張芬 楊楊

摘要： 非線性電子線路實驗課程是電子和通信專業(yè)一門重要的專業(yè)實驗課。針對傳統(tǒng)非線性電子線路實驗課程教學的特點和不足，提出優(yōu)化教學內(nèi)容，運用EDA軟件Multisim與硬件實驗相結(jié)合，以及利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輔助教學三個方面進行研究和探索，不僅可以加深學生對基本概念和專業(yè)理論知識的理解，而且也能激發(fā)學生自主創(chuàng)新的積極性，提高學生的工程設(shè)計能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：非線性電子線路 Multisim 教學內(nèi)容 網(wǎng)絡(luò)教學

一、引言

非線性電子線路課程是電子信息類專業(yè)的主要基礎(chǔ)課，其內(nèi)容具有概念多、電路類型多和分析方法多等特點。與之相應(yīng)的實驗課程，不僅要求學生在掌握好相應(yīng)理論知識的基礎(chǔ)上進行實際電路各項性能參數(shù)的分析、調(diào)試與測量，讓學生在發(fā)現(xiàn)和分析問題中提高自己解決實際非線性電路問題的能力，而且要求學生在實驗中不斷理解鞏固課程理論。因此，對于非線性電子線路實驗課程的教師來說，不斷探索和改革教學模式，達到最好的教學效果，是擺在面前的新課題。

二、非線性電子線路實驗教學的現(xiàn)狀

與線性電子線路相比，非線性電子線路設(shè)計復(fù)雜的多，實驗中很容易受到干擾?，F(xiàn)有非線性電子線路實驗教學中普遍采用非線性電子線路整機實驗箱。實驗箱中主要是設(shè)計好的模塊電路，包括多個為配合理論課程而設(shè)計的驗證性實驗，學生的任務(wù)只是連接電路、測量輸入輸出，對所學理論進行驗證。因此目前的教學存在以下問題：

（1）教學內(nèi)容過于單一，教學手段簡單。

（2）實驗易受周圍環(huán)境中電磁波干擾，數(shù)據(jù)誤差較大，難以達到實驗要求，學生普遍反映這門課程非常難學。

因此，針對上述問題，提出了在實驗教學中優(yōu)化實驗內(nèi)容，豐富教學手段等教學措施。

三、優(yōu)化教學內(nèi)容

非線性電子線路是一門技術(shù)性課程，通過其實驗課程的學習可以加深對理論內(nèi)容的理解，提高分析問題、解決問題的能力。目前我院的非線性電子線路實驗主要以驗證性實驗為主，利用整機實驗箱完成，學生在實驗的過程中只需簡單的連線即可觀察結(jié)果。由于電路板是整體的，不方便改動，有時學生無法觀察到實驗現(xiàn)象卻不便調(diào)試，學生整體缺乏學習的積極性。因此首先對教學內(nèi)容進行改革，將24課時的實驗分成兩部分，由12個學時驗證性實驗和12個學時綜合性實驗組成。驗證性實驗由學生根據(jù)指導書，通過連接電路，測量輸入輸出，對所學理論進行驗證，加深對理論內(nèi)容的理解。以驗證性實驗為基礎(chǔ)，由指導老師根據(jù)所學各單元的內(nèi)容給出參考題目，或者學生提出感興趣的題目，將學生分成小組，每組4～5人，以小組為單位完成設(shè)計題目。各小組首先確定成員，選擇題目，明確成員分工，討論設(shè)計方案，并通過軟件仿真驗證設(shè)計方案的正確性。在軟件仿真正確的前提下，學生可選擇硬件設(shè)計所需的元器件，由指導老師統(tǒng)一發(fā)放電路板和元器件，學生根據(jù)實際電路組裝調(diào)試。最后，組織學生根據(jù)設(shè)計過程答辯，并撰寫設(shè)計報告。通過教學內(nèi)容的改革，取得了很好的教學效果，學生的學習興趣和動手能力得到很大提高。

四、豐富教學手段

在過去的教學中，教師的通常根據(jù)PPT講解實驗內(nèi)容和實驗步驟，學生根據(jù)實驗步驟按部就班的完成實驗，沒有更好地調(diào)動學生的積極性和主動性。因此，從兩個方面著手豐富教學手段。

1.硬件實驗和EDA軟件仿真相結(jié)合

各種EDA軟件的出現(xiàn)，為非線性電子線路實驗教學注入了新的元素。教師在實驗開始之前可以將各種EDA設(shè)計軟件介紹給學生。學生在做硬件實驗之前，先預(yù)習實驗原理、測試方法，并利用仿真軟件設(shè)計電路，用虛擬儀器測試電路的參數(shù)，分析實驗結(jié)果。通過這個過程，學生對每個實驗已有充分的了解，可以快速地完成硬件實驗，尤其是對于設(shè)計性實驗，可以節(jié)省大量的器件選擇的時間。

Multisim軟件是常用的電路設(shè)計和仿真軟件，具有直觀友好的圖形界面、強大的虛擬儀器功能，能提供直流工作點分析、交流分析、瞬態(tài)分析等完備的分析手段，可以方便地進行非線性電子線路輔助教學。

以非線性電子線路實驗中的調(diào)制與解調(diào)電路為例。在實驗開始前，學生可以給出設(shè)計方案和原理圖，利用Multisim軟件畫出原理圖電路，并用虛擬儀器雙蹤示波器分別觀測輸入調(diào)制信號波形、已調(diào)波波形和解調(diào)信號波形。學生可以觀察各參量對仿真結(jié)果的影響，也可以改變交直流負載參數(shù)，實現(xiàn)“對角線切割失真”與“負峰切割失真”現(xiàn)象。這調(diào)動了學生的興趣和學習的積極性。Multisim軟件仿真作為模擬教學和實踐教學的橋梁，對解決理論教學與實際動手實驗相脫節(jié)這一難題起到至關(guān)重要的作用。

2.利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輔助教學

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)輔助教學一定程度上彌補了傳統(tǒng)教學的局限性。非線性電子線路實驗教學中用到大量專業(yè)儀器，如頻譜分析儀等，學生普遍反映不易掌握。利用網(wǎng)絡(luò)教學，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)提供相關(guān)儀器的專業(yè)知識，發(fā)布關(guān)于非線性電子線路方面的最新進展等信息，使學生更全面的預(yù)習實驗內(nèi)容。另外，由于學生人數(shù)較多，學生在有限的時間內(nèi)不能完全掌握所學的內(nèi)容，利用網(wǎng)絡(luò)教學，學生可以及時與教師互動，通過網(wǎng)絡(luò)及時解決自己的疑惑，并通過同學們的交流和討論，加深對問題的理解。

五、結(jié)束語

盡管非線性電子線路實驗課程的教學方法改革取得了一定成績，但是在接下來的教學過程中還會遇到各種各樣的問題，唯有不斷充實自己，認真進行教學反思，繼續(xù)進行教學探索和改革，才能進一步地提高教學效率。

參考文獻：

[1] 謝嘉奎.電子線路（非線性部分）[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]李士軍，宮鶴，徐艷蕾.“高頻電子線路”教學研究[J].長春理工大學學報，2012，7（08）：201-202.

[3]石博雅.高頻電子線路實驗教學改革探討[J].考試周刊，2011，（18）.

[4]馬風格，梁夏，李桂香.Multisim在電子線路實驗教學中的應(yīng)用探索[J].實驗技術(shù)與管理，2005，22（12）：73-75.

[5]張奕雄.非線性電子線路實踐教學改革與研究[J].科技教育創(chuàng)新，2010.

安徽大學校級“本科教學工程”教育教學改革研究項目JYXM201339和JYXM201341資助。