任文平 苗愛敏
摘 要:文章分析了《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程當(dāng)前存在的師資水平下滑,教學(xué)內(nèi)容、方法陳舊,實驗?zāi)J絾我坏葐栴},提出了明確教學(xué)定位和設(shè)置多層次實驗?zāi)J降雀母锎胧?/p>
關(guān)鍵詞:模擬電路 教學(xué)改革 實驗改革
《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》是高校信息類專業(yè)的基礎(chǔ)主干課程,在本科教學(xué)計劃和課程建設(shè)評估中占有重要的地位。當(dāng)前許多高校都是按院系統(tǒng)一招生,學(xué)完專業(yè)基礎(chǔ)課再分專業(yè)方向和選擇專業(yè)模塊,強調(diào)“寬口徑、重基礎(chǔ)”,在這種培養(yǎng)模式下,作為專業(yè)基礎(chǔ)課的《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》的教學(xué)就顯得尤為重要。
1 課程現(xiàn)狀及存在的問題
《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》是培養(yǎng)電子信息專業(yè)技術(shù)人才的重要基礎(chǔ)課程,它講述電子器件及其應(yīng)用的知識,內(nèi)容經(jīng)歷了從電子管到晶體管到集成電路的發(fā)展過程。近年來,信息技術(shù)發(fā)展迅速,電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)已成為國家經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),國家需要大量的電子信息技術(shù)專業(yè)人才。但是在很多高校卻出現(xiàn)了奇怪的現(xiàn)象:近些年,《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程反而出現(xiàn)了“沒落”的趨勢,青年教師不愿教、學(xué)生不愛學(xué)。近幾年對信息類學(xué)生成績的統(tǒng)計表明,《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程是不及格人數(shù)最多的科目之一。出現(xiàn)問題的原因,主要有以下兩個方面:
第一,隨著電子和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程所涉及的內(nèi)容發(fā)生了很大的變化。新的專業(yè)發(fā)展不僅要求學(xué)生具備一定的理論基礎(chǔ),而且對學(xué)生的實踐能力和動手能力也提出了更高的要求。但是傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容和方法強調(diào)培養(yǎng)研究型的人才,強調(diào)理論,強調(diào)對復(fù)雜的電路原理及物理過程的分析和研究,而對課程的工程應(yīng)用性反映不足,不夠重視實踐,實驗課設(shè)置不盡合理,這些使得《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程在“教與學(xué)”“學(xué)與應(yīng)用”的環(huán)節(jié)上與現(xiàn)實的要求存在較大的矛盾。例如,學(xué)習(xí)三極管、場效應(yīng)管等器件和各種放大電路時,教師花了很多課時對器件、電路原理進行講述,推導(dǎo)計算公式,學(xué)生感到枯燥、難懂,應(yīng)用能力欠缺。教師反映“難教”,學(xué)生反映“難學(xué)”,有些同學(xué)甚至戲稱這門課為“魔鬼電路(魔電)”,這在很大程度上影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。
第二,近幾年來,《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》的教學(xué)處于尷尬的地位。講過這門課的老師都有這樣的感受:《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》這門課不好上。它既需要扎實的理論功底,又需要較豐富的實踐經(jīng)驗,需要教師投入大量時間精力才能上好。但是由于它不屬于信息技術(shù)發(fā)展的前沿課程,科研創(chuàng)新的機會少,學(xué)校投入、重視不足,使任課教師心理出現(xiàn)落差,因此很容易造成教師特別是青年教師不重視教學(xué)工作,不愿投入時間和精力去研究教學(xué)改革,最終導(dǎo)致整體教學(xué)水平出現(xiàn)下滑。
2 教學(xué)模式的改革
課程的教學(xué)改革勢在必行。一方面加強宣傳,使各級管理和教學(xué)人員認識到專業(yè)基礎(chǔ)課既是傳授從事本學(xué)科和專業(yè)方向所必備的基本知識,又在人才培養(yǎng)和三類課程體系中起到承前啟后的作用,必須注重專業(yè)基礎(chǔ)課的投入和師資的培養(yǎng)。另一方面必須不斷調(diào)整教學(xué)的內(nèi)容、方法和手段,適應(yīng)信息技術(shù)發(fā)展對人才的需要。
2.1教學(xué)改革
2.1.1 改革傳統(tǒng)教學(xué)方法和手段
根據(jù)專業(yè)發(fā)展重視實踐動手能力的要求,改變傳統(tǒng)教學(xué)強調(diào)理論的“滿堂灌”的做法,授課方式由“單向傳授”轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸喾N方式”。例如,開展互動學(xué)習(xí)法,選擇一些章節(jié),組織學(xué)生自學(xué)——演講——討論,最后教師給予總結(jié),完成教學(xué)過程。也可以選擇適當(dāng)章節(jié),采用“實踐——理論——實踐”的方式,由學(xué)生先做實驗,認識電路,然后學(xué)理論加深理解,再做實驗進一步提高。除了常規(guī)作業(yè)外,教師可以適時安排2~3次大作業(yè),比如,在學(xué)完二極管、三極管及場效應(yīng)管這三章內(nèi)容之后,設(shè)置若干實用電路,如,二極管構(gòu)成的限幅電路、單相橋式整流電路、共射極放大電路等,并提出使用條件和參數(shù)要求,由學(xué)生分組選題討論設(shè)計。最后,教師可以安排專門時間,由每組派出代表,講解設(shè)計過程,通過MULTISIM或PSPICE軟件驗證設(shè)計結(jié)果。這樣,有助于培養(yǎng)學(xué)生將理論知識運用到實踐中的能力。
在教學(xué)手段上,采用多媒體的教學(xué)方式和傳統(tǒng)的教學(xué)方法相結(jié)合。多媒體教學(xué)是近幾年來各高校高度提倡的教學(xué)手段之一,它具有傳播信息量大、圖文并茂、形象直觀的特點,在《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程中使用多媒體教學(xué),可以節(jié)省時間,對電路的講解也更清晰。然而傳統(tǒng)的教學(xué)方法也不能完全拋棄,它可以使學(xué)生有更多的時間思考、消化所學(xué)內(nèi)容。據(jù)測算,完全使用多媒體進行教學(xué),可以在兩個課時內(nèi)完成傳統(tǒng)教學(xué)三個課時的內(nèi)容。因此,教師可以根據(jù)學(xué)生的具體情況,選擇合適的課時比例,靈活使用這兩種教學(xué)方法,以期達到良好的教學(xué)效果。
2.1.2 教學(xué)內(nèi)容的改革
近幾年來,電子技術(shù)進入了飛速發(fā)展的時期,集成化代表著電子技術(shù)的發(fā)展方向。電子技術(shù)的教學(xué)必須體現(xiàn)這一方向,以集成為主,拓寬更新教學(xué)內(nèi)容。對不符合集成發(fā)展方向的傳統(tǒng)電路及其分析方法,如,對于變壓器耦合電路工作點的靜態(tài)及動態(tài)圖解法、差分式放大電路參數(shù)的計算等應(yīng)進行精簡,而對基本放大電路、負反饋概念及穩(wěn)定性內(nèi)容應(yīng)加強。同時,在教學(xué)中,教師應(yīng)著重闡明基本電路的原理、功能及主要參數(shù),尤其要給出電路的應(yīng)用實例。
在課程的定位上應(yīng)當(dāng)明確,《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程的重點不是理論問題而是應(yīng)用問題,強調(diào)實踐應(yīng)用和電子設(shè)計能力?!赌M電子技術(shù)基礎(chǔ)》采用“近似模型”,強調(diào)“工程性”和“近似估算”。因此《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》的教與學(xué),應(yīng)當(dāng)采取“避虛(純理論)就實(實際應(yīng)用)”的策略,要強調(diào)物理概念,不要陷入盲目的公式推導(dǎo)而成為講數(shù)學(xué),有關(guān)理論只要“夠用即可”,這是課程性質(zhì)所決定的。
2.1.3 實驗課改革
實踐教學(xué)是《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程教學(xué)的重要組成部分,但是長期以來實驗教學(xué)一直作為輔助環(huán)節(jié)從屬于理論教學(xué),受到課時和硬件條件的限制,使實驗課的設(shè)置不盡合理,實驗的作用得不到充分發(fā)揮。許多實驗課變成了走過場,有些學(xué)生做了一學(xué)期的實驗后仍不認識器件,不了解器件參數(shù)。因此,實驗課改革的目標(biāo)就是要使學(xué)生真正參與到實驗中來,通過實驗提高動手操作能力。實驗的改革主要從以下兩個方面著手。
2.1.3.1 改革實驗內(nèi)容
第一,設(shè)置入門實驗課時,激發(fā)學(xué)生對實驗的興趣。
在學(xué)生學(xué)習(xí)《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程的第一周,開設(shè)2課時的教學(xué)實習(xí),采用直觀教學(xué)方法和手段,準(zhǔn)備好各種電子元器件、歷屆制作的電子作品,例如,音樂賀卡、搶答器、數(shù)字電子表等,讓學(xué)生零距離接觸、觀看和測試,讓學(xué)生充分感受電子產(chǎn)品并非高不可攀,它就在我們即將學(xué)習(xí)的知識中,消除學(xué)生對電子電路設(shè)計的陌生感和神秘感,激發(fā)學(xué)生對實驗課程的興趣。
第二,設(shè)立驗證性實驗、設(shè)計性實驗、綜合設(shè)計性實驗等多層次的實驗?zāi)J健?/p>
《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》的實驗教學(xué)模式可設(shè)置為如下的三個層次:第一,驗證性實驗。實驗內(nèi)容主要是對所學(xué)理論的驗證,目的是加深學(xué)生對電子技術(shù)基本理論的理解,比如,晶體管共射極放大電路實驗,通過實驗學(xué)生就會加深對靜態(tài)工作點對放大器性能影響、電壓放大倍數(shù)、輸入電阻、輸出電阻等概念的理解。但此類實驗由于缺乏主動性與創(chuàng)造性,所占比例不宜過大。但是,目前90%的實驗都屬于此類。第二,設(shè)計性實驗。需要學(xué)生根據(jù)實驗要求,先設(shè)計電路,然后選用器件完成應(yīng)用電路,目的是培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計、裝調(diào)與測試電路的能力。實驗內(nèi)容可由易到難,比如,可以結(jié)合理論課的大作業(yè),從設(shè)計二極管的相關(guān)電路開始,循序漸進。在學(xué)完運算電路和功率放大電路后,就可以讓學(xué)生設(shè)計卡拉OK音響電路,學(xué)生通過麥克風(fēng)輸入聲音,加法電路混合聲音、再由功率放大電路輸出聲音,將三部分的內(nèi)容結(jié)合在一起完成設(shè)計。這類實驗的設(shè)置能使學(xué)生的應(yīng)用能力及動手能力大大增強,因此,這是實驗課內(nèi)容改革需要重點關(guān)注的部分。第三,綜合設(shè)計性實驗。實驗內(nèi)容是以模擬電子電路為主,利用跨學(xué)科知識、器件進行綜合性系統(tǒng)的設(shè)計的實驗,這類實驗要求學(xué)生具有較高的綜合能力和創(chuàng)新能力,難度較大,因此,選擇實驗內(nèi)容時可適當(dāng)考慮,有條件的情況下可考慮設(shè)置成課程設(shè)計內(nèi)容。這三類實驗的比例以4:3:1為宜。
2.1.3.2 建立開放的實驗室
《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》的實驗課程一般設(shè)置8個實驗,每個實驗2個學(xué)時。但從實驗效果來看,由于學(xué)生水平參差不齊,有創(chuàng)意的學(xué)生感覺時間不夠用或自己的設(shè)計想法沒有機會實踐,而實驗教師則感到學(xué)生多,壓力大。每次實驗結(jié)束,學(xué)生意猶未盡而教師筋疲力盡。因此,建立一個開放的實驗室是解決當(dāng)前遇到的問題最好的辦法。實驗室除了在規(guī)定的時間段內(nèi)承擔(dān)計劃內(nèi)的實驗外,其他時間向所有學(xué)生開放。實驗室提供必要的軟件,如PSPICE、PROTEL、MUILTISIM、MAXPLUS2等以及一些基本的電子元器件,安排相關(guān)的教師進行指導(dǎo)。學(xué)生可根據(jù)自己的時間、興趣進行預(yù)約,實驗內(nèi)容既可以是實驗課內(nèi)容的深化,也可以進行創(chuàng)新設(shè)計。
3 結(jié)語
《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》是信息類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,《模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)》課程中的基本器件、內(nèi)容體系、實驗方法、設(shè)計手段也在不斷發(fā)展更新,這就要求教師不斷更新與改進教學(xué)的內(nèi)容、方法和手段,使學(xué)生“學(xué)能懂”“學(xué)能用”,充分發(fā)揮教育優(yōu)勢,培養(yǎng)高素質(zhì)、創(chuàng)新性的人才。
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◇責(zé)任編輯 張 瑩◇