◆劉保存

(濟寧技術(shù)學院電氣工程系)

淺談模擬電路實驗教學改革

◆劉保存

(濟寧技術(shù)學院電氣工程系)

一、引言

模擬電路作為電子電路的重要組成部分,是電子信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)實驗課程之一,是所有工程類專業(yè)的必修課,具有“基礎(chǔ)厚”“專業(yè)活”“適應(yīng)性廣”的特點。課程的研究對象是電子器件以及由電子器件構(gòu)成的基本電路,具有較強的可操作性。實驗課程的教學,不僅是要培養(yǎng)學生的實驗技能,加深學生對基本理論知識的理解,還應(yīng)該注重培養(yǎng)學生的設(shè)計思路以及分析問題、解決問題的能力。對實驗教學進行全方位的改革,堅持“以人為本”,確立新的實驗教學模式。

二、模擬電路理論與實驗課程的教學現(xiàn)狀

模擬電路課程內(nèi)容龐雜而繁多,大部分學生在學完這門課程后,只是了解了一些專業(yè)術(shù)語,掌握了一些基本電路的原理以及計算公式,既看不懂整機電路圖,也不會分析和調(diào)試整機電路,更談不上設(shè)計和制作電路了。最終不能學以致用,導致理論學習和實踐的嚴重脫節(jié)。雖然理工專業(yè)基礎(chǔ)課一般都有相關(guān)的實驗課程,但課時的嚴重不足和課程內(nèi)容的陳舊,使實驗課教學往往只是流于形式。

在傳統(tǒng)的實驗教學中,學生課前不預(yù)習,課上只是完全機械、被動地按照教師的講解進行操作,即使遇到問題也不動腦筋思考,而是急于讓老師幫著解決。這樣的實驗教學不僅不能發(fā)揮學生的主觀能動性,而且還束縛了學生科學思維能力的發(fā)展,極不利于培養(yǎng)學生的工程實踐能力。要想使實驗教學能更好地發(fā)揮作用,必須對實驗教學內(nèi)容和教學模式進行改革。

三、轉(zhuǎn)變教學理念,確立實驗教學基本目標

為滿足新形勢下國家對創(chuàng)新型、高素質(zhì)人才的需求,這種以教師為中心的教學模式必須得打破。在教學活動中必須將中心轉(zhuǎn)移到學生上。通過對教學內(nèi)容和教學方法的全面改革,讓學生變被動學習為主動學習,充分發(fā)揮學生的積極主動性。模擬電路實驗教學改革應(yīng)本著“以學生為主體,充分發(fā)揮教師的指導作用”的思想,擺正“教”與“學”的位置。改革的基本目標是讓學生通過對該課程的學習,熟悉模擬電路中各種單元電路,掌握一定的實驗方法、實驗技能,了解電路中各個電子元件參數(shù)對電路性能的影響,學習如何設(shè)計電路,如何對電路進行調(diào)試。

模擬電路實驗教學的改革目的,是希望學生通過對該課程的學習加深和鞏固理論知識,在實踐的過程中讓理論知識得到升華,提高學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力。在解決問題的過程中讓學生學會團結(jié)協(xié)作,并培養(yǎng)學生勇于克服困難、禊而不舍得精神。

四、多方位、多層面改革模擬電路實驗教學

模擬電路實驗的教學改革應(yīng)該從改變開課形式、優(yōu)化實驗內(nèi)容、增添輔助實現(xiàn)手段和開設(shè)后續(xù)課程幾個方面來進行。

1.實驗單獨設(shè)課,實驗室進行半開放式管理

依附于理論教學的實驗課時是不充足的。只有對實驗單獨設(shè)課,才能對其進行有效的改革,才能適應(yīng)加強實踐這一主導方針。此外,為了能有效地利用實驗教學資源,我們應(yīng)該對實驗室采取半開放的管理方式。在實驗室開放期間,配備專門的教師進行指導、答疑。

2.優(yōu)化實驗教學內(nèi)容,調(diào)整實驗教學層次

(1)保存部分單元驗證型實驗

開設(shè)單元驗證實驗的目的,在于讓學生了解模擬電路課程中的單元電路的特點。各種復(fù)雜電路都是由單元電路組成的。保存典型的單元驗證實驗,在完成該類實驗的過程中學習有關(guān)的實驗方法。例如,在驗證單極放大電路特性的實驗中學習如何測量、調(diào)試電路的靜態(tài)工作點;如何測量放大電路的幅頻特性;如何測量放大電路的輸人輸出電阻等。

(2)在驗證型實驗中增加設(shè)計性環(huán)節(jié)

在學生完成了驗證型的實驗后,可以在此基礎(chǔ)上增加一定的設(shè)計性內(nèi)容,包括電路和實驗方法、實驗步驟的設(shè)計。這部分設(shè)計內(nèi)容應(yīng)該較為簡單,可以在典型電路基礎(chǔ)上讓學生通過計算,改變幾個參數(shù),要求得到不同的輸出。

(3)由簡到繁增加設(shè)計型、綜合設(shè)計型實驗

設(shè)計型實驗要求學生有一定的理論知識和實驗技能,并能熟練使用相關(guān)的儀器、儀表。設(shè)計型實驗可以穿插到驗證性實驗之間,放在不同階段進行。例如,在完成單管放大電路實驗后,可以讓學生設(shè)計一個單管共射放大電路。給出設(shè)計要求,讓學生自己選定設(shè)計方案,畫出電路圖,完成相應(yīng)的調(diào)試和測量。例如,在完成單極放大電路、反饋電路、運算放大電路和功放電路后,可以讓學生做一個音響放大器。由簡到繁的設(shè)計過程可以讓學生充分了解設(shè)計工作的思路,通過實際制作,讓學生了解各部分電路之間的耦合、阻抗匹配等問題,通過這樣的實驗學習,讓學生掌握如何調(diào)試整機電路。通過開設(shè)綜合設(shè)計型實驗,可以讓學生有效地將一門課或幾門課程進行有效的串聯(lián),并培養(yǎng)學生的工程實踐能力。

3.結(jié)合 EDA技術(shù),完成設(shè)計型、綜合設(shè)計型實驗

隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,電子系統(tǒng)設(shè)計也逐漸由手工設(shè)計、計算機輔助設(shè)計階段過渡到了電子設(shè)計自動化階段。EDA技術(shù)已經(jīng)成為當今世界電子設(shè)計的潮流。各高校也相繼建立了 EDA實驗室。我們可以引導學生結(jié)合仿真軟件,利用 EDA技術(shù)完成設(shè)計型、綜合設(shè)計型實驗,甚至學生不必到實驗室,在課余時間就可以通過仿真軟件完成對電路的初步設(shè)計。這樣既可以減輕實驗室的壓力,也可以開闊學生的視野,提高學生的 EDA應(yīng)用能力。將先進的 EDA技術(shù)引人實驗教學,是實施素質(zhì)教育的重要途徑。

4.將課程設(shè)計、電子設(shè)計大賽作為實驗課的外延

我們要在實驗課的基礎(chǔ)之上開設(shè)課程設(shè)計,并鼓勵學生參加電子設(shè)計大賽,將課程設(shè)計和電子設(shè)計大賽作為實驗課的擴展延伸和有益補充,進一步提高學生的設(shè)計能力。課程設(shè)計可以以選修課的方式進行。指導該門課程的教師可以給出題目和要求,每周留出一定的答疑時間,將選修該課的學生分成小組。每個小組選定不同的或相同的題目,在課余時間完成電路設(shè)計,到實驗室進行相關(guān)調(diào)試,做成成品,最終將設(shè)計結(jié)果交由指導教師檢驗,寫出設(shè)計報告。驗收也可以以答辯的方式進行。學生通過對該課程的學習,還可以提高自己的團隊協(xié)作能力。鼓勵學生參加電子設(shè)計大賽,可以激發(fā)學生的學習欲望和學習積極性,并學習新知識、新技能,培養(yǎng)科技創(chuàng)新精神。

五、結(jié)束語

轉(zhuǎn)變實驗教學理念,對模擬電路實驗進行合理改革,以實踐帶動理論學習,是學生學好模擬電路課程的關(guān)鍵。我們應(yīng)本著循序漸進的原則,多方位、多角度地對模擬電路實驗教學進行改革,建立起完整的實驗教學體系,從而更好地培養(yǎng)學生的工程實踐能力。

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