“模拟电子技术”立体式教学模式改革

时间:2022-05-31 14:28:02 来源:网友投稿


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摘  要:文章针对模拟电子技术课程的特点,结合传统教学模式的不足,遵循以学生为本的教学理念,从教学资源、教学环节及考核机制三方面提出了立体式教学模式的改革,更注重和强调学习的过程化和实践性。教学实践结果表明,该方法合理有效,大大激发了学生学习兴趣,促进了学习主动性,改善了教学效果,培养学生的创新思维,提高其实践及综合应用能力。

关键词:模拟电子技术;立体式教学模式;教学模式改革

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2019)09-0123-03

Abstract: In view of the characteristics of analog electronic technology course, combined with the deficiencies of traditional teaching mode and following the student-oriented teaching concept, this paper puts forward the reform of three-dimensional teaching mode from three aspects of teaching resources, teaching links and assessment mechanism, it pays more attention to the process and practicality of learning. The results of teaching practice show that the method is reasonable and effective, which greatly stimulates students"interest in learning, promotes learning initiative, improves teaching effect, cultivates students" innovative thinking, and improves their practical and comprehensive application ability.

Keywords: analog electronics tcehnology; three-dimensional teaching mode; teaching mode reform

引言

模拟电子技术是一门电气工程、自动控制、信息工程、机械工程等工科电气电子类专业的重要专业基础课程[1,2]。它以各种半导体电子器件及放大电路为主要研究内容,通过对器件特性的了解,熟悉电子电路的分析和设计方法,培养并提高学生的实践能力、创新能力和综合分析与设计研究能力。

模拟电子技术课程具有概念多、电路多、分析方法多、抽象性强、实践性强、技术发展快等特点,使得它长期以来被学生们视为专业技术课中难学、难懂、考核成绩低的魔鬼课程。在教学过程中,很大程度上是一种以课堂知识内容为中心的被动的“灌输”授课方式,理论与实践相分离,学生拥有较少的主动权,因此缺乏学习积极性和主动性、独立思考能力弱、创新创业能力差,不能很好地实现学以致用的效果[3,4]。

本文针对这种现状,借助于精品课程建设的契机,提出一种立体式教学模式,从教学资源、教学环节、考核机制等方面对“模拟电子技术”课程进行改革与探索,摆脱以书本和教材为核心的教育模式,真正实现以学生为核心的现代化教育模式。

一、立体式教学模式总体方案

从实质上来说,模拟电子技术的学习贵在应用,动手实践是成功学好这门课程的必经之路。另外,当前互联网时代,先进的“互联网+”模式为我们提供了良好的资源获取平台。因此,借助于互联网平台,以实践和应用为重心,建立了一种立体式的教学模式结构,如图1所示。

教师借助微信平台“雨课堂”APP对班级学生及学习资源进行管理:上传PPT课件、课程教学视频、预习资料(参考资料、实验指导、实验套件、仿真电路)等。课前学生按要求完成预习内容。在课堂教学过程中,由“实验套件”搭建实例电路进行功能演示,引出原理内容,并结合multisim軟件仿真平台,对元器件特性或电路结构进行分析与总结,再由学生借助“实验套件”,亲自动手实践,进一步巩固原理知识,并发挥创新思维实现学以致用。课后,学生可通过“实验套件”和multisim软件仿真平台进行自主学习和电路开发、设计。考核采取平时成绩(包括套件搭建硬件电路、软件仿真、习题与自测)与期末成绩综合评定的方式,更注重学生实践、应用及综合能力的培养。

一方面,所有学习资料上传于精品课程网站,供学生随时下载使用;另一方面,借助微信平台“雨课堂”APP根据需要随时发布通知公告、预习要求、PPT课件、电路仿真模型、作业习题等,并以数据汇总分类的形式了解学生学习情况,实现灵活、互动、多种方式可选的立体式教学模式。

“BJT三极管及其放大电路”是模拟电子技术课程中最典型、最重要的内容,因此,下面以这部分内容为例,从教学资源、教学环节、考核机制三方面详细阐述立体式教学模式。

二、量身定做教学资源,延伸课堂教学

“BJT三极管及其放大电路”这节包含两个主要内容:一是BJT器件的特性——单极结型晶体管,是一种电流控制电流型的器件;二是以BJT为核心元器件的放大电路,如何实现交流小信号的放大功能。因此,课前需要准备相关内容的PPT课件及预习要求、软件平台搭建的仿真电路、参考资料(BJT产品手册)等,并将上述资料通过网络微信平台“雨课堂”APP发布至相应的班级,如图2所示。

学生通过及时预习,根据自身需要选择适宜的知识获取方式,使各种学习资源达到充分利用,将课堂学习时间和学习内容延长至课外,带着问题预习与思考,以问题驱动式的学习模式获取知识,不断提高其思辨能力。同时,教师能够随时与学生互动,及时得到反馈信息,随时调整课堂进度和案例内容。改变了传统的封闭式、单向教学和学生机械式、死记硬背式的被动学习模式。课后,学生按复习要求完成“习题与自测”,不会的内容作以标记,或在讨论区发布问题与解答,实现良好的师-生、生-生互动;还可以借助方便携带、使用灵活的“实验套件”实现电路拓展与研发,提高动手能力和创新式思维。这种方法,在很大程度上降低了课程的学习难度,大大激发了学生的学习热情。

三、精心设计教学环节,提高课堂效率

在课堂授课环节,演示一个实际三极管放大電路案例——“昆虫搜索器”,如图3所示。

昆虫搜索器[5]是一个三极管放大电路的实际案例,其实质是一个话筒放大器,将搜索器朝向某个方向,远处有昆虫的声音传来时,聚焦盆将声音聚集至话筒,经放大后就可从耳机中听到声音。以生动有趣的实例演示为引子,进一步详细讲解三极管的放大作用,充分发挥multisim仿真软件的优势,在仿真平台搭建电路模型,如图4所示,对电路的工作原理进行分析和讲解。因具备了前述充分的预习环节,晦涩、抽象、难懂的原理性内容变得简单、易懂。

掌握了基本原理之后,让学生自己动手用“实验套件”搭建电路并调试,使其掌握电气参数的测量方法、放大电路静态工作点的调试,体会放大电路的功能,分析截止失真和饱和失真的原理及处理办法。进一步地,完成进阶和拓展内容——一个“多媒体音箱”电路的设计与实现[6,7],其电路图如图5所示。由课内讨论环节,展开电路构成与设计的讨论,让学生进一步了解互补三极管在组成、极限参数和电气特性等方面的特点,并进一步理解互补三极管的应用,最终实现功率放大,以驱动扬声器还原音频输入信号。

这种以实例演示→原理讲解→实际操作→拓展应用的课堂教学方式,以问题和实践驱动教学,使得授课内容通俗易懂,同时大大提高了学生的学习兴趣,调动了学生主动学习的积极性,活跃了课堂气氛,提高了课堂教学效率,并增强了学生的实践动手能力,培养了其创新性和设计性思维能力。

四、新型公正的考核机制,重过程、轻结果

考核制度是督促学生学习的动力之一,也是反馈学生对知识掌握程度的方式之一。传统的考核方式大多为闭卷笔试形式,一考定音,一部分学生通过考前突击应考,考试成绩在很大程度上并没有反映真实水平和实践能力。这种传统的考核方式“重结果,轻过程”,存在以下弊端:有些学生平时不努力,考前突击,60分万岁,考试完也不知道学会了什么,对课程内容不能充分理解和掌握;还有些学生平时动手能力强,但不善考试,不能取得很好的成绩,甚至考试不及格。

本文提出了一种新型公正的考核机制,促使学习重过程、考试重过程,以分阶段、多形式的方式进行考核,重在培养学生的创新思维、设计思维及实践能力和应用能力。针对课程的基础知识部分、重点难点部分和课内外互动部分,以不同的方式进行考核,并综合评定,分配比例如图6所示,基础知识占30%,重点难点占40%,课内外互动占30%。

1. 基础知识。以章节为单位,对相关基本概念及原理以选择题或判断题的形式进行考核。按照授课进度,分阶段将试题发布至网站,学生完成答题自测,由电脑计时、评分,学期末进行汇总和成绩评定。

2. 重点难点。课程的重点难点内容沿用传统的闭卷考试方式于学期末进行,主要由分析题及综合计算题构成,考查学生对电子电路的综合分析及应用能力。

3. 课内外互动。这部分内容包括课内和课外两部分,由课内提问、讨论、“雨课堂”APP随机发布的问题答题、套件搭建硬件电路、软件仿真、考勤,以及课外的作业、套件搭建硬件电路、软件仿真练习,进行综合评定。

这样的考核方式更公平、公正,更注重学习的过程,更适宜循序渐进地培养学生的实践、应用及综合能力。

五、结束语

此次教学改革,借助当前互联网时代的网络平台,充分合理利用资源,从教学资源、教学环节及考核机制三方面对模拟电子技术课程进行了教学模式改革及完善,摆脱了以书本和教材为核心的教育模式,真正实现了以学生为核心的现代化教育模式。

通过改革,将课件、视频、试题、文本资料、实验套件、仿真软件等多元化资源大融合,灵活运用于课堂活动、预习、考核、互动等课内外各个环节,融会贯通,延伸课堂教学环节,以立体式教学模式大大激发了学生的学习热情,降低了课程学习难度,培养了动手能力和创新式思维,提高了实践及综合应用能力,改善了教学质量。

参考文献:

[1]康华光.电子技术基础模拟部分(第六版)[M].北京:高等教育出版社,2013.

[2]童诗白,华成英.模拟电子技术基础(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2015.

[3]任玲,岑红蕾,张宁.“电子技术”课程翻转课堂教学设计研究[J]. 电气电子教学学报,2017,39(2):66-69.

[4]王迷迷,郑英,黄丽薇,等.“模拟电子技术基础”课程教学改革探索[J].电气电子教学学报,2016,38(5):26-29.

[5]杨欣,胡文锦,张延强.实例解读模拟电子技术完全学习与应用[M].北京:电子工业出版社,2013.

[6]赵春华,张学军.Multisim9电子技术基础仿真实验[M].北京:机械工业出版社,2012.

[7]程静,谢丽蓉,常翠宁.EDA技术在“电子技术基础”课程中的应用与实践[J].工业和信息化教育,2014(5):59-62.

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