教学改革模拟电子技术的论文
教学改革模拟电子技术的论文 一、课程的特点 “模拟电子技术”是电子信息类专业的重要学科基础课程。该课程内容丰富, 既有模拟电子技术的理论分析,又强调模拟电路的工程性和实践性;既要掌握模拟 电子电路的基本概念、基本电路及其分析方法,又要求对电路进行定性分析和近 似分析,学会辩证、全面地分析问题和解决问题。通过本课程的学习,培养学生继 续深入学习和接受电子技术专业知识的能力,培养学生系统的观念、工程的观念、 科技进步的观念和创新意识,学习科学的思维方法。因此,普遍认为该课程“入门 难”,在教学过程中各个知识点的衔接以及各个教学环节的配合十分重要。二、课程结构与基本教学要求 “模拟电子技术”是电子信息类专业及其重要的学科基础课程之一,“电路分 析基础”是与其直接相关的先修课程,此外还包括“高等教学”和“普通物理学”等相 关课程。“数字电子技术”、“电子线路课程设计”、“高频电子电路”、“半导体集成 电路基础”等后续课程与本课程密切相关,传感器原理、嵌入式系统以及毕业设计 等也与本课程的联系比较紧密。结合电子科学与技术、微电子科学与工程的专业 特点,在本课程教学过程中,我们注意本课程与后续课程的内容衔接,尽量避免复 杂的公式推导,注重分析问题能力的培养。
1.课程的基本结构。为使学生对电子电路建立起系统的观念、工程的观念 和创新意识。首先,要培养学生分析问题的能力,使其“会”读图,能对电路进行性定 性分析,其次,要求能够进行定量计算。以我院电子科学与技术,微电子科学与工程 两个专业为例,“模拟电子技术”教学计划共64学时,其中56学时为课堂理论教学,8 学时为实验教学。为进一步培养学生的动手能力,随后安排2周的电子电路课程设 计,作为实践环节的补充。经过比较甄别,采用文献[1]作为基础教材。教材遵循“先 器件后电路,先小信号后大信号,先基础后应用”的规律编排内容,为相关课程的学 习打下较好基础。在应用方面,是围绕信号的放大、运算、处理、转换和产生来 介绍。
2.本课程的教学内容。在教学内容安排上,除去绪论部分,笔者将课程内容 分成4个单元,如表1所示。第一单元讲述常用半导体原理,及其与分立元件组成的 放大电路的原理;二、三单元分别为集成运算放大电路的原理及其应用;关于直流 稳压电源的内容为第四单元。其中每个单元安排2学时的实验课程,分别为三极管放大电路(单级、差分)、运算电路、反馈放大电路和直流电源,考虑与实践环节“电 子线路课程设计”的衔接,仅安排验证性实验。
三、教学模式的改革思路 1.优化教学内容。我们以所选用教材为根本,考虑教学学时有限,以及相关 知识点的衔接,对教学内容做了一些优化。如表1所示,第一单元内容包括半导体器 件及其基本放大电路,以双极性器件为主,单极性器件的学习做好与后续课程衔接 即可。其中多级放大电路部分主要讲述差分放大电路;考虑知识点的连贯性,特别 是把教材第9章关于功率放大电路的内容作为分立元件放大电路的应用,与多级 放大器的输出级部分一起讲授。在此,要特别注意本课程“入门难”在该部分教学 内容中充分体现;例如关于PN结单向导电特点,应避免复杂的理论和公式推导,在 教学时可先由线性电阻的双向导电性对比PN结的单向导电性,比较其伏安特性曲 线,使其特点一目了然。随着信息技术的发展,集成放大电路的应用越来越广泛。
学习第二单元集成放大电路的原理及特点,特别要注意与后续课程“半导体集成 电路基础”的衔接,关于集成放大电路的原理此处应重视其外特性,重点分析集成 放大电路的频率响应和放大电路中的反馈。第三单元,集成运算放大电路的应用, 包括基于集成运算放大器的信号运算与处理以及波形发生与转换电路。此处应注 意与“高频电子线路”课程的衔接,波形发生电路重点讲述RC正弦波振荡电路即可, 在内容上要避免不必要的重复。第四单元,直流稳压电源,讲述小功率整流滤波电 路和串 2.合理安排相关知识点的教学顺序。为培养学生综合应用所学知识解决问 题的能力,要明确“学以致用”的道理;即学习器件原理的目的是为了组成功能电路。
遵循这个理念,合理安排相关知识点的教学顺序,深刻领会知识点的内涵是教学过 程中一个重要环节。首先,针对第一单元知识点的教学顺序做了一些调整。在学 习三极管基本原理后,接下来便是三极管基本放大电路的学习;其次,考虑为CMOS 集成电路的学习打下基础,关于场效应管原理其基本放大电路的学习虽非重点内 容,但却是必不可少的。另外,关于差分放大电路以及互补输出电路的学习,需注意 与集成运算放大电路的关系。第三单元分析非正弦波发生电路是一个难点,在教 学过程中应引导学生应用“电路分析基础”课程“RC电路三要素法”定理分析非正 弦波发生电路工作原理,则问题可迎刃而解。“电路分析基础”课程中所学“电流节 点定律”、“电压回路定律”、“线性电路叠加原理”、“戴维宁定理”和“诺顿定理” 等理论是从事模拟电子线路分析的基本定理,必须牢记。
3.完善多媒体教学课件,做好板书与多媒体教学相结合。多媒体教学以信息量大、图文并茂等优点,在当前电子信息类专业课的教学已普遍采用,很多教材配 套多媒体课件,甚至出现在课教学过程中完全丢弃板书的现象。但必须注意多媒 体教学节奏快,学生很难有时间做课堂笔记,容易产生“夹生饭”。对此,我们首先完 善了与教材配套的多媒体教学课件,根据上文3.1和3.2所述优化教学内容和知识 点顺序,特别参考相关文献对一些知识难点分解、细化,经过近3年的不断完善基本 形成具有特色的“模拟电子技术基础”多媒体课件。同时,对一些比较适合板书讲 解的知识点,注意做好传统板书与多媒体相结合;例如二极管整流滤波、放大电路 图解分析法、放大电路交流等效电路、非正弦波发生电路的过程分析等,在讲解 过程中通过板书一步步地画出相关波形有利于充分理解其内涵,培养学生的学习 兴趣、增强学生的自主学习和实践动手能力。
4.以能力培养为导向,充分调动学习主动性。以能力培养为导向,注重学生 的综合素质与创新能力的提高。探索师生互动的课堂教学模式,提倡和鼓励学生 自主学习,让学生真正参与教学。以应用为背景,采用提问的方式,激发学生学习兴 趣,破解本课程“入门难”的问题。在一轮教学过程,按照“回顾要点—提出问题—分 析问题—当堂小结”的顺序组织授课内容,除了要求完成相应的作业题目,每个知 识点均设计1~2题小结性质的问题进行提问,并引导学生当堂解答,或作为课后作 业在下次课随机抽取学生讲述该题目的解答,鼓励学生发表见解,大胆质疑。以此 使学生充分参与教学,激发学习兴趣,调动其学习积极性。
5.充分利用现代教辅手段改革当前教学手段。随着信息技术的发展,现代教 辅手段在教学过程中得到广泛应用。针对模拟电子技术的学习,为培养学生实践 能力,坚持理论仿真与实践相结合。我们选用Multisim电路仿真软件演示相应功能 电路的工作过程,以加深理解。以此对学生选用相关仪器测试电路的方法,以及电 路设计和电路故障诊断的能力进行虚拟训练。当前网络学习方兴未艾,进一步如 何充分利用网络教学平台,建立教学网站,实现资源共享,进一步可开设基于网络 平台的讨论,以此作为课堂教学的有益补充。在“模拟电子技术基础”课程的教学 实践中,通过引入多种功能电子电路的进行原理分析,组织学生进行扩展练习,激 发了学生的学习兴趣;在深入理解基本理论的基础上培养学生分析问题和解决问 题的能力,为电子技术在专业中的应用打好基础。我们以制定2013版教学计划为 契机,通过一系列教学改革手段的实施,取得良好教学效果。以电子科学与技术专 业2012级为例,教学评价得分分别为93.26;集成电路设计和系统集成该专业2013 级教学评价得分为93.13。