张鹏举,郭改枝,戚桂美
(内蒙古师范大学计算机与信息工程学院,内蒙古呼和浩特 010022)
模拟电路课程建设的研究
张鹏举,郭改枝,戚桂美
(内蒙古师范大学计算机与信息工程学院,内蒙古呼和浩特 010022)
本文结合电气信息类模拟电路课程的教学实践,研究模拟电路课程的建设与发展,主要探讨了教学理念革新、教学内容体系的优化、教学手段与教学方法改革、实验和实践教学环节以及师资队伍建设等方面。
模拟电路;课程建设;教学改革
模拟电路(以下简称模电)课程是电子信息类专业的核心专业基础课,也是电子信息类专业整个知识和能力体系的重要支柱之一。它在专业课程设置中起着承上启下的重要作用,是学生能否学好专业课的基础和关键,模电的教学效果对后续课程的学习具有关键的影响力。为了培养“厚基础、宽口径、大专业”以及综合素质高的复合型人才[1],切实培养学生的思维能力和应用知识分析解决实际问题的能力,本文对模电课程的教学理念、教学内容、教学手段和方法以及实验或实践性教学等进行了深入的探讨。
模电课程教学面临的基本矛盾是膨胀的知识量与有限的学时之间的矛盾。基本矛盾激化带来的问题是:讲授得越来越多,教会得越来越少;学生离课程和学科的精神实质越远;间接经验越来越多,直接经验越来越少;课内负担越来越重,动手实践的机会越来越少。由此而产生的后果是我们希望培养拔尖创新型人才,却事与愿违,这值得我们反思。根据美国布鲁纳的“学科结构论”:繁多的知识之间是相互衔接成体系的,知识体系是建立在为数不多的“基本结构”基础之上的,这种基本结构有助于全面理解;有助于防止遗忘;有助于能力迁移;有助于缩小初等知识与高深知识之间的鸿沟。模电课程教学要促进认知能力的发展,要在掌握学科基本结构的同时获得最好的智力发展,逐步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。
模拟电路是大学二年级学生必修的一门专业基础课,学生普遍反映其专业术语抽象,内容枯燥,基本概念多,难学、难掌握。针对这种状况,我们确立“以器件为基础,信号为主线,基本单元电路为重点,适当引入新型电路与技术”的教学思路,在内容体系方面,先基础后应用、经典与现代结合、理论与实践并重。以此为指导,将教学内容整合为常用半导体器件、放大电路、信号处理与运算、信号产生与转换、电源五大模块。课程内容涉及面要宽,要有一定的前瞻性,但深度要适度,避免陷入烦琐的理论推导。重点讨论器件的外特性和应用、各种基本放大电路的分析方法、集成运放的基本应用电路,使每个模块只有一个主干,每节只解决一个或两个问题,这样有利于学生主动学习与思考。
探索以学生为中心、以能力培养为主线、以素质提高为目标的教学方法,以及理论、实践、研究相结合的教学模式[2]。
采用发现法教学,打破学生在应试教育中形成的“课堂是输入,学习是存储,考试是输出”学习习惯,学会科学的学习方式和思维方法。启发学生独立思考,通过自己学习来发现知识、掌握原理,实现目的,使学生体味成功的快乐。做好每节课堂教学设计,每一节课要提出问题,准确表述,引导思考,探索求证,解决问题,总结规律,产生问题,留有余地。在教授本课程时,要讲清器件、电路产生的背景和需求、在系统中的作用、组成结构、分析方法、存在的新问题等,再现“器件、电路的获得过程”;使得学生虽然学的多是“间接知识”,但在教学过程中有“新发现”,有“新发展”的自信心,激发其求知欲和创造欲。例如在讲解差分放大电路的四种接法时,就可以不断提出问题:典型静态工作点稳定电路的优点和缺点是什么?怎样克服零点漂移?怎样克服放大能力的削弱?怎样实现共地?从而很自然地引出长尾式差分放大电路,而双端在实际中应用不多的原因是什么?单端与双端有何差别?最后给出4种接法的比较,让学生在提出、分析和解决问题的过程中,体会该节内容的联系和发展[3]。
采用项目驱动式教学,以项目为主线,教师为主导,学生为主体,把学生的学习活动与学习任务相结合,引导学生自主探索问题的解决方法,以此驱动学生的兴趣与动机。安排“音响放大器的制作与调试”、“万用表的制作与调试”作为贯穿全课的核心实例,将核心实例设计为多块单元电路板组成,学生每学完一个单元就将该单元电路板与前面所学过的单元电路板拼装在一起,当所有章节学完后,一个完整的整机项目也就制作完成。学生从第一堂课起,自始至终都积极投入对实例系统的调试、改进的实践中,由于学习目标明确,学习动力足、学习积极性空前高涨,极大地推进学习过程。
将课程的大纲、教案、习题、教学参考书、实验实习设计指导书、课件、参考学习网站等教学资源与学生共享,开设网上答疑区,为学生采用多种方式学习提供有利条件。教学过程中采用讲授、讨论、学生讲课、习题课等多种方式,传统教学方式的优点是讲课节奏的流畅,师生交流的融合,信息保留时间较长。多媒体教学则生动形象、信息量大,对一些教学和实验都无法透彻理解的内容,可利用EDA仿真结果来演示。逐步形成传统教学与多媒体教学的有机结合,课堂教学和网上学习相结合,理论教学与实践环节相结合,电路理论分析与EDA仿真分析相结合的立体化教学手段,着重培养学生实际工作能力和终生学习能力。
理论教学是基础,但实验教学并非处于从属地位。对实验教学内容进行更新、整合,重构实验教学体系,提出基础实验,以模拟/数字系统的设计、仿真、焊接和调测为主的大型实验,以课外科技活动和“电子设计竞赛”为主的综合提高型实验三个层次改革方案。建立由简单到复杂、由基础到综合的循序渐进的实验教学内容体系。实验教学理念是以学生为主体,以教师为主导,在实践中加强学生对专业知识和技能的掌握,提升学生工程实践能力和学生创新能力。压缩验证性的实验,加强综合性、设计性的实验,成立电子科技兴趣小组,鼓励和指导学生参加全国大学生电子设计竞赛、全国挑战杯科技竞赛、全国大学生机器人竞赛等活动。实现实验内容层次化、递进式,时间、空间和内容全方位开放[4]。
师资队伍是精品课程建设的根本任务之一,建设一支适应现代高等教育发展需求的教师队伍是当务之急。近几年来,以模电课程教学队伍为例,切实加强师资伍建设,提高教师学术水平和教学能力。引进或培养博士,提高总体学历水平;坚持拜师制度,“以老带新”、“优势互补”;坚持教师要有明确科研方向,坚持教学与科研紧密结合;坚持青年教师走出校门、学习国内外一流大学的先进经验,因而逐渐建成了一支师德师风好、教学经验丰富、教学业务水平高、年龄结构与学历结构合理的教学队伍。既有学术水平高、教学水平高的主讲教师,又有实力雄厚的后备力量,保证了模电课程的质量和课程建设的可持续发展[5]。
总之,课程建设是一项综合性的系统工程,是一个不断发展的过程,需要因校制宜,持之以恒。
[参 考 文 献]
[1]教育部.关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知[R].教高[2003]1号.
[2]教育部.教育部财政部关于实施高等学校本科教学质量与教学改革工程的意见[R].教高[2007]1号.
[3]童诗白,华成英.模拟电子技术基础[M].4版.北京:高等教育出版社,2006,146-156.
[4]侯加林,姿伟,等.模拟电子技术课程的教学方法改革[J].电气电子教学学报,2008(6):108-110.
[5]王平,傅丰林.浅谈模拟电子线路基础精品课程的建设[C].北京:中国电子教育学会高教分会2009年论文集,2009:47-49.
G642.3
A
1008-178X(2013)01-0138-02
2012-12-30
张鹏举(1972-),男,内蒙古呼和浩特人,内蒙古师范大学计算机与信息工程学院讲师,硕士,从事EDA及嵌入式应用研究。