張曄 桂垣 楊曉晴 張紅嶺
筆者所在的教學(xué)團(tuán)隊(duì)在近年來(lái)承擔(dān)了電路分析和模擬電子技術(shù)兩門課程的教學(xué)工作。在教學(xué)實(shí)踐中,部分學(xué)生覺(jué)得模擬電子技術(shù)課程難學(xué)、難懂。原因不能單純地歸結(jié)于電路分析沒(méi)有學(xué)扎實(shí),或是模擬電子技術(shù)知識(shí)的相對(duì)深?yuàn)W。兩門課程相關(guān)知識(shí)的關(guān)聯(lián)性、支撐度、遷移性是教學(xué)過(guò)程中需要關(guān)注的重點(diǎn),對(duì)教學(xué)效果有直接的影響。
以模擬電子技術(shù)課程中基本放大電路分析部分為例,與電路分析課程的部分關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)如下表所示。在明確關(guān)聯(lián)性的基礎(chǔ)上,在電路分析課程中適當(dāng)引入模擬電子技術(shù)課程的典型電路;在模擬電子技術(shù)中以應(yīng)用的形式,回顧電路分析的相關(guān)理論,從而實(shí)現(xiàn)先修課程對(duì)后續(xù)課程的有效支撐,使學(xué)生能夠較容易地實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移。
1.采用系統(tǒng)化的教學(xué)思路
教學(xué)培養(yǎng)方案中的專業(yè)課程不是孤立的,而是模塊化的、系統(tǒng)化的。教學(xué)過(guò)程中應(yīng)打破課程的界限,明確專業(yè)知識(shí)是系統(tǒng)化的,是“連續(xù)”的;不同課程的設(shè)置,只是將專業(yè)知識(shí)模塊化,而不是“離散”化。廣義上講,模擬電子技術(shù)和電路分析都在講解“電路”,都符合由電路元件以一定方式連接起來(lái)的整體這一電路的定義。關(guān)注電路與模擬電子技術(shù)的關(guān)聯(lián)性,以系統(tǒng)化的思路把它們聯(lián)系起來(lái)闡述是順理成章的。
2.從線性電路到非線性電路的過(guò)渡
電路分析課程中主要以線性元件電路的分析為主。而模擬電路中的二極管、三極管、MOS管都屬于非線性元件。通過(guò)對(duì)比線性元件、非線性元件的特性曲線,建立直觀認(rèn)識(shí)。而后講授在一定條件下,將非線性元件線性化的方法,導(dǎo)出相應(yīng)的線性化模型。同時(shí)強(qiáng)調(diào),線性化的模型的成立是有特定條件的,并且存在誤差。
以基本共發(fā)射極放大電路動(dòng)態(tài)分析為例,用三極管的小信號(hào)模型,得到其小信號(hào)等效電路,如下圖所示。教學(xué)中應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用電路分析的理論知識(shí)解決新問(wèn)題,使學(xué)生明白新知識(shí)是已有知識(shí)的延伸,從而克服學(xué)生的畏難情緒。上述例子中,三極管的線性化是模擬電子技術(shù)中的新知識(shí),由此得到的小信號(hào)等效電路可以視為含有受控源的基本電路,完全能夠運(yùn)用電路分析的知識(shí)進(jìn)行求解。
3.運(yùn)用已有知識(shí)簡(jiǎn)化新知識(shí)
電路分析課程中的基本理論、基本分析方法在廣義的電路中普遍適用。在模擬電子技術(shù)的教學(xué)中,合理運(yùn)用電路基本理論,能夠簡(jiǎn)化分析過(guò)程,降低學(xué)生接受新知識(shí)的難度。在上圖所示的電路中,部分教材、習(xí)題使用Vi來(lái)表示輸入信號(hào),則該電路可視為含受控源的二端網(wǎng)絡(luò)。而在電路分析中對(duì)含受控源電路的分析,絕大部分是一端網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于初學(xué)者而言,將受控源的相關(guān)知識(shí)從二端網(wǎng)絡(luò)遷移至一端網(wǎng)絡(luò)存在一定的困難。如果用理想電壓源等效替代Vi,使電路回歸到一端網(wǎng)絡(luò),能有效降低認(rèn)知難度。
本文對(duì)電路分析和模擬電子技術(shù)的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了分析,從兩門課程相關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)入手,在教學(xué)過(guò)程中注重相互融合與滲透,打破課程間的界限,使學(xué)生初步建立系統(tǒng)性學(xué)習(xí)的思維習(xí)慣,對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生實(shí)踐能力具有積極意義。
[1]趙冬梅,周 波.“電路”與“模擬電子技術(shù)”兩門課程的銜接關(guān)系[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2013(6):13-14.
[2]桂 垣,楊曉晴,張紅嶺,等.從“復(fù)雜多變”的專業(yè)理論回歸“簡(jiǎn)單不變”的基礎(chǔ)知識(shí)分析研究——以動(dòng)態(tài)電路時(shí)域分析為例[J].黑龍江科技信息,2017(6):148-149.