Question

教你三步看懂电路图【模拟电路基础课程教学改革研究与实践】

Answer 1

　　摘 要:为加强学生实践能力的培养，切实提高教学质量，本文针对《模拟电子技术》课程教学中存在的几个现实问题，提出了课程教学改革的意见。 　　关键词:模拟电路基础 电子设计 教学改革
　　
　　模拟电路是我校电气信息类专业的专业主干基础课，是整个信息技术的基础，对实现专业人才培养目标有着十分关键的作用。正如教学基本要求中所指出的:“本课程在教学内容方面应着重基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面应着重设计构思和设计技能的基本训练。”
　　通过该课程的教学，学生能够全面系统地掌握模拟电路的基本知识、基础理论和基本方法，能够以工程实践的观点对一般性的、常用的电子电路进行分析和计算，具有较强的读图能力和简单电子电路的设计能力。学习和应用EDA工具进行电子电路的分析、设计和仿真，能够为学生以后深入学习电子技术某些领域中的内容，以及在上述专业中的应用打下良好的基础。
　　
　　一、教改内容设计
　　
　　(一)改革传统的教学形式
　　为了加强对学生自主学习能力的培养，也为了适应课程学时压缩的现状，应当改变传统的“讲全、讲细、讲透”的教学观念，侧重于对重点问题与难点问题的充分讲解，重视对分析与解决问题方法的讲授。选择一部分学生通过自学就能够理解与掌握的次要教学内容，通过采用引导性学习结合答疑的方式达到教学目的。
　　课堂教学是传授知识的主要阵地和渠道。模拟电路基础是一门工程性和实践性很强的课程，因此，模拟电子电路实验教学是一个十分重要的环节。同时传统的教学形式相对单一，课程中有许多内容过程复杂、抽象，难以口头表述，学生理解费力，传统教学方法难以奏效。
　　(二)课程的教改理念
　　当前，知识要更新，学时要缩短，教学手段必须先进。针对传统教学的不足，我们对该课程的建设开展了长时间、广泛深入的研究，在加强立体化教材建设的思想与理念的指导下，科学地构建课程内容与体系，恰当地采用新型教学手段与方法。课程的重点讲课内容在基本电路的原理分析的基础上，更多地注重基本电路的组成原则、电路结构的构思方法以及系统结构化设计的思路等方面；实验教学改革为三个层次的实验课，分为验证性基础实验、综合性实验和设计性实验。这些都更有利于培养学生综合应用、系统集成和创新的能力。
　　
　　二、教改实践
　　
　　模拟电子电路实验课通过试验手段，使学生获得模拟电子技术实验的基本知识和基本技能，并运用所学理论来分析和解决实际问题，提高分析解决实际问题的能力和实际工作能力。培养学生正确使用常用电子仪器是模拟电子技术实验教学的基本要求，因此在内容安排上，除安排基础性单元电路试验外，还要把常用电子仪器的使用贯穿于每个实验内容中。在实验所使用的元器件的选用方面，要适应现代科学技术发展的要求，应以分立元件的实验为引导，突出集成电路的实验。在具体实施时，重点放在使用方法和功能上，对内部结构和原理不去详细分析。
　　根据不同专业具体实验内容不同，笔者针对不同专业，设定了两套实验方案，以适应不同的需要：
　　（一）模拟电子电路课件
　　模拟电子电路实验分三个层次进行：
　　（1）验证性实验。它主要是以电子元器件特性参数和基本单元电路为主。根据试验目的、实验电路、仪器设备和较详细的实验步骤，通过试验来验证模拟电子技术的有关理论，从而进一步巩固学生的基本知识和基本理论。
　　（2）提高性实验。学生根据给定的实验自行选择测试仪器，拟定实验步骤，完成规定的电路性能指标测试任务，从而进一步掌握电路的工作原理。
　　（3）综合性和设计性实验。学生根据给定的实验题目、内容和要求，自行设计实验电路，选择合适的电子元器件来组装实验电路，拟定出调整测试方案，最后达到设计要求。通过这个过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的独立工作能力。
　　1.解决传统教学中的讲授难点
　　例如，在讲述一个基本放大的电路中的瞬时电流与电压随着输入信号变化而变化的情况时既费时又费力。采用多媒体技术，通过动画就能动态地演示这些瞬时信号变化的情况，使学生对这部分的内容形成一个完整、清晰的概念。
　　科学有效地使用多媒体进行教学还成为解决教学内容与学时之间矛盾的有效途径。多媒体技术能够灵活、动态地进行图形、图像的演示，使教学内容化难为易、化繁为简。大量的图形、图像、文字等预先存储在计算机内，使得多媒体教学能够很大程度上节约教师在课堂上的简单劳动时间，从而使教师能够将更多的精力与时间集中在重点与难点问题的讲解上。
　　课件发挥了多媒体的综合优势，重点解决传统教学中的讲授难点，将一些黑板教学不易描述讲清、学生难以理解、实验中又看不到的现象直观而形象地展示出来。用了该课件，教师讲解省力，学生感到形象生动、理解轻松，使学习由难为易。
　　2.变枯燥的结构内容为形象的内容
　　加强设疑、激疑、适时释疑，调动学生的学习兴趣。兴趣是求知的源泉和动力，浓厚的学习兴趣可以使学生产生强烈的求知欲。教师应抓住学生对新鲜事物有强烈的好奇心、求知欲等心理特征，加以适当的引导，激发学生的求知欲，培养学习兴趣。“学起于思，思源于疑”，教学过程实际上也是设疑、激疑、适时释疑的过程。陶行知先生说:“发明千千万，起点在一问。”教学过程中，要善于精心设疑，创造问题情景，激发学生好奇心和求知欲;适时灵活释疑，增强创新意识。设疑、激疑，并在适当的时候结合工程实际进行解答的教学方法，一方面，表面上看不符合常理的答案会引起学生的好奇心和探索欲;另一方面，也给学生留下了足够多的时间去探究原因，这对爱动脑筋钻研的学生来讲是一次很好的锻炼机会;再一方面，将工程中的实际问题与原理性计算准则联系起来，增强了理论与实践之间的联系，加强了课程之间的联系，形成了前后呼应统一的效果。实践证明，《模拟电子电路》课程教学方法的改革，缓解了课程内容多课时少的矛盾，可以在较短的课堂教学时间内向学生传授更多、更新的模拟电子电路知识，使学生尽快地适应专业基础课的学习，提高学习兴趣，巩固所学知识，更好地培养学生的分析问题、解决问题的能力及工程意识和创新设计能力，从而取得更好的教学效果。
　　(二)电子设计EDA课件
　　电子设计是模拟电子电路基础课程的最后一个教学环节。在设计中将所学内容综合用于设计实践中，对培养学生的设计能力起重要作用。
　　1.具有新颖的教学创意
　　电子设计EDA课件从整体设计到各模块的构思都使人耳目一新，每个模块下都有二级子菜单可供选择。如在“多级低频阻容耦合放大器”结构中点击一图片，可观看“多级低频阻容耦合放大器”教学片;又如，针对学生第一次面对“自动水龙头”这类较为复杂的电路图感到无从下手的畏难情绪，我们按照电路设计原则，制作了设计顺序动画，引导学生一步一步地完成电路草图的绘制，学生既节省了时间，又掌握了设计技巧，当设计结束看着自己的第一个作品时学生们感到收获很大。课件将以往设计中出现的问题用EDA来解决，体现了多年的教学经验与现代化教学手段的完美结合。
　　2.结合实际应用制作的电子教学片
　　为了突出理论知识与实际应用的辩证关系，我们制作了电子电路教学片，从现场拍摄、录制到编辑，反映了电子产品的发展变化路程以及最新产品。通过播放，学生不仅了解到各种电子电路、电子元件的结构特点及应用场合，还扩大了视野，感受到电子产品的丰富多彩与应用领域的广泛性，从而激发了学习兴趣。
　　3.仿真装配
　　复杂的电路分析时比较复杂，使用仿真装配，可真实地再现电路中各电子元件的相对位置、装配关系及安装顺序，可反复观看，以帮助学生了解其结构工艺。
　　4.开发了具有选题、正误判断和最新记分系统的答辩模块
　　电子设计由于时间紧、学生人数多，学生很难考虑和回答较多的问题，教师也不能全面了解每个学生掌握知识面的情况，以便合理地给出成绩。为此可开发制作具有选题、正误判断和记分系统的答辩模块，并将选题按不同的知识点划分为理论计算部分、结构设计部分等五类。教师在各部分中点选题目，学生选择答题后，立即给出正确或错误的判断，当选择交卷时，即给出答对和答错的题数及所得分数。该课件的使用不仅改变了答辩时间紧、提问不全面的状况，还调动了学生学习的自觉性。
　　总之，模拟电子电路基础课件和设计课件综合运用了计算机图形、图像处理技术、音频处理技术、影像编辑技术、仿真技术和美学、文学等人文学科知识，充分利用各种软件制作整合，组成了具有集成环境的多媒体EAD课件，为模拟电子电路基础课程的整个教学过程提供了现代化功能较为齐全的多媒体教学环境。
　　
　　结束语
　　
　　上述两个课件融入了我们多年的教学经验和体会，利用了现代化立体化的教学手段，真正实现了复杂问题简单化、抽象问题直观具体化、静态问题动态化、间接问题直接化，在模拟电子电路基础课程的整个教学中发挥了积极作用。不仅提高了教学效率和教学质量，而且通过多媒体的教学环境，给学生以亲切自然的感觉，真正做到了寓教于乐，受到学生的普遍欢迎。随着教学改革的深入、学科建设的进行和课程体系的调整，我们及时转变教育观念，紧密围绕机械设计人才的培养目标，提出了对学生进行设计能力、创新能力、工程意识培养。
　　
　　参考文献:
　　[1]教育部.关于加强高等学校本课教学工作提高教学质量若干意见[R].教高[2001]4号.
　　[2]童诗白，华成英.模拟电子技术基础(第三版)[M].高等教育出版社，2001.
　　[3]孟秀玲.《模拟电子技术》课教学难度的分析及对策[J].装甲兵工程学院学报，2001，15(4):75-79.
　　[4]张家全.利用信息技术促进教学过程的改善[J].教育研究，2001，(10):46-51.