察到电路设置Q点的必要性,动态参数的变化规律,直流负载线与交流负载线的不同之处。根据黑龙江大学电工电子基础实验中心为不同专业安排的1周~2周的模拟电路实训,设计培训、制作电路与电源,一阶滤波器电路,基本共射放大电路,学生首先进行理论设计及计算,然后利用计算机的相关软件进行仿真,最后到动手操作、调试、焊接、制作。整个过程提高了学生的动手实践能力,并同时提高了分析问题解决问题的能力。
4总结学习方法,培养学生良好的学习习惯
《模拟电子技术基础》与其他科目有所不同,它不但需要扎实的理论基础,还要学会财务分析电子电路。首先,要让学生可以更快的适应模拟电子技术的学习。在教授知识的同时,还要培养学生正确的学习方法,提升他们的自学能力,培养良好的学习习惯。引导学生在听课前先预习的习惯,然后在课前自学过程中将教材的重点、难点、惑点等都找出来。其次,督促要求学生做好随堂笔记。指导学生如何做好笔记,使其更好地掌握知识。笔记重点记录教师讲课的,主题、重点、难点、概念,关键词,对难点进行重点标注,以方便课后的复习。督促学生复习可以防止遗忘。课后学生自主的温习课程及笔记,可以将所学知识进一步巩固同时加深理解。
5教学应有侧重点,以应用为目的
高职要重点着手于理论知识的应用及实践动手能力的培养等方面。因此,教学内容上要彰显高职教育的特点,主动适应社会需要,侧重于应用性、针对性。将知识与能力相互结合,重点培养学生的工程应用能力及处理问题的能力。基础理论的的初衷是对其的灵活运用,以必须、够用为度,以掌握概念、强化应用为侧重点。目前电子技术基础具有很浅的实用性,其技术更新的速度是无法想象的。因此授课时不可再生搬硬套之前的教学方式:首先讲解元器件的原理、特征、性能,然后对其进行分析对内部结构进行讲解,再举例说明它的具体应用。曾经对模拟电子技术基础偏重于细节,忽略了整体概念的讲解,这对培养学生的应用能力起到了副作用。因此授课时应有所侧重,重点讲解新思想、方法及应用,重点讲解所谓粗线条分析。需要与实际电路相结合,使学生对电路的应用更加了解。
将EDA仿真软件应用于模拟电子技术理论和实践教学,提出一种基于EDA仿真平台的理论分析与仿真分析相辅相成、虚拟仿真实验和实际实践相结合的教学模式。通过仿真电路和波形显示,加深学生对理论的理解,有效解决模拟电子技术理论概念抽象,电路分析复杂的难题。同时通过EDA技术的引入,引导学生进行基本电路的分析和设计,为实际电路的设计应用打下基础。
2.EDA技术在模拟电子技术理论教学中的应用
EDA即电子设计自动化,以计算机和仿真软件为工具,可以完成整个电路从系统级到物理级的设计与分析。常用仿真软件有Matlab、Protel、Multisim和PSpice等,考虑到Multisim先进的电路仿真和设计功能且一年级时曾作为学生的自修课程,本次教学研究采用Multisim软件。在模拟电子技术的理论教学中,对于那些概念分析抽象、不易理解的部分,利用Multisim,教师可以构建电子电路模型进行仿真演示,通过波形图和数据直观展示各种参数变化和虚拟故障对电路静态动态性能的影响,具体而又生动,不仅可以加强学生对理论知识的理解,还可以激发学生的学习兴趣,提高课堂教学效果。例如在模拟电子教学中第一次讲解共射放大电路时,很多同学对放大线路中各个节点的波形分不清楚,不知道直流信号和交流信号如何叠加在同一个电路中,电路中各节点信号的相位关系如何觉得难以理解。传统教学中,仅仅靠在黑板上画图讲解,教师难讲,学生难懂,费事费力效果却不好。现在针对这个问题,教师可以通过Multisim搭建基本共射放大电路模型,设置模型参数,观察仿真波形。共射电路输入信号(节点2波形)和输出信号(节点5波形)的反相关系,并且根据波形的峰值可以直接算出电路的电压放大倍数。节点2和节点4波形是静态工作点电压和交流信号叠加信号,c1和c2两个电容起到隔直作用。通过Multisim软件的演示过程,直接把抽象的理论转化成直观的视觉感受,电路各点波形在学生的脑海里留下深刻的印象,教学效果事半功倍。教学过程的前期,可以在课堂上现场建立电路模型,演示如何进行仿真,让学生逐渐掌握Multisim的使用。在教学过程的中后期,随着学生对Multisim软件的熟悉,为了节约课堂时间,可以事先把教材中需要讲解的电路模型搭建好,用到时直接调用即可。通过这种理论教学和软件演示相辅相成的教学方式,使得学生把电路原理、工作波形和数学关系等紧密结合在一起,全面掌握模拟电路的基础理论,更好地理解这门课程。
3.EDA技术在模拟电子技术实践教学中的应用
模拟电子技术在传统的教学过程中,实践教学基本都是基于实验平台操作。实验平台的特点是安全、便于操作,但是平台电路有限,只能覆盖课程教学中一部分基础电路,基于实验平台的实验基本都是验证型实验,且操作过程中平台电路元件易损坏,不能很好地达到锻炼学生动手能力的目的。这就使得学校教学比工程实际滞后,不利于工科应用型人才的培养,造成学生眼高手低,进一步影响学生的就业和发展。因此,模拟电子技术实践教学中引入仿真软件,将平台实验和软件虚拟实验结合,先采用软件对实验进行设计仿真,后平台实验进行实际电路搭建,既加强了学生对理论的理解,又突出了学生的动手能力。实践教学分成两部分,第一部分是基本电路的验证和演示实验,加深学生对书本基础理论的理解。该部分实验相对比较简单,学生主要在实验平台上进行操作,同时以Multisim仿真为辅,对一些在实验平台上难以操作的部分进行仿真验证。如研究静态工作点对电路动态性能的影响,实验平台操作只能观察电路中的一个电阻参数改变对电路输出波形的影响,而在虚拟仿真平台上,可以对电路中所有涉及到静态工作点的元件参数进行更改,进而观察电路波形的变化,并且还可以连续改变元件参数对波形的变化进行实时观测。第二部分是模拟电子技术课程设计,要求学生自己分析设计一个较大规模复杂模拟电路,给出严格的设计思路、理论推导和元件选型依据,在仿真软件平台上搭建出具体电路模型并通过仿真实验验证,然后进行实际电路焊接,充分发挥学生的主体作用,调动学生对该课程学习的主动性、积极性和创造性,提高学生对模拟电路的认识分析能力和创造能力。
4.结论
将Proteus引入到模电实验教学中的优势有:Proteus软件提供超过27000多个仿真器件,基本涵盖了模电所需要的所有器件,它能提供多样的激励源和丰富的虚拟仪器,生动的仿真显示让学生能直观的看到抽象的电流电压变化过程,将模电变成感观学生,使得教学可视化,提升教效果。此软件并提供高级图形仿真功能,能对瞬态进行捕捉分析。
2.模电实验教学实例
单管放大电路是模电中最基础的电路,后面的电路分析都是在这个电路的基础演变而来,所以这个电路的掌握层度对后面电路的学习非常重要,因此我们看看这个电路怎么用仿真教学进行改革的。例如设计单管电路的电路,在电路中接入信号发生器与示波器,同时还在三极管的三个极分别接入三个电位探针。将可变电路RV1调到中间位置,运行电路可以看到线路上用红,绿颜色代表不同的电位情,不同的电路线路的颜色是不一样的,这样就让学生知道在模电中不同的线路上的电位是不一样的。同时在线路的还有箭头代表电路电流的方向很直观,学生在学习过程中一目了然。通过电位探针可以看到三极管的C、B、E极的电位分别是7.7V、4.7V和1.1V。通过到极电位的分析可以得出,此时电路处在放大状态。而我们可以通过仿真软件中的示波器可以看到电路的放大情况。电路的放大倍数可以通过单管放大电路的放大公式进行计算。再由仿真电路得到的结果进行验证。当将基极电阻调小,到达一定的层度就可以看到电路的放大输出波形就开始失真。从仿真图上可以看出三极管C、B、E极电位分别是5.9V、6.4V、5.7V,可以看出这时电路处在饱和失真状态。从波形图上也可以看出输出波形下部分被截去了。因人共集电路的反相作用所以饱和失真看到的是下部分被截去。为了使波形的失真情况看得更清楚,还可以运用图表形式来进行观察。
3.结束语